ES2350192T3 - Sistema de unión por control remoto. - Google Patents

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ES2350192T3 ES05761937T ES05761937T ES2350192T3 ES 2350192 T3 ES2350192 T3 ES 2350192T3 ES 05761937 T ES05761937 T ES 05761937T ES 05761937 T ES05761937 T ES 05761937T ES 2350192 T3 ES2350192 T3 ES 2350192T3
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Richard Verley
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Abstract

Sistema de unión por control remoto para conducciones submarinas para unir dos extremos de conducción (3a) (extremos del tubo) que están dispuestos orientados en línea a distancia, con un medio dispuestos para mover al menos uno de los extremos de la conducción hacia los lados, caracterizado porque el sistema de unión comprende un manguito de tubo (1) que tiene cierres internos (4) contra cada superficie de tubo, para la inserción de extremos del tubo (3a) en la posición de frente dentro de los cierres, y una abrazadera de soldadura (5) con una herramienta de soldadura integrada para soldar remotamente un primer extremo del manguito del tubo a la primera conducción y un segundo extremo del manguito del tubo a la segunda conducción y estando los cierres dispuestos para cerrarse frente a cada conducción designada, en el que la abrazadera de soldadura puede sujetarse de forma remota de manera sellante alrededor de los extremos del tubo y el manguito y está equipado con un medio para establecer y mantener una atmósfera de soldadura en un volumen delimitado por los cierres de la abrazadera y los cierres del manguito.

Description

Campo de la invención
La presente invención se refiere a la unión, conexión o sujeción de conducciones submarinas. Más concretamente, la presente invención se refiere a la unión de conducciones submarinas o conexión de conducciones submarinas mediante el uso de soldadura sin buzo. La soldadura sin buzo supone, en este contexto, que no es necesaria la ayuda de buzos ni para la preparación, instalación del equipamiento, soldadura o desmovilización del equipamiento. La invención se refiere a un sistema de unión sin buzo por control remoto para conducciones submarinas. Dicho sistema se describe en el documento US 3 578 233 que es la técnica anterior más cercana a la presente invención y divulga las características del preámbulo de la reivindicación 1.
Antecedentes de la invención y técnica anterior
Hasta el momento, la unión de conducciones submarinas requería muy a menudo el trabajo con buzos. Desde el 31 de diciembre de 2004, se planea limitar en aguas noruegas la profundidad de trabajo máxima permitida para buzos hasta 250 metros para operaciones de emergencia, en lugar de los 360 metros que se establecían hasta el momento. Para conducciones con dimensiones externas de 20,3 cm a 55,9 cm, existen diversos sistemas sin buzos para aplicar un manguito externo para conectar las conducciones que han de unirse. Más concretamente, se hace referencia al acoplamiento mecánico MORGRIP 3000R que se instala sin soldadura, disponible en Hydrotight Sweeny Ltd., West Midlands, Inglaterra. Para conducciones de un diámetro más grande, a menudo es posible realizar la soldadura sin buzos, pero los buzos deben contribuir preparando e instalando/desmovilizando el equipamiento requerido, de modo que el sistema de unión no está exento de buzos en su totalidad. En la práctica, no existe tecnología disponible para la unión sin buzos de conducciones para dimensiones de 71,1 cm y mayores, lo que significa dimensiones de hasta 106,7 cm o incluso 121,9.
Para conducciones en y desde la plataforma continental noruega, se suele emplear el sistema de reparación de conducciones PRS, disponible en la administración PRS, Haugesund, Noruega. El sistema PRS utiliza la soldadura automatizada TIG pero el equipamiento requiere el trabajo de los buzos para su instalación.
Existe una demanda de equipamiento de unión de conducciones totalmente sin buzo a profundidades superiores a 250 metros para dimensiones mayores de 71,1 cm. El objetivo de la presente invención es satisfacer la demanda.
