BRPI0913110B1

BRPI0913110B1 - Dispositivo e processo de montagem de uma linha flexível sobre uma estrutura e instalação de exploração de fluido

Info

Publication number: BRPI0913110B1
Application number: BRPI0913110-8A
Authority: BR
Inventors: Sylvain Routeau; Tegwen De Kerdanet
Original assignee: Technip France
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2019-03-26
Also published as: US20110162747A1; MY153372A; NZ589595A; AP2010005500A0; FR2931867B1; AU2009264058B2; US8596912B2; FR2931867A1; AP3044A; AU2009264058A1; EP2315905A1; BRPI0913110A2; WO2009156639A1; EP2315905B1

Abstract

dispositivo e processo de montagem de uma linha flexível sobre uma estrutura e instalação de exploração de fluido este dispositivo compreende um órgão rígido oco (40) e um limitador de curvatura ( 42) móvel em relação ao órgão rígido oco (40). ele compreende meios ( 46) liberáveis de imobilização axial do limitador de curvatura ( 42) sobre a linha flexível (18), pelo menos, num primeiro sentido ao longo de um eixo (x-x') de circulação. os meios (de imobilização axial 46) compreendem um órgão de travamento (90), solidário, axialmente, com a linha flexível (18) e um órgão de engate (92) do órgão de travamento (90), solidário, axialmente, com o limitador de curvatura ( 42) estes órgãos (90, 92) são móveis um em relação ao outro em tomo do eixo de circulação (x-x') entre uma configuração de imobilização axial da linha flexível ( 18) no limitador de curvatura ( 42) e uma configuração de circulação axial da linha flexível (18) através do limitador de curvatura (42).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de montagem de uma linha flexível numa estrutura, do tipo compreendendo:

- um órgão rígido oco, destinado a ser solidário com a estrutura, delimitando o órgão rígido oco uma passagem de circulação da linha flexível;

- um limitador de curvatura, delimitando uma abertura de inserção da linha flexível, apresentando a abertura de inserção um eixo de circulação da linha flexível, podendo o limitador de curvatura deslocar-se em relação ao órgão rígido oco entre uma posição afastada do órgão rígido oco e uma posição montada no órgão rígido oco;

- meios liberáveis de imobilização axial do limitador de curvatura na linha flexível em, pelo menos, um primeiro sentido ao longo do eixo de circulação, para deslocar, conjuntamente, a linha flexível e o limitador de curvatura em relação ao órgão rígido oco entre a posição afastada do órgão rígido oco e a posição montada. [0002] Estes dispositivos de montagem são utilizados em instalações de exploração de hidrocarbonetos numa extensão de água, compreendendo, por exemplo, uma estrutura rígida fixa no fundo do mar, uma estrutura oscilante presa no fundo do mar ou uma estrutura flutuante, tal como um suporte naval de superfície, uma plataforma semi-submersível, uma coluna vertical flutuante ou um navio.

[0003] A linha flexível a montar na estrutura é, por exemplo, uma conduta flexível ascendente de transporte de fluido, designada pelo termo inglês “riser”. Entende-se por «condutas flexíveis» as descritas nos documentos normativos publicados pelo American Petroleum Institute (API), API 17J e API RP 17 B e bem conhecidos pelo especialista na técnica. Mais geralmente, a linha flexível pode ser um feixe compósito de tipo «bundle», um conjunto de cabos de ligação ou de cabos elétricos. [0004] Um dispositivo de montagem do tipo acima mencionado é utilizado quando da instalação e da conexão da linha flexível à estrutura em superfície.

[0005] Para esse efeito, para reduzir os riscos de deterioração da estrutura e da linha flexível, é normal imergir a linha flexível na extensão de água sob a estrutura

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2/18 em superfície e fazê-la subir até a zona de conexão situada sobre a estrutura em superfície através de um guincho. Esta conexão é designada pelo termo inglês «pullin».

[0006] A linha flexível é guiada sobre a estrutura introduzindo-a através de um tubo rígido oco solidário com a estrutura orientado verticalmente que constitui uma manga de proteção. O tubo oco é, por exemplo, do tipo «l-tube» ou «J-tube».

[0007] Na saída superior do tubo, a linha flexível é conectada à instalação de superfície.

[0008] Para evitar deteriorar a linha flexível, nomeadamente sob o efeito da agitação da água susceptível de a fazer entrar em contacto com a estrutura, é normal engatar, em torno da linha flexível, um limitador de curvatura apto a impor, localmente, um raio de curvatura superior ao raio de curvatura mínimo que a linha flexível pode ocupar.

[0009] Na sequência do texto, entende-se por limitador de curvatura os limitadores de curvaturas constituídos, por exemplo, por órgãos rígidos articulados denominados «vértebras», os reforçadores constituídos, por exemplo, por blocos moldados em matéria plástica, bem como as combinações destes órgãos.

[0010] Um reforçador é, por exemplo, disposto em torno da linha flexível, na vizinhança da sua extremidade superior, para cooperar com o tubo oco, quando da inserção da linha flexível no tubo.

[0011] Para esse efeito, num primeiro tempo, o reforçador e a linha flexível são deslocados, conjuntamente, para a extremidade inferior do tubo oco até a inserção parcial do reforçador no tubo oco. Depois, em segundo lugar, a linha flexível é deslocada para cima em relação ao reforçador para subir através do tubo oco de modo a ser ligada à estrutura de superfície.

[0012] Durante esta segunda fase, o reforçador é mantido imóvel, em translação, no tubo oco, por encaixe e/ou fixação através de braçadeiras de aperto.

