ES2218188T3 - Sistema de carga cerca de la costa por tuberia suspendida. - Google Patents
Sistema de carga cerca de la costa por tuberia suspendida.Info
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Abstract
Conjunto de transferencia de fluido entre un primer emplazamiento y un segundo emplazamiento, que comprende: - un cabrestante con accionamiento en tensión constante (40) destinado a ser instalado en el primer emplazamiento, sobre el que está enrollado un cable de suspensión (17), destinado a ser tendido entre los dos emplazamientos (10, 11), y que está adaptado para someter al cable de suspensión (17) a una tensión constante; - un soporte de almacenamiento (14; 14¿) destinado a ser instalado en el primer emplazamiento (10) para almacenar en suspensión segmentos rígidos del conducto (15), articulados entre sí por intermedio de segmentos de articulación (16, 16¿; 16¿¿) dotados con codos (18, 18¿; 18¿¿) y juntas giratorias (19, 20, 21; 91, 92) con el fin de poder pasar desde una posición de almacenamiento, en la que los segmentos del conducto (15) están suspendidos en acordeón del soporte de almacenamiento (14; 14¿) hasta una posición desplegada entre los dos emplazamientos (10, 11) por suspensión al cable de suspensión (17) para efectuar la transferencia del fluido; y - medios de atalaje (22) de algunos segmentos, predeterminados, de articulación (16, 16¿; 16¿¿) al soporte de almacenamiento (14; 14¿) o al cable de suspensión (17) en función de la longitud del cable de suspensión (17) tendido entre los dos emplazamientos (10, 11).
Description
Sistema de carga cerca de la costa por tubería
suspendida.
La presente invención se refiere, de manera
general, a los sistemas de carga y/o de descarga de fluidos, en
particular de navíos de transportes de tales fluidos. Un campo de
aplicación preferido consiste en la transferencia de gas natural,
licuado, entre una plataforma flotante de producción independiente
(FPSO) y un navío cisterna amarrado cerca de ésta plataforma.
Entre los métodos de explotación de los campos
petrolíferos marinos, la utilización de tales plataformas flotantes
de producción independientes se encuentra en pleno progreso. Las
instalaciones se desplazan sucesivamente sobre los yacimientos
marinos aislados, que se vuelven económicamente rentables desde el
momento en que su explotación no necesita ya la colocación de una
infraestructura fijada de manera permanente.
Uno de los puntos clave de la cadena de
explotación reside en la transferencia de los productos obtenidos
desde la FPSO hacia el navío encargado del transporte. Ésta
operación se efectúa en alta mar y depende por lo tanto en gran
medida de las condiciones del mar.
A éste efecto, se ha propuesto ya colocar sobre
la FPSO brazos de carga similares a los que se utilizan en los
pontones y un ejemplo de los cuáles se ha descrito por el documento
GB-2 042 466. Para efectuar la operación de
carga/descarga, el navío y la FPSO deben amarrarse lado a lado, de
la misma manera que en un puerto con escollera. Un amarraje de éste
tipo lado a lado es posible sin embargo, únicamente, con la mar en
calma.
Del mismo modo se ha propuesto la utilización de
sistemas de carga y/o de descarga del tipo de los que se han
descrito en los documentos FR-2 469 367 y
EP-0 020 267. Éstos sistemas comprenden un
dispositivo de transferencia de fluido entre una flecha de carga
colocada sobre la FPSO y un medio de acoplamiento previstos sobre el
navío. El dispositivo de transferencia comprende una red de
segmentos múltiples articulados de conducción de fluido del tipo
acordeón o con uno o varios rombos deformables y accionados por
cable, estando conectadas las extremidades de la red por medio de
codos y de juntas giratorias, respectivamente con segmentos de
conducto fijados a la flecha y segmentos de conducto destinados a
ser conectados por medio de acoplamiento.
Un sistema de éste tipo permite efectuar una
carga o una descarga en tándem con mar fuerte. Sin embargo es muy
voluminoso sobre la FPSO.
Otros sistemas proponen la utilización de
flexibles flotantes o suspendidos entre la FPSO y el navío, que
están amarrados lado a lado o en tándem.
Aún cuando tales sistemas permitan efectuar la
carga con mares fuertemente agitados, están limitados por la
velocidad de flujo a través de los flexibles. Por otra parte, tales
flexibles ofrecen una resistencia limitada a los golpes de ariete y
el gran radio de curvatura de los flexibles implica un volumen de
almacenamiento importante (tambor con gran diámetro). Éste tipo de
flexible tiene igualmente una duración de vida limitada y requiere
ensayos periódicos fastidiosos. Pero, sobre todo, el estado actual
de la tecnología de los flexibles no permite una transferencia
criogénica.
En otros modos de realización, flexibles
conectados por medio de juntas giratorias (rotaciones) forman
líneas de productos soportadas por una estructura metálica
articulada.
La presente invención trata de mejorar las
condiciones de transferencia de fluido entre dos emplazamientos, en
particular entre un primer emplazamiento situado sobre una
plataforma flotante de producción independiente y un segundo
emplazamiento situado sobre un navío encargado del transporte del
fluido.
A ésta finalidad, la invención propone un
conjunto de transferencia de fluido entre un primer emplazamiento y
un segundo emplazamiento, que comprende:
- -
- un cabrestante con accionamiento en tensión constante, destinado a ser instalado en el primer emplazamiento, sobre el que está enrollado un cable de suspensión, destinado a ser tendido entre los dos emplazamientos y que está adaptado para someter al cable de suspensión a una tensión constante;
- -
- un soporte de almacenamiento destinado a ser instalado en el primer emplazamiento para almacenar en suspensión elementos rígidos de conducción articulados entre sí por intermedio de segmentos de articulación dotados con codos y con juntas giratorias, con el fin de poder pasar de una posición de almacenamiento, en la que los segmentos de conducción están suspendidos en acordeón del soporte de almacenamiento, hasta una posición desplegada entre los dos emplazamientos, por suspensión del cable para efectuar la transferencia de fluido;
- -
- medios de atalaje de ciertos segmentos de articulación, predeterminados, al soporte de almacenamiento o al cable de suspensión en función de la longitud de cable de suspensión tendido entre los dos emplazamientos.
