BRPI1001222B1

BRPI1001222B1 - método de fixação de uma estrutura de armação em um casco flutuante

Info

Publication number: BRPI1001222B1
Application number: BRPI1001222-2A
Authority: BR
Inventors: Bobby P. Cline; Jack Darryl Payne; Yun Ding
Original assignee: J. Ray Mcdermott, S.A.
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2020-11-24
Also published as: MY150365A; AU2010201601A1; US20100269746A1; US7849810B2; EP2243695A3; MX2010004380A; EP2243695B1; AU2010201601B2; EP2243695A2; CN101927812A; BRPI1001222A2; CN101927812B; ES2457539T3

Abstract

Um processo de união de urn casco flutuante com uma estrutura de armação, enquanto no local de instalação da estrutura marítima completada. O casco flutuante é amarrado no local. A estrutura da armação é colocada na água, autoterminada e manobrada próxima ao casco flutuante. O casco flutuante e a estrutura da armação são aparelhados com cabos, para permitir que a estrutura da armação seja puxada para acoplamento com o casco flutuante. A estrutura da armação é abaixada a uma profundidade predeterminada abaixo da superfície da água, mas acima do fundo do mar, e o peso é transferido para os cabos do casco flutuante. A estrutura da armação é alinhada com o casco flutuante, e os cabos do casco flutuante são usados para puxar a estrutura da armação para acoplamento com o casco flutuante. A estrutura da armação e o casco flutuante são presos firmemente entre si, como é usual, por uso de fixação com argamassa e soldagem.

Description

CAMPO E ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[001] A invenção é relacionada, geralmente, à construção e à montagem de estruturas marítimas flutuantes, e, mais particularmente, à construção e à montagem de um casco flutuante e de uma estrutura de armação.

[002] Diferentemente de navios que podem ser inteiramente montados em uma instalação em terra, muitos tipos de instalações de perfuração e produção de óleo, para a indústria de produção de óleo no mar, requerem que parte da montagem ocorra no próprio campo ou em outro local no mar, antes de serem rebocadas para o local do campo. Estruturas do tipo longarina e, mais recentemente, alguns projetos semissubmersíveis se enquadram nesta categoria.

[003] Devido ao calado profundo das estruturas do tipo longarina, a sequência de construção tradicional envolve a união das seções estruturais do casco na posição horizontal, o transporte do casco completo na posição horizontal, seguida por terminação de toda a estrutura de longarina na posição vertical, em um local com uma profundidade de água suficiente, para acomodar o calado profundo.

[004] A seção estrutural pode consistir de seções de tanque de casco chapeadas apenas ou uma combinação de seções de tanque chapeado e seções do tipo armação. Estas plataformas do tipo longarina são descritas nas patentes U.S. 4.702.321 e 5.558.467.

[005] Em consequência da montagem horizontal e do transporte da estrutura de longarina, seguida por uma sequência de completamento, surgem várias restrições que complicam e limitam o tamanho do casco que pode ser construído. Isto pode resultar, dependendo da localização geográfica, em qualquer um ou todos dos apresentados a seguir.

[006] O calado do casco montado, em uma orientação horizontal, excede as profundidades dragadas em canais navegáveis internos para reboque molhado para o local no mar.

[007] O calado das seções do tanque ou do calado duras, na orientação horizontal, excede as profundidades da água nas áreas de montagem internas, profundidades de vão livre de dique seco de estaleiro, e/ou profundidades de submergência de convés máximas de embarcação de grande fundo. As restrições de calado impostas pelas instalações de fabricação e pelo equipamento de transporte limitam o tamanho dos cascos que podem ser construídos.

[008] O tamanho e o peso do casco na orientação horizontal excedem as capacidades de estabilidade hidrodinâmica e de resistência mecânica das maiores embarcações de transporte de grande fundo existentes. Isto dita o transporte em seções para a montagem horizontal final em uma instalação de montagem, a uma distância aceitavelmente curta do local no mar.

[009] A patente U.S. 6.565.286 de Carr et al. aborda a união do casco flutuante e da estrutura de armação, pelo fato de que a operação é conduzida em águas relativamente rasas. A seção da armação é abaixada em uma posição vertical, de modo que se assenta no fundo do mar. O casco flutuante é então posicionado acima da seção da armação. Os cabos dos guinchos no casco flutuante são presos na seção da armação. Os guinchos e os cabos no casco flutuante são então usados para puxar a seção da armação para acoplamento com o casco flutuante. A fixação entre o casco flutuante e a seção da armação é enrijecida por soldagem e/ou fixação por argamassa. As seções combinadas do casco e da armação são então rebocadas para o local de instalação. Esta operação é referida comumente como união em terra.

