ES2840055T3 - Planta portuaria y método para amarrar un cuerpo flotante en una planta portuaria - Google Patents

Abstract

Un método para amarrar un cuerpo flotante (11) en una planta portuaria, en donde la planta portuaria comprende una estructura de base pilotada (10) provista de dos paredes laterales (22) que sobresalen hacia arriba a través del nivel del mar (29) y terminan por encima del nivel del mar (29); y una estructura inferior dispuesta lateralmente (26) que interconecta rígidamente las paredes laterales (22), en donde una superficie superior de la estructura inferior (26) está dispuesta a una profundidad que permite que el cuerpo flotante (11) flote entre las dos paredes laterales (22), y en donde el cuerpo flotante (11) está provisto de una parte que sobresale lateralmente y está dispuesto para ser soportado de manera rígida, pero liberable, por al menos partes de las paredes laterales (22), comprendiendo el método llevar el cuerpo flotante (11) a una posición entre las paredes laterales (22), con al menos parte de la parte sobresaliente lateral colocada sobre las paredes laterales (22); y fijar rígidamente el cuerpo flotante (11) a las paredes laterales verticales (22) de la estructura de base (10), a la vez que todavía expone el cuerpo flotante (11) de forma más o menos completa a la flotabilidad permitiendo un espacio lleno de agua al menos entre una parte inferior del cuerpo flotante (11) y una superficie superior correspondiente de la estructura de base (10), evitando el movimiento vertical relativo entre el cuerpo flotante (11) y la estructura de base (10).

Description

DESCRIPCIÓN

Planta portuaria y método para amarrar un cuerpo flotante en una planta portuaria

Campo técnico de la invención

La invención se refiere a un método y a un sistema para amarrar un cuerpo flotante en una planta portuaria que comprende una estructura de base pilotada provista de dos paredes laterales que sobresalen hacia arriba a través del nivel del mar, terminadas sobre el nivel del mar y una estructura inferior dispuesta lateralmente que interconecta rígidamente las paredes laterales, en donde una superficie superior de la estructura inferior está dispuesta a una profundidad que permite que el cuerpo flotante flote entre las dos paredes laterales, y en donde el cuerpo flotante (o estructura flotante) está dispuesto de manera rígida, pero que puede ser soportado de forma liberable por al menos partes de las paredes laterales.

Antecedentes de la invención

Existe un problema importante para las estructuras flotantes en alta mar en aguas expuestas a condiciones marinas extremas con por ejemplo, e oleaje de tormentas. Es bien sabido que las marejadas ciclónicas aparecen principalmente en aguas poco profundas cerca de la tierra, por ejemplo, relacionadas con ciclones tropicales, en donde los niveles de agua cerca de la costa pueden aumentar temporalmente hasta 8-9 metros. Esto impondrá enormes fuerzas de elevación sobre una estructura basada en la gravedad (GBS) con almacenamiento de líquidos con un área de plano de agua grande al nivel del mar y ubicada cerca de la costa. Los volúmenes de lastre fijo adicionales para contrarrestar tales fuerzas de elevación temporales requerirán un aumento significativo del volumen y el peso de la GBS para asegurar una presión positiva en el fondo en todo momento, pero también para asegurar una flotabilidad adicional durante la flotación, la inmersión y la instalación de la GBS en el lecho marino. Tal aumento en el volumen dará lugar nuevamente a un aumento adicional de las fuerzas de elevación, lo que requerirá volúmenes de lastre adicionales tanto para lastre de agua de mar como para lastre fijo, lo que representa una espiral de efecto de diseño negativo que hará que una solución de GBS sea muy costosa.

También se sabe que las soluciones GBS pueden no ser factibles o, en el mejor de los casos, serán muy caras para su uso en suelos marinos blandos y no consolidados, tal como los que se encuentran en los deltas de los ríos. Por tales razones, la GBS puede estar equipada con faldones de succión, pero el mero tamaño y altura vertical de tales soluciones de faldón puede representar soluciones de cimentación prohibitivamente caras, habiendo hecho hasta la fecha los cuerpos de almacenamiento flotantes la única solución viable en áreas con tales condiciones de suelo.

Para reducir los problemas asociados a la dinámica de los cuerpos flotantes durante las operaciones de carga, se ha propuesto instalar en el lecho del mar grandes estructuras rectangulares o cuadradas de acero u hormigón, que funcionen como puertos artificiales, en donde se pretende instalar un muro continuo de acero u hormigón para formar una protección contra las olas entrantes. Las profundidades típicas del agua propuestas son de 8-30 metros. Este tipo de grandes construcciones está destinado a construirse lejos de zonas pobladas y al mismo tiempo funcionar como rompeolas para los buques de gas natural licuado (GNL) durante las operaciones de carga y descarga.

El problema con las olas se puede reducir moviendo el barco hacia el lado de sotavento de la construcción del puerto, pero los cálculos y experimentos de la cuenca han demostrado que la construcción del puerto que forma una barrera continua debe construirse para que sea muy grande si se quiere obtener un efecto de blindaje significativo cuando las olas y las marejadas vienen durante un período desde un ángulo particularmente desfavorable. Esto se debe al conocido efecto de que las olas del océano se difractarán alrededor de ambos lados de dicha construcción y surgirá un punto focal a cierta distancia detrás del lado de sotavento donde se encuentran las olas difractadas. En este punto focal, la altura de las olas en realidad puede ser más alta que las olas entrantes.

Por lo tanto, una gran construcción portuaria ubicada en el lecho marino, destinada a actuar como un escudo contra las olas, será muy costosa. Se han sugerido diferentes formas para tales tipos de sitios portuarios para GNL construidas en hormigón para proteger a los buques de las olas durante las operaciones de carga. Una forma sugerida es, por ejemplo, ejecutar la construcción como una herradura y dejar que los buques de GNL carguen/descarguen dentro de ella. Esto reducirá considerablemente la dinámica, pero el sitio del puerto será incluso más costoso que un sitio del puerto en forma de rectángulo.

El documento GB 1369915 describe un emplazamiento portuario que comprende una serie de unidades que están a flote o hundidas y construidas de otro modo para su colocación en el lecho marino. Cada unidad consta de una base, una estructura de carga y elementos móviles rompeolas que se pueden mover si es necesario.

El documento US 3.958.426 describe un emplazamiento portuario que comprende una serie de unidades separadas en el lecho marino, de modo que se forma al menos un lugar de amarre recto. Las unidades están provistas de defensas y dispositivos de amortiguación de olas.

El documento WO 2006/041312 divulga una planta portuaria para el almacenamiento, carga y descarga de hidrocarburos tal como el GNL en el mar, cuyo contenido completo se incluye en el presente documento como referencia. El puerto consta de tres unidades construidas en acero u hormigón, colocadas en el lecho marino. Las unidades están colocadas en línea en relación lateral. El puerto está configurado para amortiguar las olas, y el buque está destinado a reposar en el lado de sotavento del amarre.

El documento WO 2013/002648 describe una planta portuaria para el almacenamiento, carga y descarga de productos de hidrocarburos en el mar, que comprende varias unidades que están colocadas mutuamente en el lecho marino de modo que se forma una planta portuaria. Las unidades están colocadas de forma independiente a una distancia determinada en dirección lateral y tienen una superficie frontal a lo largo de la cual se pretende amarrar un barco, formando pasaje(s) para partes de las olas y configurados para amortiguar una parte de las olas entrantes mientras permite que otras partes de las olas y la corriente pasen a través de la planta del puerto.

