ES2231576T3 - Embarcacion que comprende faldones transversales. - Google Patents

Abstract

Navío (1) que tiene una forma alargada, y que está amarrado al fondo del mar en una orientación sustancialmente fija, comprendiendo el navío al menos a lo largo de sus lados longitudinales, cerca del nivel de la quilla, dos faldones transversales 2¿, 3¿, 2, 3 que tienen una anchura tal que el período del balanceo natural del navío está por encima de un período predeterminado, estando el período del balanceo natural del navío sin los faldones por debajo del citado período predeterminado, caracterizado porque el navío (1) tiene un frente y una proa rectos y es de forma sustancialmente rectangular, estando el navío anclado en una forma no oscilante con el viento, en el que la relación longitud a anchura del navío es al menos 2, teniendo los faldones (2, 3, 2¿, 3¿) una anchura sustancialmente constante de al menos 5% de la anchura del navío cerca del nivel de la quilla, y extendiéndose en al menos 60% de la longitud del navío, preferentemente al menos 90%, más preferentemente en al menos sustancialmente toda la longitud, siendo los faldones generalmente de construcción en forma de caja.

Description

Embarcación que comprende faldones transversales.

La invención se refiere a un navío que tiene una forma alargada, y que está amarrado al fondo del mar en una orientación sustancialmente fija. Los monocascos estabilizados frente a la oscilación con el viento se conocen por ejemplo del documento WO 99/30965.

Se sabe que los navíos alargados, en particular los navíos que tienen una relación longitud/anchura de 1,5 ó menos, pueden estar sujetos a inestabilidad de balanceo o inestabilidad de Mathieu. Esta inestabilidad de balanceo, o resonancia paramétrica origina balanceo debido a modulación inducida por oscilación vertical de la rigidez hidrostática frente al balanceo del sistema. En particular, la condición más severa ocurriría cuando el período natural de la oscilación vertical fuera la mitad del período natural del balanceo.

Un objetivo de la presente invención es diseñar un navío alargado, preferentemente de forma sustancialmente rectangular, con estabilidad mejorada. Otro objetivo de la presente invención es diseñar un navío alargado en el cual los movimientos de balanceo estén amortiguados y en el cual el período del balanceo natural sea mayor.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un navío que pueda ser construido en condiciones de construcción de barcos, antes que en condiciones complejas mar adentro.

Así el navío de acuerdo con la invención comprende, al menos a lo largo de sus lados longitudinales, cerca del nivel de la quilla, dos faldones transversales que tienen una longitud y anchura tales que el período del balanceo natural del navío está por encima de un período predeterminado, estando el período del balanceo natural del navío sin los faldones por debajo del citado período predeterminado.

Se ha encontrado que la adición de faldones en la longitud de un navío alargado disminuye el balanceo del navío, debido a la masa añadida, de modo que la inercia del navío frente a movimientos de balanceo aumenta. Por tanto, es posible construir el navío de modo que el período del balanceo natural esté por encima del período del balanceo de condiciones de tormenta severas. Por ejemplo, el período del balanceo natural del navío sin los faldones puede ser de alrededor de 10-18s. Proporcionando los faldones longitudinales, el período del balanceo natural puede aumentar a 20-25s, lo que está por encima de los 15-16s del período de las olas de una tormenta severa. Los movimientos de balanceo más lentos aumentan la comodidad del personal del navío y reducen la fatiga en las líneas de amarre y sistemas de producción (por ejemplo menos problemas con los separadores).

Proporcionando los faldones de la presente invención, la respuesta del navío frente al balanceo en períodos de ola puede reducirse significativamente, pero se cambia una respuesta frente al balanceo superior al propio período del balanceo natural del navío.

En una realización, la relación longitud/anchura del navío es de al menos 1,5, preferentemente al menos 2, teniendo los faldones una anchura de al menos 5% de la anchura del navío cerca del nivel de la quilla, y extendiéndose a lo largo de al menos 60% de la longitud del navío, preferentemente al menos 90%, más preferentemente a lo largo de al menos sustancialmente toda la longitud.

Proporcionando los faldones a lo largo de la mayor parte de la longitud del navío, se logra un gran aumento de la estabilidad frente al balanceo, y un aumento muy favorable del período del balanceo natural y amortiguación de los movimientos de balanceo. Preferentemente los faldones se extienden a lo largo de los lados longitudinales y de los lados cortos del navío. Las líneas de amarre pueden estar unidas a los faldones, y las estructuras de cubierta pueden estar soportadas sobre los faldones.

Se prefiere que el calado del navío esté por debajo de 30 m, para que éste pueda ser construido en tierra, en condiciones regulares de construcción de barcos. Además, se ha encontrado que los navíos que tienen un nivel de calado relativamente bajo, en combinación con los faldones de la presente invención, son muy estables.