Un conjunto de tubería rígida de éste tipo, cuyos
elementos individuales están conectados por medio de juntas
giratorias, permite una velocidad de fluido elevada y, por tanto,
un elevado caudal de transferencia. Igualmente ofrece una buena
resistencia de la tubería a los golpes de ariete.
Permite, por otra parte, efectuar transferencias
de gas natural licuado utilizando juntas giratorias criogénicas
existentes, del tipo juntas giratorias Chicksan®.
Además, estando sometido el cable de suspensión a
una tensión constante, éste se enrolla sobre su cabrestante o se
desenrolla a partir de éste en función del movimiento de
alejamiento o de aproximación de las dos estructuras. El número de
segmentos de articulación predeterminados unidos con éste cable de
suspensión depende, por lo tanto, de la longitud de éste último
tendido entre las dos estructuras.
Preferentemente, los medios de atalaje comprenden
una pluralidad de patillas de suspensión de los segmentos
predeterminados de articulación, con cada una de las cuales está
fijada transversalmente una pinza de aprisionado del cable de
suspensión por la parte dorsal, para fijar la patilla de suspensión
al cable de suspensión, y el conjunto comprende, además, un
cabrestante de conexión destinado a ser instalado en el segundo
emplazamiento, sobre el cuál se enrolla un cable de conexión
adaptado para ser conectado con el cable de suspensión para
conducirlo, antes de transferir fluido, hasta el segundo
emplazamiento y amarrarlo allí o para volverlo a llevar, después de
la transferencia del fluido, hasta el primer emplazamiento, al
mismo tiempo que se le somete a una tensión constante por medio del
cabrestante con accionamiento con tensión constante.
Merced a éstas disposiciones, el cabrestante de
conexión extrae del soporte de almacenamiento el cable de
suspensión y los segmentos de conducción articulados, mientras que
la tensión constante del cabrestante con accionamiento en tensión
constante se opone a la salida de éste cable y limita la flecha del
conjunto en suspensión.
Para conducir el cable de conexión hasta el
primer emplazamiento y conectarlo con el cable de suspensión, el
conjunto comprende, ventajosamente, un cabrestante destinado a ser
instalado en el primer emplazamiento y sobre el que se enrolla un
cabo destinado a ser conectado con el cable de conexión para
conducirlo hasta el primer emplazamiento con el fin de conectarlo
con el cable de suspensión.
Para fijar el cable de conexión con el cable de
suspensión, se ha fijado preferentemente un mecanismo con
mandíbulas, adaptado para solidarizar una extremidad del cable de
conexión con el cable de suspensión, a una extremidad de éste
último.
Igualmente de manera preferente, el conjunto
comprende un dispositivo que forma tope mecánico, destinado a ser
instalado en el segundo emplazamiento y para enclavar el mecanismo
de mandíbulas, una vez tendido el cable de suspensión entre los dos
emplazamientos.
Por razones de comodidad, el conjunto comprende
un medio de conexión fluídica sobre un segmento de conducto de
extremidad y que está destinado a ser destinado con un medio de
conexión fluídica complementario, destinado a ser instalado en el
segundo emplazamiento, para efectuar la transferencia de
fluido.
Según características preferidas desde el punto
de vista de las posibilidades de desplazamiento ofrecidas por
éstas:
- -
- al menos una parte de los segmentos de articulación, destinados a ser enganchados con el cable de suspensión, comprende una combinación de una junta giratoria de eje sensiblemente vertical y al menos una junta giratoria de eje sensiblemente horizontal, en posición de desplegada de los segmentos de conducción; y/o
- -
- los medios de atalaje comprenden una pluralidad de patillas de suspensión, cada una de las cuáles comprende una pinza de aprisionado del cable de suspensión por la parte dorsal, fijada transversalmente con una de sus extremidades, y está unida con un segmento de articulación por intermedio de una articulación con pivote de eje sensiblemente paralelo a la dirección de extensión del pasaje para la recepción del cable de suspensión definido por la pinza; y/o
- -
- los medios de atalaje comprenden una pluralidad de patillas de suspensión, cada una de las cuáles está solidarizada con un segmento de articulación por medio de un rodamiento.
Según un modo de realización preferido, el
soporte de almacenamiento está montado de forma libremente pivotante
en acimut sobre una base destinada a fijarse en el primer
emplazamiento y el conjunto comprende, además, al menos dos juegos
de poleas de guía lateral del cable de suspensión, fijadas al
soporte de almacenamiento en emplazamientos diferentes y adaptados
para alejarse del cable de suspensión cada vez que se produzca el
paso de un medio de atalaje.
Merced a éstas disposiciones, el soporte de
almacenamiento está alineado automáticamente sobre el cable de
suspensión, al mismo tiempo que autoriza una flexibilidad lateral de
la línea de producto formada por los segmentos del conducto.
Según una variante de realización, el soporte de
almacenamiento está montado de manera pivotante en acimut sobre una
base destinada a fijarse en el primer emplazamiento y el conjunto
comprende, además, un detector de la posición angular del cable de
suspensión y un dispositivo de servorizado en rotación del soporte
de almacenamiento alrededor de la base, sensible a señales de
salida filtradas del detector para alinear el soporte de
almacenamiento sobre la dirección principal del cable de
suspensión.
Según otra variante, el soporte de almacenamiento
está unido de manera rígida con una base destinada a fijarse en el
primer emplazamiento, comprendiendo cada segmento de articulación,
destinado a ser enganchado con el cable de suspensión, una
combinación de una junta giratoria de eje sensiblemente vertical y,
al menos, una junta giratoria de eje sensiblemente horizontal, en
posición desplegada de los segmentos de conducción, y el conjunto
comprende, al menos, dos juegos de poleas de guía lateral del cable
de suspensión, fijadas al soporte de almacenamiento en
emplazamientos diferentes y adaptados para alejarse del cable de
suspensión cada vez que se produzca el paso de un medio de
atalaje.