[010] A configuração do tanque duro para Carr etal., mencionado acima, é tal que o diâmetro é muito grande e a profundidade (ou altura) é muito rasa, de modo que o tanque duro não é adequado para ficar em uma orientação horizontal na água por razões de estabilidade.

[011] Para a opção de união em terra, surgem riscos geotécnicos / geológicos em ambos o local da união e do local da instalação / plataforma. Os riscos climáticos também surgem em ambos o local da união e do local da instalação / plataforma. Ainda que os riscos relacionados ao clima possam ser um tanto mitigados, a descoberta de um local de união adequado, para a opção de união em terra, pode resultar em maiores distâncias / tempos de exposição durante o reboque, para mobilizar e desmobilizar o local de união e mobilizar o local de instalação. Ainda mais, a estrutura semis- submersível de armação integrada unida vai ter que ser carregada temporariamente a um local seguro, enquanto que estacas e uma instalação de sistema de amarração são feitos no local de instalação.

[012] Recentemente, houve vários projetos semissubmersíveis incorporando o uso de estruturas de armação abertas, em uma tentativa para combinar as vantagens de ser semissubmersível, que tem um calado mais raso do que uma estrutura do tipo longarina, com as vantagens de uma estrutura de armação aberta tendo placas içadas para reduzir o período natural de içamento da estrutura. Antes que a estrutura de armação aberta seja montada no casco, o casco é tipicamente integrado já com as amuradas, e, portanto, deve ficar em uma posição vertical, durante a montagem da estrutura de armação aberta no casco.

[013] Um projeto (patente U.S. 6.637.979 de Finn et al.) abordou o aspecto por modificação da estrutura semissubmersível típica para incluir uma estrutura de armação aberta telescópica. Este projeto apresenta várias dificuldades, tal como a modificação de toda a estrutura semissubmersível, para acomodar a seção telescópica e a falta de pronta adaptabilidade para as estruturas de armação de diferentes tamanhos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[014] A presente invenção é dirigida à união de um casco flutuante com uma estrutura de armação, enquanto no local de instalação da estrutura marítima comple- tada. O casco flutuante é amarrado no local. A estrutura de armação é colocada na água, próxima do casco flutuante, autoterminada e manobrada próxima ao casco flutuante. O casco flutuante e a estrutura de armação são aparelhados com cabos, para permitir que a estrutura de armação seja puxada para acoplamento com o casco flutuante. A estrutura de armação é abaixada a uma profundidade predeterminada abaixo da superfície da água, mas acima do fundo do mar, e o peso é transferido para os cabos do casco flutuante. A estrutura de armação é alinhada com o casco flutuante, e os cabos do casco flutuante são usados para puxar a estrutura de armação para acopla-mento com o casco flutuante. A estrutura de armação e o casco flutuante são presos firmemente entre si, como é usual, por uso de fixação com argamassa e soldagem.

[015] Os vários aspectos da novidade, que caracterizam a invenção, são realçados com particularidade nas reivindicações em anexo e que formam parte desta descrição. Para um melhor entendimento da presente invenção e das vantagens operacionais obtidas por seu uso, faz-se referência aos desenhos e material descritivo associados, formando uma parte desta descrição, na qual uma modalidade preferida da invenção é ilustrada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[016] Nos desenhos associados, que formam parte deste relatório descritivo, e nos quais os números de referência, mostrados nos desenhos, indicam partes similares ou correspondentes pelo mesmo:

[017] as Figuras 1 - 8 ilustram as etapas da invenção; e

[018] as Figuras 9-13 ilustram uma modalidade alternativa da invenção. DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[019] Deve-se entender que ainda que os desenhos ilustrem a seção do casco flutuante como uma estrutura semissubmersível, a invenção é aplicável a outras estruturas, tal como um casco de longarina com uma estrutura de armação.

[020] Como indicado na Figura 1, o casco flutuante 10 é amarrado no local por uso de cabos de amarração 12, presos nas âncoras ou colunas 14, instaladas no fundo do mar 16. O casco flutuante 10 é posicionado a um calado adequado para a operação de conexão com a seção da armação. Os procedimentos para o reboque de um casco flutuante e para a instalação dos cabos de amarração são bem conhecidos na indústria naval.