El documento US 2005/139595 describe una planta de almacenamiento y carga de GNL, que consta de una estructura de lecho marino que descansa sobre un lecho marino, la estructura del lecho marino tiene una losa base que descansa sobre el lecho marino y tres paredes que se extienden hacia arriba. La estructura del lecho marino tiene una abertura, lo que permite maniobrar un módulo flotante a su posición dentro de la estructura del lecho marino y ser lastrado para que descanse sobre la losa base.

El documento FR 2894646 describe una estructura basada en la gravedad que descansa sobre el lecho marino debido a su propio peso y provista de faldones abiertos y que sobresalen hacia abajo, presionados hacia el lecho marino. La estructura basada en la gravedad tiene forma de U, con paredes verticales que se extienden hacia arriba desde una losa de lecho sumergida, provista de cámara de flotabilidad, que funciona como peso para proporcionar el peso requerido. Una realización de la estructura basada en la gravedad también puede estar provista de pilotes que se extienden hacia abajo a través de las paredes verticales y dentro del suelo de soporte, terminando los pilotes en la parte superior de las paredes por encima del nivel del mar.

Sin embargo, estas plantas portuarias para almacenamiento pueden ser de gran escala, complejas y costosas. Tardan mucho tiempo en ser construidas y tienen una variación limitada con respecto a la movilidad y otras aplicaciones. Debido a la dependencia de los faldones profundos para permitir la cimentación, también se pueden producir problemas durante la instalación, en particular en aguas poco profundas con lecho marino fangoso o blando. Además, la densidad, composición, consolidación y topografía del suelo del lecho marino puede variar significativamente de un lugar a otro del lecho marino. Por ejemplo, el suelo en las desembocaduras de los ríos a menudo estará dominado por un suelo blando y fangoso con una especie de textura de yogur, mientras que otras áreas del lecho marino pueden estar influenciadas o superpuestas por areniscas duras, calizas o rocas volcánicas antiguas. Esto tendrá un impacto directo en la capacidad portante del suelo del lecho marino y, por tanto, la posibilidad de encontrar una solución de cimentación predecible y fiable para una estructura del lecho marino que se apoyará en el lecho marino.

Por lo tanto, existe el requisito de sistemas de plantas portuarias rentables, versátiles y flexibles que se puedan instalar en aguas poco profundas y que sean adecuados para su instalación en áreas con un lecho marino que tenga poca capacidad portante. Además, existe una demanda de una planta en alta mar que se pueda estandarizar en la medida de lo posible por razones de fabricación y costes, y que se pueda implementar fácilmente en ubicaciones en alta mar o cerca de la costa con cualquier tipo de suelo marino.

El documento WO 2016/085347 A1 describe un terminal del lecho marino que incluye una subestructura de lecho marino extraíble y un módulo flotante que se fija de manera liberable a la subestructura del lecho marino. El módulo de almacenamiento flotante debe flotar entre las estructuras de pared que se extienden hacia arriba sobre la estructura de base y ser lastrado para que descanse sobre la superficie de refuerzo de soporte proporcionada por la estructura de viga.

El documento WO 2017/168381 A1 que es técnica anterior según el artículo 54 (3) EPC, divulga una estructura base de agua poco profunda, preferiblemente para almacenar y cargar o descargar hidrocarburos, que incluye una subestructura flotante y retirable destinada a ser sostenida por un lecho marino. La subestructura de lecho marino (o estructura de base) incluye una estructura de viga provista de una estructura de pared que se extiende hacia arriba y que está provista de dispositivos de flotabilidad. La estructura de base está provista de puntos fuertes configurados para recibir extremos de pilotes verticales preinstaladas para soporte temporal de la estructura de base al lecho marino, en donde los puntos fuertes están formados por elementos que se extienden lateralmente hacia fuera desde la estructura de base.

También existe la necesidad de un método para asegurar el pilotaje correcto y adecuado de dicha planta portuaria, evitando el movimiento relativo entre la planta y el lecho marino durante las operaciones de pilotaje.

Sumario de la invención

El principio utilizado según la presente invención es utilizar una estructura de base pilotada en donde el peso de un cuerpo flotante atracado y sostenido por la estructura de base se transfiere más o menos directamente hacia el lecho del mar a través de pilotes terminados por encima del nivel del mar, transportados y/o asegurados por estructuras sobre el nivel del mar. Además, otro principio utilizado es amarrar o anclar un cuerpo flotante de forma segura a un muelle de atraque mediante fuerza gravitacional y/o lastre. El cuerpo que puede flotar o el cuerpo flotante se pueden exponer más o menos completamente a la flotabilidad permitiendo un espacio lleno de agua al menos entre el fondo del cuerpo flotante y una superficie superior correspondiente de la estructura de base. El cuerpo flotante se puede amarrar opcionalmente al muelle de atraque (o la estructura de base) en combinación con fuerzas de amarre. A este respecto, la estructura de base se puede apoyar sobre el lecho marino con al menos una parte de su huella o la estructura de base puede colocarse a una distancia por encima del suelo del lecho marino, es decir, sin estar realmente en contacto con el suelo del lecho marino, todas las cargas, en cualquier caso, los pesos y las fuerzas se transfieren al lecho marino mediante los pilotes.

Un objeto de la presente invención es proporcionar una cimentación y un sistema de soporte y un método de instalación para una estructura de base que transfiera las cargas, fuerzas y momentos de flexión de una estructura flotante atracada (o cuerpo flotante) directamente a las capas más profundas del suelo del lecho marino sin causar fallo o inestabilidad del soporte o la cimentación de atraque debido a las fuerzas ambientales u otras fuerzas relevantes que actúan sobre la estructura de base.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un terminal multiuso del lecho marino de aguas poco profundas con un cuerpo de almacenamiento flotante atracado y un método para establecer una fijación entre el cuerpo flotante y una estructura de base.

Otro objeto más de la invención es proporcionar un terminal de lecho marino que esté diseñado para transferir cargas verticales significativamente grandes sobre el suelo del lecho marino, causadas por grandes pesos de líquidos almacenados dentro de un cuerpo atracado (es decir, el cuerpo flotante que está atracado) y/o las fuerzas y cargas que actúan sobre el terminal del lecho marino sin permitir ningún movimiento relativo entre el cuerpo flotante y la estructura de soporte y ningún movimiento relativo entre el lecho marino y el terminal.

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un terminal del lecho marino de aguas poco profundas que sea de uso flexible, rentable y fácil de establecer en la mayoría de los tipos de condiciones del suelo del lecho marino.

Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema de almacenamiento cerca de la costa que, cuando sea necesario, también se pueda ubicar en suelos extremadamente blandos y fangosos como los que se encuentran en los deltas de los ríos y áreas del lecho marino de suelo no consolidado en donde las estructuras basadas en la gravedad no se pueden instalar o sean prohibitivamente caras y en donde el cuerpo flotante sin esfuerzos demasiado complicados pueda ser retirado de nuevo una vez completada la misión.

Un objeto adicional de la invención es que se le puede proporcionar la capacidad estructural para resistir grandes fuerzas de elevación de flotabilidad durante marejadas extremas sin ninguna modificación volumétrica importante de su estructura de soporte de carga.

También es un objeto de la invención asegurar directamente la transferencia y/o distribución segura de grandes cargas y fuerzas verticales desde el cuerpo flotante a la estructura de base y desde la estructura de base a los pilotes y desde los pilotes al lecho marino, generadas por el almacenamiento de grandes volúmenes de líquidos dentro del cuerpo flotante y/o generadas por cargas y fuerzas producidas por el estado del mar y la meteorología.