Según características preferidas por su comodidad
de aplicación, los medios de atalaje comprenden una pluralidad de
patillas de suspensión, con cada una de las cuáles está fijada,
transversalmente, una pinza de aprisionado del cable de suspensión
por la parte dorsal, comprendiendo cada una de las pinzas dos ramas
articuladas, solicitadas hacia una posición de aprisionado de la
pinza por un resorte y dotadas respectivamente con una roldana, y
el soporte comprende dos raíles que definen respectivamente una
pista de rodadura para una de las roldanas de la pinza, siendo la
separación entre los raíles tal que, en posición de almacenamiento
de los segmentos de conducción, la pinza está mantenida en una
posición abierta en contra de la fuerza del resorte, permitiendo
insertar ésta sobre el cable de suspensión durante el paso de los
segmentos de conducción hacia la posición desplegada.
Para soportar el cable de suspensión a la salida
del soporte de almacenamiento, el conjunto comprende,
ventajosamente, poleas de soporte del cable de suspensión, aguas
abajo de los raíles del soporte de almacenamiento.
La presente invención propone, igualmente, la
utilización del conjunto expuesto anteriormente para la
transferencia de gas natural, licuado, entre una plataforma
flotante de producción independiente, que define el primer
emplazamiento, y un navío, que define el segundo emplazamiento,
estando unidos los segmentos de conducción por medio de
articulaciones con otros segmentos de conducción para formar dos
conductos de transferencia de fluido adaptados para ser desplegados
paralelamente y simultáneamente entre los dos emplazamientos,
sirviendo uno de éstos conductos para la transferencia de gas
natural licuado hacia el navío y sirviendo el otro de retorno del
vapor hacia la plataforma.
La presente invención se comprenderá mejor por
medio de la lectura de la descripción que sigue, hecha con
referencia a los dibujos adjuntos que muestran, a título de
ejemplos, modos de realización no limitativos de la presente
invención.
En éstos dibujos:
la figura 1 es una vista en planta, según un modo
de realización preferido de la invención;
la figura 2 es una vista en alzado lateral de
éste mismo conjunto;
la figura 3 es una vista en alzado lateral de una
patilla de suspensión de un segmento de articulación del conjunto
de las figuras 1 y 2;
la figura 4 es una vista de frente, con arranques
de materia parciales, de ésta misma patilla de suspensión en
posición de almacenamiento;
la figura 5 es una vista en sección longitudinal
de un mecanismo con mandíbulas del conjunto de las figuras 1 y
2;
la figura 6 es una vista en sección según la
línea VI-VI de la figura 5, con arranque parcial de
material;
la figura 7 ilustra, esquemáticamente, la
colocación de los medios de guía lateral del cable de suspensión
del conjunto de las figuras 1 y 2, al paso de la patilla de
suspensión de las figuras 3 y 4;
la figura 8 muestra éstos mismos medios de guía,
en posición de guía del cable de suspensión;
la figura 9 es una vista en planta de un sistema
de poleas de soporte del cable de suspensión;
la figura 10 es una vista en alzado lateral del
sistema de la figura 9;
la figura 11 es una vista en planta de una
variante de realización del conjunto de transferencia de
fluido;
la figura 12 es una vista en alzado lateral del
conjunto de la figura 11;
la figura 13 es una vista de frente de un
dispositivo de detección de posición angular del cable de suspensión
del conjunto de las figuras 11 y 12;
la figura 14 es una vista en planta del
dispositivo de la figura 13;
la figura 15 es una vista en planta de otra
variante de realización del conjunto de transferencia de
fluido;
la figura 16 es una vista en alzado lateral del
conjunto de la figura 15;
la figura 17 es una vista en planta de una
variante de realización del conjunto de transferencia de fluido
para la transferencia de gas natural licuado;
la figura 18 es una vista a mayor escala de un
primer tipo de segmento de articulación empleado en los conjuntos
de las figuras 1, 2, 11, 12, 15 y 16;
la figura 19 es una vista a mayor escala de un
segundo tipo de segmento de articulación empleado en los conjuntos
de las figuras 1, 2, 11, 12, 15 y 16;
la figura 20 es una vista a mayor escala de un
primer tipo de segmento de articulación empleado en el conjunto de
la figura 17; y
la figura 21 es una vista a mayor escala de un
segundo tipo de segmentos de articulación empleado en el conjunto de
la figura 17.
En la figura 1 se ha representado, en 10, una
parte de una plataforma de producción independiente. Un navío
cisterna 11 está amarrado por medio de un calabrote 12 con la
plataforma 10. Un conjunto de transferencia de fluido 13, según un
modo de realización preferido de la invención, permite transferir,
en éste caso, petróleo bruto extraído en la plataforma 10 hasta el
navío cisterna 11.
A éste efecto, el conjunto 13 comprende un
soporte 14, instalado sobre la plataforma 10 para almacenar en
suspensión una pluralidad de segmentos rígido 15 del conducto de
transferencia de fluido, en el caso considerado de petróleo bruto,
articulados entre sí por intermedio de segmentos de articulación 16,
16', dotados con codos a 90º y con juntas giratorias, con el fin de
poder pasar desde una posición de almacenamiento, en la que los
segmentos del conducto 15 están suspendidos en acordeón del soporte
14, hasta una posición desplegada entre la plataforma 10 y el navío
cisterna 11 por suspensión del cable de suspensión o cable portador
17 para efectuar la transferencia del fluido (véase la figura 2 en
la que se han ilustrado las dos posiciones).
Como se ve mejor en la figura 18, los segmentos
de articulación 16 comprenden, respectivamente, dos codos a 90º,
18, unidos por una extremidad con una extremidad de segmento rígido
del conducto 15 y, por su otra extremidad, con el codo a 90º, 18,
contiguo, por intermedio de una junta giratoria o rotación 19. El
eje de ésta junta giratoria 19 es sensiblemente horizontal y
perpendicular al cable de suspensión 17, cuando el segmento de
articulación 16 está suspendido del mismo (véase la figura 1). Éste
tipo de junta giratoria 19 permite que los segmentos del conducto 15
adopten la curva del cable de suspensión 17 en el plano vertical,
en posición desplegada de éstos segmentos del conducto 15, pero
igualmente replegar éstos segmentos del conducto 15 para el
almacenamiento en acordeón sobre el soporte o estación de
almacenamiento 14.