[0013] Para efetuar sucessivamente estas duas etapas, conhecem-se sistemas de tração que utilizam, pelo menos, dois guinchos distintos. O cabo de um primeiro guincho é conectado ao reforçador para o fazer subir na direção da extremidade

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3/18 inferior do tubo oco e o cabo de um segundo guincho é conectado à extremidade superior da linha flexível para a deslocar em relação ao reforçador. Este sistema necessita de um controlo preciso para a subida dos cabos e a sua utilização não é, por conseguinte, simples, particularmente quando o tubo oco está dobrado.

[0014] Para resolver este problema, é conhecido, do documento WO 98/23845, que utiliza um guincho único para exercer uma tração sobre a linha flexível e o reforçador, solidarizando temporariamente o reforçador à linha flexível através de um perno apto a ser quebrado.

[0015] Quando da subida do reforçador para a extremidade inferior do tubo oco, o reforçador e a linha flexível deslocam-se em conjunto. Em seguida, o reforçador é fixo à extremidade inferior do tubo. Uma tração suficiente é, depois, aplicada para cima sobre a linha flexível de modo a quebrar o perno para permitir o deslocamento para cima da linha flexível em relação ao reforçador.

[0016] Este dispositivo não é totalmente satisfatório. Assim, este dispositivo da técnica anterior é complexo e necessita de uma grande fiabilidade das peças mecânicas. Além disso, depois de o perno ter sido quebrado, deixa de ser possível desligar a linha da estrutura e, em seguida, tornar a ligá-la à mesma estrutura ou a outra estrutura, sem ter que reinstalar um perno, o que obriga a fazer subir novamente a linha flexível e o reforçador até a superfície.

[0017] Um objetivo da invenção é obter um dispositivo de montagem de uma linha flexível numa estrutura que seja simples de utilizar e que diminua os riscos de deterioração da linha flexível.

[0018] Para esse efeito, a invenção tem por objetivo um dispositivo do tipo acima mencionado, caracterizado por os meios de imobilização axial compreenderem:

• um órgão de travamento, solidário axialmente com um primeiro da linha flexível e do limitador de curvatura, e • um órgão de engate do órgão de travamento, solidário axialmente com um segundo da linha flexível e do limitador de curvatura, sendo o órgão de travamento e o órgão de engate montados de modo a poderem deslocar-se, em rotação, um em relação ao outro, em torno do eixo de

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4/18 circulação, entre uma configuração de imobilização axial no primeiro sentido da linha flexível sobre o limitador de curvatura e, pelo menos, uma primeira configuração, deslocada angularmente, de circulação axial no primeiro sentido da linha flexível através do limitador de curvatura.

[0019] O dispositivo de acordo com a invenção pode compreender uma ou várias das características seguintes, separadamente ou de acordo com qualquer(quaisquer) combinação(ões) tecnicamente possível(is):

- o órgão de travamento e o órgão de engate são móveis um em relação ao outro, ao longo do eixo de circulação entre:

- pelo menos uma posição axial desengatada, na qual o órgão de travamento e o órgão de engate estão afastados um do outro e ocupam uma primeira configuração de circulação axial no primeiro sentido da linha flexível no limitador de curvatura;

- uma posição axial de engate do órgão de travamento no órgão de engate, na qual o órgão de travamento e o órgão de engate estão aproximados um do outro;

- uma posição axial engatada, na qual o órgão de travamento e o órgão de engate ocupam a configuração de imobilização axial no primeiro sentido da linha flexível no limitador de curvatura;

estando a posição axial engatada situada axialmente entre a posição axial desengatada e a posição axial de engate;

- o órgão de travamento e o órgão de engate apresentam superfícies complementares preparadas para cooperar para fazer rodar, em rotação relativa, o órgão de travamento em relação ao órgão de engate em torno do eixo de circulação, desde a configuração de circulação para a configuração de imobilização axial, quando do deslocamento axial relativo do órgão de travamento em relação ao órgão de engate entre, sucessivamente, a posição axial desengatada, a posição de engate e a posição engatada;

- o órgão de travamento compreende, pelo menos, uma projeção transversal de retenção, compreendendo o órgão de engate, pelo menos, um

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5/18 batente axial de retenção da, ou de cada, projeção, delimitando o batente axial de retenção uma ranhura principal de engate da projeção que desemboca axialmente num segundo sentido oposto ao primeiro sentido, sendo a ou cada projeção recebida na ranhura principal na configuração de imobilização axial;

- o órgão de engate compreende um batente de guia deslocado axialmente em relação ao ou a cada batente axial de retenção, delimitando o batente de guia, pelo menos, uma ranhura secundária de guia da projeção de retenção que desemboca em frente da ranhura principal no primeiro sentido;

- as superfícies complementares são delimitadas, respectivamente, por um lado, pela, ou por cada projeção, de retenção e, por outro lado, pelo, ou por cada batente, de guia e/ou pelo ou por cada batente axial de retenção;

- um do órgão de travamento e do órgão de engate é montado em rotação livre em torno do eixo de circulação, respectivamente, sobre o primeiro ou o segundo da linha flexível e do limitador de curvatura;

- um do órgão de travamento e do órgão de engate delimita um alojamento de recepção preparado para receber o outro do órgão de travamento e do órgão de engate na configuração de imobilização axial; e

- o órgão de travamento e o órgão de engate são móveis um em relação ao outro, em torno do eixo de circulação, entre a configuração de imobilização axial e, pelo menos, uma segunda configuração de circulação axial, deslocada angularmente em relação à primeira configuração de circulação axial, estando a configuração de imobilização axial situada angularmente entre a primeira e segunda configuração de circulação axial.

[0020] A invenção tem, igualmente, por objetivo, uma instalação de exploração de fluido, do tipo compreendendo:

- uma linha flexível destinada a ser conectada à estrutura; e

- um dispositivo, tal como definido acima, estando o órgão rígido oco solidário com a estrutura.

