BRPI0916467B1

BRPI0916467B1 - conjunto prendedor para uma torre de assentamento e método de assentamento

Info

Publication number: BRPI0916467B1
Application number: BRPI0916467A
Authority: BR
Inventors: Baylot Michel; Boutin Nicolas
Original assignee: Saipem Spa
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2020-04-14
Also published as: BRPI0916467A2; RU2011126291A; AU2009321265A1; ITMI20082120A1; EP2362847B1; WO2010061280A1; ES2426869T3; EG27108A; AU2009321265B2; US8641325B2; RU2509715C2; EP2362847A1; US20120177443A1

Abstract

conjunto prendedor para uma torre de assentamento e método de assentamento é descrito um conjunto prendedor (9, 10) para uma torre de assento (4), para o assentamento de membros alongados, contínuos, em um corpo de água, tendo uma estrutura de apoio (12, 14) e três unidades de fixação (13) dispostas em série, para prender e soltar simultaneamente um membro contínuo alongado (2), estendendo-se ao longo de um dado eixo (al), com cada uma tendo pelo menos duas mandíbulas opostas (15), e mecanismos auto-ajustáveis (19), cada um dos quais interposto entre uma respectiva mandíbula (15) e a estrutura de apoio (12, 14), tendo uma mola que permite um movimento de ajuste da respectiva mandíbula (15) em relação à estrutura de apoio (12, 14) em uma direção paralela ao eixo (al), sob o peso do membro contínuo alongado (2), e em oposição à mola, quando o membro contínuo alongado (2) está preso simultaneamente pelas unidades de fixação (13).

Description

CONJUNTO PRENDEDOR PARA UMA TORRE DE ASSENTAMENTO E MÉTODO DE ASSENTAMENTO

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a um conjunto prendedor para uma torre de assentamento, para assentar membros alongados, contínuos, tais como tubulações e cabos submarinos, em um corpo de água.

[002] Mais especificamente, a presente invenção se refere a um conjunto prendedor para um dispositivo de assentamento montado em uma embarcação, para assentar um membro alongado, contínuo, em um corpo de água.

[003] Embora a seguinte descrição faça referência específica às tubulações submarinas, para o propósito da presente invenção o termo membro alongado, contínuo inclui tanto as tubulações submarinas normalmente utilizadas para conduzir hidrocarbonetos, como cabos submarinos de energia elétrica.

ESTADO DA TÉCNICA [004] Uma tubulação submarina normalmente é montada sobre a embarcação, e é assentada conforme ela vai sendo montada, diretamente a partir da embarcação, compreendendo uma série de tubos unidos para cobrir distâncias de centenas de quilômetros. Tendo em conta o comprimento das tubulações e cabos submarinos neste tipo de aplicação, eles são referidos como contínuos.

[005] Com referência específica às tubulações submarinas, os tubos são de comprimento padrão, normalmente com 12 metros, diâmetro na faixa de 0,2 a 1,5 metros, e cada um compreende um cilindro de aço, um revestimento de polímero para proteger o cilindro de aço contra corrosão e perdas de calor, e possivelmente um revestimento de concreto ou de Gunite para dar peso ao tubo e fazê-lo afundar.

[006] Os tubos são unidos para formar múltiplas unidades de tubos com um determinado comprimento, tanto em instalações de terra como sobre embarcações, em que os tubos, individualmente ou em múltiplas unidades de comprimento, são unidos a mais tubos já unidos a outros para formar a tubulação, que é assentada sobre o leito do

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2/15 corpo de água a partir da embarcação.

[007] As tubulações submarinas são montadas e assentadas a partir das embarcações de dois modos, cada um com seus próprios méritos, dependendo da profundidade do leito do corpo de água.

[008] Um primeiro método forma a tubulação em uma linha de montagem vertical, e coloca-a em uma posição substancialmente vertical, de maneira que a porção da tubulação entre a embarcação e o leito assume um formato de J. Este método é particularmente apropriado para o assentamento de tubulações em leitos muito profundos.

[009] Um segundo método forma a tubulação em uma linha de montagem substancialmente horizontal, e coloca-a usando um dispositivo de assentamento que, na posição de trabalho, serve para guiar e apoiar a tubulação ao longo de um caminho curvo tendo uma primeira porção acima da água, e uma segunda porção abaixo da água. As tubulações assentadas usando este método assumem um formato de S entre a embarcação e o leito.

[0010] Independentemente de qual método é empregado, o movimento relativo entre a tubulação ou o membro alongado, contínuo, genérico, e a embarcação, deve sempre ser controlado pelo dispositivo de assentamento.