Es también un objeto de la presente invención proporcionar un terminal de lecho marino que comprende una subestructura de lecho marino y un cuerpo modular flotante especialmente diseñado para adaptarse entre sí y para simplificar el atraque y amarre del cuerpo flotante de una manera rentable y optimizando el tiempo.

También es un objeto de la invención proporcionar una instalación y amarre rápidos, seguros y liberables del cuerpo flotante con equipo de superestructura.

Otro objeto más de la presente invención es evitar el fallo local de uno o más pilotes debido al impacto de carga excesiva local provocado por la estructura de base ensamblada y la estructura flotante, equilibrando y distribuyendo las cargas y fuerzas actuantes también a los pilotes vecinos.

Otro objeto más de la presente invención es proporcionar un sistema de amarre basado en un sistema de pilotes en donde se distribuyen las cargas y fuerzas actuantes producidas por las fuerzas ambientales que actúan sobre la estructura ensamblada o las cargas y fuerzas impuestas por la estructura flotante sobre la estructura de base a través de las interfaces entre la estructura flotante y la estructura de base y entre la estructura de base y el sistema de pilotes de manera controlada, evitando tensiones y deformaciones excesivas en las interfaces respectivas y evitando fallos del terreno en la interfaz entre los pilotes y el suelo del lecho marino circundante.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar una solución en la que sea posible nivelar verticalmente la posición de la estructura flotante con respecto a la estructura de base y/o ajustar localmente la posición vertical de la estructura flotante para asegurar una carga y/o distribución de fuerzas equilibradas de las cargas y fuerzas actuantes a través del sistema.

Otro objeto más de la presente invención es proporcionar un sistema de transferencia de carga y fuerza en el que se establezca una distribución equilibrada de carga y fuerza, asegurando que las cargas y fuerzas se transfieren a través de la estructura de base a los pilotes de manera que se eviten tensiones locales excesivas y sobrecargas por deformación.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un terminal del lecho marino o un puerto o una planta portuaria con una protección para un barco, que puede ser ventajosamente más rentable que emplear una estructura rompe olas, que puede ser relativamente cara.

Los objetos de la presente invención se logran mediante un terminal de lecho marino y un método para establecer dicho terminal de lecho marino como se define adicionalmente en las reivindicaciones independientes. Las realizaciones, alternativas y variantes de la invención se definen mediante las reivindicaciones dependientes.

Según un primer aspecto de la presente invención, como se define en la reivindicación 1, se proporciona un método para amarrar un cuerpo flotante en una planta portuaria, en donde la planta portuaria comprende una estructura de base pilotada provista de dos paredes laterales que se sobresalen hacia arriba a través del nivel del mar y que terminan sobre el nivel del mar; y una estructura inferior dispuesta lateralmente que interconecta rígidamente las paredes laterales, en donde una superficie superior de la estructura inferior está dispuesta a una profundidad que permite que el cuerpo flotante flote entre las dos paredes laterales, y en donde el cuerpo flotante está provisto de una parte sobresaliente lateral y está dispuesto para ser soportado de manera rígida, pero liberable, por al menos partes de las paredes laterales, comprendiendo el método llevar el cuerpo flotante a una posición entre las paredes laterales, con al menos parte de la parte sobresaliente lateral colocada sobre las paredes laterales ; y fijar rígidamente el cuerpo flotante a las paredes laterales verticales de la estructura de base, aunque exponiendo todavía el cuerpo flotante de una forma más o menos completa a la flotabilidad permitiendo un espacio lleno de agua al menos entre el fondo del cuerpo flotante y una superficie superior correspondiente del estructura de base, evitando el movimiento vertical relativo entre el cuerpo flotante y la estructura de base.

Según un segundo aspecto de la presente invención, según se define en la reivindicación 10, se proporciona una planta portuaria para el amarre de un cuerpo flotante, comprendiendo la planta portuaria una estructura de base pilotada provista de dos paredes laterales que se sobresalen hacia arriba a través del nivel del mar interconectadas por una estructura inferior dispuesta lateralmente, y el cuerpo flotante, en donde la estructura de base está configurada para ser soportada por un lecho marino, por medio de una serie de pilotes que terminan en una superficie superior de las paredes laterales sobre el nivel del mar o dentro de las paredes laterales debajo el nivel del mar, en donde el cuerpo flotante está provisto de una parte que sobresale lateralmente y está dispuesto para ser soportado de manera rígida, pero liberable por al menos partes de la superficie superior de las paredes laterales, en donde una superficie superior de la estructura inferior está dispuesta a una profundidad que permite que el cuerpo flotante flote entre las dos paredes laterales, con al menos parte de la parte sobresaliente lateral colocada sobre las paredes laterales, y en donde las paredes laterales son configuradas para soportar el peso del cuerpo flotante a través de un elemento de encuentro rígido, pero liberable y aún así permitir que el cuerpo flotante quede expuesto más o menos a la flotabilidad debido a un espacio lleno de agua al menos entre la parte inferior del cuerpo flotante y una superficie superior correspondiente de la estructura de base.

La planta portuaria incluye una estructura de base pilotada provista de dos paredes laterales que sobresalen hacia arriba a través del nivel del mar, terminadas sobre el nivel del mar y una estructura inferior dispuesta lateralmente que interconecta rígidamente las paredes laterales. Las dos paredes laterales pueden ser dos paredes laterales opuestas enfrentadas entre sí.

En otras palabras, la estructura de base está dispuesta para ser soportada por un lecho marino por medio de varios pilotes. Por ejemplo, los pilotes pueden terminar en una superficie superior de las paredes laterales, por encima del nivel del mar. En el contexto de varias realizaciones, el cuerpo flotante se puede referir a una estructura flotante o un flotador o un módulo flotante.

Una superficie superior de la estructura inferior está dispuesta a una profundidad que permite que el cuerpo flotante flote entre las dos paredes laterales. Además, el cuerpo flotante está dispuesto para ser soportado de forma rígida, pero liberable, por al menos partes de las paredes laterales. El cuerpo flotante flota en una posición entre las paredes laterales y está fijado rígidamente a las paredes laterales verticales de la estructura de base y todavía está expuesto a una flotabilidad más o menos completa al permitir un espacio lleno de agua al menos entre la parte inferior del cuerpo flotante y una superficie superior correspondiente de la estructura de base, que evita el movimiento vertical relativo entre el cuerpo flotante y la estructura de base.

Opcionalmente, el cuerpo flotante se puede fijar rígidamente a la estructura de base disponiendo varios dispositivos tensores entre el cuerpo flotante y la parte superior (o extremo superior o parte superior) de las paredes laterales, estando los dispositivos tensores fijados rígidamente con un extremo a puntos fuertes en el cuerpo flotante y los extremos opuestos fijados rígidamente al extremo superior de las paredes laterales.

Por ejemplo, las barras de tensión aplican fuerzas adicionales que, combinadas con la gravedad y el lastre, aumentan la capacidad de la fijación para soportar variaciones de cargas verticales.

Según la invención, se puede permitir que una superficie en el cuerpo flotante descanse sobre una superficie en la superficie de extremo superior (o superficie superior) de las paredes laterales en estrecha asociación con el extremo superior de los pilotes que sostienen la estructura de base en el lecho marino y extendiéndose verticalmente hacia abajo a través de las paredes laterales y en el lecho marino.

El cuerpo flotante puede estar provisto de puntos fuertes en una parte que sobresale hacia los lados desde los lados del cuerpo flotante y los puntos fuertes del cuerpo flotante se pueden colocar encima (o sobre) la parte superior (o la superficie superior o parte superior) de las paredes laterales de la estructura de base, cuando se permite que el cuerpo flotante flote entre las dos paredes laterales. La superficie superior de las paredes laterales puede estar provista de puntos fuertes complementarios dispuestos correspondientemente configurados para soportar al menos una parte del peso del cuerpo flotante.