[0021] A invenção pode compreender a característica seguinte: a estrutura, o

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6/18 órgão rígido oco e a linha flexível estão, pelo menos, imersos parcialmente numa extensão de água.

[0022] A invenção tem, igualmente, por objetivo, um método de montagem de uma linha flexível numa estrutura, através de um dispositivo, tal como definido acima, caracterizado por compreender as etapas seguintes:

• imobilização axial no primeiro sentido do limitador de curvatura sobre a linha flexível por engate do órgão de travamento no órgão de engate, de modo a que o órgão de travamento e o órgão de engate ocupem a sua configuração de imobilização axial no primeiro sentido da linha flexível sobre o limitador de curvatura;

• deslocamento conjunto do limitador de curvatura e da linha flexível desde a posição afastada do órgão rígido oco para a posição montada sobre o órgão rígido oco;

• rotação relativa do órgão de travamento em relação ao órgão de engate em torno do eixo de circulação para fazer passar o órgão de travamento e o órgão de engate da configuração de imobilização axial para uma configuração de circulação axial;

• circulação axial da linha flexível através do limitador de curvatura e através do órgão rígido oco, permanecendo o limitador de curvatura sensivelmente imóvel, axialmente, em relação ao órgão rígido oco.

[0023] A invenção será melhor compreendida após a leitura que se segue, dada unicamente a título de exemplo e feita recorrendo aos desenhos anexos, nos quais:

- a Figura 1 é uma vista esquemática, feita em corte segundo um plano vertical mediano, de uma instalação de exploração de fluido, compreendendo um primeiro dispositivo de montagem de acordo com a invenção;

- a Figura 2 é uma vista em corte parcial, feita segundo um plano transversal, das partes relevantes dos meios de imobilização axial da linha flexível no limitador de curvatura do dispositivo de montagem representado na Figura 1, quando do engate dos meios de imobilização;

- a Figura 3 é uma vista análoga à Figura 2, quando da imobilização axial da linha flexível no limitador de curvatura;

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7/18

- a Figura 4 é uma vista parcial, em perspectiva e lateral, das projeções de imobilização e dos batentes correspondentes dos meios de imobilização representados nas Figuras 2 e 3, quando das etapas sucessivas de engate, de travamento e destravamento da linha flexível no limitador de curvatura;

- a Figura 5 é uma vista de um pormenor da extremidade inferior de um tubo rígido de proteção do dispositivo de montagem de acordo com a invenção, quando o limitador de curvatura é fixo neste tubo;

- a Figura 6 é uma vista análoga à Figura 1 quando da circulação axial da linha flexível no limitador de curvatura.

[0024] As Figuras 1 a 6 ilustram uma instalação 10 de exploração de fluido de acordo com a invenção. Esta instalação destina-se, por exemplo, a recolher um fluido, nomeadamente um hidrocarboneto extraído do fundo 12 de uma extensão 14 de água ou a transferir este hidrocarboneto para um navio de transporte.

[0025] A instalação 10 compreende uma estrutura 16 flutuante sobre a extensão 14 de água, uma linha 18 flexível destinada a ser conectada à estrutura 16 flutuante e um primeiro dispositivo 20 de montagem da linha 18 flexível à estrutura 16.

[0026] A extensão 14 de água é, por exemplo, um lago, um mar ou um oceano. A profundidade da extensão de água na vertical da estrutura 16 flutuante está, por exemplo, compreendida entre 15 m e 3000 m.

[0027] A estrutura 16 flutuante é, por exemplo, um suporte naval de superfície, uma plataforma semi-submersível, uma coluna vertical flutuante ou um navio.

[0028] Numa variante, a estrutura 16 é uma estrutura rígida fixa de tipo «jacket» ou uma estrutura oscilante presa no fundo do mar.

[0029] A estrutura 16 flutuante apresenta uma superfície 22 superior na qual está montado um guincho 24 de manobra da linha 18 flexível e um coletor («manifold» em Inglês) 26 adaptado para a conexão de uma extremidade da linha 18 flexível.

[0030] O guincho 24 compreende um cabo 28 único que pode ser utilizado para a tração da linha 18 flexível.

[0031] A linha 18 flexível é, no exemplo representado na Figura 1, uma conduta 30 tubular flexível de transporte de fluido que delimita interiormente uma passagem

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8/18 de circulação do fluido. Esta conduta também é denominada conduta ascendente ou «riser» e destina-se a conectar uma cabeça de poço, situada no fundo 12 da extensão de água, ao coletor («manifold» em Inglês) 26 situado sobre a superfície 22 da estrutura 16 flutuante.

[0032] Numa variante, a linha 18 flexível é, por exemplo, um feixe compósito de tipo umbilical ou «Integrated service umbilical» (ISU) ou IPB, bem conhecido do especialista na técnica e descrito nos documentos normativos publicados pelo American Petroleum Institute (API) API RP 17 B parágrafo 4.3.4. Numa variante, a linha flexível pode ser um feixe de cabos elétricos.

[0033] A conduta 30 apresenta, na sua extremidade 32 superior, uma cabeça 33 de conexão à linha de trabalho ao cabo 28.

[0034] Como ilustrado pela Figura 2, a cabeça 33 compreende uma manga 34 de conexão fixa à extremidade superior da conduta 30 e um ilhó 35 de inserção da extremidade inferior da linha de trabalho no cabo 28, montado de modo a poder rodar numa parte superior da manga 34 em torno de um eixo X-X' de circulação da linha 18.

[0035] A manga 34 delimita, na sua parte inferior, um canal 36 anelar que se estende de modo circunferencial em torno do eixo X-X' e desemboca radialmente, afastando-se do eixo X-X'.