Por razones idénticas, los segmentos de
articulación 16' están dotados, igualmente, de manera respectiva,
con una junta giratoria 19' de eje horizontal entre dos codos a
90º, 18'. Sin embargo, entre uno de éstos codos a 90º, 18', y la
extremidad de un segmento rígido del conducto 15, se ha previsto un
tercer codo a 90º, 18''. Éste tercer codo a 90º, 18'' está unido
con el codo a 90º contiguo por medio de una junta giratoria 20 de
eje sensiblemente vertical en posición desplegada, que permite
desplazamientos laterales de los segmentos del conducto 15. Éstos
desplazamientos laterales permiten que el conjunto responda a los
movimientos oscilantes del navío cisterna 11 y de la plataforma 10
durante la transferencia. Además, la torsión de ésta línea queda
absorbida por una junta giratoria suplementaria 21 que une el
tercer codo a 90º, 18'' del segmento de articulación 16' con una
extremidad del segmento del conducto 15 con la que está alineada la
junta giratoria 21.
Como se ve en la figura 1, merced a éstos
segmentos de articulación 16, 16', los segmentos del conducto 15 se
encuentran así colocados alternativamente a uno y otro lado del
cable de suspensión 17 en posición desplegada.
Se observará, igualmente, que en el presente modo
de realización preferido, un segmento de articulación de cada
cuatro es del tipo con junta giratoria de eje vertical.
Para suspender éstos segmentos del conducto 15 al
soporte de almacenamiento 14 y al cable de suspensión 17, en
función de la longitud del cable de suspensión 17, tendido entre la
plataforma 10 y el navío 11, se han previsto, igualmente, medios de
atalaje.
Como se ve en la figura 2, éstos comprenden
patillas de suspensión 22 unidas, cada dos segmentos del conducto
15, con un segmento de articulación 16 ó 16' al nivel de la junta
giratoria de eje horizontal 19 ó 19', respectivamente.
Tales patillas de suspensión 22 están
representadas con mayor detalle en las figuras 3 y 4.
Como puede verse en éstas figuras, cada patilla
de suspensión 22 está unida con un segmento de articulación 16 por
intermedio de un rodamiento 23 que tiene un casquillo interno 24 y
un casquillo externo 25, entre los cuáles se han insertado bolas
26. El casquillo interno 24 está fijado en el exterior de la junta
giratoria próxima 19, mientras que el casquillo exterior 25 está
unido con la extremidad de una rama vertical 27 de la patilla de
suspensión 22 por intermedio de una articulación con pivote 28.
El eje de ésta articulación con pivote 28 es
sensiblemente paralelo a la dirección de extensión de un pasaje de
recepción 29 definido por una pinza 30 y destinado a recibir el
cable de suspensión 17.
Esta pinza 30 es solidaria con la rama 27, en su
extremidad opuesta a la que se une con el casquillo 25. Ésta
comprende dos ramas articuladas 31, 32 solicitadas hacia una
posición de aprisionado de la pinza 30 por un resorte 33 retenido
entre las ramas 31y 32 por un vástago 34 montado de forma pivotante
sobre la rama 31 y recibido en un orificio de pasaje 35 de la rama
32.
Se observa, también, que la pinza 30 está fijada,
en éste caso, con la rama 27, transversalmente a ésta y permite un
aprisionado por la parte dorsal del cable de suspensión 17.
Se apreciará que la articulación con pivote 28
permite un deslizamiento entre el cable de suspensión 17 y el eje
de la conducción formada por los segmentos del conducto 15 en
posición desplegada.
Como puede verse, igualmente, en la figura 4,
cada una de las ramas 31 y 32 está dotada, igualmente, con una
roldana 37a, 37b en su extremidad opuesta a la de aprisionado del
cable de suspensión 17. Cada una de éstas roldanas 37a, 37b está
insertada en rodamiento sobre un raíl 38a, 38b del soporte de
almacenamiento 14.
En posición de almacenamiento, la separación
entre los raíles 38a, 38b es tal, que la pinza 30 está mantenida en
una posición abierta, en contra de la fuerza del resorte 33, que
permite su inserción sobre el cable de suspensión 17 durante el paso
de los segmentos del conducto 15 hacia la posición desplegada.
Un sistema de accionamiento 39 (véanse las
figuras 1 y 2) está montado sobre el soporte de almacenamiento 14 y
está equipado con un accionador hidráulico, adaptado para insertar
una pinza 30 entre los raíles 38a, 38b o para liberar dicha pinza 30
para permitir que se enganche con el cable de suspensión 17.
Con el fin de que las patillas de suspensión 22
estén enganchadas con el cable de suspensión 17 con un espaciado
regular, el sistema de accionamiento está conectado con un captador
de posición angular de un cabrestante con accionamiento en tensión
constante 40, instalado sobre la plataforma 10 y sobre el que está
enrollado el cable de suspensión 17.
La longitud desenrollada del cable de suspensión
17 es medida por el captador de posición angular y la información
correspondiente es transmitida al sistema de accionamiento 39 que
responde de la forma siguiente:
- -
- si el cable 17 está en uso de desenrollado y si se ha alcanzado un espaciado predeterminado, una pinza 30 es liberada para permitirle que aprisione el cable de suspensión 17 y, por lo tanto, hacer un segmento de articulación 16 ó 16' solidario con el cable 17;
- -
- si el cable está en curso de desenrollado sobre el cabrestante 40 y si una pinza 30 se presenta delante del sistema de accionamiento 39, el accionador hidráulico de éste inserta la pinza 30 entre los raíles 38a, 38b y la retiene en posición de almacenamiento entre éstos raíles 38a, 38b.
Esta lógica de funcionamiento es aplicada durante
toda la fase de transferencia de fluido entre la plataforma 10 y el
navío cisterna 11, durante la cuál la distancia de separación entre
éstos podrá aumentar o disminuir.