El punto fuerte de las paredes laterales puede estar formado preferiblemente por el extremo superior de los pilotes que sirven como base para la estructura de base, permitiendo la transferencia del peso desde el cuerpo flotante soportado, directamente a través de los pilotes al lecho marino. El extremo superior de los pilotes puede hacer referencia a una región de extremo (o parte final) de los pilotes en donde, por ejemplo, los pilotes pueden terminar en la superficie superior de las paredes laterales. Se debe apreciar y entender que los pilotes no necesitan terminar necesariamente en la superficie superior de las paredes laterales. En otras palabras, los pilotes pueden terminar en cualquier lugar a lo largo de un manguito de pilotes.

Una parte del peso del cuerpo flotante puede ser compensada preferiblemente mediante flotabilidad y en caso de aumento del nivel del agua del mar, se puede añadir agua de lastre y/o cuando los dispositivos tensores aumentan las fuerzas de elevación.

Los dispositivos de amortiguación pueden estar dispuestos en la superficie superior de las paredes laterales, y estar configurados para servir como amortiguadores durante el acoplamiento del cuerpo flotante en la estructura de base, asegurando una transferencia controlada de cargas y fuerzas a la estructura de base, y posiblemente también asegurando la distribución de las cargas y fuerzas de manera que se evite la sobrecarga de una parte de la estructura de base y/o el/los pilote(s) adyacente(s) debajo.

Según otra realización de la invención, pueden estar dispuestos gatos los respectivos puntos fuertes en la parte superior de las paredes laterales y los puntos fuertes correspondientes en el cuerpo flotante, lo que permite levantar el cuerpo flotante con el fin de lograr un equilibrio óptimo de peso y/o flotabilidad entre las dos estructuras y entre las estructuras acopladas, por un lado, y la interfaz pilotada con el lecho marino, por otro lado.

Los dispositivos tensores se pueden fijar rígidamente con extremos distales a puntos fuertes en el cuerpo flotante y los extremos opuestos se pueden fijar rígidamente a puntos fuertes en el extremo superior de las paredes laterales. Más específicamente, la tensión en los dispositivos tensores se puede ajustar para asegurar suficiente fuerza de soporte y fijación, estando un extremo de cada uno fijado a un punto fuerte en la superficie superior de las paredes laterales y estando el otro extremo fijado al cuerpo flotante.

La presente invención también se refiere a una planta portuaria para el amarre de un cuerpo flotante como se ha expuesto anteriormente, en donde las paredes laterales verticales están configuradas para soportar el peso del cuerpo flotante a través de un elemento de encuentro rígido pero liberable y aún así permitir que la estructura flotante esté más o menos expuesta a la flotabilidad debido a un espacio lleno de agua al menos entre la parte inferior del cuerpo flotante y con una superficie superior correspondiente de la estructura de base, y por una serie de dispositivos tensados dispuestos entre el cuerpo flotante y la parte superior de las paredes laterales, evitando el movimiento vertical relativo entre el cuerpo flotante y la estructura de base.

Según una realización, los puntos fuertes del cuerpo flotante pueden estar dispuestos en una superficie vertical que se sobresale hacia los lados desde los lados del cuerpo flotante y estos puntos fuertes del cuerpo flotante pueden estar dispuestos/colocados sobre la parte superior de las paredes laterales de la estructura de base, estando provista la superficie superior de las paredes laterales de puntos fuertes complementarios dispuestos correspondientemente configurados para soportar al menos una parte del peso del cuerpo flotante.

Los puntos fuertes en las paredes laterales pueden estar formados por el extremo superior de los pilotes, que sirven como base para la estructura de base, permitiendo que el peso del cuerpo flotante soportado sea transferido directamente a través de los pilotes al lecho marino.

Pueden estar dispuestos gatos entre los puntos fuertes en la parte superior de las paredes laterales y debajo de la parte inferior de los puntos fuertes que sobresalen lateralmente hacia fuera del cuerpo flotante para ajustar la tensión en los dispositivos tensores.

Además, el dispositivo tensor puede estar provisto de un dispositivo para ajustar la tensión, con el fin de asegurar suficiente fuerza de soporte y fijación.

Los puntos fuertes en la superficie superior de las paredes laterales se corresponden o están en estrecha asociación con el extremo superior de los pilotes que sostienen la estructura de base y se extienden a través de las paredes laterales hasta el lecho marino.

La estructura de pared puede formar una parte integrada de la estructura de base, formando una unidad de subestructura del lecho marino y puede estar provista de medios para realizar el lastrado. Al menos partes de la estructura de la pared se extienden por encima de la superficie del agua.

Según un ejemplo, se proporciona una estructura de base de agua poco profunda, por ejemplo, para almacenar y cargar o descargar hidrocarburos, tal como GNL, petróleo o gas, que comprende una subestructura flotante de lecho marino destinada a ser soportada por un lecho marino, comprendiendo la subestructura de lecho marino preferiblemente una estructura de base provista de una estructura de pared que se extiende hacia arriba, dispuesta a lo largo de al menos una parte de la periferia de la estructura de base, estando la estructura de base también provista preferiblemente de una abertura en la estructura de pared para permitir que el cuerpo flotante sea atracado, amarrado y soportado por la subestructura de lecho marino. La estructura de base está provista de puntos fuertes configurados para recibir puntos fuertes correspondientes en el cuerpo flotante y preferiblemente también puntos fuertes separados para ser conectados a los extremos de pilotes verticales preinstalados para al menos el soporte temporal de la estructura de base durante una operación de pilotaje para el pilotaje permanente del estructura de base al lecho marino.

Los puntos fuertes se pueden estar dispuestos encima de las paredes laterales sobre el nivel del mar.

Los puntos fuertes pueden estar ubicados en diferentes posiciones a lo largo del exterior de las paredes laterales. En otras realizaciones más, los puntos fuertes pueden estar dispuestos en cualquier ubicación de la estructura de base de modo que los puntos fuertes estén configurados para recibir los puntos fuertes correspondientes en el cuerpo flotante y preferiblemente dispuestos para ser conectados a los extremos de pilotes verticales preinstalados para al menos un soporte temporal de la estructura de base durante una operación de pilotaje para el pilotaje permanente de la estructura de base al lecho marino.

Se debe apreciar que los puntos fuertes del cuerpo flotante se pueden disponer en posiciones que permitan la disposición/posicionamiento sobre los puntos fuertes de la estructura de base.

Según una realización, la estructura de pared puede formar una parte integrada de la estructura de base y los puntos fuertes forman una parte integrada de la estructura de pared.

Los puntos fuertes se pueden colocar alternativamente por debajo del nivel del mar en las paredes laterales o en la superficie inferior de la estructura de base. En este último caso, los pilotes pueden formar parte permanente del sistema de pilotaje.

La estructura de base se pilota al lecho marino utilizando una serie de pilotes permanentes clavados en el lecho marino, estando la parte superior de los pilotes fijada rígidamente a la estructura de base a lo largo de la altura de las paredes laterales.

La subestructura del lecho marino comprende una estructura de base provista de dispositivos de flotabilidad y una estructura de pared que se extiende hacia arriba también provista de dispositivos de flotabilidad. La estructura de pared está dispuesta a lo largo de al menos una parte de la periferia de la estructura de base y comprende al menos una abertura en la estructura de pared para introducir un módulo de almacenamiento flotante. El módulo flotante está dispuesto de forma desmontable en la parte superior de la estructura de base dentro de la estructura de pared, formando juntos una unidad costa de alta mar soportada por el lecho marino al menos por medio de pilotes.

