BRPI0920154B1

BRPI0920154B1 - gabarito para cravação de uma estaca em uma posição pré-determinada e método de cravação de uma estaca em uma posição pré-determinada

Info

Publication number: BRPI0920154B1
Application number: BRPI0920154A
Authority: BR
Inventors: Jones Clive
Original assignee: Fast Frames Uk Ltd; Ihc Fast Frames Ltd; Ihc Sea Steel Ltd
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2019-12-31
Also published as: WO2010043845A1; AU2009305251B2; EP2340334A1; AU2009305251A1; GB0819063D0; EP2340334B1; DK2340334T3; BRPI0920154A2

Abstract

gabarito para cravação de uma estaca em uma posição pré-determinada e método de cravação de uma estaca em uma posição pré-determinada aparelho (8) para posicionamento de estacas em relação uma à outra em um substrato (14), compreendendo um gabarito (10) e um guia de estacas (12) que pode ser preso, liberavelmente, ao gabarito ( 10) em qualquer uma de pelo menos uma primeira localização ( 20) e uma segunda localização (22), quando guiando uma estaca no substrato. as primeira e segunda localizações (22, 24) são espaçadas para permitir que o guia de estacas (12) seja preso, liberavelmente, ao gabarito (10) em posições diferentes em relação ao mesmo. o gabarito (10) inclui aberturas (38) que definem parte de um guia integral para uma estaca de pinos para fixação com pinos do gabarito (10) ao substrato (14).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: GABARITO

- PARA CRAVAÇÃO DE UMA ESTACA EM UMA POSIÇÃO PRÉ-DETERMINADA E MÉTODO DE CRAVAÇÃO DE UMA ESTACA EM UMA POSIÇÃO PRÉDETERMINADA .

Campo Técnico

A invenção se refere ao cravação de estacas e, mais particularmente, mas não exclusivamente, ao cravação de estacas subaquáticas, por exemplo, para cravação de estacas diretamente no solo oceânico.

Antecedentes da Técnica

É conhecido fornecer um guia para alinhamento de uma estaca com a superfície de um substrato em que a estaca deve ser cravada e fornecer estabilidade para um martelo de estaqueamento, veja, por exemplo, o documento do titular 15 Sea Steel Limited's W099/11872 (Fast Frame Pile Guide), WOOl/92645 (Finned Frame/Follower pile guide) e WO03/074795 (Orientation Control Pile Guide).

Onde uma pluralidade de estacas devem ser cravadas em um substrato de modo que elas fiquem precisamente 20 posicionadas em relação uma a outra, é usual fornecer um gabarito ou quadro, tendo uma pluralidade correspondente de guias que são espaçados de acordo com as porções relativas requeridas das estacas no substrato. Dependendo das dimensões requeridas, esse quadro pode ser substancial tanto em tamanho quanto em peso, o que, por sua vez, requer um guindaste grande e navio associado.

A presente invenção tem como um objetivo a resolução de um ou mais desses problemas.

Exposição da Invenção

De acordo com a presente invenção, é fornecido:

um método de posicionamento de estacas em relação uma à outra em um substrato (por exemplo, um solo oceânico) , em que as estacas devem ser cravadas, o método compreendendo as etapas de: fornecimento de um gabarito; fixação, liberavelmente, de um guia de estacas a uma primeira localização no gabarito; cravação de uma primeira estaca no substrato usando o guia de estacas quando preso à primeira localização; movimentação do guia de estacas e fixação do mesmo a uma segunda localização no gabarito, espaçada da primeira localização; e cravação de uma segunda estaca no substrato, usando o guia de estacas quando preso à segunda localização.

O fornecimento de um gabarito ao qual um guia de estacas pode ser preso, liberavelmente, em primeira e segunda localizações permite que duas estacas sejam posicionadas em relação uma à outra no substrato (por exemplo, o solo oceânico) , sem a necessidade de um guia de estacas separado para cada estaca que deva ser posicionada.