El cabrestante con accionamiento en tensión
constante 40 permite aplicar una tensión constante sobre el cable
de suspensión 17 con el fin de mantener una flecha sensiblemente
constante en el centro del cable 17. A éste efecto, el cabrestante
40 es accionado por un motor hidráulico sometido, permanentemente, a
una presión constante. En caso de alejamiento o de aproximación del
navío cisterna 11, el cable de suspensión 17 es enrollado sobre el
cabrestante 40 o desenrollado a partir de éste; la variación de
flecha (pequeña) se debe únicamente a la variación de portada
(distancia que separa la plataforma 10 y el navío cisterna 11).
El cable de suspensión enrollado sobre el
cabrestante 40 es conducido hasta el soporte de almacenamiento 14
por medio de una polea de transmisión a 90º, 41, montada sobre una
base 42 fijada en la plataforma 10. El soporte de almacenamiento 14
está montado, igualmente, de manera pivotante en acimut sobre ésta
base 42 por medio de rodamientos 43.
El soporte de almacenamiento 14 está unido, por
otra parte, con el puente de la plataforma 10 por medio de roldanas
44 que recogen el peso del soporte 14.
Un juego 45 de otros segmentos de conducto,
articulados entre sí por medio de juntas giratorias y de codos,
costea la base 42 para alimentar el conducto formado por los
segmentos 15 con petróleo bruto, al mismo tiempo que es capaz de
seguir el pivotado del soporte de almacenamiento 14 alrededor de la
base 42.
La otra extremidad de éste conducto, situada en
el lado del navío cisterna 11 en posición desplegada, está dotada
con un acoplador hidráulico de doble válvula 46 destinado a
conectarse con un distribuidor 47 situado sobre el navío cisterna
11.
Para conducir el cable de suspensión 17 y los
segmentos del conducto 15, que están fijados a éste, desde la
plataforma 10 hasta el navío cisterna 11, se ha instalado sobre el
puente del navío cisterna 11 un cabrestante 48, sobre el cuál está
enrollado un cable de conexión 49. Para conducir el cable de
conexión 49 desde el lado de la plataforma 10, con el fin de
poderlo fijar con el cable de suspensión 17, se ha previsto un
cabrestante anexo 50 sobre el puente de la plataforma 10, sobre el
que está enrollado un cabo 51.
Como puede verse en la figura 5, éste cabo 51
está dotado, en una de sus extremidades, con un bucle 52 de atalaje
del cabo 51 con un casquillo 53 fijado en una extremidad el cable
de conexión 49.
Para fijar el cable de suspensión 17 al cable de
conexión 49, una vez que éste último ha sido conducido hasta el
lado de la plataforma 10, se ha fijado un mecanismo de mandíbulas
54 en una extremidad el cable de suspensión 17. Dos resortes de
recuperación 55a, 55b permiten mantener el casquillo 53 en su sitio
entre las mandíbulas 56a, 56b, cuando los cables no están bajo
tensión. Por el contrario, la tensión de los cables tiende a cerrar
las mandíbulas 55a, 55b sobre el casquillo 53, puesto que éste
último forma tope, en posición de conexión, contra los hombros 57a,
57b de cada una de las mandíbulas 56a, 56b, lo que tiene por efecto
hacer pivotar a éstas últimas hacia su posición de retención del
casquillo 53.
En ésta figura 5, se reconoce igualmente una
parte de una patilla 58 montada de forma móvil en pivotado sobre el
mecanismo con mandíbula 54 y con la que se ha fijado el acoplador
46 (véase la figura 2).
Como se ve en las figuras 1 y 2, un primer
dispositivo que forma tope mecánico 59 está fijado con el soporte
de almacenamiento 14 y un segundo dispositivo, que forma tope
mecánico 60 está instalado sobre el puente del navío cisterna 11 en
la proximidad del distribuidor 47. El primer dispositivo que forma
tope 59 sirve para enclavar el mecanismo con mandíbula 54 mientras
que no que se halla iniciado el procedimiento de desplegado del
cable de suspensión 17 y de los segmentos 15 del conducto, mientras
que el segundo dispositivo, que forma tope mecánico 60, sirve para
enclavar éste mismo mecanismo de mandíbula 54, una vez que el cable
de suspensión 17 esté tendido entre la plataforma 10 y el navío
cisterna 11.
En el caso del presente modo de realización, el
esfuerzo de tensión del cable de suspensión 17 se aplica a la base
42 por intermedio de la polea de recirculación 41. El soporte de
almacenamiento 14 no soporta más que el peso de los segmentos 15 del
conducto. Éste soporte 14, que es libre para girar alrededor de la
base 42, debe estar alineado, por lo tanto, sobre el cable de
suspensión 17. Ésta alineación se obtiene merced a poleas de guía
laterales visibles en las figuras 7 a 10.
Las figuras 7 y 8 muestran un juego de dos poleas
61 y 62 montadas, respectivamente, de forma móvil y pivotantes sobre
una placa-soporte 63 por medio de brazos 64 y 65,
respectivamente.
Estos brazos 64 y 65 son accionados en pivotado
alrededor de un pivote común 66 por medio de dos gatos hidráulicos
67 y 68, cada uno de los cuáles está fijado en la placa soporte 63,
por una parte, y en uno de los brazos 64 y 65, por la otra
parte.
La placa-soporte 63 está fijada,
a su vez, al soporte de almacenamiento 14.
De éste modo, en una posición ilustrada en la
figura 8, en la que éstas poleas 61 y 62 están en contacto con el
cable de suspensión 17, a uno y otro lado de éste, cualquier
desplazamiento de éste cable de suspensión 17 entraña un pivotado
del soporte de almacenamiento 14 sobre la base 42, manteniendo al
soporte de almacenamiento 14 alineado con el cable de suspensión 17
y, como consecuencia, también con el eje del conducto de
transferencia de fluido, desplegado entre la plataforma 10 y el
navío cisterna 11.
Resulta que el soporte de almacenamiento 14 está
alineado automáticamente sobre el cable de suspensión 17.
Cuando se produce el paso de una patilla de
suspensión 22 (véase la figura 7), las poleas 61 y 62 son alejadas
del cable de suspensión 17 por accionamiento de los gatos
hidráulicos 67 y 68. La simplicidad de un sistema de éste tipo con
dos gatos hidráulicos garantiza una buena fiabilidad mecánica.