[0011] O primeiro método movimenta o membro contínuo alongado em uma direção fixa, e compreende as etapas de: prender o membro contínuo alongado por meio de um primeiro conjunto prendedor, compreendendo mandíbulas, fixado à torre de assentamento; fixar o membro contínuo alongado por meio de um segundo conjunto prendedor, compreendendo mandíbulas, móvel em relação à torre de assentamento; soltar o primeiro conjunto prendedor do membro contínuo alongado; mover o segundo conjunto prendedor na direção de assentamento junto com o membro alongado contínuo; prender o primeiro conjunto prendedor; soltar o segundo conjunto prendedor; mover o segundo conjunto prendedor na direção oposta à direção de assentamento; e repetir as

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3/15 etapas acima desde o início, para mover para baixo mais um trecho.

[0012] Este tipo de dispositivo de assentamento é descrito substancialmente nos pedidos de patente GB 2.364.758; GB 2.370.335; WO 2006/027189 e WO 2007/015642.

[0013] O grau no qual o membro contínuo alongado fica firmemente preso e impedido de se mover em relação às mandíbulas depende substancialmente da quantidade de atrito entre as mandíbulas e o membro contínuo alongado, de quanto mais forte os conjuntos prendedores agarram o membro contínuo alongado, e da área de contato total entre as mandíbulas e o membro contínuo alongado.

[0014] No entanto, somente uma determinada pressão pode ser exercida sobre a superfície externa do membro contínuo alongado, e acima dessa pressão as mandíbulas podem danificar o membro alongado contínuo no ponto de fixação, onde elas agarram o membro.

[0015] Trabalhar com leitos profundos e membros contínuos alongados excepcionalmente pesados por unidade de comprimento representa uma condição de operação crítica, na qual o membro contínuo alongado suspenso entre o leito e o dispositivo de assentamento requer uma força de fixação total considerável.

[0016] Em muitos casos, as condições de operação requerem, portanto, o aumento do tamanho das mandíbulas, mas isto também tem seus limites físicos.

[0017] Para superar esta desvantagem, mancais de atrito têm sido propostos, feitos de material polimérico, nos quais saliências de alumínio são incorporadas para melhorar a aderência. Um exemplo disto é divulgado na patente US 3.754.474, em que a fixação é melhorada por saliências incorporadas no material polimérico.

[0018] Esta solução, no entanto, também não está isenta de inconvenientes, tais como o desgaste rápido dos mancais de atrito, causado pela inclusão das saliências de metal, e, em alguns casos, o verdadeiro perigo de danos ao membro contínuo alongado.

[0019] O documento WO 2007/015642 A2 descreve um sistema de fixação compreendendo um primeiro conjunto prendedor tendo uma unidade de fixação móvel e

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4/15 uma unidade de fixação fixa do tipo auto-travável em formato de cunha. Cada unidade de fixação compreende um bloco de fixação anular com um assento cônico; mandíbulas de fixação com faces externas cônicas; e camadas de borracha interpostas entre as mandíbulas e o assento cônico. A camada de borracha pode deslizar em relação ao assento cônico e sofrer compressão e forças de cisalhamento.

[0020] Para superar esses inconvenientes, são conhecidos conjuntos prendedores, conforme descrito por exemplo na patente GB 2.364.758, que compreendem pelo menos duas unidades de fixação dispostas em série e que prendem simultaneamente duas porções separadas do membro contínuo alongado, dobrando assim a área de contato total entre o conjunto prendedor e o membro contínuo alongado, enquanto ainda continuam dentro das recomendações de tamanho da mandíbula e de pressão máxima.

[0021] Esta solução, no entanto, também não é desprovida de inconvenientes, porque a carga exercida pelo membro contínuo alongado sobre o conjunto prendedor não é uniformemente distribuída entre as duas unidades de fixação. Na verdade, a primeira unidade de fixação absorve, na direção de assentamento, a maior parte da carga exercida pelo membro contínuo alongado sobre o conjunto prendedor, o que significa que mesmo conjuntos prendedores com várias unidades de fixação não eliminam completamente o deslizamento, e assim não garantem a firmeza de fixação.

[0022] O documento WO 01/35011 revela um sistema de fixação do tipo acima identificado, em que cada mandíbula está conectada a um pistão por meio de um mecanismo de cunha, com a interposição de uma camada de borracha. Esta solução consegue uma distribuição mais uniforme das forças entre as unidades de fixação. DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [0023] É um objetivo da presente invenção prover a um conjunto prendedor destinado a melhorar a distribuição da força total de fixação do conjunto prendedor, para eliminar os inconvenientes do estado da técnica conhecido.