[0036] A conduta 30 é, por exemplo, desenrolada e imergida na extensão 14 de água a partir de um navio de instalação em superfície e é armazenada no fundo 12 da extensão 14 de água e, em seguida, a extremidade da conduta 30 (secção não colocada no fundo marinho) é abandonada no fundo 14 por meio de um cabo de abandono.

[0037] O dispositivo 20 de montagem compreende um órgão rígido oco 40 de guia e proteção da linha 18 tubular, solidária com a instalação 16, um limitador 42 local de curvatura da linha 18, engatado em torno da linha 18 numa zona afastada da extremidade 32 superior e meios 44 de fixação do limitador 42 de curvatura à extremidade inferior do órgão rígido oco 40. Em particular, o órgão rígido oco 40 é um tubo rígido oco.

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9/18 [0038] De acordo com a invenção, o dispositivo 20 de montagem compreende ainda meios 46 liberáveis de imobilização axial da linha 18 flexível no limitador 42 de curvatura.

[0039] O tubo 40 rígido oco é, no exemplo representado na Figura 1, um «Jtube» que apresenta uma parte superior direita vertical e uma extremidade inferior dobrada. Numa variante, o tubo 40 rígido oco é um tubo direito de tipo «l-tube».

[0040] O tubo 40 compreende uma manga 50 vertical oca, solidária com a estrutura 16 flutuante, e uma gola 52 de extremidade inferior situada na extremidade 54 inferior da manga 50.

[0041] A manga 50 delimita uma passagem interior que desemboca na extensão 14 de água, na extremidade 54 inferior e que desemboca, na sua extremidade 56 superior, na vizinhança da superfície 22 superior da estrutura, acima da extensão 14 de água.

[0042] A gola 52 de extremidade é imersa na extensão 14 de água. Apresenta uma forma de cone truncado convergindo para cima. É aplicada num flange de fixação situada na extremidade 54 inferior da manga 50. A gola 52 alarga-se para baixo até um flange 58 inferior de suporte dos meios 44 de fixação, visível na Figura

5.

[0043] O limitador 42 de curvatura compreende, de baixo para cima nas figuras 2 e 3, um conjunto inferior 62 e um conjunto superior 64 articulado aplicado no conjunto inferior 62.

[0044] O conjunto inferior 62 compreende um bloco 66 de enrijecimento e um flange 68 intermediário de fixação sobre o tubo 40 rígido oco.

[0045] O bloco 66 inferior é, por exemplo, moldado numa matéria plástica, tal como poliuretano. Apresenta uma forma troncocônica convergindo para baixo.

[0046] OO flange 68 é aplicada por cima do bloco 66. Apresenta um rebordo periférico que sobressai radialmente afastando-se do eixo X-X' em relação ao bloco 66 de enrijecimento.

[0047] O conjunto 64 superior articulado compreende uma pluralidade de vértebras 70A, 70B tubulares montadas axialmente, extremidade a extremidade,

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10/18 através de braçadeiras 72 anelares.

[0048] A vértebra 70A inferior é fixa a uma cantoneira 74 suportada pelo flange 68 por intermédio de uma braçadeira 72 anelar.

[0049] As vértebras 70A, 70B podem ser ligeiramente deslocadas, uma em relação à outra, entre uma configuração linear ao longo do eixo X-X' e uma configuração ligeiramente arqueada em relação à configuração linear.

[0050] O bloco 66, o flange 68 e as vértebras 70A, 70B delimitam, interiormente, uma abertura 76 central de circulação da linha 18 flexível que define o eixo X-X' de circulação da linha 18 no limitador 42 de curvatura, confundido com o eixo longitudinal da linha 18.

[0051] No bloco 66 e nas vértebras 70A, 70B, a secção transversal da abertura 76 é sensivelmente conjugada com a secção transversal exterior da linha 18.

[0052] Os blocos 66 e as vértebras 70A, 70B impõem assim, localmente, à linha 18 flexível, um raio de curvatura superior ao raio de curvatura mínimo que a linha 18 flexível poderia ocupar.

[0053] Como se verá a mais abaixo, o limitador 42 de curvatura pode deslocar-se entre uma posição desmontada, representada na figura 1, na qual é colocado afastado do tubo 40 rígido oco, e uma posição montada sobre o tubo 40 rígido oco, representada nas Figuras 5 e 6, na qual o flange 68 intermediária do limitador 42 é fixa no flange 58 inferior de suporte, na extremidade inferior da gola 52.

[0054] Os meios 44 de fixação compreendem uma braçadeira 78 anelar de fixação do flange 68 intermediária contra o flange 58 inferior.

[0055] De acordo com a invenção, os meios 46 de imobilização axial num primeiro sentido do limitador 42 de curvatura sobre a linha 18 flexível são formados por um ferrolho giratório reversível, designado pelo termo inglês «rotolatch».

[0056] Estes meios 46 de imobilização axial compreendem, assim, um órgão 90 rotativo de travamento, montado solidário, axialmente, com a linha 18, e um órgão 92 de engate do órgão 90 de travamento, montado solidário, axialmente, com o limitador 42 de curvatura.

[0057] O órgão 90 de travamento compreende uma campânula 94 rotativa e uma

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11/18 pluralidade de projeções 96 transversais que se estendem radialmente para o eixo X-X' na campânula 94 rotativa.

[0058] A campânula 94 apresenta uma parede 96 anelar superior, montada em rotação livre em relação à linha 18 em torno do eixo X-X', na ranhura 36 e uma parede 98 lateral sensivelmente cilíndrica que se abre para baixo.