Preferentemente, un navío comprende un pozo central y al menos un elevador y una columna de perforación que se extienden desde una estructura submarina a través del citado pozo hasta una estructura de soporte en el navío, tal como un equipo de perforación. La columna de perforación y/o el elevador están suspendidos de una estructura de soporte pivotante sobre el pozo, tal como una cubierta con brazo de tracción que se describe en el documento EP-A-1.036.914 "Method for installing a number of risers or tendons and vessel for carrying out said method", a nombre del solicitante. La Cubierta con Brazo de Tracción (soporte pivotante) tiene como resultado ventajas tales como un navío y condiciones de perforación más estables, de modo que son posibles tiempos de perforación mayores (menores períodos de parada). En caso de producción LNG, la estructura de soporte pivotante tiene como resultado menos lodos de perforación y condiciones de trabajo más seguras.

Se conoce del documento WO99/44882 la construcción de quillas corrugadas a lo largo de la sentina de un FPSO con capacidad de oscilación con el viento. Las quillas de balance son relativamente estrechas y ayudan en generar vorticidad de modo que los movimientos de balanceo se amortigüen. El período del balanceo natural no es alterado por las quillas de balance.

El documento GB 2 243 118 describe un navío semi-sumergible de simetría generalmente circular con un faldón periférico. El navío semi-sumergible tiene un calado relativamente grande y necesita ser construido de acuerdo con las normas de construcción mar adentro.

En el documento WO98/0439 se describe un navío alargado que tiene labios que se extienden a lo largo de toda la longitud del navío, para la amortiguación de los movimientos de oscilación vertical. Los movimientos de balanceo del navío conocido se evitan alineando el navío, que está provisto de un sistema de posicionamiento dinámico, con las direcciones del viento y de las olas. En contraste con esto, el navío de acuerdo con la presente invención está amarrado, como podría ser amarrado con amplitud, un sistema de amarre semi-oscilatorio con el viento o un sistema de amarre de torre, y podría estar sujeto a olas de través, perpendiculares a su dirección longitudinal.

En OMAE 1996, Volumen I - Parte B, Offshore Technology: Design and hydrodynamic performance analyses of a large simple barge, se describe que faldones grandes de un BARBOX (barcaza cuadrada) de forma simétrica aumentan la masa añadida para el movimiento de oscilación vertical, y proporcionan así una amortiguación del movimiento de oscilación vertical. Se observó, sin embargo, que aunque el francobordo de la opción con faldones se consideraba adecuado, los ángulos de balanceo observados eran excesivos. En contraste con esto, la estabilidad de balanceo del navío alargado de la presente invención aumenta por la presencia de faldones longitudinales. También la barcaza cuadrada conocida tiene un calado de 32 m, de modo que no es adecuada su construcción en un astillero regular, sino que debe ser ensamblada mar adentro.

En una plataforma marina de Noruega, hay una ilustración del concepto de Akers Maritime's Buoyform, tal como se describe en detalle en la página 114, y que describe un SPAR en forma de cono circular con faldones. Las inestabilidades de Mathieu de tal baliza han causado movimientos de cabeceo/balanceo en el orden de 30-40 grados, cuando se esperaban movimientos de 1-3 grados solamente.

En OTC 10-953 "Alternative Shape of Spar Platforms for use in Hostile Areas", se muestran formas de casco alternativas en la fig. 10 de la página 6. Se explica la inestabilidad de Mathieu y en la fig. 17 se menciona que el movimiento de oscilación vertical/cabeceo inestable es tan grande que la cubierta golpea la superficie del agua.

La invención se explicará en detalle con referencia a los dibujos que se acompañan. En el dibujo:

La Fig. 1 muestra una vista frontal de una barcaza de perforación y producción que tiene faldones de acuerdo con la invención; y

la Fig. 2 muestra una vista lateral de una barcaza de perforación y producción que tiene faldones de acuerdo con la invención.

La Fig. 1 muestra una barcaza que tiene una longitud W1 de 160 m, teniendo los faldones longitudinales 2, 3 una anchura de 15 m cada uno, de forma que la longitud total de la barcaza en los faldones, W2, es 190 m. La altura h1 de los faldones 2, 3 es 6 m, siendo el nivel de calado h2 de 22 m, y siendo la altura del nivel de la cubierta h3 de 32 m. El elevado volumen de los faldones añade una gran inercia frente al movimiento de balanceo del navío debido a la gran cantidad de desplazamiento de agua en el balanceo, proporcionando así un período del balanceo natural mayor.