[0024] Outro objetivo da presente invenção é fornecer um conjunto prendedor

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5/15 simples capaz de reter membros contínuos alongados excepcionalmente pesados, sem deslizamento.

[0025] De acordo com a presente invenção, é provido um conjunto prendedor para uma torre de assentamento, para assentar membros contínuos alongados, tais como tubulações e cabos submarinos, em um corpo de água, com o conjunto prendedor compreendendo uma estrutura de apoio e pelo menos duas unidades de fixação dispostas em série, para prender e soltar simultaneamente um membro contínuo alongado que se estende ao longo de um determinado eixo, cada unidade compreendendo pelo menos duas mandíbulas opostas e mecanismos auto-ajustáveis, cada um dos quais interposto entre as respectivas mandíbula e estrutura de apoio, compreendendo um membro elástico, e permitindo um movimento de ajuste da respectiva mandíbula em relação à estrutura de apoio em uma direção paralela ao dito eixo, sob o peso do membro contínuo alongado, e em oposição ao membro elástico, quando o membro contínuo alongado está preso simultaneamente por todas as unidades de fixação; em que o mecanismo de autoajuste compreende um membro de conexão conectado diretamente à mandíbula e é concebido para formar um acoplamento deslizante com a mandíbula; o dito membro elástico está localizado entre a mandíbula e o membro de conexão, para opor-se de modo deslizante à mandíbula, sob o peso do membro contínuo alongado, em relação ao membro de conexão.

[0026] O movimento de ajuste provido pela presente invenção serve para melhorar a distribuição da força de fixação total entre as várias mandíbulas do conjunto prendedor.

[0027] Outro objetivo da presente invenção é prover um método para assentar um membro contínuo alongado.

[0028] De acordo com a presente invenção, é provido um método de assentamento de um membro contínuo alongado em um corpo de água, por meio de uma embarcação; o método provê o movimento do membro contínuo alongado em uma direção de assentamento, compreendendo as etapas de: prender o membro contínuo alongado,

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6/15 estendendo-se ao longo de um eixo, por meio de um primeiro conjunto prendedor fixado a uma torre de assentamento, e compreendendo pelo menos duas unidades de fixação dispostas em série, para prender e soltar simultaneamente o membro contínuo alongado; e prender o membro contínuo alongado por meio de um segundo conjunto prendedor móvel em relação à torre de assentamento, e compreendendo pelo menos duas unidades de fixação dispostas em série, para prender e soltar simultaneamente o membro contínuo alongado; cada unidade de fixação compreendendo pelo menos duas mandíbulas opostas para prender e soltar seletivamente o membro contínuo alongado, e mecanismos de autoajuste, cada um dos quais estando conectado a uma respectiva mandíbula e compreendendo um membro elástico, permitindo um movimento de ajuste da respectiva mandíbula em uma direção paralela ao eixo, sob o peso do membro alongado contínuo, e em oposição ao membro elástico; o método compreendendo a etapa de fazer um movimento de ajuste controlado, na direção paralela ao eixo do segundo conjunto prendedor em relação ao primeiro conjunto prendedor, quando o membro contínuo alongado está preso simultaneamente pelos primeiro e segundo conjuntos prendedores. [0029] O movimento de ajuste controlado orienta, dessa forma, o movimento de ajuste das mandíbulas, e evita movimentos bruscos do membro contínuo alongado. Que poderiam resultar em deslizamento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0030] Uma forma de incorporação não-limitativa da presente invenção será descrita a título de exemplo, com referência aos desenhos acompanhantes, nos quais:

- a figura 1 mostra uma vista lateral, com partes removidas para maior clareza, de uma embarcação para assentar uma tubulação submarina compreendendo um dispositivo de assentamento de acordo com a presente invenção;

- a figura 2 mostra uma vista lateral em corte parcial, com partes removidas para maior clareza, de um detalhe do dispositivo de assentamento de acordo com a presente invenção;

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- a figura 3 mostra uma vista isométrica em corte parcial, em escala ampliada, com partes removidas para maior clareza, de um detalhe do dispositivo de assentamento da figura 2;

- a figura 4 mostra uma vista em planta em escala ampliada, com partes removidas para maior clareza, de um detalhe do dispositivo de assentamento da figura 2;

- a figura 5 mostra uma vista frontal, com partes removidas para maior clareza, de um detalhe do dispositivo de assentamento da figura 2;

- a figura 6 mostra uma seção em corte, ao longo da linha VI-VI, do detalhe da figura 5, com partes removidas para maior clareza; e

- a figura 7 mostra uma seção em corte longitudinal, ao longo da linha VII-VII, do detalhe da figura 5, com partes removidas para maior clareza.