[0059] O órgão 90 de travamento é, assim, montado fixo, axialmente, em relação à linha 18 flexível, sendo montado, ao mesmo tempo, em rotação livre em torno do eixo X-X'.

[0060] A parede 96 anelar superior e a parede 98 lateral delimitam, interiormente, um alojamento 100 de recepção do órgão 92 de engate. O alojamento 100 estendese ao longo do eixo X-X' e desemboca para baixo.

[0061] No exemplo representado, o órgão 90 de travamento compreende uma pluralidade de projeções 96 de retenção, repartidas angularmente em torno do eixo X-X'.

[0062] Cada projeção 96 estende-se radialmente na direção do eixo X-X', no alojamento 100 de recepção, desde a parede 98 lateral, na vizinhança do bordo inferior da campânula 94.

[0063] Cada projeção 96 compreende um pino 102 fixo na parede 98 lateral e um rolo 104 de deslocamento montado de modo a rodar em torno de um eixo radial na extremidade livre do pino 102. Cada rolo 104 de deslocamento delimita uma superfície 105 exterior de deslocamento sobre o órgão 92 de engate.

[0064] O órgão 92 de engate compreende um anel 106 montado fixo, axialmente e montado fixo, em rotação, em torno do eixo X-X' na extremidade superior das vértebras 70. O anel 106 delimita uma pluralidade de batentes 108 superiores de retenção axial das projeções 96 e um batente 110 anelar inferior de guia das projeções 96.

[0065] O anel 106 compreende uma manga 112 sensivelmente cilíndrica de eixo X-X' e uma gola 114 inferior de fixação sobre a vértebra 70B superior que prolonga a manga 112 para baixo.

[0066] A gola 114 é fixa sobre a vértebra 70B superior através de um braçadeira

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116 anelar de aperto.

[0067] Os batentes 108 superiores de retenção sobressaem radialmente afastando-se do eixo X-X' na direção da campânula 94 rotativa, a partir de uma superfície exterior da manga 112. São repartidos angularmente em torno do eixo XX', sobre uma circunferência da manga 112, sendo espaçados angularmente um em relação ao outro.

[0068] Como ilustrado pela Figura 4, cada batente 108 superior apresenta um contorno poligonal. Cada batente 108 define, assim, um bordo 120 superior convexo para cima e em forma de ponta, um bordo 122 inferior côncavo para cima e delimitando uma ranhura 124 principal de engate de uma projeção 96 e dois bordos 126A, 126B laterais estendendo-se de um modo sensivelmente paralelo ao eixo XX'.

[0069] Os bordos 126A, 126B laterais em frente de cada par de batentes 108 superiores adjacentes delimitam entre si passagens 128 axiais de inserção e extração de uma projeção 96 na ranhura 124.

[0070] Cada passagem 128 desemboca, axialmente, para cima num primeiro sentido, entre os bordos 120 superiores de dois batentes 108 superiores adjacentes e, axialmente, para baixo num segundo sentido oposto ao primeiro sentido, na vizinhança da ranhura 124.

[0071] A ranhura 124 é obturada, axialmente, para cima no primeiro sentido e desemboca axialmente para baixo num segundo sentido. Apresenta uma secção em forma de V invertido.

[0072] O batente 110 inferior de guia sobressai radialmente afastando-se do eixo X-X' a partir da superfície exterior da manga 112. Estende-se sob os batentes 108 de retenção. Delimita uma pluralidade de dentes 130 que sobressaem para cima no primeiro sentido a partir de uma base 132 anelar cheia.

[0073] Os dentes 130 delimitam entre si, em frente de cada ranhura 124 principal, duas ranhuras 134A, 134B secundárias de guia.

[0074] As ranhuras 134A, 134B são obturadas no segundo sentido para baixo e desembocam no primeiro sentido para cima em frente da ranhura 124 principal.

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13/18 [0075] Cada ranhura 134A, 134B é delimitada, para a esquerda, pela superfície 136 lateral inclinada de um primeiro dente 130 e delimitada, para a direita, por uma superfície 138 direita de um dente 130 adjacente ao primeiro dente 130.

[0076] A ranhura 134A esquerda desemboca, parcialmente, ao longo da superfície 136 inclinada em frente de uma passagem 128 de inserção e extração, situada à esquerda do batente 108. A ranhura 134B direita desemboca parcialmente em frente de uma passagem 128 de inserção e de extração situada à direita do batente 108.

[0077] Cada batente 108 superior e a batente 122 inferior delimitam assim, entre si, uma passagem de circulação de uma projeção 96 que apresenta sensivelmente uma forma de W.

[0078] Como se verá mais abaixo, o órgão 90 de travamento pode deslocar-se ao longo do eixo X-X' de circulação em relação ao órgão 92 de engate no segundo sentido, entre uma primeira posição axial desengatada, representada na figura 4(a), na qual o órgão 90 de travamento e o órgão 92 de engate são afastados axialmente um do outro e uma posição axial de engate do órgão 90 de travamento no órgão 92 de engate, representada na figura 4(c), na qual o órgão 90 de travamento é aproximado do órgão 92 de engate e as projeções 96 ficam encostadas ao fundo de ranhuras 134A secundárias de guia.

[0079] Partindo da posição de engate da Figura 4(c), o órgão 90 de travamento pode, além disso, deslocar-se no primeiro sentido para cima ao longo do eixo X-X', para uma posição axial engatada, representada na Figura 4(e), situada axialmente entre a primeira posição axial desengatada e a posição axial de engate, na qual cada projeção 96 fica colocada no fundo de uma ranhura 124 principal.

