ES2403532T3 - Sistema de transferencia de un fluido como gas natural licuado entre un buque como un metanero lanzadera y una unidad flotante o fija - Google Patents

Sistema de transferencia de un fluido como gas natural licuado entre un buque como un metanero lanzadera y una unidad flotante o fija Download PDF

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Abstract

Sistema de transferencia de un fluido como gas natural licuado entre un buque como un metanero lanzadera yuna unidad flotante o fija de producción y/o de almacenamiento del fluido, ese sistema siendo del tipo con n gradosde libertad, en general seis, cada uno materializado por una junta rotativa, y que comprende un dispositivo con brazoarticulado montado sobre la unidad flotante o fija mientras que el buque comprende un colector al que el brazoarticulado se debe poder conectar, caracterizado porque este comprende una tubería de conexión (18) que estáformada por al menos una parte en forma de codo que comprende al menos una (27, 26, 15') de las juntas rotativasy está fijada por un extremo al colector (2) y cuyo otro extremo lleva una brida (21) de conexión con el brazoarticulado (3).

Description

Sistema de transferencia de un fluido como gas natural licuado entre un buque como un metanero lanzadera y una unidad flotante o fija
La invención se refiere a un sistema de transferencia de un fluido como el gas natural licuado entre un buque como un metanero lanzadera y una unidad flotante o fija de producción o de almacenamiento del fluido, del tipo con brazo articulado y que comprende n grados de libertad, en general 6, cada uno provisto de una junta giratoria.
Se conoce un sistema de este tipo por el documento US 4408 943, que se considerado que es el estado de la técnica más próximo. El brazo articulado debe poder conectarse al metanero y desconectarse de forma segura en condiciones de mar difíciles. Ese sistema y, de manera general, todos los sistemas de transferencia de un fluido basados en tuberías rígidas articuladas entre sí, presentan el inconveniente de que todas las juntas rotativas están previstas en el brazo articulado que, por lo tanto, presenta una estructura compleja, voluminosa, con una masa elevada y cuyas rotaciones son difíciles de controlar.
La invención tiene como objetivo resolver ese inconveniente.
Para conseguir este objetivo, el sistema de transferencia de acuerdo con la invención está caracterizado porque al menos una junta rotativa está prevista a bordo del buque.
Este objetivo se consigue mediante las características que se exponen en la parte caracterizadora de la reivindicación 1.
Se exponen otras características de la invención en las reivindicaciones dependientes.
Se entenderá mejor la invención y se mostrarán con más claridad otros objetivos, características, detalles y ventajas de esta a lo largo de la descripción explicativa que viene a continuación, que se hace en referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, proporcionados únicamente a título de ejemplo, que ilustran varios modos de realización de la invención y en los que:
-la figura 1 es una vista en elevación de un sistema de transferencia de acuerdo con la invención; -la figura 2 es una vista lateral de ese mismo sistema de transferencia, en la dirección de la flecha II de la figura
1; -la figura 3 es un esquema cinemático del sistema de transferencia de acuerdo con la invención; -la figura 4 es una vista esquemática de otro modo de realización del sistema de transferencia de acuerdo con la
invención; -las figuras 5 y 6 son respectivamente una vista en elevación y una vista lateral de otro modo más de realización
de la invención; -la figura 7 ilustra también otro modo de realización del sistema de transferencia de acuerdo con la invención; y -la figura 8 ilustra el alargamiento del colector hasta el borde del buque.
A continuación, se describirá la invención en un modo de realización de acuerdo con el cual dos juntas rotativas del sistema están previstas a bordo del buque. De forma análoga, de acuerdo con la invención, se puede considerar prever tres juntas rotativas o únicamente una a bordo del buque.