MELHOR MODO DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

EMBARCAÇÃO DE ASSENTAMENTO [0031] O número 1 na figura 1 indica uma embarcação para assentar um membro contínuo alongado 2 - no exemplo mostrado, uma tubulação submarina que compreende tubos (não mostrados) unidos sobre uma embarcação de assentamento 1 - em um corpo de água (SL indica o nível do corpo de água).

[0032] A embarcação de assentamento 1 compreende uma embarcação semisubmersível 3, e uma torre de assentamento 4 que se estende em uma direção D1 e é articulada na embarcação semi-submersível 3, sendo projetada para assentar, em formato de J, a tubulação sobre o leito do corpo de água. Embora mostrada na posição vertical, a torre de assentamento 4 pode ser inclinada até 30° em relação à posição vertical, quando está assentando a tubulação.

[0033] A torre de assentamento 4 compreende uma parte superior 5, onde a tubulação é montada; uma porção intermediária 6 que aloja um tensor de trecho (não mostrado); e uma porção inferior 7 que aloja um dispositivo de assentamento 8.

MEMBRO CONTÍNUO ALONGADO [0034] Com referência à figura 2, o membro contínuo alongado 2 passa através do

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8/15 dispositivo de assentamento 8, estendendo-se ao longo de um determinado eixo A1 paralelo à direção D1. No exemplo mostrado nos desenhos, o membro contínuo alongado 2 é definido por uma tubulação submarina que compreende um cilindro de metal e um revestimento protetor de material polimérico deformável colocado sobre o cilindro de metal. Ou seja, o revestimento protetor é mais deformável do que o cilindro de metal. [0035] O termo revestimento protetor inclui tanto as coberturas resistentes à corrosão, que são relativamente finas (alguns milímetros) e feitas de PP (polipropileno) ou PE (polietileno), como os revestimentos de isolação, que combinam isolamento térmico e à prova de corrosão, podendo ter apenas algumas dezenas de milímetros de espessura, sendo normalmente feitos de PU (poliuretano) sólido ou de múltiplas camadas de PP (polipropileno).

[0036] Em alguns casos, a tubulação é tornada pesada, para afundar, com um revestimento de concreto ou de Gunite aplicado por cima do revestimento protetor.

[0037] Embora a presente descrição faça referência específica a uma única tubulação submarina convencional, deve ser entendido que a presente invenção também se aplica a tubulações submarinas compreendendo duas tubulações, uma dentro da outra (tubo-em-tubo), e a cabos submarinos.

DISPOSITIVO DE ASSENTAMENTO [0038] Com referência à figura 2, o dispositivo de assentamento 8 envolve o membro contínuo alongado 2 sendo assentado, e está montado na torre de assentamento 4.

[0039] O dispositivo de assentamento 8 compreende um conjunto prendedor 9 fixado à torre de assentamento 4, para prender e soltar ciclicamente o membro contínuo alongado 2; e um conjunto de fixação 10, para prender e soltar ciclicamente o membro contínuo alongado 2, e que se move ao longo da torre de assentamento 4 em uma direção paralela à direção de assentamento D1 e entre duas posições A e B (figura 2), por meio de um atuador 11 (figura 1) conectado à torre de assentamento 4 e ao conjunto

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9/15 prendedor 10.

[0040] Com referência à figura 2, o conjunto prendedor 9 compreende uma estrutura de apoio 12 fixada à torre de assentamento 4; e três unidades de fixação 13 montadas em série na estrutura de apoio 12, na direção de assentamento D1. O conjunto prendedor 10 compreende uma estrutura de apoio 14 montada na torre de assentamento 4, móvel para cima e para baixo na direção de assentamento D1; e três unidades de fixação 13 montadas em série na estrutura de apoio 14, na direção de assentamento D1.

[0041] A presente invenção geralmente se refere a conjuntos prendedores 9, 10, cada um compreendendo pelo menos duas unidades de fixação 13, e, em uma forma de incorporação preferida, seis unidades de fixação dispostas em série na direção de assentamento D1. A forma de incorporação preferida não é mostrada, apenas por uma questão de simplicidade.

[0042] Conforme mostrado na figura 2, as três unidades de fixação 13 do conjunto prendedor 9 ficam, de preferência, igualmente espaçadas ao longo estrutura de apoio 12 na direção de assentamento D1; da mesma forma, as unidades de fixação 13 do conjunto prendedor 10 ficam, preferencialmente, espaçados igualmente ao longo de estrutura de apoio 14, na direção de assentamento D1.