Sin embargo, para conservar un guiado lateral en
cualquier momento, se han previsto, de hecho, dos juegos de poleas
con emplazamientos diferentes y que se desvanecen cada vez que se
produce el paso por delante de las mismas de una patilla de
suspensión 22.
Éstos dos juegos de poleas están representados
sin sus medios de maniobra en las figuras 9 y 10. En éstas se
reconoce el primer juego de poleas 61, 62 igualmente visible en las
figuras 7 y 8, así como el segundo juego de poleas 61', 62'
colocadas a uno y otro lado del cable de suspensión 17, aguas
arriba del primer juego de poleas 61, 62.
Debido a los movimientos alternativos del navío
cisterna 11 durante la fase de carga de éste, una patilla de
suspensión 22 puede ser retenida en cualquier punto de éste sistema
de guiado por poleas, para volver a ponerse en marcha en un sentido
o en el otro, incluso oscilar alrededor de una posición.
De éste modo, el sistema de accionamiento 39 está
conectado con un detector de posición para que le permita modificar
la orden de las operaciones de desvanecimiento de los juegos de las
poleas, en función de la posición detectada de una patilla de
suspensión 22.
Del mismo modo se reconocen en las figuras 9 y 10
poleas 69-72 de absorción del peso de los segmentos
15 a la salida del soporte de almacenamiento 14.
Éstas poleas 69-72 están unidas,
dos a dos, por medio de barras de conexión 73-76,
articuladas a su vez en pivotado sobre barras intermedias 77 y 78 de
suspensión de las poleas 69-72 al soporte de
almacenamiento 14.
El conjunto de transferencia de fluido 13
funciona de la manera siguiente:
Antes de la colocación del conjunto de
transferencia de fluido 13, los segmentos 15 del conducto se
encuentran en posición retraída, es decir suspendidos en acordeón
sobre el soporte de almacenamiento 14.
Para colocar en su sitio el conjunto de
transferencia de fluido 13, el cabo 51 es conducido, en primer
lugar, desde la plataforma 10 hasta el navío cisterna 11, por
ejemplo haciéndolo pasar al mismo tiempo que el calabrote 12. Un
operario, por el lado del navío cisterna 11, conecta entonces éste
cabo con la extremidad del cable de conexión 49, enrollado sobre el
cabrestante 48.
Después de ésta conexión, el cabo 51 es enrollado
sobre su cabrestante 50. Éste arrastra al cable de conexión 49 que
es desenrollado desde su cabrestante 48. Cuando la extremidad del
cable de conexión 49 llega hasta el soporte de almacenamiento 14,
se conecta automáticamente con la extremidad del cable de suspensión
17. De una manera más precisa, el casquillo 53 del cable de
conexión 49 separa las mandíbulas 56 a, 56b del mecanismo de
mandíbula 54 y se pone en su sitio. Una vez que el cable de
conexión 49 está conectado con el cable de suspensión 17, el
cabrestante del cable de conexión 48, por el lado del navío
cisterna 11, se pone en marcha para extraer del soporte de
almacenamiento 14 el cable de suspensión 17 y los segmentos 15 del
conducto que son fijados progresivamente al mismo. La tensión
constante, aplicada por el cabrestante 40, se opone a la salida del
cable de suspensión 17 y limita la flecha del conjunto de
transferencia de fluido 13 en suspensión. Las patillas de suspensión
22 están fijadas, por su parte, con éste cable de suspensión 17 con
un espaciado regular.
Cuando la extremidad del cable de suspensión 17
llega al lado del navío cisterna 11, el dispositivo de tope
mecánico 60 enclava el mecanismo con mandíbula 54. El cabrestante
de conexión 48 se detiene entonces y el acoplador hidráulico 46 se
conecta con una brida del distribuidor 47.
Las válvulas del acoplador 46 se abren entonces y
puede comenzar la carga del navío cisterna 11.
Durante todo el tiempo que dura la carga, los
segmentos del conducto 15 se retractan o salen del soporte de
almacenamiento, según la distancia que separe la plataforma 10 del
navío cisterna 11.
Para la desconexión, el orden de la secuencia se
invierte y los movimientos se hacen en sentido opuesto. Sin
embargo, se conserva el principio del mantenimiento de la tensión
constante desde la plataforma 10.
Se apreciará que un conjunto de éste tipo de
transferencia de fluido 13 permite desplazamientos relativos
importantes en todas las direcciones.
Además, permite una velocidad de fluido elevada
y, como consecuencia, un elevado caudal de transferencia al mismo
tiempo que ofrece una buena resistencia de la tubería a los golpes
de ariete.
La variante de realización, representada en las
figuras 11 a 14, propone un servorizado en rotación del soporte de
almacenamiento.
De una manera más precisa, el sistema de poleas
de guía lateral del cable de suspensión 17 de las figuras 1 a 10 se
ha reemplazado por un sistema de servorizado en rotación del
soporte de almacenamiento 14, que comprende un detector de posición
angular 79 del cable de suspensión 17 (véanse las figuras 13 y 14) y
un dispositivo de servorizado en rotación 80 del soporte de
almacenamiento 14 alrededor de la base 42 (véase la figura 11).
La dirección lateral del cable de suspensión 17 a
la salida del soporte de almacenamiento 14 se mide con ayuda de una
roldana móvil 81 que reposa sobre éste cable 17. Ésta roldana móvil
81 es capaz de seguir los movimientos laterales del cable 17 merced
a su montaje sobre un soporte articulado 82 montado sobre una placa
de fijación 83 al soporte de almacenamiento 14 por medio de dos
articulaciones 84a y 84b de compensación en altura.
El soporte articulado 82 está conectado,
igualmente, con un codificador de rotación 85.
La señal de salida de éste codificador 85,
representativa de la posición angular del cable de suspensión 17,
ha sido filtrada con el fin de suprimir las oscilaciones propias
del cable. Ésta señal se transmite a un motor hidráulico 86 del
dispositivo de servorizado en rotación 80 para alinear el soporte
de almacenamiento 14 con la dirección principal del cable de
suspensión 17, merced a un sistema del tipo rueda
dentada-cremallera, cuya rueda dentada está montada
sobre el árbol de salida del motor hidráulico 86 y la cremallera 87
está montada sobre el puente de la plataforma 10, detrás de la pista
de rodadura 88 de las roldanas 44.