En los dibujos, la referencia 1 designa un buque como un metanero lanzadera, 2 el colector del buque, 3 un brazo de transferencia articulado que comprende en su extremo libre un dispositivo de conexión / desconexión al/del colector, designado con la referencia 4 y cuyo otro extremo está unido a la tubería 5 de la unidad de producción o de almacenamiento. Esta unidad podría ser flotante o fija. La figura muestra el sistema de transferencia durante una conexión al colector del buque.
El brazo articulado 3 comprende básicamente tres segmentos de tubería articulados entre sí, esto es un primer segmento de soporte 6 cuyo extremo libre está unido a la tubería 5, un segundo segmento de brazo 7, denominado brazo interno, que está unido al segmento 6 mediante una primera junta giratoria 8 y cuyo otro extremo está unido mediante una segunda junta giratoria 9 a un codo 12 a 90 grados unido por su otro extremo a una tercera junta giratoria 11 que une ese codo al tercer segmento de brazo 10, denominado brazo externo. El extremo inferior libre del brazo externo está unido mediante una cuarta junta giratoria 15 al dispositivo de conexión 4.
Hay que señalar que el eje de rotación de la junta giratoria 9 es perpendicular al eje de rotación de la junta 8, el eje de la junta giratoria 11 es perpendicular al eje de la junta 9 y al eje de la junta 15 es perpendicular al de la junta 11. La figura esquemática 3 muestra claramente esas orientaciones de las cuatro juntas rotativas del brazo articulado 3, así como la disposición relativa de los diferentes codos y piezas de interconexión.
Las dos juntas rotativas que faltan del dispositivo de transferencia con seis grados de libertad y, por lo tanto, seis juntas rotativas están previstas a bordo del buque. Esas dos juntas de rotación forman parte de la tubería de conexión 18 que está fijada sobre el colector 2 y está formada por dos codos de 90º 19, 20. Las dos juntas giratorias restantes designadas con las referencias 26 y 27 están previstas una, 27, con el mismo eje que el colector 2 al cual
está unido el codo 19, la otra 26 uniendo los codos 19 y 20. Los ejes de las juntas giratorias 26 y 27 están orientados perpendicularmente entre sí.
El sistema de transferencia está equipado con un dispositivo de guiado y de manipulación, una parte del cual está montada sobre el brazo articulado y otra sobre la tubería de conexión 18.
Ese dispositivo de guiado comprende, de forma conocida en sí misma, un cono 28 que está orientado por la fuerza de tracción del cable 35 que se indica más adelante y montado sobre un brazo de soporte 29 al que soporta el elemento de tubería 20 para quedar desplazado lateralmente de la brida 21, y una trompeta 31 montada sobre el dispositivo de conexión 4 siendo lateralmente trasladada por un brazo de soporte 32 del acoplador de servicio 33 del dispositivo 4. Los soportes 32 y 29 son tales que las distancias entre los ejes eje trompeta 31 / eje acoplador de servicio 33 y eje cono 28 / eje brida 21 son idénticos. La cooperación de la trompeta y del cono garantiza el paralelismo de la cara de la brida 21 y de la cara del acoplador de servicio 33.
El dispositivo comprende, por otra parte, un cabestrante 34 montado, en el ejemplo representado, en la parte superior del brazo exterior 10 del brazo articulado 3 y un cable 35 que se puede enrollar sobre ese cabestrante y conducirse mediante unas guías de cables 36 a través de la trompeta 31 para fijarse, como en el ejemplo representado, en el extremo del cono 28. Por supuesto, el cabestrante podría estar colocado en cualquier otro lugar adecuado, por ejemplo sobre el brazo de soporte de la trompeta.
Para garantizar una colocación correcta, el brazo de soporte 29 del cono 28 está provisto en su extremo de una garra de indización en rotación 38 destinada a cooperar con un rodillo de indización en rotación 39 solidario con la trompeta 31 con un saliente lateral apropiado que corresponde a la desviación de la garra 38 /cono 28. Es la cooperación del rodillo 39 y de la garra 38, la que garantiza la correcta coaxialidad del acoplador 33 y de la brida 21 mediante la rotación alrededor del eje común cono 28 / trompeta 31.