[0043] Cada unidade de fixação 13 compreende pelo menos duas mandíbulas opostas 15, para trocar uma força de fixação F com o membro contínuo alongado. As figuras 3 e 4 exemplificam a forma de incorporação preferida, onde cada unidade de fixação 13 é composta por seis mandíbulas 15 formando três pares opostos e igualmente espaçados, radialmente, em torno do eixo A1 do membro contínuo alongado 2.

[0044] Cada conjunto prendedor 9, 10 compreende um atuador 16, para fixar seletivamente todas as mandíbulas 15 no membro contínuo alongado 2 (metade esquerda da figura 4), e para soltar do membro contínuo alongado 2 todas as mandíbulas 15 (metade direita da figura 4).

[0045] Com referência à figura 2, o atuador 16 compreende um conjunto de válvula

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10/15 e cilindros hidráulicos 18, cada um dos quais estendendo-se ao longo de um eixo A2 e tendo uma primeira extremidade fixada à estrutura de apoio 12, 14 (figura 2), e uma segunda extremidade conectada a uma respectiva mandíbula 15.

[0046] Cada conjunto prendedor 9, 10 é composto por mecanismos de auto-ajuste 19, cada um conectando a segunda extremidade de um respectivo cilindro hidráulico 18 a uma respectiva mandíbula 15, e inclui uma junta universal - no exemplo mostrado, uma junta esférica - e um acoplamento deslizante. Cada mecanismo de auto-ajuste 19 também inclui um membro de conexão 20, que está conectado ao cilindro hidráulico 18 através de um acoplamento esférico, e à mandíbula 15 por meio de um acoplamento deslizante.

[0047] Com referência à figura 5, a mandíbula 15 é definida por um suporte de metal estendendo-se predominantemente ao longo de um eixo A3, compreendendo uma parede frontal 21 paralela ao eixo A3, e uma parede superior 22 (figura 7) substancialmente perpendicular à parede frontal 21. A parede frontal 21 compreende um mancal de fricção 24, que define parcialmente uma superfície curva externa 25 com a mesma curvatura que o membro contínuo alongado 2 (figura 6). Com referência à figura 6, a parede 21 tem uma face interna 26 articulada para formar uma junta deslizante - em uma direção paralela ao eixo A3 - com o membro de conexão 20.

[0048] Com referência à figura 7, o membro de conexão 20 é uma caixa de metal compreendendo uma parede traseira 27, uma parede de fundo 28, e duas paredes laterais 29 (figura 6); a mandíbula 15 e o membro de conexão 20 são complementares, de modo a formar um paralelepípedo quando se unidos (figura 3).

[0049] A parede traseira 27 tem uma face externa 30 que é substancialmente plana, com exceção de uma saliência 31 em formato de tampa esférica, que caracteriza a porção central da face externa 30, cujo centro C situa-se ao longo da face externa 25 da mandíbula 15. A parede traseira 27 tem também um orifício roscado 32 no centro da saliência 31, acoplada por uma extensão 33 montada no lado oposto com uma porca 34 e uma contra-placa 35.

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11/15 [0050] O cilindro hidráulico 18 está conectado a parede traseira 27 do membro de conexão 20. No exemplo da figura 7, a segunda extremidade do cilindro hidráulico 18 tem uma placa em formato de tampa esférica 36, fixada entre a saliência 31 e a contra-placa 35 pela extensão 33 e pela porca 34, tendo um orifício 37 que aloja uma luva 38 de material elástico, de preferência borracha.

[0051] O membro de conexão 20 e, portanto, a mandíbula 15, podem, portanto, oscilar angularmente, até uma extensão limitada, em relação ao cilindro hidráulico 18, sobre um determinado ponto que, no exemplo mostrado, é o centro C.

[0052] Com referência à figura 6, cada parede lateral 29 compreende uma viga 39, que é parcialmente complementar à face interna 26 da parede frontal, para somente permitir o movimento relativo entre o membro de conexão 20 e a mandíbula 15 em uma direção paralela ao eixo A3 (figura 7). Com referência à figura 3, cada parede lateral 29 compreende uma fenda 40 nivelada com a parede superior 22, e um parafuso 41 montado na parede superior 22, para que o movimento entre a mandíbula 15 e o membro de conexão 20 fique limitado ao comprimento da fenda 40.