Isso permite o uso de um gabarito menor do que o usado até agora para um dado emprego de estaca, mas também um guindaste e um navio menores para empregar o gabarito e o guia de estacas.

guia de estacas pode ser fixado, liberavelmente, a uma das primeira e segunda localizações no gabarito, de modo que, durante o cravação de estacas, substancialmente, não haja movimento relativo entre o guia de estacas e o gabarito, pelo menos paralelo à superfície do substrato, ajudando a assegurar o posicionamento relativo preciso das estacas no substrato. Essa fixação liberável pode ser obtida por meio de dois mecanismos de fixação espaçados. O uso de dois mecanismos de fixação desse tipo impede, substancialmente, o movimento relativo indesejado entre o guia de estacas e o gabarito. Pelo menos um mecanismo de fixação pode ser do tipo em que um elemento macho encaixa um elemento fêmea. 0 método pode ainda compreender o encaixe de um dos mecanismos de fixação antes do outro. Por exemplo, onde cada um dos dois mecanismos de fixação espaçados compreende um elemento macho e um elemento fêmea correspondente, o elemento macho de um mecanismo de fixação pode ser mais longo do que o elemento macho do outro mecanismo de fixação. Encaixe dos dois elementos de fixação espaçados sequencialmente, em lugar de simultaneamente pode ser mais fácil e/ ou mais rápido.

O método pode ainda compreender a fixação do gabarito ao substrato, pelo menos para impedir o movimento translacional paralelo à superfície do substrato. Isso pode ser obtido através da cravação no substrato de uma estaca de pinos, que passa através de uma abertura no gabarito. Ά ou cada abertura pode ser parte de um guia integral no gabarito. Duas dessas estacas de pinos podem ser acionadas no substrato através de respectivas aberturas no gabarito, assim, assegurando que o gabarito esteja fixado contra movimento translacional e rotacional paralelo à superfície do substrato.

A fixação do gabarito ao substrato pode ser realizada antes de movimentação do guia de estacas da primeira para a segunda localização, por exemplo, após a primeira estaca ter sido cravada.

As localizações para fixação de um guia de estacas pode ser na periferia do gabarito, quando observado em vista de plano, isto é, em uma direção perpendicular a um plano paralelo ao substrato. Isso permite espaçamento máximo de estacas para um dado tamanho de gabarito. Similarmente, para um espaçamento de estaca pré-determinado, o gabarito pode ser feito menor e, consequentemente, mais leve.

Em uma modalidade, o gabarito tem uma forma de cruz com uma localização para fixação de um guia de estacas no mesmo na extremidade de cada perna da forma em cruz. Em outra modalidade, o gabarito pode ser uma forma quadrada, talvez com regiões de canto truncadas.

A presente invenção também fornece aparelho para posicionamento de estacas em relação uma à outra em um substrato, compreendendo um gabarito e um guia de estacas que pode ser preso liberavelmente ao gabarito em qualquer uma de pelo menos uma primeira localização e uma segunda localização, quando guiando uma estaca no substrato, as primeira e segunda localizações sendo espaçadas para permitir que o guia de estacas seja preso liberavelmente ao gabarito em posições diferentes em relação uma à outra.

O gabarito e o guia de estacas podem ser configurados, em cada localização, para serem presos juntos, liberavelmente, por dois mecanismos de fixação espaçados, de modo que, durante a cravação das estacas, substancialmente, não haja movimento relativo algum entre o guia de estacas e o gabarito, pelo menos paralelo à superfície do substrato. Essa disposição ajuda a assegurar o posicionamento relativo preciso das estacas.