Según una realización preferida de la invención, la estructura de pared de la base forma una parte integrada de la estructura de base que forma una unidad de subestructura de agua del mar. Además, el voladizo, la viga o la losa dispuestos en la parte superior de las paredes laterales forman una parte integral de la estructura de pared y están diseñados y dimensionados para resistir todas las fuerzas y momentos de carga temporales que se producen durante el proceso de pilotaje. Para este propósito, el voladizo, la viga o la losa pueden estar provistos de puntos fuertes para funcionar conjuntamente con los pilotes instalados temporalmente.

Se debe apreciar que la base del cuerpo flotante puede estar provista de tanques de lastre y de un sistema de bombeo, que utiliza agua para ajustar el peso y la flotabilidad y las fuerzas verticales y exposiciones de carga que actúan sobre el sistema durante la operación.

La estructura de la pared de la subestructura del lecho marino termina sobre el nivel del mar. Algunas de las ventajas de tener parte de la subestructura del lecho marino por encima del agua, como se muestra en los dibujos, son:

a) El plano del agua facilita y reduce la incertidumbre en torno a la estabilidad durante la instalación de la subestructura del lecho marino.

b) La parte de la estructura del lecho marino facilitará y simplificará la flotación y la instalación del módulo de almacenamiento.

c) La maquinaria de pilotaje se puede colocar en la estructura de base sobre el nivel del agua, lo que reduce el coste y el tiempo, haciendo que sea independiente de las condiciones del mar durante el pilotaje.

d) La subestructura del lecho marino sobre el nivel del agua representará una protección adicional contra la colisión de barcos.

e) Algunos equipos, por ejemplo, los brazos de carga se pueden instalar en la subestructura del lecho marino y, por lo tanto, a cierta distancia del cuerpo flotante.

Disponiendo en un lado del muelle una viga o losa que sobresalen hacia el exterior, es posible atracar un buque a una distancia de la pared vertical, lo que mejora las maniobras y el amarre del buque a lo largo del lado del muelle.

Además, esta característica de la presente invención también es muy útil cuando se instala en áreas poco profundas expuestas a ciclones y marejadas ciclónicas, en donde los niveles de agua en casos extremos de 100 años pueden elevarse hasta 8-9 metros por encima del nivel normal del mar. Para tales casos, las barras de tensión dispuestas entre la estructura de base y el cuerpo flotante pueden absorber una gran parte, si no todas, las fuerzas de flotación de elevación, mientras que otras partes de estas fuerzas de elevación extremas y temporales pueden se contrarrestar mediante el lastre activo de agua del módulo de almacenamiento.

La unidad de lecho marino del terminal del lecho marino puede estar diseñada para soportar cargas verticales muy grandes sobre el lecho marino a partir de grandes pesos de líquidos almacenados dentro del módulo de almacenamiento sin ningún movimiento del terminal de lecho marino, normalmente hasta, pero no limitado a 150.000 toneladas de peso muerto, correspondiente a la capacidad de un gran buque cisterna. Parte de esta capacidad se puede obtener aumentando la altura del volumen de almacenamiento a la vez que se mantiene la huella horizontal de la terminal de lecho marino.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos, los caracteres de referencia similares generalmente se refieren a partes similares en las diferentes vistas. Los dibujos no están necesariamente a escala, sino que generalmente se pone énfasis en ilustrar los principios de la invención. La descripción detallada se entenderá mejor junto con los dibujos adjuntos, donde los dibujos y la descripción simplemente se refieren a realizaciones preferidas, que siguen:

La figura 1 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva, mostrando el pilotaje de un conjunto intermedio de pilotes para soportar una estructura de base durante la instalación y operación de pilotaje permanente.

La figura 2 muestra esquemáticamente y en perspectiva una estructura de base en la fase de movilización siendo maniobrada sobre los pilotes intermedios.

La figura 3 muestra esquemáticamente y en perspectiva la estructura de base instalada y soportada por el conjunto intermedio de pilotes.

La figura 4 muestra esquemáticamente y en perspectiva una fase de movilización en donde una barcaza de trabajo está amarrada a lo largo de un lado de la estructura de base y con un acopio adicional de pilotes.

La figura 5 muestra esquemáticamente y en perspectiva una vista de la estructura de base durante la fase de pilotaje de los pilotes permanentes.

La figura 6 muestra esquemáticamente la etapa de desmovilización donde se ha completado el pilotaje de los pilotes permanentes.

La figura 7 muestra esquemáticamente y en perspectiva la estructura de base en su posición permanentemente pilotada sostenida por el lecho marino mediante pilotes.

La figura 8 muestra esquemáticamente y en perspectiva una etapa en la que un flotador flota y es soportado por la estructura de base.

La figura 9 muestra esquemáticamente una vista de extremo de una estructura de base y un cuerpo flotante acoplado y soportado por la estructura de base.

La figura 10 muestra esquemáticamente y en perspectiva la estructura de base y la estructura flotante mostradas en la figura 9, también indica el uso de barras de tensión para fijar el cuerpo flotante a la estructura de base.

La figura 11 muestra esquemáticamente a escala ampliada una fase inicial a modo de ejemplo para el uso de pasadores de guiado, utilizados para asegurar la posición correcta de un flotador en el muelle.

La figura 12 muestra esquemáticamente y a escala ampliada los pasadores de guiado a modo de ejemplo en posición final, estando el flotador en posición bloqueada soportado por el muelle.

La figura 13 muestra esquemáticamente a escala ampliada una vista lateral de una parte de la superficie superior de la pared lateral y una parte complementaria correspondiente de la parte inferior del cuerpo flotante.

La figura 14 muestra esquemáticamente y en perspectiva una vista de otra realización de la estructura de base, según la presente invención, donde la estructura de base está abierta para flotar dentro de un flotador en dos extremos opuestos.

La figura 15 muestra esquemáticamente y en perspectiva una vista de otra realización más de la estructura de base, según la presente invención, donde la estructura de base está provista de una sola abertura para que flote hacia dentro de un flotador.

La figura 16 muestra esquemáticamente una vista lateral de una forma alternativa de establecer un elemento de encuentro entre el flotador y la parte superior de la estructura de base.

La figura 17 muestra esquemáticamente una vista lateral del dispositivo descrito en la figura 16, mostrando detalles de la posición del flotador con respecto a los pilotes y con respecto a las superficies superiores de la estructura de base.

La figura 18A muestra una vista lateral en sección transversal del módulo flotante que tiene una parte troncocónica superior y la estructura de base, según varias realizaciones.

La figura 18B muestra una vista en perspectiva del módulo flotante de la figura 18A que tiene una parte superior circular, según una realización.

La figura 18C muestra una vista en perspectiva del módulo flotante de la figura 18A que tiene una parte superior cuadrada o rectangular, según una realización.

La figura 19A muestra una vista superior de la estructura de base que tiene forma de U, según una realización.

La figura 19B muestra una vista superior de la estructura de base que tiene una forma hexagonal parcial, según una realización.

Descripción detallada de las realizaciones

La siguiente descripción del ejemplo de realización se refiere a los dibujos adjuntos. Los mismos números de referencia en diferentes dibujos identifican elementos iguales o similares. La siguiente descripción detallada no limita la invención. En cambio, el alcance de la invención está definido por las reivindicaciones adjuntas. Las siguientes realizaciones se comentan, por simplicidad, con respecto a un método para la instalación de una estructura de base en un lecho marino en general y preferiblemente, pero no necesariamente en un lecho marino inclinado y/o en un lecho marino con una baja capacidad portante.