[021] Como indicado na Figura 2, a estrutura de armação 18 é transportada para o local em uma barcaça 20, que é puxada por rebocadores 22. A barcaça 20 tem a capacidade de lançar ao mar uma estrutura, tal como a estrutura de armação 18, e é bem conhecida na indústria naval.

[022] Como indicado na Figura 3, a estrutura de armação 18 é autoterminada em uma posição que é essencial mente vertical na água, em preparação para fixação no casco flutuante 10. A forma e a flutuabilidade da seção da armação 18 ajudam a colocá-la nesta orientação.

[023] Como indicado na Figura 4, os rebocadores 22 são usados para posicionar a estrutura de armação 18 próximas do casco flutuante 10. Uma embarcação de trabalho 24, com um guindaste 26, é movimentado para depois da estrutura de armação 18. Os cabos de suporte do guindaste 28 e os cabos de içamento 30 são presos na estrutura de armação 18. Os cabos de içamento 30 são presos na estrutura de ar-mação 18, em uma extremidade na extremidade oposta aos guinchos, não vistos facilmente nos desenhos do casco flutuante 10.

[024] Como indicado nas Figuras 5 e 6, a estrutura de armação 18 é abaixada pelo guindaste 26, a uma profundidade predeterminada abaixo da superfície da água, o que permite a transferência do peso da estrutura de armação dos cabos de suporte do guindaste 28 para os cabos de içamento 30. A estrutura de armação 18 não é deixada entrar em contato com o fundo do mar 16. A estrutura de armação 18 é então alinhada com o casco flutuante 10, como indicado na Figura 7. Os cabos de suporte do guindaste 28 são desconectados da estrutura de armação 18 e dos cabos de iça- mento 30, e os guinchos no casco flutuante 10 são usados para puxar a estrutura de armação 18 para cima e para acoplamento com o casco flutuante 10, como indicado na Figura 8.

[025] A estrutura de armação 18 é então presa firmemente no casco flutuante 10 por meios conhecidos na indústria, tal como fixação com argamassa e soldagem. Os cabos de içamento 30 são então desconectados da estrutura de armação 18. O calado do casco flutuante 10 e da estrutura de armação 18 completados pode ser então ajustado, quando necessário, para operação nas condições reinantes.

[026] As Figuras 9-13 ilustram uma modalidade alternativa da invenção. O casco flutuante 10 é amarrado em posição no local de instalação na mesma maneira, e a estrutura de armação 18 é transportada e colocada na água próxima ao casco flutuante 10 da mesma maneira. Os cabos de içamento 30 são presos na extremidade superior da estrutura de armação 18 da mesma maneira.

[027] Os cabos de controle de lastro 32 são presos entre a embarcação de trabalho 24 e a estrutura de armação 18. Isto permite que um operador na embarcação de trabalho ajuste a flutuação da estrutura de armação 18 por controle da quantidade de água e de ar nas pernas da estrutura de armação 18.

[028] A cordoalha de transferência de peso 34 é presa na extremidade inferior da estrutura de armação 18. A extremidade oposta da cordoalha de transferência de peso 34 é presa em um peso agrupado 36, que é preso a um cabo de contrapeso 38, tal como uma corrente. O cabo de contrapeso 38 é preso em um cabo do guindaste 40 por um bloco auxiliar 42. O cabo do guindaste 40 é suportado pelo guindaste 26 na embarcação de trabalho 24.

[029] Como indicado na Figura 10, um peso agrupado 36 e um cabo de contrapeso 38 são abaixados abaixo da estrutura de armação 18. A flutuação da estrutura de armação 18 é reduzida, para permitir que o peso agrupado 36 e o cabo de contrapeso provoquem uma descida controlada da estrutura de armação 18, a uma profundidade predeterminada abaixo da superfície da água, que impede o contato da estrutura de armação 18 com o fundo do mar 16. A estrutura de armação é deixada flutuar sob e em alinhamento com o casco flutuante 10. Os cabos de controle de lastro 34, o peso agrupado 36 e o cabo de contrapeso 38 são usados para controlar o movimento e a profundidade da estrutura de armação 18, até que os cabos de içamento afrouxem e sejam colocados em tração com a estrutura de armação 18, como observado na Figura 11.