Pelo menos um mecanismo de fixação pode ser do tipo em que um elemento macho em um dentre o gabarito e o guia de estacas encaixa um elemento fêmea no outro dentre o gabarito e o guia de estacas. O elemento macho pode incluir um pino e o elemento fêmea pode incluir uma abertura, tal como aquela formada pela borda de um balde. Cada um dos dois mecanismos de fixação espaçados pode ser do tipo em que um elemento macho encaixa um elemento fêmea. Em uma forma, um dos mecanismos de fixação pode ser configurado para encaixar antes do outro. Por exemplo, onde cada um dos dois elementos de fixação espaçados compreende um elemento macho e um elemento fêmea correspondente, o elemento macho de um mecanismo de fixação pode ser mais longo do que o elemento

macho do outro mecanismo	de fixação. 0 aparelho ainda pode
compreender	um	elemento	de alinhamento	para	alinhamento	do
gabarito	e	do	guia de	estacas, quando um	mecanismo	de
fixação	é	encaixado de	modo que o	outro	mecanismo	de

fixação pode ser encaixado, subsequentemente. Por exemplo, o mecanismo de alinhamento pode compreender um batente traseiro montado no gabarito, o que pode impedir a rotação excessiva do guia de estacas em relação ao gabarito.

O gabarito pode compreender uma ou mais aberturas, cada uma das quais pode ser parte de um guia integral para uma estaca de pinos para prender com pinos o gabarito ao substrato. O guia integral pode ter uma parte adjacente alargada para guiar uma estaca de pinos na abertura. As localizações para fixação de um guia de estacas podem estar na periferia do gabarito, quando visto em plano e em uma direção perpendicular ao substrato, quando em operação. O gabarito pode ser em forma de cruz, quando visto em plano com uma localização para fixação de um guia de estacas na extremidade de cada perna da cruz.

O guia de estacas pode ter uma base de encaixe de substrato com uma abertura retangular central, quando visto em plano e pode ser configurado para ser fixado liberavelmente ao gás de barreira por duas fixações de ponto liberáveis, espaçadas, alinhadas, respectivamente, com os dois lados mais longos daquela abertura retangular. O guia de estacas pode ser qualquer um dos guias de estacas divulgados nos documentos W099/11872, WOOl/92645 e WO03/074795 mencionados anteriormente.

A presente invenção também fornece um gabarito para uso no aparelho antes mencionado e compreendendo um corpo ao qual um guia de estacas pode ser preso liberavelmente em qualquer uma dentre pelo menos uma primeira localização e uma segunda localização, quando guiando uma estaca em um substrato, as primeira e segunda localizações sendo espaçadas para permitir que o guia de estacas seja preso liberavelmente ao gabarito em diferentes posições em relação ao mesmo.

O corpo pode ter uma ou mais aberturas através das quais uma estaca de pinos pode ser cravada. A uma ou cada abertura pode ser parte de um guia integral no gabarito. O corpo pode ser configurado para prender, liberavelmente, um guia de estacas à periferia do elemento quando visto em plano e perpendicular à superfície do substrato. 0 corpo pode ser moldado em cruz, quando visto em plano e pode ser configurado para prender um guia de estacas no final de cada perna da cruz.

Cada localização no corpo, que é configurada para prender um guia de estacas em uma posição particular pode ser dotada de meias partes de um par de mecanismos de acoplamento de duas partes (as meias partes correspondentes do par de mecanismos de acoplamento de duas partes estando localizadas no guia de estacas). As meias partes do par de mecanismos de acoplamento de duas partes podem ser espaçadas no corpo, de modo que, quando encaixadas com as respectivas outras meias partes no guia de estacas, não há, substancialmente, qualquer movimento relativo entre o guia de estacas e o gabarito, pelo menos paralelo à superfície do substrato.

A presente invenção também fornece um guia de estacas para uso no aparelho antes mencionado e configurado para ser preso, liberavelmente, a um gabarito.

guia de estacas pode ser dotado de meias partes de um par de mecanismos de fixação de duas partes (as meias partes correspondentes do par de mecanismos de fixação de duas partes estando localizadas no gabarito). As meias 5 partes do par de mecanismos de fixação de duas partes podem ser espaçadas no guia de estacas de modo que, quando encaixadas com suas respectivas outras meias partes no gabarito, não há, substancialmente, qualquer movimento entre o guia de estacas e o gabarito, pelo menos paralelo à 10 superfície do substrato.