Hay que señalar también que el brazo articulado 3 se equilibra por medio de un contrapeso 41 dispuesto en una prolongación 42 del brazo interno 7. El equilibrado debe ser tal que el cable de manipulación esté siempre en tensión durante las fases de conexión / desconexión.
Hay que señalar que con el fin de optimizar la manipulación, en las figuras presentadas se han dispuesto de manera ventajosa los diferentes elementos del brazo de tal modo que, sea cual sea el ángulo de rotación de las juntas giratorias 8, 9, 11 y 15, el eje de la trompeta corta siempre los ejes de rotación de las juntas giratorias 9, 11 y 15. Además, se hará todo lo posible durante la realización de un sistema de este tipo para disponer los elementos del brazo externo 10 y del dispositivo de transferencia 4 de tal forma que se lleve el centro de gravedad de esos elementos al nivel del eje de la trompeta 31 y lo más alto posible. Del mismo modo, en lo que se refiere al colector, los elementos de la tubería de conexión 18 se han dispuesto de tal modo que el eje del cono corte siempre los ejes de rotación de las juntas giratorias 26 y 27. Además, durante la realización de la tubería de conexión 18, se la podrá equilibrar por medio de contrapesos o de dispositivos elásticos (del tipo muelle, por ejemplo). El conjunto de esas disposiciones permite optimizar la alineación del cable de manipulación, del eje del cono y del eje de la trompeta sea cual sea la posición relativa entre el buque y la unidad de almacenamiento o de producción y sus movimientos.
En lo que se refiere al funcionamiento del sistema de transferencia de acuerdo con la invención, se entiende con facilidad que las seis juntas giratorias confieren al sistema los seis grados de libertad necesarios. La colocación correcta del brazo 3 sobre la brida de conexión 21 del colector está garantizada por el dispositivo de guiado (28, 31, 38, 39), lo que permite que el sistema de transferencia de acuerdo con la invención también se pueda utilizar en mar abierto a pesar de los movimientos dinámicos que genera el entorno (oleaje, corriente, viento). Al disponer una parte de las juntas giratorias a bordo del buque, el brazo articulado puede ser de menor tamaño y más ligero.
La figura 4 ilustra una realización del dispositivo de transferencia de acuerdo con la invención según la cual tres juntas giratorias que corresponden a las juntas giratorias 8, 9 y 11 de las figuras 1 a 3 se encuentran en el brazo articulado 3, mientras que la tubería 18 fijada al colector comprende, de forma complementaria a las juntas giratorias 26, 27, una tercera junta giratoria designada con la referencia 15’ ya que corresponde, funcionalmente, a la junta giratoria 15 de las figuras 1 a 3. Con esta finalidad, la tubería 18 comprende una parte adicional en forma de U 41, la junta 15 encontrándose colocada en la base de esa parte en forma de U de tal forma que siempre cumpla con las disposiciones geométricas ventajosas que se han mencionado con anterioridad. Hay que señalar que, en el caso de que ese componente estuviera disponible, la disposición con tres rotaciones se podría sustituir por una única junta esférica con paso de fluido lo que permitiría reducir su tamaño.
Las figuras 5 y 6 ilustran un modo de realización de la invención de acuerdo con el cual se prevén cinco juntas rotativas en el brazo articulado 3, esto es las juntas 8, 9, 11, 15 y 26’, esta última junta correspondiendo funcionalmente a la junta 26 de las figuras 1 a 3. La junta 26’ está dispuesta inmediatamente por encima del dispositivo de conexión 4. La sexta junta giratoria 27 se mantiene en la tubería del colector 18, de acuerdo con las figuras 1 a 3.