En cuanto al resto, el conjunto de transferencia
de fluido 13' de las figuras 11 a 14 es completamente idéntico al
conjunto de transferencia de fluido 13 de las figuras 1 a 10.
En el caso de la variante de realización de las
figuras 15 y 16, el soporte de almacenamiento 14' del conjunto de
transferencia de fluido 13'' está conectado de manera rígida con la
plataforma 10.
Los desplazamientos laterales del navío cisterna
11 con relación a la plataforma 10 son por lo tanto completamente
absorbidos a la salida del soporte de almacenamiento 14' por el
cable de suspensión 17 y la conducción de transferencia de fluido
formada por los segmentos del conducto 15.
El conjunto de transferencia de fluido 13''
comprende, como consecuencia, un sistema 89 de guía lateral del
cable de suspensión 17 a la salida del soporte de almacenamiento
14', similar al que se ha descrito con referencia a las figuras 7 a
10.
Además, se han colocado segmentos de articulación
con junta giratoria de eje sensiblemente vertical, del tipo de los
que se han representado en la figura 19, al nivel de cada patilla
de suspensión 22.
Este conjunto de transferencia de fluido 13''
funciona, en cuanto al resto, de manera similar al de las figuras 1
a 10.
Debe señalarse que el cabrestante, sobre el que
está enrollado el cabo, no es visible en éstas figuras 15 y 16.
Éste cabrestante es idéntico al que se ha representado en las otras
figuras y puede colocarse, por ejemplo, detrás del cabrestante
50.
Otro modo de realización del conjunto de
transferencia de fluido se ha representado en la figura 17.
Este conjunto de transferencia de fluido 13'''
está destinado a transferir gas natural licuado desde la plataforma
10 hasta el navío cisterna 11. Éste comprende, a éste efecto, una
segunda red de segmentos del conducto 15' que forman un conducto que
sirve para retornar el vapor desde el navío 11 hasta la plataforma
10.
Como se ve en las figuras 20 y 21, los segmentos
del conducto 15', que sirven para el retorno del vapor, tienen un
diámetro menor que el diámetro de los segmentos del conducto 15 que
sirven para la transferencia del gas natura licuado.
La transferencia del gas natural licuado se hace
a una temperatura de aproximadamente -160ºC, siendo el conjunto de
juntas giratorias utilizadas en el caso de éste modo de realización,
juntas giratorias criogénicas del tipo juntas Chicksan®.
Por otra parte, con el fin de poder desplegar los
dos conducto paralela y simultáneamente entre la plataforma 10 y el
navío cisterna 11, los segmentos de articulación respectivos 16,
16'' están conectados entre sí por medio de articulaciones
transversales 90, como se muestra en las figuras 20 y 21.
A éste respecto, debe señalarse que los segmentos
de articulación 16'' de la figura 21 no comprenden,
respectivamente, más que una sola junta giratoria de eje
sensiblemente horizontal 91, 91' asociada con la junta de eje
sensiblemente vertical 92, 92'.
Los segmentos de articulación 16 de la figura 20
son, por su parte, idénticos a los de la figura 18.
Evidentemente, la invención no está limitada en
modo alguno a los modos de realización descritos y representados,
que se han dado únicamente a título de ejemplos.
En particular, la invención comprende todos los
medios que constituyen equivalentes técnicos de los medios
descritos, así como sus combinaciones.
Por otra parte, el conjunto de transferencia de
fluidos según la presente invención puede utilizarse para
transferir fluidos diferentes del petróleo bruto y del gas natural
licuado. Entre éstos fluidos se citaran, principalmente, el gas de
petróleo licuado y los condensados.
Claims (15)
1. Conjunto de transferencia de fluido entre un
primer emplazamiento y un segundo emplazamiento, que comprende:
- -
- un cabrestante con accionamiento en tensión constante (40) destinado a ser instalado en el primer emplazamiento, sobre el que está enrollado un cable de suspensión (17), destinado a ser tendido entre los dos emplazamientos (10,11), y que está adaptado para someter al cable de suspensión (17) a una tensión constante;
- -
- un soporte de almacenamiento (14; 14') destinado a ser instalado en el primer emplazamiento (10) para almacenar en suspensión segmentos rígidos del conducto (15), articulados entre sí por intermedio de segmentos de articulación (16, 16'; 16'') dotados con codos (18,18'; 18'') y juntas giratorias (19, 20, 21; 91, 92) con el fin de poder pasar desde una posición de almacenamiento, en la que los segmentos del conducto (15) están suspendidos en acordeón del soporte de almacenamiento (14; 14') hasta una posición desplegada entre los dos emplazamientos (10, 11) por suspensión al cable de suspensión (17) para efectuar la transferencia del fluido; y
- -
- medios de atalaje (22) de algunos segmentos, predeterminados, de articulación (16, 16'; 16'') al soporte de almacenamiento (14; 14') o al cable de suspensión (17) en función de la longitud del cable de suspensión (17) tendido entre los dos emplazamientos (10, 11).
2. Conjunto según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de atalaje comprenden una
pluralidad de patillas de suspensión (22) de los segmentos
predeterminados de articulación (16, 16'), con cada una de las
cuáles se ha fijado, transversalmente, una pinza (30) de
aprisionado del cable de suspensión (17) por la parte dorsal, para
fijar la patilla de suspensión (22) al cable de suspensión (17), y
éste conjunto comprende, además, un cabrestante de conexión (48)
destinado a ser instalado en el segundo emplazamiento, sobre el
cuál se enrolla un cable de conexión (49) adaptado para ser
conectado con el cable de suspensión (17) para conducirlo, antes de
transferir fluido, hasta el segundo emplazamiento (11) y amarrarlo
allí o para reconducirlo, después de la transferencia del fluido,
hasta el primer emplazamiento (10), al mismo tiempo que se le
somete a una tensión constante por medio de cabrestante (40) con
accionamiento en tensión constante.