As meias partes do par de mecanismos de fixação de duas partes podem estar localizadas em um lado da periferia do guia de estacas. O guia de estacas pode ter uma base de encaixe de substrato tendo uma abertura retangular central 15 e as respectivas partes componentes do mecanismo de fixação podem ser alinhadas com os dois lados mais longos daquela abertura.

Breve Descrição dos Desenhos

Uma modalidade da invenção será agora descrita à guisa de exemplo com referência aos desenhos anexos, em que:

A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma modalidade do aparelho de acordo com a presente invenção e compreendendo um gabarito e um guia de estacas;

A figura 2 é uma vista de plano da modalidade da figura 1, quando observada em uma direção perpendicular ao substrato em que uma estaca deve ser cravada;

A figura 3 é um fluxograma detalhando as etapas do método da presente invenção.

A figura 4 é uma vista em perspectiva de um gabarito alternativo ao gabarito mostrado na figura 1; e

A figura 5 é uma vista lateral de uma estrutura erigida nas estacas que foram cravadas de acordo com a presente invenção.

Descrição Detalhada de Modalidade Especifica

As figuras 1 e 2 são vistas em perspectiva e de plano, respectivamente, de uma modalidade do aparelho 8 de acordo com a presente invenção e compreendendo um gabarito 10 e um guia de estacas 12 para uso no posicionamento de estacas em relação uma à outra em um substrato 14. O guia de estacas 12 é preso liberavelmente ao gabarito 10 em qualquer uma das quatro diferentes localizações 20, 22, 24, 26 espaçadas em torno de sua periferia. 0 guia de estacas 12 pode ser preso, liberavelmente, ao gabarito 10 em uma primeira localização 20, mas pode ser prontamente movido em relação ao gabarito 10, a fim de ser preso, liberavelmente, a qualquer uma das outras localizações 22, 24, 26.

O gabarito 10 tem um corpo estrutural 28 tendo uma forma de cruz, quando visto em plano e em uma direção perpendicular ao solo oceânico 14 em que ele se apóia. O corpo em forma de cruz 28 tem quatro pernas 30, 32, 34, 36 e localizações mutuamente espaçadas 20, 22, 24, 26 no gabarito 10 ao qual o guia de estacas 12 pode ser preso, liberavelmente estão na periferia externa do gabarito, isto é, nas extremidades das pernas 30, 32, 34, 36. 0 corpo 28 inclui aberturas 38 com espaços alargados e definindo guias integrais para estacas de pinos para prender com pinos o gabarito 10 ao substrato 14, durante a cravação de estacas com o guia de estacas 12.

O guia de estacas 12 é da espécie conhecida do documento WO99/11872 e compreende um elemento de guia de estacas 40 montado em uma base de encaixe de substrato 42. A base 42 tem uma abertura retangular central 44 através da qual uma estaca é cravada enquanto está sendo guiada pelo elemento de guia de estacas 40.

Conforme mostrado nas figuras 1 e 2, o guia de estacas 12 é preso, liberavelmente, ao gabarito 10 em uma localização 20 por um par de mecanismos de fixação espaçados 50. Cada mecanismo de fixação 50 compreende uma primeira parte 52 (nesse caso, um elemento macho um elemento macho na forma de um pino 54) montado em um braço que se estende da base de encaixe de substrato 42 do guia de estacas 12 e uma segunda parte 60 (nesse caso, um elemento fêmea na forma de um balde 62) montado na perna 30 do gabarito 10. As primeiras partes 52 são configuradas para encaixe, correspondentemente, com as segundas partes 60, quando registradas juntas, abaixando-se o guia de estacas 12 no substrato 14 ao longo do gabarito 10. Pares adicionais de segundas partes 60 são fornecidas, adicionalmente, nas outras pernas 32, 34, 36, de modo que as primeiras partes 52 podem encaixar cada uma, por sua vez, à medida que o guia de estacas é movido em torno e aporta com o gabarito nas outras localizações 22, 24, 26.