La referencia a lo largo de la memoria descriptiva a "una realización" significa que una característica, estructura o característica particular descrita en relación con una realización se incluye en al menos una realización del tema descrito. Por tanto, la aparición de las frases "en una realización" en varios lugares a lo largo de la especificación no se refiere necesariamente a la misma realización.

La cuestión clave de la invención es proporcionar una instalación rápida y segura del módulo de almacenamiento con equipo de superestructura en donde la estructura de base se apoya de manera estable y rígida durante la operación de pilotaje de los pilotes permanentes. Al tener una base de cimentación preinstalada, que se estabiliza al menos por medio de pilotes y se nivela con antelación respecto al lecho marino, la instalación del módulo de almacenamiento puede tener lugar en unas pocas horas.

Además, la presente invención ofrece la posibilidad de establecer un terminal de lecho marino en diferentes condiciones del suelo. La densidad, composición, consolidación y topografía del suelo del lecho marino puede variar significativamente de un lugar a otro del lecho marino. Esto tendrá un impacto directo en la capacidad portante del suelo del lecho marino y, por lo tanto, en la posibilidad de encontrar una solución de cimentación predecible y fiable para una estructura del lecho marino que se apoyará en el lecho marino. Según una forma de realización, la cimentación de base puede tener la forma de un cuerpo flotante semisumergible, pilotada en el lecho marino. En este caso, la subestructura de base se puede lastrar como una estructura semisumergible y ser pilotada al lecho marino a través de la estructura de base y posiblemente, pero no necesariamente, la estructura de pared de la subestructura del lecho marino. Es importante en estos casos tener una transferencia eficiente de las fuerzas estructurales verticales, es una ventaja que las vigas estructurales principales de la estructura de base y el módulo de almacenamiento tengan interfaces estructurales que sean una la imagen especular de la otra. Esto significa que las fuerzas verticales de los mamparos del módulo de almacenamiento se transfieren preferiblemente directamente a las vigas estructurales principales de la estructura de base y a la estructura de pilotes y al lecho marino. Los cálculos han demostrado que la subestructura de lecho marino pilotada debe tolerar y soportar un peso de 100000-120000 toneladas.

La figura 1 muestra esquemáticamente una primera etapa del procedimiento de instalación, donde se disponen dos filas de pilotes alineados 14 separados entre sí, estando el último pilote de la fila 14' en proceso de ser empujado hacia el lecho marino 30 por medio de una barcaza de pilotes 15 con una grúa 16 y una herramienta de hincado de pilotes 17 suspendida de la grúa 16. Durante esta etapa, la barcaza de techo plano 15 se puede amarrar por medio de anclas de lecho marino convencionales (no mostradas) y líneas de amarre 18 (dos de las cuales se muestran). Como se indica en la figura, los pilotes 14 terminan a una altura predefinida sobre el nivel del mar 29.

La figura 2 muestra esquemáticamente una estructura de base 10 que es remolcada a su posición entre las dos filas de pilotes alineados 14 por un barco de remolque 19 y un par de líneas de remolque 20. La estructura de base 10 comprende dos paredes laterales 22 dispuestas verticalmente, fijadas rígidamente a una estructura inferior dispuesta, formando una estructura de muelle con forma de U, configurada para atracar un cuerpo flotante 11. En la parte superior de las paredes laterales 22 que se extienden verticalmente, cada pared lateral 22 está provista de un voladizo 21, 21' que sobresale hacia fuera que se extiende hacia fuera en cada lado de la estructura de base 10, extendiéndose lateralmente desde la parte superior de la estructura de base 10 completamente a lo largo de las dos paredes laterales paralelas 22, estando cada voladizo 21,21' configurado para descansar sobre una fila correspondiente de pilotes 14. Para tal propósito, los voladizos 21, 21' están provistos de puntos fuertes 24 (no mostrados en la Figura 2), dimensionados y configurados para transferir el peso de la estructura de base 10 de manera temporal y posiblemente también soportar temporalmente cargas, fuerzas y momentos de flexión que surjan introducidos al menos durante la etapa de instalación de la estructura de base 10 hasta que la estructura de base se apile de forma segura en el lecho marino 30.

La estructura de base 10 está provista de un sistema (no mostrado) para el lastrado y preferiblemente está hecha de acero, aunque también se pueden utilizar otros materiales, como el hormigón. Se debe apreciar que la estructura de base 10 según la presente invención también puede estar provista de dispositivos y sistemas auxiliares, tales como sistemas de carga, grúas, cabrestantes, etc., dispuestos permanente o temporalmente en la parte superior de la estructura de base 10. Cuando un cuerpo o módulo flotante 11 llega al sitio, se maniobra en un estado flotante entre las dos paredes laterales 22 que se extienden hacia arriba. Durante esta operación de acoplamiento, el cuerpo flotante 11 se maniobra a través de la abertura 23 en un extremo de la estructura de base 10 y entre las dos estructuras de pared paralelas 22 que se extienden hacia arriba. El cuerpo flotante 11 está guiado de tal manera que los puntos fuertes del cuerpo flotante 11 se colocan en alineación vertical con los puntos fuertes correspondientes dispuestos en la superficie superior de las paredes laterales 22. Dichos puntos fuertes en la superficie superior de las dos paredes verticales 22 se corresponden con el extremo superior de los pilotes 25, que termina sustancialmente en la superficie superior de las paredes verticales 22. El módulo flotante es después lastrado para que se apoye de manera estable en el extremo superior de las paredes verticales 22 de la estructura de base 10. En los lugares donde los cambios en el nivel del agua del mar son significativos (o en sitios desafiantes), puede ser necesaria una compensación (por ejemplo, utilizando agua de lastre, o lastre activo). Sin embargo, en los lugares donde los cambios en el nivel del agua del mar no son significativos, puede que no sea necesario la compensación, por ejemplo, usando agua de lastre, y el módulo flotante aún puede quedar apoyado de manera estable en el extremo superior de las paredes verticales 22 de la estructura de base 10. En cualquier caso, se debe apreciar que debe haber un espacio libre entre la superficie superior de la estructura de interconexión (estructura de base) y la superficie inferior del cuerpo flotante 11. En otras palabras, la superficie superior de la estructura de interconexión y la superficie inferior del cuerpo flotante 11 no están en contacto directo entre sí.

La figura 3 muestra esquemáticamente y en perspectiva una realización de la estructura de base 10, estando la estructura de base 10 instalada sobre y soportada por el conjunto de pilotes intermedios 14. Como se muestra, los pilotes temporales 14 están alineados con los puntos fuertes 24 que sobresalen lateralmente de la parte superior exterior de las paredes laterales 22. La estructura de base 10 comprende dos paredes 22 dispuestas verticalmente interconectadas en el extremo inferior por medio de tres vigas cajón 26 dispuestas horizontalmente, fijadas rígidamente a las paredes laterales 22. Además, como se indica la estructura de base 10 está destinada a ser pilotada en el lecho marino 30 por medio de dos filas de pilotes 14. Para tal fin, las paredes verticales 22 están provistas de dos filas de camisas 27 que sirven como medio de guiado para permitir que las operaciones de pilotaje se realicen por encima del nivel del mar 29, a través de las camisas 27 en las paredes verticales 22 y hacia el suelo del lecho marino. Según la etapa de instalación que se muestra en la Figura 3, el proceso de pilotaje permanente aún no se ha iniciado. Como se indica además, también las vigas cajón 26 pueden estar provistas de camisas 27 si es necesario para obtener la fijación apropiada de la estructura de base al lecho marino 30.