[0080] Quando destas deslocações, o órgão 90 de travamento pode, além disso, deslocar-se, em rotação, em torno do eixo X-X' em relação ao órgão 92 de engate e em relação à linha 18, entre uma primeira configuração de circulação da linha 18 flexível através do limitador 42 de curvatura (Figura 4(a)) e uma configuração de imobilização axial no primeiro sentido da linha 18 flexível sobre o limitador 42 de curvatura (Figura 4(e)).

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14/18 [0081] De um modo vantajoso, os meios 46 de imobilização podem compreender um órgão amovível de travamento (não representado) do órgão 90 de travamento em relação ao órgão 92 de engate, em translação, na posição axial engatada e em rotação na configuração de imobilização axial. Este órgão de travamento é, por exemplo, um parafuso ou um perno que pode ser instalado e retirado sem ruptura mecânica do órgão de travamento por um veículo controlado à distância (designado pelo acrônimo Inglês «ROV»).

[0082] Partindo da posição axial engatada, o órgão 90 de travamento pode deslocar-se para baixo ao longo do eixo X-X' em relação ao órgão 92 de engate, entre a posição engatada e uma posição de desengate, representada na Figura 4(g), na qual as projeções 96 estão encostadas a ranhuras 134B secundárias adjacentes às ranhuras 134A e, em seguida, para cima até uma segunda posição axial desengatada representada na Figura 4(i).

[0083] Quando destas deslocações, o órgão 90 de travamento pode deslocar-se, em rotação, em torno do órgão 92 de engate entre a configuração de imobilização axial num primeiro sentido e uma segunda configuração de circulação axial da linha 18 flexível através do limitador 42 de curvatura, deslocada angularmente em relação à primeira configuração de circulação axial, sem ruptura mecânica de um órgão de ligação entre o órgão 92 de engate e o órgão 90 de travamento.

[0084] Um método de montagem da linha 18 flexível à estrutura 16 flutuante vai, agora, ser descrito recorrendo às Figuras 1 a 6.

[0085] Inicialmente, quando a linha 18 flexível está armazenada num navio ou em terra, um limitador 42 de curvatura é engatado em torno da linha 18, afastado da extremidade 32 superior.

[0086] Para esse efeito, a linha 18 é inserida na abertura 76 através, sucessivamente, do bloco 66 inferior, o flange intermediária e as vértebras 70A, 70B. Em seguida, a cabeça 33 de conexão, na qual está montado, de modo a poder rodar, o órgão 90 de travamento, é fixa, axial e angularmente, à linha 18, na extremidade 32 superior da conduta 30.

[0087] Pelo fato de o limitador 42 de curvatura ser mantido fixo axialmente, a

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15/18 linha 18 é deslocada no segundo sentido para baixo em relação ao limitador 42 para aproximar o órgão 90 de travamento do órgão 92 de engate e conduzi-los até à primeira posição axial desengatada, representada nas Figuras 2 e 4(a).

[0088] Quando o órgão 92 de engate penetra no alojamento 100 de recepção, cada rolo 104 de deslocamento fica encostado ao bordo 120 superior de um batente 108 e é guiado para uma passagem 128 de inserção.

[0089] O órgão 90 de travamento e o órgão 92 de engate ocupam, então, a primeira configuração de circulação axial no primeiro sentido da linha 18 flexível através do limitador 42 de curvatura.

[0090] Em seguida, o deslocamento axial para baixo, no segundo sentido, da linha 18 em relação ao limitador 42 prossegue. O rolo 104 de deslocamento de cada projeção 96 desce para a passagem 128 e, em seguida, para a ranhura 134A secundária situada em frente desta passagem, rolando para baixo ao longo de uma superfície 136 inclinada.

[0091] Como representado na Figura 4(b), a cooperação entre a superfície 105 exterior do rolo 104 de deslocamento e a superfície 136 lateral inclinada do dente 130 provoca uma rotação parcial do órgão 90 de travamento em relação ao órgão 92 de engate por efeito de excêntrico, desde a primeira configuração de circulação para a configuração de imobilização axial.

[0092] No que se refere à Figura 4(c), quando a projeção 96 fica encostada ao fundo da ranhura 134A esquerda, a linha 18 é, então, deslocada axialmente para cima no primeiro sentido em relação ao limitador 42. A projeção 96 torna a subir, então, para cima ao longo da superfície 138 direita da ranhura 134A secundária e penetra na ranhura 124 principal (Figura 4(d)).

[0093] O rolo 104 rola, então, sobre o bordo 122 inferior convexo do batente 108 superior. O rolamento do rolo 104 provoca a rotação do órgão 90 de travamento em torno do eixo X-X', em relação ao órgão 92 de engate até à configuração de imobilização axial representada na Figura 4(e).

[0094] Nesta configuração, cada projeção 96 é colocada numa ranhura 124 principal encostada contra um batente 108 superior de retenção. Isto imobiliza

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16/18 axialmente, no primeiro sentido, a linha 18 flexível no limitador 42 de curvatura, nomeadamente, quando uma força de tração para cima é exercida sobre a linha 18. Os meios 46 de imobilização axial são, assim, ativados.

[0095] A linha 18 é, em seguida, imersa na extensão 14 de água. Quando a linha 18 deve ser conectada ao coletor 26 da estrutura 16, o guincho 24 é ativado para descer o cabo 28 através do tubo 40 rígido oco e, em seguida, para conectar a extremidade inferior do cabo 28 à cabeça 33 de conexão situada na extremidade 32 superior da linha 18. A linha 18 e o limitador 42 de curvatura são colocados sob a gola 52 de extremidade do tubo 40 rígido oco afastada do tubo 40.

[0096] O guincho 24 é, então, ativado para subir o cabo 28 para a extremidade 56 superior do tubo 40 rígido oco. A subida do cabo 28 provoca o deslocamento conjunta da linha 18 e do limitador 42 de curvatura na direção da gola 52 até à posição intermediária representada na Figura 1.