[030] Como indicado na Figura 12, os cabos de içamento 30 e os guinchos no casco flutuante 10 são usados para puxar para cima a estrutura de armação, para acoplamento com o casco flutuante 10. A estrutura de armação 18 é então presa firmemente no casco flutuante 10, como mencionado acima, em uma maneira conhecida na indústria, tal como por fixação com argamassa e soldagem. Os cabos de controle de lastro 32 e a cordoalha de transferência de peso 34 são então desconectados da estrutura de armação 18. O calado da estrutura completa do casco flutuante 10 e da estrutura de armação pode ser então ajustado, quando necessário, para operação nas condições predominantes.

[031] Em ambos os processos de instalação, a estrutura de armação 18 é deixada movimentar-se no sentido do, e sob o, casco flutuante 10 por tração dos cabos de içamento 30, devido ao peso transferido.

[032] Ainda que as etapas básicas do processo inventivo tenham sido descritas acima, aqueles versados na técnica de instalação de estruturas flutuantes no mar vão entender que preparações de cabos de suporte de peso e levantamentos ROV, para confirmar o alinhamento das estruturas são necessários nos vários estágios do processo.

[033] A invenção proporciona as vantagens descritas a seguir.

[034] Os riscos geotécnicos / geológicos surgem apenas do local da instalação / plataforma. Os riscos climáticos também se originam apenas da mobilização pa- ra e no local da instalação Iplataforma. Uma vez que ambos os riscos climáticos e geotécnicos / geológicos estão todos apenas no local da instalação / plataforma, há uma tendência em reduzir as distâncias de reboque e os tempos de exposição.

[035] Ainda que as modalidades e/ou os detalhes específicos da invenção tenham sido mostrados e descritos acima para ilustrar a aplicação dos princípios da invenção, deve-se entender que esta invenção pode ser representada como descrita mais inteiramente nas reivindicações, ou, de outro modo, como do conhecimento daqueles versados na técnica (incluindo quaisquer e todos os equivalentes), sem que se afaste destes princípios.

Claims

1. Método de fixação de uma estrutura de armação (18) em um casco flutuante (10), em um local operacional no mar da estrutura de armação e do casco flutuante, o método CARACTERIZADO por compreender: amarrar o casco flutuante em posição; posicionar a estrutura de armação adjacente ao casco flutuante; equipar o casco flutuante e a estrutura de armação com cabos de içamento (30) para permitir que a estrutura de armação seja puxada para engate com o casco flutuante; abaixar a estrutura de armação abaixo da superfície da água de um corpo d’agua e movendo-a para posição sob e alinhada com o casco flutuante; e mover para cima a estrutura de armação para acoplamento com o casco flutuante pelo uso dos cabos de içamento.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que mover para cima a estrutura de armação para acoplamento com o casco flutuante compreende colocar os cabos de içamento sob tensão e puxar os cabos de içamento.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende a etapa de prender firmemente a estrutura de armação no casco flutuante.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, CARACTERIZADO pelo fato de que abaixar ainda compreende abaixar a estrutura de armação a uma profundidade abaixo da superfície da água que evita o contato da estrutura de armação com um piso do corpo d’água o qual a estrutura de armação é abaixada.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de ainda compreender: prender cabos de suporte do guindaste (28) de uma embarcação de trabalho (24) e os cabos de içamento do casco flutuante a uma extremidade superior da estru- tura de armação.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o abaixamento da estrutura de armação compreende estender os cabos de suporte do guindaste de um guindaste (26) da embarcação de trabalho e permitir que a estrutura de armação afunde sob seu próprio peso ou ajustando um lastro dela.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, 2, 3 ou 4, CARACTERIZADO pelo fato de ainda compreender: prender cabos de controle de lastro (32) de uma embarcação de trabalho à estrutura de armação; prender a cordoalha de transferência de peso (34) de uma embarcação de trabalho a uma extremidade inferior da estrutura de armação e prender os cabos de içamento do casco flutuante a uma extremidade superior da estrutura de armação.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a cordoalha de transferência de peso inclui um peso agrupado (36) e cabo de contrapeso (38).

9. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, CARACTERIZADO pelo fato de a etapa de mover para cima a estrutura de armação para acoplamento com o casco flutuante inclui o uso dos cabos de içamento e dos cabos de controle de lastro.