La figura 4 muestra esquemáticamente y en perspectiva una fase de movilización de la operación de pilotaje donde una barcaza de trabajo 15' está amarrada junto al lado exterior de una estructura de pared vertical 22. En la cubierta de la barcaza de techo plano 15' está almacenado un acopio 31 de pilotes para ser pilotados. Además, se indica un martillo hidráulico 32. A través de las dos paredes laterales verticales 22, en un extremo de la estructura de base está dispuesta una plataforma 33 instalada temporalmente que almacena otro acopio 31' de pilotes para pilotar.

La figura 5 muestra esquemáticamente y en perspectiva una vista de la estructura de base durante una fase de movilización de la operación de pilotaje de los pilotes permanentes 25 donde hay una plataforma de pórtico 34. Cada extremo de la plataforma de pórtico 34 discurre sobre railes (no mostrados) dispuestos a lo largo de cada uno de las paredes laterales 22, permitiendo que la plataforma de pórtico se desplace a lo largo de la estructura de base 10. Una grúa sobre orugas 35 está dispuesta en la plataforma de pórtico 34, estando configurada la grúa sobre orugas 35 para moverse hacia adelante y hacia atrás en la plataforma de pórtico 34 para recoger pilotes 25 del acopio de pilotes 31, 31' e instalar los pilotes 25 a través de las camisas 27 por medio del martillo hidráulico 32. Como se indica, el martillo hidráulico 32 y un pilote permanente 25 están suspendidos del gancho de la grúa sobre orugas 35, estando el pilote 25 en proceso de pilotaje a través de la correspondiente camisa 27 a través de la pared lateral 22.

Además, una estación de soldadura sobre raíles (no mostrada), que se extiende sobre un par de raíles (no mostrados) en cada uno de los lados superiores de las paredes laterales 22 también se puede utilizar para trabajos de soldadura relacionados con la fijación de la configuración de pilote completa.

La estructura de base 10 también puede estar provista de un sistema de defensa (no mostrado) y un sistema de amarre y cabrestante (no mostrado) para amarrar embarcaciones al menos a lo largo de un lado de la estructura de base 10.

La figura 6 muestra esquemáticamente la etapa de desmovilización en donde se completa la operación de pilotaje de los pilotes permanentes 25, pero antes de desmovilizar la plataforma de pórtico 34 y la grúa sobre orugas 35; la barcaza de techo plano de 15'; y la plataforma de almacenamiento adicional 33.

La figura 7 muestra esquemáticamente y en perspectiva la estructura de base 10 en su posición permanentemente pilotada sostenida por el lecho marino 30 por medio de pilotes 25. Los pilotes 25 terminan en la parte superior de la superficie superior de las paredes laterales 22. Como se indica, nervaduras o aletas que sobresalen hacia arriba 12 están dispuestas a cada lado de cada pilote, sirviendo como soporte para el cuerpo flotante 11 en la estructura de base 10. Además, en el espacio en la superficie superior de las paredes superiores pueden estar dispuestos varios amortiguadores 37. Las aletas o placas de transferencia de carga 12 están configuradas para soportar las cargas y fuerzas del cuerpo flotante 11 y transferir dichas cargas y fuerzas hacia abajo y hacia el pilote 25 inmediatamente debajo y posiblemente hacia los pilotes vecinos 25. Para tal propósito, la estructura de la pared lateral está configurada y construida de tal manera que las fuerzas se transfieren desde la pared lateral 22 y hacia el (los) pilote (s) de una manera controlada y prevista. Las cargas y fuerzas se pueden transferir directamente al extremo superior de un pilote mediante una disposición de transferencia vertical directa y/o a la pared del pilote a lo largo de la longitud de interfaz más o menos completa entre la pared lateral 22 y la parte correspondiente del pilote 25.

La figura 8 muestra esquemáticamente y en perspectiva una etapa en la que un cuerpo flotante 11 se maniobra en un estado flotante entre las paredes laterales verticales 22 de la estructura de base 10 hasta una posición en la que se encuentran puntos fuertes (no mostrados) en la superficie inferior del cuerpo flotante alineados verticalmente con los puntos fuertes correspondientes en la superficie superior de las paredes laterales 22, después de lo cual el cuerpo flotante 11 es descendido hasta que se apoya sobre las paredes verticales 22. Se debe apreciar que el cuerpo flotante 11 no se limita a la forma o configuración mostrada, sino que se puede modificar sin abandonar la idea de la invención.

Por ejemplo, el cuerpo flotante 11 puede tener una vista lateral en sección transversal en forma de T y una vista superior cuadrada o rectangular (como se ve en la figura 8). Otro ejemplo puede incluir un cuerpo flotante 1800 que tenga una parte troncocónica superior 1802 cuando se ve desde una vista lateral en sección transversal, como se ilustra en la Fig. 18A. La parte troncocónica superior 1802 puede estar soportada por el borde superior de la estructura de base 1804 (que se puede describir en un contexto similar a la estructura de base 10). Tal cuerpo flotante a modo de ejemplo 1800 de este tipo puede tener una vista superior circular 1808 (como se ve en la figura 18B); o una vista superior 1810 cuadrada o rectangular (como se ve en la Fig. 18C). El cuerpo flotante 1800 puede incluir una parte inferior 1806 que está configurada para estar dispuesta entre las dos paredes laterales opuestas de la estructura de base 1804. La parte inferior 1806 puede ser cilíndrica. La parte inferior 1806 puede tener, por ejemplo, una forma en sección transversal cuadrada o rectangular cuando se ve desde la parte superior. Se debe apreciar que la parte inferior 1806 puede tener una forma en sección transversal diferente cuando se ve desde la parte superior.

Para permitir que el cuerpo flotante 11 sea soportado de una manera apropiada y adecuada, el cuerpo flotante 11 puede estar provisto de una sección que sobresale lateralmente hacia afuera desde la parte inferior del cuerpo flotante 11, teniendo dicha parte sobresaliente hacia fuera una superficie inferior provista de puntos fuertes (no mostrados) destinados a estar en alineación vertical y en contacto de soporte con los puntos fuertes correspondientes en la superficie superior de las paredes laterales 22. Las realizaciones de tal contacto de soporte se describirán con más detalles a continuación.

La figura 9 muestra esquemáticamente una vista de extremo de una estructura de base 10 y un cuerpo flotante 11 acoplado y soportado por las paredes laterales verticales 22 de la estructura de base 10. Como se indicó, el cuerpo flotante 11 solo está soportado por la estructura de base 10 a lo largo de la superficie superior de las paredes laterales verticales 22, dejando un espacio 38 entre el cuerpo flotante 11 y la estructura de base 10 en la parte inferior y a lo largo de la superficie interior de las paredes laterales verticales 22. Además, según la realización descrita en la Figura 9, la superficie inferior de la estructura de base 10 está colocada encima del lecho marino 30. Sin embargo, se debe apreciar que la estructura de base se puede apoyar parcial o totalmente sobre el lecho marino 30, si es necesario.

La figura 10 muestra esquemáticamente y en perspectiva la estructura de base 10 y el cuerpo flotante 11 mostrados en la figura 9, indicando también el uso de barras de tensión 39 para fijar y/o atar el cuerpo flotante 11 a la estructura de base 10. El propósito de las barras de tensión 39 es atar el cuerpo flotante 11 hacia abajo en un contacto de soporte adecuado y seguro con la estructura de base 10. Además, como se indica en la figura, el cuerpo flotante 11 y la estructura de base 10 pueden estar provistos de dispositivos de guiado 40, preferiblemente dispuestos al menos en dos esquinas diagonalmente opuestas, para asegurar la alineación adecuada del cuerpo flotante 11 durante el acoplamiento en la estructura de base 10. Los detalles del dispositivo de guiado se describirán con más detalle a continuación.