[0097] Em seguida, o limitador 42 de curvatura é introduzido, parcialmente, no tubo 40 rígido.

[0098] Para esse efeito, o conjunto 64 superior flexível é introduzido na gola 52 de extremidade até que o flange 68 intermediária entre em contacto com o flange 58 inferior da gola.

[0099] No que se refere à Figura 5, a braçadeira 78 é, então, instalada em torno das flanges 58, 68 para imobilizar o limitador 42 de curvatura, axialmente, em relação ao tubo 40 oco.

[00100] Pelo fato de as vértebras 70A, 70B estarem ligadas entre si por ligações flexíveis, adotam uma ligeira curvatura que corresponde à forma ligeiramente curvada da extremidade inferior do tubo 40.

[00101] Os meios 46 de imobilização são, então, desbloqueados para permitir a subida da linha 18 através do limitador 42 de curvatura e do tubo 40.

[00102] Para esse efeito, o guincho 24 é pilotado para deslocar a cabeça 33 de conexão no segundo sentido para baixo.

[00103] Como ilustrado pelas Figuras 4(f) a 4(g), cada projeção 96 desce, então, para a ranhura 134B direita adjacente à ranhura 134A esquerda, sendo guiada pelo

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17/18 rolamento do rolo 104 sobre a superfície 136 inclinada que delimita a ranhura 134B. [00104] A cooperação entre a superfície 105 exterior do rolo 104 e a superfície 136 inclinada na ranhura 134B faz rodar o órgão 90 de travamento em torno do eixo X-X', desde a sua configuração de imobilização axial para uma segunda configuração de circulação da linha 18, representada na Figura 4(i), espaçada axialmente da primeira configuração de circulação representada na Figura 4(a). [00105] O órgão 90 de travamento roda em torno do eixo X-X', sempre no mesmo sentido, entre a primeira configuração de circulação, a configuração de imobilização axial e a segunda configuração de circulação.

[00106] No que se refere à Figura 4(g), quando cada projeção 96 fica encostada ao fundo da ranhura 134B secundária, o guincho 24 é, então, pilotado para deslocar a cabeça 33 para cima, no primeiro sentido.

[00107] O órgão 90 de travamento afasta-se, então, do órgão 92 de engate, o que provoca o deslocamento de cada projeção 96 para o exterior da ranhura 134B direita e, em seguida, ao longo do bordo 126B direito do batente 108 superior na passagem 128 de extração (Figuras 4(h) e 4(i)).

[00108] O órgão 90 de travamento ocupa, em seguida, uma posição axial desengatada, situada acima do órgão 92 de engate, na qual, o órgão 92 de engate, foi extraído para fora do alojamento 100.

[00109] No que se refere à Figura 6, a linha 18 é, então, elevada através da abertura 76 central do limitador 42 e através da passagem de circulação do tubo 40, até ao coletor 26, permanecendo o limitador 42 de curvatura imóvel em relação ao tubo 40. A linha 18 é, então, conectada ao coletor 26.

[00110] Os meios 46 de imobilização liberáveis formados por um ferrolho giratório são, por conseguinte, simplesmente ativados, para autorizar, através de um guincho único, um deslocamento conjunto do limitador 42 de curvatura e da linha 18 até ao tubo 40 rígido oco. Em seguida, depois de o limitador 42 estar fixo no tubo 40 rígido oco, os meios de imobilização são desbloqueados de modo reversível, por uma simples deslocamento da linha 18, para permitir a subida da linha 18 através do limitador 42 de curvatura e através do tubo 40.

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18/18 [00111] Não é necessário exercer uma força de tração considerável sobre os meios 46 de imobilização, nem quebrar um órgão de ligação entre o órgão 90 de travamento e o órgão 92 de engate, para liberar axialmente a linha 18 em relação ao limitador 42 de curvatura. O risco de deterioração da linha 18 é, por conseguinte, muito limitado.

[00112] Quando se quer separar a linha 18 da estrutura 16, esta torna a ser descida no tubo 40 oco até o órgão 90 de travamento se engatar em torno do órgão 92 de engate na sua configuração de imobilização axial, como descrito previamente. [00113] A braçadeira 78 dos meios 44 de fixação é, então, retirada, para separar o limitador 42 de curvatura da gola 52 e fazer descer, conjuntamente, a linha 18 e o limitador 42 de curvatura afastados do tubo 40 oco.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo (20) de montagem de uma linha flexível (18) sobre uma estrutura (16), do tipo compreendendo:

- um órgão rígido oco (40), destinado a ser solidário com a estrutura (16), o órgão rígido oco (40) delimitando uma passagem de circulação da linha flexível;

- um limitador de curvatura (42) delimitando uma abertura (76) para inserção da linha flexível (18), a abertura (76) apresentando um eixo (X-X¹) de circulação da linha flexível (18), o limitador de curvatura (42) sendo móvel em relação ao órgão rígido oco (40) entre uma posição afastada do órgão rígido oco (40) e uma posição montada no órgão rígido oco (40);

- meios liberáveis (46) de imobilização axial do limitador de curvatura (42) na linha flexível (18) em, pelo menos, um primeiro sentido ao longo do eixo de circulação (X-X’), para deslocar, conjuntamente, a linha flexível (18) e o limitador de curvatura (42) em relação ao órgão rígido oco (40) entre a posição afastada do órgão rígido oco e a posição montada;

caracterizado pelo fato de que os meios (46) de imobilização axial compreendem:

* um órgão (90) de travamento, solidário axialmente a um primeiro elemento da linha flexível (18) e do limitador de curvatura (42), e * um órgão (92) de engate do órgão de travamento (90), solidário axialmente com um segundo elemento da linha flexível (18) e do limitador de curvatura (42), o órgão (90) de travamento e o órgão (92) de engate sendo montados móveis em rotação um em relação ao outro, em torno do eixo de circulação (X-X’), entre uma configuração de imobilização axial no primeiro sentido da linha flexível (18) sobre o limitador de curvatura (42) e, pelo menos, uma primeira configuração, deslocada angularmente, de circulação axial no primeiro sentido da linha flexível (18) através do limitador de curvatura (42).
2. Dispositivo (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o órgão de travamento (90) e o órgão de engate (92) são móveis um em

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2/4 relação ao outro, ao longo do eixo de circulação (X-X’) entre:

- pelo menos uma posição axial desengatada, na qual o órgão de travamento (90) e o órgão de engate (92) estão afastados um do outro e ocupam uma primeira configuração de circulação axial no primeiro sentido da linha flexível (18) no limitador de curvatura (42);

- uma posição axial de engate do órgão de travamento (90) no órgão de engate (92), na qual o órgão de travamento (90) e o órgão de engate (92) estão aproximados um do outro;

- uma posição axial engatada, na qual o órgão de travamento (90) e o órgão de engate (92) ocupam a configuração de imobilização axial no primeiro sentido da linha flexível (18) no limitador de curvatura (42);

a posição axial engatada sendo situada axialmente entre a posição axial desengatada e a posição axial de engate.
3. Dispositivo (20) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o órgão de travamento (90) e o órgão de engate (92) apresentam superfícies (105, 136, 138, 122) complementares preparadas para cooperar para acionar em rotação relativa o órgão de travamento (90) em relação ao órgão de engate (92) em torno do eixo de circulação (X-X’), desde a configuração de circulação para a configuração de imobilização axial, quando do deslocamento axial relativo do órgão de travamento (90) em relação ao órgão de engate (92) entre, sucessivamente, a posição axial desengatada, a posição de engate e a posição engatada.
4. Dispositivo (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o órgão de travamento (90) compreende, pelo menos, uma projeção (96) transversal de retenção, o órgão de engate (92) compreendendo pelo menos, um batente axial (108) de retenção da ou de cada projeção (63), o batente (108) axial de retenção delimitando uma ranhura principal (124) de engate da projeção (96) que desemboca axialmente em um segundo sentido oposto ao primeiro sentido, a ou cada projeção (96) sendo recebida na ranhura principal (124) na

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3/4 configuração de imobilização axial.
5. Dispositivo (20) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o órgão de engate (92) compreende um batente (110) de guia deslocado axialmente em relação ao ou a cada batente axial de retenção (96), o batente de guia (110), delimitando pelo menos, uma ranhura secundária (134A, 134B) de guia da projeção de retenção que desemboca em frente da ranhura (124) principal no primeiro sentido.
6. Dispositivo (20), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as superfícies (105, 136, 138, 122) complementares são delimitadas respectivamente por um lado pela ou por cada projeção de retenção (96) e, por outro lado pelo ou por cada batente de guia (110) e/ou pelo ou por cada batente axial de retenção (108).
7. Dispositivo (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um dentre o órgão de travamento (90) e o órgão de engate (92) é montado de modo livre em rotação em torno do eixo de circulação (X-X’), respectivamente, sobre o primeiro ou o segundo dentre a linha flexível (18) e o limitador de curvatura (42).
8. Dispositivo (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um dentre o órgão de travamento (90) e o órgão de engate (92) delimitam um alojamento (100) de recepção preparado para receber o outro dentre o órgão de travamento (90) e o órgão de engate (92) na configuração de imobilização axial.
9. Dispositivo (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o órgão de travamento (90) e o órgão de engate (92) são móveis um em relação ao outro, em torno do eixo de circulação (XX’), entre a configuração de imobilização axial e, pelo menos, uma segunda configuração de circulação axial, deslocada angularmente em relação à primeira configuração de circulação axial, a configuração de imobilização axial sendo situada angularmente entre a primeira e segunda configuração de circulação axial.
10. Instalação (10) de exploração de fluido, caracterizada pelo fato de que

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4/4 é do tipo que compreende:

- uma estrutura (16);

- uma linha flexível (18) destinada a ser conectada à estrutura (16);

- um dispositivo (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, o órgão rígido oco (40) sendo solidário da estrutura (16).
11. Instalação de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a estrutura (16), o órgão rígido oco (40) e a linha flexível (18) são pelo menos parcialmente imersos numa extensão de água (14).
12. Processo de montagem de uma linha flexível (18) sobre uma estrutura (16), com a ajuda de um dispositivo (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas seguintes:

• imobilização axial no primeiro sentido do limitador de curvatura (42) sobre a linha flexível (18) por engate do órgão de travamento (90) no órgão de engate (92), para que o órgão de travamento (90) e o órgão de engate (92) ocupem a sua configuração de imobilização axial no primeiro sentido da linha flexível (18) sobre o limitador de curvatura (42);

• deslocamento conjunto do limitador de curvatura (42) e da linha flexível (18) desde a posição afastada do órgão rígido oco para a posição montada sobre o órgão rígido oco (40);

• rotação relativa do órgão de travamento (90) em relação ao órgão de engate (92) em torno do eixo de circulação (X-X’) para fazer passar o órgão de travamento (90) e o órgão de engate (92) da configuração de imobilização axial para uma configuração de circulação axial;

• circulação axial da linha flexível (18) através do limitador de curvatura (42) e através do órgão rígido oco (40), o limitador de curvatura (42) permanecendo sensivelmente imóvel, axialmente, em relação ao órgão rígido oco (40).