[0053] Com referência à figura 3, o membro de conexão 20 e a mandíbula 15 ficam diretamente conectados um ao outro de maneira deslizante, e formam substancialmente um corpo em formato de paralelepípedo, e um compartimento interno fechado 42, em formato de paralelepípedo (figuras 6 e 7), com altura H (figura 7), largura W e comprimento L (figura 6).

[0054] Com referência à figura 7, cada mecanismo de auto-ajuste 19 compreende pelo menos uma mola, particularmente uma mola de compressão, localizada entre a mandíbula 15 e o membro de conexão 20, operando elasticamente na direção paralela ao eixo A3. No exemplo da figura 7, a mola de compressão fica alojada no compartimento 42, e compreende pelo menos um membro elástico 43 e, de preferência, uma pilha de membros elásticos 43 e placas 44 - no exemplo mostrado, painéis elásticos alternando-se com placas de metal 44.

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12/15 [0055] Durante a utilização real, o membro elástico 43 - ou invés, cada membro elástico 43 na pilha - fica comprimido entre a parede superior 22 da mandíbula 15 e a parede de fundo 28 do membro de conexão 20.

[0056] Com referência à figura 7, a pilha é dividida em uma porção superior e uma porção inferior por um bloco de impulsionamento 45 localizado ao longo do eixo A2 e, substancialmente, do comprimento L e da largura W (figura 6). A força exercida pelo cilindro hidráulico 18 é substancialmente transferida do membro de conexão 20 para a mandíbula 15 pelo bloco de impulsionamento 45, de modo a aliviar a conexão deslizante entre as vigas 39 (figura 6) e a mandíbula 15 de tanta força de estresse quanto possível, transversalmente à direção de deslizamento.

[0057] Com referência à figura 6, de preferência, as placas 44 têm substancialmente largura W e comprimento L, e os membros elásticos 43 são mais estreitos e mais curtos, para permitir sua expansão, e têm espessura maior (figura 7) do que as placas 44 (na direção da altura paralela ao eixo A3).

[0058] As placas 44 são preferencialmente feitas de titânio, e os membros elásticos 43 de borracha ou de poliuretano.

[0059] Todos os materiais são tratados para operar em ambientes salinos.

[0060] Mais especificamente, a mandíbula 15 e o membro de conexão 20 são feitos de aço, e as superfícies mutuamente deslizantes da mandíbula 15 e do membro de conexão 20 são revestidos com Xylan® ou cerâmica, ou são nitretadas com íons.

[0061] Em uma variação, o membro de conexão 20 é feito de aço, com superfícies deslizantes revestidas com Xylan®, e a mandíbula 15 é feita de uma liga de cobre e alumínio.

OPERAÇÃO DO DISPOSITIVO DE ASSENTAMENTO [0062] Com referência à figura 2, o dispositivo de assentamento 8 movimenta o membro contínuo alongado 2 na direção de assentamento D1. O movimento de descida do membro contínuo alongado 2 é realizado pelo conjunto prendedor 10, que é movido

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13/15 pelo atuador 11 (figura 1) a partir da posição A para a posição B. O membro contínuo alongado 2 fica então preso pelo conjunto prendedor 9 e é solto pelo conjunto prendedor 10, que retorna para a posição A para agarrar outra porção do membro contínuo alongado

2.

[0063] As operações acima são repetidas ciclicamente para mover o membro contínuo alongado 2 na direção de assentamento D1.

[0064] As mandíbulas 15 de cada unidade de fixação 13 são operadas pelo atuador

16. No exemplo mostrado, cada mandíbula 15 está conectada ao respectivo cilindro hidráulico 18 por meio do mecanismo de auto-ajuste 19, que provê a orientação da mandíbula 15 sobre o centro C (figura 6), posicionando o eixo A3 paralelamente ao eixo A1, e deslizando a mandíbula 15 em uma direção paralela aos eixos A3 e A2, em relação à respectiva estrutura de apoio 12, 14 (figura 2).

[0065] Em outras palavras, sempre que uma unidade de fixação 13 agarra um membro contínuo alongado 2, cada mandíbula 15 ajusta-se automaticamente a qualquer irregularidade da superfície externa do membro contínuo alongado 2, e a qualquer inclinação no eixo A1 do membro contínuo alongado 2.