En la barcaza 1 un equipo de perforación 5 está situado en una estructura de soporte 6 del equipo. Desde el equipo 5 una columna de perforación 7 se extiende hacia el fondo del mar 33. La columna de perforación 7 y los elevadores de producción 8, 9 están suspendidos de una cubierta 10. La cubierta 10 soporta también un cierre de emergencia 11. La cubierta está suspendida de forma pivotante de cables 13, 14, que discurren a lo largo de poleas 15, 16. Los cables 13, 14 llevan contrapesos 17, 18 por debajo del nivel del agua. La columna de perforación 7 y los elevadores 8, 9 se extienden a través de un pozo 20 central en la barcaza 1 en la cual la cubierta 10 está suspendida. Los cables 13, 14 se extienden a través de conductos cónicos 21, 22 a través de la altura del navío 1. El navío lleva en su cubierta una planta de separación de crudo 25, una planta de compresión de gas 26, un compartimento de equipo de perforación 27, zona de servicios 28 y un generador de energía 29. Líneas de anclaje 30, 31 amarran el navío 1 al fondo del mar 33. Como puede verse en la Fig. 2, los faldones 2', 3', soportan parte del peso de las estructuras de cubierta tales como el alojamiento 35 o un tubo de perforación y recinto de atenciones 36 mediante las columnas 39, 40 que descansan sobre los faldones 2', 3'. De este modo los faldones proporcionan espacio adicional en la cubierta de la barcaza.

Como resulta evidente por la Fig. 2, la anchura W3 de la barcaza es 60 m, y la anchura total, W4, incluyendo los faldones 2', 3', es 90 m. Los faldones 2, 2', 3, 3', se extienden alrededor del navío por todos los lados.

Claims (14)

1. Navío (1) que tiene una forma alargada, y que está amarrado al fondo del mar en una orientación sustancialmente fija, comprendiendo el navío al menos a lo largo de sus lados longitudinales, cerca del nivel de la quilla, dos faldones transversales 2', 3', 2, 3 que tienen una anchura tal que el período del balanceo natural del navío está por encima de un período predeterminado, estando el período del balanceo natural del navío sin los faldones por debajo del citado período predeterminado, caracterizado porque el navío (1) tiene un frente y una proa rectos y es de forma sustancialmente rectangular, estando el navío anclado en una forma no oscilante con el viento, en el que la relación longitud a anchura del navío es al menos 2, teniendo los faldones (2, 3, 2', 3') una anchura sustancialmente constante de al menos 5% de la anchura del navío cerca del nivel de la quilla, y extendiéndose en al menos 60% de la longitud del navío, preferentemente al menos 90%, más preferentemente en al menos sustancialmente toda la longitud, siendo los faldones generalmente de construcción en forma de caja.

2. Navío de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el período predeterminado es al menos 18 s, preferentemente al menos 20 s.

3. Navío de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el volumen de un faldón es al menos 2% del volumen total de la barcaza.

4. Navío de acuerdo con las reivindicaciones 1-3, en el que la inestabilidad de balanceo del navío con los faldones se ha reducido significativamente en comparación con la inestabilidad de balanceo del navío sin los faldones.

5. Navío de acuerdo con la reivindicación 4, en el que los faldones tienen una altura de al menos 10% de la altura del navío.

6. Navío de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el calado del navío menor de 30 m.

7. Navío de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los faldones son sustancialmente horizontales.

8. Navío de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los faldones están perforados.

9. Navío de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el navío está amarrado al fondo del mar mediante cables de amarre.

10. Navío de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los faldones comprenden medios de unión, estando los cables de anclaje unidos a los medios de unión.

11. Navío de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el navío comprende un pozo central, y al menos un elevador y/o columna de perforación que se extiende desde una estructura submarina, a través del citado pozo hasta una estructura de soporte en el navío.

12. Navío de acuerdo con la reivindicación 11, en el que los elevadores y/o la columna de perforación están suspendidos de la estructura de soporte sobre el pozo, estando la estructura de soporte suspendida de medios de suspensión, de forma que puedan colocarse inclinados con respecto a un plano horizontal del navío.

13. Navío de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que una estructura de cubierta está soportada por columnas que descansan sobre los faldones.

14. Navío (1) que tiene una forma alargada, y que está amarrado al fondo del mar en una orientación sustancialmente fija, comprendiendo el navío, al menos a lo largo de sus lados longitudinales, cerca del nivel de la quilla, dos faldones transversales (2, 3, 2', 3') que tienen una anchura sustancialmente constante de forma que el período del balanceo natural del navío está por encima de un período predeterminado, estando el período del balanceo natural del navío sin los faldones por debajo del citado período predeterminado, comprendiendo el navío un pozo central (20) y al menos un elevador y/o una columna de perforación (7, 8, 9) que se extiende desde la estructura submarina, a través del citado pozo (20) hasta una estructura de soporte en el navío (6), estando los elevadores y/o la columna de perforación suspendidos de una estructura de soporte sobre el pozo (20), estando la estructura de soporte suspendida de medios de suspensión, de forma que pueda ser colocada inclinada con respecto a un plano horizontal del navío.