Conforme apresentado no fluxograma da figura 3, uma vez que o gabarito 10 tenha sido fornecido (etapa 101) e o guia de estacas 12 tenha sido preso, liberavelmente, em uma primeira posição em uma primeira localização 20 no gabarito 10 (etapa 102), o guia de estacas pode, então, ser usado quando do cravação de uma primeira estaca no substrato 14 (etapa 103). O guia de estacas 12 é, então, movido para uma segunda posição e preso, liberavelmente, a uma segunda localização 22 no gabarito 10, espaçado da primeira localização 20 (etapa 104) . Uma segunda estaca é, então, cravada no substrato 14, enquanto guiada pelo guia de estacas 12 nesta segunda posição (etapa 105) . Se estacas de pinos forem usadas para fixar o gabarito 10 ao substrato 14, essas podem ser cravadas para o substrato através de aberturas 38 entre as etapas 103 e 104.

Será evidente que as posições relativas das duas estacas cravadas dessa maneira serão determinadas precisamente pelas dimensões do gabarito 10 e do guia de estacas 12. Contudo, apenas um único guia de estacas móvel 12 é requerido para obter essa precisão. Além disso, o

gabarito	10 é muito	menor	e mais leve	do	que um	gabarito
convencional para o	mesmo	espaçamento	de	estaca	e tendo
guias de	estacas fixos.
Na	modalidade	mostrada, terceira	e	quarta	estacas

podem ser cravadas precisamente em relação às primeira e segunda estacas através da movimentação do guia de estacas 12 para as terceira e quarta posições e prendendo, liberavelmente, o guia de estacas 12 nas terceira e quarta localizações 24, 26 no gabarito 10, respectivamente.

A figura 4 mostra um gabarito alternativo 110, que tem um perímetro octogonal, mas ainda fornece quatro localizações de aporte 120, 122, 124, 126 para um guia de estacas (não mostrado). Em contraste com a disposição das figuras 1 e 2, é observado que o gabarito 110 tem um pino longo 154 e um pino curto 156, em cada localização de aporte 120, 122, 124, 126 em lugar dos elementos fêmea na forma de baldes. Cada par dos pinos longo e curto 154, 156 encaixará, correspondentemente, com as aberturas no guia de estacas (não mostrado) , os quais, juntos, formarão os mecanismos de fixação para acoplamento, liberavelmente, do guia de estacas ao gabarito 110. O pino longo 154 atua como uma sonda de iniciação e é configurado para encaixar, correspondentemente, sua respectiva abertura antes que o pino curto 156 encaixe, correspondentemente, sua respectiva abertura. Uma vez que o pino longo 154 tenha encaixado sua respectiva abertura, mas antes que o pino curto tenha encaixado sua respectiva abertura, o guia de estacas pode girar em relação ao gabarito 110 em torno de um eixo geométrico definido pelo pino longo 154. Essa rotação pode ajudar com o registro do pino curto 156 com sua respectiva abertura, particularmente pelo uso do batente traseiro 170 no gabarito 110 com um elemento de alinhamento para impedir a rotação excessiva do guia de estacas em relação ao gabarito 110. Uma vez que os pinos longo e curto 154, 156 encaixem suas respectivas aberturas no guia de estacas, o gabarito 110 e o guia de estacas serão mantidos juntos para resistir ao movimento relativo entre eles pelo menos no plano do solo oceânico em que se apoiam.