La técnica anterior a la presente invención está constituida por el sistema PRS anteriormente mencionado, y los acoplamientos MORGRIP anteriormente mencionados. La técnica antecedente relevante se describe en las publicaciones de patentes US 6131801, NOB-159,307, US 5437517, GB-A-2323907, GB-A-2304394, NO-B1-304753, NO-B1-304954 y NO-B1-149288.
Resumen de la invención
Con la presente invención, se satisface la demanda anteriormente mencionada proporcionando un sistema de unión de control remoto para conducciones submarinas para unir dos extremos de conducción (extremos del tubo) que están dispuestos orientados en línea a distancia, con un medio dispuesto para mover al menos uno de los extremos de la conducción hacia los lados, distinguiéndose dicho sistema de unión porque comprende:
un manguito de tubo que tiene cierres internos contra cada superficie de conducción, para la inserción de extremos de tubos a la posición enfrentada en los cierres, y una abrazadera de soldadura con una herramienta de soldadura integrada para soldar de forma remota un primer extremo del manguito del tubo a la primera conducción y un segundo extremo del manguito de tubo a la segunda conducción, la abrazadera de soldadura puede sujetarse a distancia de forma sellante alrededor de los extremos de tubo y el manguito y está equipada con un medio para establecer y mantener una atmosfera de soldadura en un volumen delimitado por los cierres de la abrazadera y los cierres del manguito.
El manguito del tubo es preferiblemente una pieza de tubo cilíndrica, mientras que las soldaduras han de considerarse como elementos de adaptación y sellado entre el manguito del tubo y los suaves extremos del tubo. La soldadura tiene unas dimensiones para poder tomar y transferir todas las tensiones a lo largo de toda la duración como resultado de cargas internas y externas, fluctuaciones de presión y temperatura. La inserción de los extremos del tubo significa que el manguito del tubo cubre los extremos del tubo de modo que los extremos del tubo miran a los cierres internos en el manguito del tubo. La soldadura de cada conducción significa la soldadura en ángulo de cordón del manguito a la superficie de las conducciones respectivas, estando cada extremo del tubo insertado en el manguito del tubo dentro de un
cierre dispuesto para sellar contra la superficie de conducción respectiva.
Cada conducción puede soldarse preferentemente a un extremo del manguito del tubo para cada extremo del tubo, lo cual resulta preferible con respecto a la manipulación de tolerancias más grandes porque el desajuste puede distribuirse a más soldaduras. Todas las soldaduras por control remoto son preferentemente soldaduras en ángulo de cordón, para aceptar tolerancias más grandes y evitar la maquinización precisa de los extremos del tubo. Puede aceptarse una tolerancia de hasta aproximadamente 5 mm para cada soldadura.
La abrazadera con la herramienta de soldadura integrada y el medio para la atmósfera de gas, tiene preferentemente una flotabilidad aproximadamente neutra en el agua, de modo que puede moverse y colocarse de manera relativamente fácil para ser usada en un vehículo de funcionamiento remoto (ROV).
La herramienta de soldadura está equipada preferentemente para realizar la soldadura con una ligera sobrepresión en comparación con la presión ambiente, de modo que se limita la entrada de elementos nocivos y gases, con respecto a la calidad de la soldadura. El gas se recupera y se limpia a través de un módulo de recuperación separado integrado con la abrazadera de soldadura.
El medio para soldar incluye preferentemente cadenas de transporte o raíles de transporte internos en la abrazadera, y los dispositivos de soldadura en sí están protegidos preferentemente detrás de una cubierta integrada durante el transporte y la instalación.
Los dispositivos de soldadura en sí incluyen preferentemente equipamiento de soldadura MIG y se prefiere particularmente la manipulación de la rosca de soldadura siendo alimentada a través de un tubo de alimentación desde el módulo de soporte.
El sistema puede adaptarse adecuadamente para unir las conducciones de diferentes dimensiones.
El manguito del tubo puede estar equipado preferentemente con cierres de elastómero de baja presión, dichos cierres deben resistir las condiciones durante la operación de soldadura, pero solo se encargan de una presión diferencial relativamente pequeña (< 1 bar) para obstaculizar la entrada de agua desde el interior de las conducciones a la abrazadera de
soldadura.