3. Conjunto según la reivindicación 2,
caracterizado porque comprende un cabrestante (50) destinado
a ser instalado en el primer emplazamiento (10) y sobre el que está
enrollado un cabo (51) destinado a ser conectado con el cable de
conexión (49) para conducirlo hasta el primer emplazamiento (10)
con el fin de conectarlo con el cable de suspensión (17).
4. Conjunto según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque se ha fijado un mecanismo de mandíbula
(54), adaptado para solidarizar una extremidad del cable de
conexión (49) con el cable de suspensión (17), en una extremidad de
éste último para fijar el cable de conexión (49) con el cable de
suspensión (17).
5. Conjunto según la reivindicación 4,
caracterizado porque comprende un dispositivo que forma tope
mecánico, destinado a ser instalado en el segundo emplazamiento (11)
y para enclavar el mecanismo de mandíbula (54), una vez que esté
tendido el cable de suspensión (17) entre los dos
emplazamientos.
6. Conjunto según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende un
medio de conexión fluídica (46) sobre un segmento (15) del conducto
de extremidad, que está destinado a ser conectado con un medio de
conexión fluídica complementario (47), destinado a ser instalado en
el segundo emplazamiento (11) para efectuar la transferencia del
fluido.
7. Conjunto según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque una parte al
menos de los segmentos de articulación (16'; 16'') destinados a ser
enganchados al cable de suspensión (17), comprende una combinación
de una junta giratoria (20; 92) de eje sensiblemente vertical y de
al menos una junta giratoria (19', 21'; 91) de eje sensiblemente
horizontal, en posición desplegada de los segmentos del conducto
(15, 15').
8. Conjunto según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los medios de
atalaje comprenden una pluralidad de patillas de suspensión (22),
cada una de las cuáles comprende una pinza (30) de aprisionado del
cable de suspensión (17) por la parte dorsal, fijada
transversalmente con una de sus extremidades, y está conectada con
un segmento de articulación (16, 16'; 16'') por intermedio de una
articulación con pivote (28) de eje sensiblemente paralelo a la
dirección de extensión del pasaje de recepción (29) del cable de
suspensión (17) definido por la pinza (30).
9. Conjunto según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los medios de
atalaje comprenden una pluralidad de patillas de suspensión (22),
cada una de las cuáles está solidarizada con un segmento de
articulación (16, 16'; 16'') por medio de un rodamiento (23).
10. Conjunto según las reivindicaciones 7 y 8,
caracterizado porque el soporte de almacenamiento (14) está
montado de forma libremente pivotante en acimut sobre una base
(42), destinada a ser fijada en el primer emplazamiento (10) y éste
conjunto comprende, además, al menos dos juegos de poleas (61, 62,
61', 62') de guía lateral del cable de suspensión (17), fijados al
soporte de almacenamiento (14) en emplazamientos diferentes y
adaptados para alejarse del cable de suspensión (17) cada vez que se
produzca el paso de los medios de atalaje (22).
11. Conjunto según las reivindicaciones 7 y 8,
caracterizado porque el soporte de almacenamiento (14) está
montado de forma pivotante en acimut sobre una base (42) destinada
a fijarse en el primer emplazamiento y el conjunto comprende,
además, un detector (79) de posición angular del cable de
suspensión (17) y un dispositivo de servorizado en rotación (80)
del soporte de almacenamiento (14) alrededor de la base (42),
sensible a señales de salida filtradas del detector para alinear el
soporte de almacenamiento (14) sobre la dirección principal del
cable de suspensión (17).
12. Conjunto según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el soporte de
almacenamiento (14') está unido de manera rígida con una base (42)
destinada a fijarse en el primer emplazamiento, comprendiendo cada
segmento de articulación (16', 16''), destinado a ser enganchado al
cable de suspensión (17), una combinación de una junta giratoria
(20; 92) de eje sensiblemente vertical y al menos una junta
giratoria (19'; 91) de eje sensiblemente horizontal, en posición
desplegada de los segmentos del conducto (15), y el conjunto
comprende, al menos, dos juegos de poleas de guía lateral del cable
de suspensión (17), fijados al soporte de almacenamiento (14') en
emplazamientos diferentes y adaptados para alejarse del cable de
suspensión (17) cada vez que se produzca el paso de un medio de
atalaje (20).
13. Conjunto según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los medios de
atalaje comprenden una pluralidad de patillas de suspensión (22),
con cada una de las cuáles está fijada transversalmente una pinza
(30) de aprisionado del cable de suspensión (17) por su parte
dorsal, comprendiendo cada una de las pinzas (30) dos ramas
articuladas, solicitadas hacia una posición de aprisionado de la
pinza (30) por un resorte (33) y dotadas, respectivamente, con una
roldana (37a, 37b), y el soporte comprende dos raíles (38a, 38b)
que definen, respectivamente, una pista de rodadura para una de las
roldanas de la pinza (30), siendo la separación de los raíles (38a,
38b) tal que, en posición de almacenamiento de los segmentos del
conducto (15), la pinza (30) está mantenida en una posición
abierta, en oposición a la fuerza del resorte, que permite insertar
ésta sobre el cable de suspensión (17) durante el paso de los
segmentos del conducto (15) hacia la posición desplegada.
14. Conjunto según la reivindicación 13,
caracterizado porque comprende poleas de soporte
(69-72) del cable de suspensión (17), aguas abajo de
los raíles (38 a, 38b) del soporte de almacenamiento (14; 14').
15. Utilización del conjunto según una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes para la transferencia de gas
natural licuado entre una plataforma flotante de producción
independiente (10), que define el primer emplazamiento, y un navío
(11), que define el segundo emplazamiento, estando conectados los
segmentos del conducto (15) mediante articulaciones (90) con otros
segmentos del conducto (15') para formar dos conductos de
transferencia de fluido adaptados para ser desplegados paralela y
simultáneamente entre los dos emplazamientos, sirviendo uno de ellos
para la transferencia del gas natural licuado hacia el navío (11) y
sirviendo el otro para el retorno del vapor hasta la plataforma
(10).
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