[0066] Com referência à figura 4, as forças de fixação F trocadas entre as mandíbulas 15 opostas de cada unidade de fixação 13 ficam assim distribuídas uniformemente ao longo de cada mandíbula 15 da unidade de fixação 13. Uma vez que cada unidade de fixação 13 é composta por seis mandíbulas 15, que agarram simultaneamente o membro contínuo alongado 2 em torno do eixo A1, o ajuste angular das mandíbulas 15 provê a distribuição das forças de estresse igualmente entre todas as mandíbulas 15 da unidade de fixação 13. Em outras palavras, se uma mandíbula 15 não ficar posicionada corretamente em relação ao membro contínuo alongado 2, o membro contínuo alongado 2 pode causar uma distribuição desbalanceada das forças de estresse entre as mandíbulas 15 da unidade de fixação 13.

[0067] Com referência à figura 2, o movimento de ajuste das mandíbulas 15 com

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14/15 relação à estrutura de apoio 12, 14 serve para distribuir o mais uniformemente possível, entre as unidades de fixação 13 do conjunto prendedor 9, 10, a carga transmitida pelo membro contínuo alongado 2 ao conjunto prendedor 9, 10. Por exemplo, sem mecanismos de auto-ajuste 19, quando o membro contínuo alongado 2 é agarrado simultaneamente por todos as unidades de fixação 13 do conjunto prendedor 9, a maior parte da carga transmitida pelo membro contínuo alongado seria absorvida pela unidade de fixação 13, e apenas o restante seria absorvido pelas unidades de fixação superiores 13 do conjunto prendedor 9. E o mesmo também se aplica ao conjunto prendedor 10.

[0068] O movimento de ajuste ou deslocamento elástico da mandíbula 15 é da ordem de algumas dezenas de milímetros na direção de assentamento D1, e provê uma melhor distribuição de carga entre as unidades de fixação 13 do conjunto prendedor 9, 10 que estão simultaneamente em ação.

[0069] O conjunto prendedor 10 é preferencialmente controlado de maneira a fazer um movimento de ajuste controlado. Ou seja, antes de soltar as unidades de fixação 13 do conjunto prendedor 10 e colocar membro contínuo alongado 2 sobre o conjunto prendedor 9, o conjunto prendedor 10 faz um movimento de ajuste controlado igual ao movimento de ajustamento estimado na direção de assentamento D1, de modo a précomprimir as molas de compressão das unidades de fixação 13 do conjunto prendedor 9, e liberar as molas de compressão das unidades de fixação 13 do conjunto prendedor 10. Isto impede um movimento de ajuste descontrolado sob o peso do membro contínuo alongado 2 e a reação das mandíbulas 15. O conjunto prendedor 10 faz um movimento de ajuste controlado antes que o conjunto prendedor 9 solte o membro contínuo alongado 2. Nesse caso, o movimento de ajuste controlado é feito no sentido oposto ao da direção de assentamento D1, para pré-comprimir as molas de compressão do conjunto prendedor 10 e liberar as molas de compressão conjunto prendedor 9. Uma vez que o movimento de ajuste controlado é feito, o conjunto prendedor 9 solta o membro contínuo alongado 2, e o conjunto prendedor 10 move o membro contínuo alongado 2 na direção de

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15/15 assentamento D1.

[0070] Muitas das vantagens da presente invenção tornar-se-ão mais claras a partir da descrição acima, a respeito da forma como ela opera. Outra vantagem é a facilidade de permutabilidade das mandíbulas 15 no que diz respeito ao membro de conexão 20, e o fato das molas de compressão ajustarem sua rigidez conforme as características do membro contínuo alongado 2.

[0071] Obviamente, mudanças podem ser feitas na forma de incorporação da presente invenção conforme aqui descrita, sem, no entanto, fugir do escopo das reivindicações a seguir.

Claims

Reivindicações

1. Conjunto prendedor para uma torre de assentamento, para o assentamento de membros contínuos, alongados, tais como tubulações e cabos submarinos, em um corpo de água, o conjunto prendedor (9, 10) compreendendo uma estrutura de apoio (12, 14), e pelo menos duas unidades de fixação (13) dispostas em série, para prender e soltar simultaneamente um membro contínuo alongado (2) que se estende ao longo de um determinado eixo (A1), cada uma compreendendo pelo menos duas mandíbulas opostas (15), e mecanismos de auto-ajuste (19), cada um dos quais interposto entre uma respectiva mandíbula (15) e a estrutura de apoio (12, 14), compreendendo pelo menos um membro elástico (43), e permitindo um movimento de ajuste da respectiva mandíbula (15) em relação à estrutura de apoio (12, 14), em uma direção paralela ao dito eixo (A1), sob o peso do membro contínuo alongado (2), e em oposição ao elemento elástico (43), quando o membro contínuo alongado (2) estiver preso simultaneamente por todas as unidades de fixação (13); caracterizado por o mecanismo de auto-ajuste (19) compreender um membro de conexão (20) conectado diretamente à mandíbula (15) e projetado para formar um acoplamento deslizante com a mandíbula (15), o referido membro elástico (43) estando localizado entre a mandíbula (15) e o membro da conexão (20), para deslizar opostamente à mandíbula (15), sob o peso do membro contínuo alongado (2), em relação ao membro de conexão (20).
2. Conjunto prendedor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o membro de conexão (20) ser feito de aço, e a mandíbula (15) é feita de aço ou de uma liga de alumínio e cobre; quando feitas de aço, as superfícies de deslizamento do membro de conexão (20) e da mandíbula (15) são preferencialmente revestidas com Xylan® ou cerâmica, ou são nitretadas com íons.
3. Conjunto prendedor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o membro de conexão (20) compreender uma parede de fundo (28), e a mandíbula (15) compreende uma parede superior (22) voltada para a parede de fundo (28); o membro