La figura 7 muestra también otro modo de realización cuya particularidad reside en el hecho de que el dispositivo de guiado y el dispositivo de conexión del brazo articulado 3 están integrados de tal modo que se obtiene una estructura coaxial. El rombo 28 está dispuesto coaxialmente en la brida de conexión 21 de la tubería 18 fijada al colector y la trompeta 31 está realizada en un elemento tubular 45 que está dispuesto coaxialmente en el orificio de conexión 46 del dispositivo de conexión que se extiende por el eje de este mientras que el tubo que se aleja del extremo toma la forma de una U permitiendo que el elemento tubular 45 se abra hacia el exterior en la parte curvada. El cabestrante 34 está alojado en el espacio delimitado por el tubo en forma de U, por encima del elemento
5 tubular 45 de la trompeta 31 para que el cable pueda pasar a través de la trompeta. La disposición de las juntas giratorias es la de las figuras 1 a 3, con cuatro juntas en el brazo articulado 3 y dos en la tubería del colector, con la excepción de la junta 15 que ya no está en la parte recta del segmento de brazo exterior 10, sino en el brazo superior de la parte en forma de U del dispositivo de conexión 4. Esa junta está indicada con la referencia 15’.
También hay que señalar que la tubería 18 fijada al colector podría ser lo suficientemente larga como para desplazar
10 la brida de conexión 21 al nivel de la borda del buque e ir a apoyarse mediante un soporte 45 en la estructura del buque de tal forma que se transmitan todas o parte de las fuerzas del brazo a la estructura del buque y se aligere el colector del buque, tal y como se ilustra en la figura 8.
Para completar la descripción, hay que señalar que el dispositivo de conexión 4 del brazo articulado 3 comprende un acoplador de servicio 33 y un dispositivo de desconexión de emergencia 43.

Claims (4)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Sistema de transferencia de un fluido como gas natural licuado entre un buque como un metanero lanzadera y una unidad flotante o fija de producción y/o de almacenamiento del fluido, ese sistema siendo del tipo con n grados de libertad, en general seis, cada uno materializado por una junta rotativa, y que comprende un dispositivo con brazo
    5 articulado montado sobre la unidad flotante o fija mientras que el buque comprende un colector al que el brazo articulado se debe poder conectar, caracterizado porque este comprende una tubería de conexión (18) que está formada por al menos una parte en forma de codo que comprende al menos una (27, 26, 15’) de las juntas rotativas y está fijada por un extremo al colector (2) y cuyo otro extremo lleva una brida (21) de conexión con el brazo articulado (3).
    10 2. Sistema de transferencia de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el brazo articulado (3) comprende un segmento de soporte (6) unido a una tubería fija (5) de la unidad flotante o fija, un segmento de brazo exterior (7) y un segmento de brazo interior (10) que comprende al menos tres juntas giratorias (8, 9, 11) mientras que las otras tres juntas (26, 27, 15) giratorias están previstas en la tubería (18) fijada al colector y cuyo extremo lleva la brida (21) de conexión del brazo articulado (3).
    15 3. Sistema de transferencia de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el brazo articulado (3) y la tubería fija (18) del colector comprenden unos codos y partes en forma de U adaptadas para garantizar la orientación apropiada de los ejes de rotación de las juntas giratorias.
  2. 4. Sistema de transferencia de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque este
    comprende un dispositivo de guiado y de manipulación del dispositivo de conexión (4) del brazo articulado (10) del 20 tipo con cono (28) y trompeta (31), dispuesto lateralmente al dispositivo de conexión.
  3. 5.
    Sistema de transferencia de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque este comprende un dispositivo de guiado y de manipulación del dispositivo de conexión (4) del tipo con cono (28) y trompeta (31), que está integrado coaxialmente a los medios de conexión.
  4. 6.
    Sistema de transferencia de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la trompeta (31) está prevista
    25 en la tubería de conexión (18) y está dispuesta de tal forma que su eje corta siempre los ejes de rotación de las juntas giratorias previstas en la tubería (18) y los ejes de rotación de las juntas giratorias previstas en y adyacentes al brazo articulado (10) cuyo extremo se puede conectar a la brida de conexión de la tubería (18).
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