El manguito del tubo está equipado preferentemente con marcaciones y equipamiento para posicionamiento y, asimismo, medio de protección catódica, como ánodos galvánicos apropiados.
Dibujos
La presente invención está ilustrada con varios dibujos, de los cuales:
La figura 1 ilustra una abrazadera de soldadura de acuerdo con la presente invención, formada como una abrazadera con herramienta de soldadura integrada y medio de atmósfera de soldadura,
La figura 2 ilustra el módulo de soporte de soldadura que se utiliza en conexión con la invención,
La figura 3 ilustra una unidad de reacción que se utiliza con la presente invención,
La figura 4 ilustra una unidad de elevación que se utiliza en conexión con la presente invención,
La figura 5 ilustra una unidad de manipulación que se utiliza en conexión con la presente invención,
La figura 6 ilustra un módulo de herramienta de soporte que se utiliza en conexión con la presente invención,
La figura 7 ilustra una de las diferentes estructuras de manipulación del tubo que pueden utilizarse en conexión con la presente invención, y
La figura 8 ilustra un manguito del tubo con soldaduras en ángulo de cordón de acuerdo con la presente invención.
Descripción detallada
La invención se describirá a continuación más detalladamente, y se hace referencia en primer lugar a la figura 8 que ilustra el manguito del tubo 1 con una soldadura en ángulo de cordón 2 en cada extremo. En la figura, los extremos del tubo 3a en las conducciones 3 que se unirán, se ilustran con líneas discontinuas. Entre el manguito del tubo 1 y los extremos del tubo 3a se disponen cierres 4, un cierre alrededor de cada extremo del tubo de modo que el espacio entre el extremo del tubo y el manguito del tubo está cerrado. Durante la soldadura, los cierres 4 se sellarán frente al agua que se encuentra en las conducciones llenas de agua. Cada soldadura en ángulo de cordón se soldará entre una conducción 3 y el manguito del tubo 1, con una soldadura en ángulo de cordón en cada extremo del manguito hacia su conducción respectiva. Antes de soldar, la herramienta de soldadura que está integrada en una abrazadera se coloca sobre el manguito del tubo, estando los cierres de la abrazadera dispuestos para cerrarse frente a cada conducción designada, de modo que sea posible proporcionar un espacio seco entre los cierres de las abrazaderas y los cierres en el interior del manguito del tubo. La abrazadera 5 se ilustra en la figura 1, y está construida con una flotabilidad aproximadamente neutral en el agua y con una estructura para su manipulación desconectable mediante el uso de un vehículo de operación remota (ROV). En la figura 1, no aparecen claramente todas las características, especialmente las de la herramienta de soldadura. La abrazadera con la herramienta de soldadura integrada está conectada a un módulo de soporte de soldadura que se ilustra en la figura 2. Mediante el uso de un medio del módulo de soporte de soldadura y la abrazadera con la herramienta de soldadura y la conexión del módulo de soporte de la soldadura a un buque de superficie. Se proporciona la alimentación, la rosca de soldadura, el equipamiento para la manipulación del gas y otro equipamiento requerido. El sistema de gas se adaptará para cada situación, pero utilizará como realización base un gas relativamente inerte a presión ambiente. El gas se limpiará y secará en un módulo de manipulación de gas especial a través del cual circula el volumen del gas. El módulo de soporte de soldadura tiene una flotabilidad muy negativa, mientras que la abrazadera con la herramienta de soldadura integrada tiene una flotabilidad aproximadamente neutra. Ambas unidades se despliegan preferentemente juntas, de modo que el módulo de soporte de soldadura proporciona peso suficiente para el despliegue en el emplazamiento de soldadura, mientras que la abrazadera con la herramienta de soldadura puede sacarse y situarse en el emplazamiento utilizando un vehículo de operación remota (ROV).