Uma disposição de quatro estacas posicionadas precisamente pode ser usada, por exemplo, para uma cabeça de poço. Conforme mostrado na figura 4, as estacas 180 são cravadas, tipicamente, de modo que elas se estendam 2m acima do solo oceânico 14. Uma camisa de perfuração de cabeça de poço 182 é, então, montada nas estacas 180, a 5 seção de deck 184 da camisa 182 conduzindo, por exemplo, uma torre de perfuração 186.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de posicionamento de estacas em relação uma à outra em um substrato (14) em que as estacas devem ser cravadas, o método compreendendo as etapas de: fornecimento de um gabarito (10); fixação, liberavelmente, de um guia de estacas (12) a uma primeira localização (20) no gabarito (10); cravação de uma primeira estaca no substrato (14) usando o guia de estacas (12) quando preso à primeira localização (20); caracterizado pelo fato de que compreende a movimentação do guia de estacas (12) e fixação do mesmo a uma segunda localização (22) no gabarito (10), espaçada da primeira localização (20); e cravação de uma segunda estaca de uma segunda estaca no substrato (14) usando o guia de estacas (12) quando preso à segunda localização.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o guia de estacas (12) é fixado liberavelmente a uma localização no gabarito (10) de modo que, durante o cravação da estaca, não há, substancialmente, movimento algum entre o guia de estacas (12) e o gabarito (10), pelo menos paralelo à superfície do substrato (14).
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que tal fixação liberável é obtida por meio de dois mecanismos de fixação espaçados (50).

Petição 870190048959, de 24/05/2019, pág. 9/17
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a fixação do gabarito (10) ao substrato (14), pelo menos impedir o movimento translacional paralelo à superfície do substrato (14).
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a fixação compreende a cravação no substrato (14) de uma estaca de pinos que passa através de uma abertura (38) no gabarito (10) .
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a fixação compreende a cravação de duas estacas de pinos no substrato (14) através das respectivas aberturas (38) no gabarito (10), assim, assegurando que o gabarito (10) está preso contra o movimento translacional e rotacional paralelo à superfície do substrato (14).
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 4 a 6, caracterizado pelo fato de que a fixação do gabarito

(10) ao substrato (14) é realizada antes do movimento do guia de estacas (12) da primeira localização (20) à segunda localização (22). 8. Aparelho (8) para posicionamento de estacas em

relação uma à outra em um substrato (14), compreendendo um gabarito (10) e um guia de estacas (12) que pode ser preso, liberavelmente, ao gabarito(10) na primeira localização (20)

Petição 870190048959, de 24/05/2019, pág. 10/17 quando guiando uma estaca no substrato (14), caracterizado pelo fato de que o guia de estacas (12) está em uma segunda localização (22) quando pode ser preso, liberavelmente, ao gabarito (10) quando guiando uma estaca no substrato (14), com as primeira e segunda localizações (20,22) sendo espaçadas para permitir que o guia de estacas (12) seja preso, liberavelmente, ao gabarito (10) em diferentes posições em relação ao mesmo.
9. Aparelho (8), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o gabarito (10) e o guia de estacas (12) são configurados, em cada localização (20,22), para serem presos juntos, liberavelmente, por dois mecanismos de fixação espaçados (50), de modo que, durante a cravação da estaca, não haja, substancialmente, movimento relativo algum entre o guia de estacas (12) e o gabarito (10), pelo menos paralelo à superfície do substrato (14).
10. Aparelho (8), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que cada mecanismo de fixação (50)é do tipo em que um elemento macho (52) em um dentre o gabarito (10) e o guia de estacas (12) encaixa um elemento fêmea (60) no outro dentre o gabarito (10) e o guia de estacas (12).
11. Aparelho (8), de acordo com a reivindicação 9 ou a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que um mecanismo

Petição 870190048959, de 24/05/2019, pág. 11/17 de fixação (50) é configurado para acoplar juntos o guia de estacas (12) e o gabarito (10) antes do outro mecanismo de fixação.
12. Aparelho, de acordo com qualquer uma das

5 reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que o gabarito (10) compreende uma ou mais aberturas (38), cada uma das quais define parte de um guia integral para uma estaca de pinos para fixação com pinos do gabarito (10) ao substrato (14).

10 13. Aparelho (8), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o guia integral tem uma parte adjacente alargada para guiar uma estaca de pinos na abertura (38).