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2/3 elástico (43) sendo localizado entre a parede de fundo (28) e a parede superior (22), e exercendo compressão entre a parede de fundo (28) e a parede superior (22).
4. Conjunto prendedor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o membro de conexão (20) e a mandíbula (15) serem projetados para formarem um compartimento (42), de preferência um compartimento fechado (42), onde o membro elástico (43) fica alojado no referido compartimento (42).
5. Conjunto prendedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por cada mecanismo de auto-ajuste (19) compreender uma pilha de membros elásticos (43), e uma pilha de placas (44) alternando-se com os membros elásticos (43), onde, de preferência, os membros elásticos (43) são painéis de borracha ou poliuretano, e as placas (44) são feitas de metal, de preferência titânio.
6. Conjunto prendedor, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por as placas (44) serem mais finas do que os membros elásticos (43).
7. Conjunto prendedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 ou 6, caracterizado por as placas (44) serem mais largas e mais longas do que os membros elásticos (43).
8. Conjunto prendedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por cada mecanismo de auto-ajuste (19) compreender um bloco de impulsionamento (45) localizado entre o membro de conexão (20) e a mandíbula (15), para transferir a força de fixação (F) entre o membro de conexão (20) e a mandíbula (15).
9. Conjunto prendedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por cada mecanismo de auto-ajuste (19) estar conectado à estrutura de apoio (12, 14) por meio de uma junta universal, para permitir que a respectiva mandíbula (15) possa oscilar sobre um ponto determinado.
10. Conjunto prendedor, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o membro de conexão (20) compreender uma saliência em formato de tampa esférica (31) tendo um centro (C); a dita saliência (31) e uma contra-placa (35) prendendo uma placa

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3/3 em formato de tampa esférica (36) conectada à estrutura de apoio (12, 14), onde o dito ponto determinado é o citado centro (C).
11. Método de assentamento de um membro contínuo alongado em um corpo de água, por meio de uma embarcação de assentamento, compreendendo um conjunto prendedor conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por o método prover movimentar o membro contínuo alongado (2) em uma direção de assentamento (D1), e compreender as etapas de: prender o membro contínuo alongado (2), estendendo-se ao longo de um eixo (A1), por meio de um primeiro conjunto prendedor (9) fixado a uma torre de assentamento (4), e compreendendo pelo menos duas unidades de fixação (13) dispostas em série para prender e soltar simultaneamente o membro contínuo alongado (2); prender o membro contínuo alongado (2) por meio de um segundo conjunto prendedor (10) móvel em relação à torre de assentamento (4), compreendendo pelo menos duas unidades de fixação (13) dispostas em série, para prender e soltar simultaneamente o membro contínuo alongado (2); cada unidade de fixação (13) compreende pelo menos duas mandíbulas opostas (15) para prender e soltar seletivamente o membro contínuo alongado (2), e mecanismos de auto-ajuste (19), cada um dos quais conectado a uma respectiva mandíbula (15), compreendendo um membro elástico (43), permitindo um movimento de ajuste da respectiva mandíbula (15) em uma direção paralela ao eixo (A1), sob o peso do membro contínuo alongado (2), e em oposição ao elemento elástico (43); o método compreende ainda a etapa de fazer um movimento de ajuste controlado na direção paralela ao eixo (A) do segundo conjunto prendedor (10) em relação ao primeiro conjunto prendedor (9), quando o membro contínuo alongado estiver preso simultaneamente pelos primeiro e segundo conjuntos prendedores (9, 10).
12. Método de assentamento, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o movimento de ajuste controlado ser igual a um movimento de ajustamento estimado.