La figura 3 ilustra una de las varias realizaciones posibles de una unidad de reacción que funciona como un punto de reacción cuando el manguito del tubo se desliza hacia dentro y hacia fuera, además de funcionar como un objeto de referencia cuando la herramienta de soldadura en la abrazadera va a instalarse en la conducción. Normalmente, la nueva conducción tendrá manguitos del tubo montados sobre ella antes de su despliegue en el mar.
En la figura 4, se ilustra una realización de una unidad de elevación que se utiliza para proporcionar fuerzas al manguito del tubo en la dirección longitudinal de las conducciones.
La figura 5 ilustra una unidad de manipulación adicional que puede utilizarse para
manipular el manguito del tubo.
La figura 6 ilustra un módulo de herramienta de soporte que, en principio, incluye todas las herramientas de servicio adicionales que son necesarias en conexión con la operación de unión. Puede tratarse de un gran número de herramientas para la preparación de la conducción antes de la operación de unión, equipamiento de vídeo, sensores y luz, dichas herramientas conectadas en general con cables cortos/tubos al módulo de la herramienta de soporte. Se utiliza un vehículo de operación remota para mover o colocar las herramientas en posición, mientras que la operación es controlada desde un buque en la superficie.
La figura 7 ilustra un ejemplo en una estructura de manipulación del tubo utilizada para elevar la conducción del fondo del mar, para proporcionar acceso para la preparación y alineación de los dos extremos de la conducción.
La mayoría del equipamiento anteriormente mencionado se conoce previamente. La característica que distingue la presente invención es el manguito del tubo con cierres, y la herramienta de soldadura integrada en una abrazadera con un medio para sujetar de forma sellante alrededor del manguito del tubo y un medio para establecer y mantener una atmósfera de soldadura en un volumen seco limitado por los cierres de las abrazaderas y los cierres del manguito del tubo.
El sistema de unión de acuerdo con la presente invención puede utilizarse para unir las conducciones o para reparar las conducciones cortando una parte dañada de las conducciones y el sistema de unión puede utilizarse para unir los extremos. Antes de que comience la operación de unión en sí, ha de realizarse un exhaustivo trabajo de inspección del área de la operación para aclarar los detalles con respecto al alcance de la operación y cómo debe realizarse. La conducción debe aflojarse opcionalmente desde el suelo y elevarse en posición, las superficies deben estar bien limpias y, si es necesario, la conducción o los extremos deben cortarse después de llenar la conducción con agua. Todo el trabajo de preparación puede realizarse con el equipamiento conocido previamente, por ejemplo, el equipamiento disponible en el sistema de reparación de conducciones (PRS), anteriormente mencionado. Los extremos del tubo están ajustados a una distancia apropiada en relación con el manguito del tubo que va a utilizarse, y preferentemente se proporciona una ligera curvatura en la conducción, para tomar la compresión esperada después de la soldadura, de modo que la unión, a medida que se baja al fondo del mar, no esté sometida a grandes tensiones de soldadura. Antes de bajar el equipamiento de soldadura, el manguito del tubo está marcado y clarificado preferentemente lo máximo posible, por ejemplo, en un buque de superficie. Esto incluye la marcación, posicionamiento y, si procede, la soldadura del manguito del tubo en un extremo. Sin embargo, se considera posible instalar todas las unidades anteriormente mencionadas a distancia desde la superficie, pero esto resulta relativamente complicado y laborioso.
Se instalan repetidores en las estructuras de manipulación del tubo y en la unidad de reacción para su uso para establecer una línea de base para la instalación. El manguito del tubo puede instalarse más fácilmente en la conducción moviendo un primer extremo de conducción desde la línea de base, el manguito del tubo está insertado en un extremo del tubo, después del cual el primer extremo del tubo se mueve de nuevo hacia la línea de base y el manguito del tubo se desliza a la posición correcta. Cuando el manguito del tubo está correctamente posicionado mediante el uso del equipamiento anteriormente mencionado y la instrumentación adicional, con los extremos del tubo dentro de los cierres en el manguito del tubo, y se ha realizado la activación opcional de los cierres, pueden comenzar las preparaciones para la soldadura. Se utiliza un vehículo de operación remota para colocar la abrazadera de soldadura en la conducción y sobre el manguito del tubo, de modo que la abrazadera pueda bloquearse hidráulicamente y por lo tanto abarcar el manguito del tubo. Preferentemente se dispone del equipamiento para probar el funcionamiento de los cierres, por ejemplo, mediante el uso de una prueba de presión del volumen que deba evacuarse para el agua marina. La atmósfera de soldadura se establece utilizando un gas apropiado para desplazar el agua marina en el volumen donde tendrá lugar la soldadura. La atmósfera de soldadura es preferentemente tal que puede alcanzarse y mantenerse la presión parcial de humedad relativa baja y gases nocivos, que son adecuados para cada situación. Después de llevar a cabo una soldadura aceptable, el equipamiento puede desmovilizarse sustancialmente en la dirección opuesta a la instalación. Los extremos del tubo se dejan unidos utilizando una soldadura de unión del manguito del tubo que está soldado a las conducciones con una soldadura en ángulo de cordón relativamente grande a cada conducción. Las áreas expuestas en la conducción se dejan con una protección catódica apropiada, que pueden ser preferentemente ánodos galvánicos integrados en el manguito del tubo.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Sistema de unión por control remoto para conducciones submarinas para unir dos extremos de conducción (3a) (extremos del tubo) que están dispuestos orientados en línea a distancia, con un medio dispuestos para mover al menos uno de los extremos de la conducción hacia los lados,
    caracterizado porque el sistema de unión comprende
    un manguito de tubo (1) que tiene cierres internos (4) contra cada superficie de tubo, para la inserción de extremos del tubo (3a) en la posición de frente dentro de los cierres, y una abrazadera de soldadura (5) con una herramienta de soldadura integrada para soldar remotamente un primer extremo del manguito del tubo a la primera conducción y un segundo extremo del manguito del tubo a la segunda conducción y estando los cierres dispuestos para cerrarse frente a cada conducción designada, en el que la abrazadera de soldadura puede sujetarse de forma remota de manera sellante alrededor de los extremos del tubo y el manguito y está equipado con un medio para establecer y mantener una atmósfera de soldadura en un volumen delimitado por los cierres de la abrazadera y los cierres del manguito.
  2. 2.
    Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los extremos del manguito del tubo (1) están soldados a cada conducción respectiva con una gran soldadura en ángulo de cordón.
  3. 3.
    Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque todas las soldaduras (2) son soldaduras en ángulo de cordón.
  4. 4.
    Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la abrazadera (5) con herramienta de soldadura integrada y un medio de atmosfera de soldadura tiene una flotabilidad aproximadamente neutra en agua, y puede moverse y colocarse utilizando un vehículo de funcionamiento remoto (ROV).
  5. 5.
    Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la herramienta de soldadura está equipada para realizar la soldadura con una ligera sobrepresión en relación con la presión ambiente.
  6. 6.
    Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de soldadura incluye cadenas de transporte o raíles de transporte internos en la abrazadera,
    estando protegido el medio de soldadura durante el transporte y la instalación detrás de una cubierta integrada.
  7. 7. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la herramienta de 5 soldadura incluye el equipamiento de soldadura MIG.
  8. 8. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la manipulación de la rosca de soldadura está integrada con la manipulación del calor de soldadura.
    10 9. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema puede adaptarse para unir conducciones de diferentes dimensiones.
  9. 10. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el manguito del tubo (1) tiene cierres pasivos (4) internos contra los extremos del tubo.
    15
  10. 11. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el manguito del tubo (1) está equipado con marcaciones y equipamiento de posicionamiento.
  11. 12. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el manguito del 20 tubo (1) está equipado con dispositivos para protección catódica.
  12. 13. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque puede aceptarse una tolerancia de hasta 5 mm para cada soldadura.
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