Las figuras 11 y 12 muestran esquemáticamente a escala ampliada una fase inicial y final a modo de ejemplo del uso del dispositivo de guiado 40. El dispositivo de guiado 40 comprende un pasador vertical 41 dispuesto de forma móvil en un manguito vertical 42, fijado rígidamente al extremo inferior del cuerpo flotante 11 por medio de un elemento de marco estructural 43. En la superficie superior de la pared lateral 22 está dispuesto un asiento 44 correspondiente, configurado y dimensionado para recibir el extremo inferior del pasador 41 móvil verticalmente. El dispositivo de guiado 40 se utiliza para asegurar correctamente posición de un cuerpo flotante 11 en la estructura de base 10. Cuando la estructura flotante 11 se coloca en la posición correcta flotando sobre la superficie superior de las paredes laterales 22 y cuando el pasador móvil 41 o el pasador están alineados con su asiento 44, el pasador o la clavija 41 se baja hacia el asiento 44. Con todas las clavijas 41 en posición asentada con respecto al asiento 44 en la superficie superior de las paredes laterales 22, el cuerpo flotante está en la posición correcta y puede ser lastrado hasta que se establezca el contacto de apoyo entre los dos. La maniobra final y precisa del cuerpo flotante 11 se puede realizar remolcando embarcaciones y/o un sistema de cabrestante (no mostrado).

La figura 13 muestra esquemáticamente a escala ampliada una vista lateral de una parte de la superficie superior de la pared lateral 22 y una parte complementaria correspondiente de la parte inferior del cuerpo flotante 11. Como se indica, varias barras de tensión 39 están dispuestas a lo largo de más o menos toda la longitud de la superficie lateral del flotador 11 y el extremo superior del lado externo de las paredes laterales 22. Se debe apreciar que otras realizaciones pueden incluir que las barras de tensión 39 estén dispuestas de manera diferente (no mostradas en las Figuras) y sin embargo proporcionan la fijación del cuerpo flotante 11 y la pared lateral 22 entre sí. Por ejemplo, un extremo de cada barra de tensión 39 puede estar dispuesto en cualquier posición a lo largo de la longitud de la superficie lateral del flotador 11 (o la superficie superior del flotador 11) y el extremo opuesto de la barra de tensión 39 puede estar dispuesto en cualquier posición a lo largo del lado externo de las paredes laterales. Sin embargo, la distribución de la barra de tensión 39 sobre la longitud sustancialmente completa puede proporcionar una fijación más rígida. El número de barras de tensión 39 utilizadas también puede variar.

En el extremo superior, la barra de tensión 39 está fijada rígidamente al cuerpo flotante 11 por medio de un soporte 45 fijado de forma segura a la pared lateral del cuerpo flotante 11. De manera correspondiente, en el extremo inferior la barra de tensión 39 está fijada a la superficie exterior de la pared lateral mediante un correspondiente soporte 45', fijado de forma segura a dicha pared. En ambos extremos, la barra de tensión 39 está provista de una articulación 46, tal como por ejemplo una terminación de argolla abierta estándar, y una barra o cable 47 dispuesto de forma intermedia, fijado rígidamente a la articulación 46.

El dispositivo de tensión puede ser una forma de dispositivo de conexión o un medio de conexión.

En el contexto de diversas realizaciones, otras formas del dispositivo de conexión o medios de conexión pueden incluir la barra de tensión 39, una conexión atornillada o una conexión soldada, o una conexión de abrazadera, o cualquier combinación de las mismas.

Se puede incorporar un tensor 48 en cada barra de tensión 39 para permitir el ajuste de la longitud de cada barra de tensión individual 39 utilizada, asegurando una tensión más o menos igual en las barras de tensión y/o para controlar[[se]] la tensión cuando se suprime el lastre o se lastrar el cuerpo flotante 11, según sea el caso.

La figura 13 también expone los puntos fuertes dispuestos a lo largo de la superficie superior de las paredes laterales 22. Los puntos fuertes tienen la forma de aletas o nervaduras 12 que se extienden hacia arriba, dispuestas a lo largo de ambos lados de la pared lateral 22 y colocadas entre cada extremo superior de un pilote 25 (no se muestra en la figura).

La figura 14 muestra esquemáticamente y en perspectiva una vista de otra realización de la estructura de base 10, según la presente invención, donde la estructura de base 10 está abierta para que el flotador 11 flote en dos extremos opuestos. Como se muestra, la estructura de base 10 comprende dos secciones 22 de pared paralelas, dispuestas en relación espaciada e interconectadas por cuatro vigas 26 que se extienden lateralmente, fijando los extremos inferiores de las paredes 22 entre sí, dejando un espacio abierto en la superficie inferior de la estructura de base 10. Según la realización mostrada, solo las paredes verticales 22 que se extienden hacia arriba sobre el nivel del mar cuando están instaladas están provistas de manguitos de pilote para la recepción de los pilotes, lo que permite el pilotaje en seco por encima del nivel del mar 29. Para transferir las fuerzas que aparecen en el fondo en las paredes laterales 22 que se extienden verticalmente, las vigas 26 pueden estar provistas en cada extremo de un área de sección transversal vertical cada vez mayor hacia el extremo de las vigas y hacia el panel lateral interior correspondiente de las paredes laterales 22 que se extienden verticalmente. En el extremo superior de las paredes laterales 22, mirando hacia afuera, lejos de las paredes laterales 22, las paredes laterales están provistas de puntos fuertes 24 para asentarse sobre pilotes temporales preinstalados (no mostrados). En principio, el pilotaje permanente se realiza preferiblemente solo a través de las paredes verticales 22.

La figura 15 muestra esquemáticamente y en perspectiva una vista de otra realización más de la estructura de base 10, según la presente invención, en donde la estructura de base 10 está provista de una sola abertura para que flote un flotador 11 (no mostrado en la figura 15). Aparte del hecho de que la estructura de base está provista de una abertura para que flote un flotador solo desde un lado, la realización descrita es similar a la descrita en la Figura 14.

En la Figura 15, la estructura de base 10 tiene tres paredes laterales adyacentes que dan lugar a una forma sustancialmente rectangular cuando se ve desde arriba. Se debe apreciar que las paredes laterales adyacentes pueden tener otras formas diferentes cuando se ven desde arriba. Por ejemplo, en la Figura 19A, las paredes laterales de la estructura de base 1900 (que se puede describir en un contexto similar a la estructura de base 10) pueden dar lugar a una forma de U cuando se ven desde arriba. En otro ejemplo 1902 más, como se ve en la Figura 19B, la forma puede ser parcialmente hexagonal. Se debe apreciar y entender que, independientemente de la forma formada por las paredes laterales, existe una abertura o espacio para permitir que la estructura flotante atraque dentro de la estructura de base, entre las dos paredes laterales opuestas. La estructura de base que tiene una sola abertura (es decir, que tiene al menos tres paredes laterales adyacentes) puede ser beneficiosa para romper olas. Es posible que las paredes laterales no necesiten ser una estructura maciza. Por ejemplo, las paredes laterales pueden incluir orificios o aberturas, o manguitos por encima de la línea de flotación.

La figura 16 muestra esquemáticamente una vista desde un extremo de una forma alternativa de establecer un elemento de encuentro entre el flotador 11 y la parte superior de la estructura de base 10 en la superficie superior de las paredes 22 que se extienden verticalmente. Como se muestra, el flotador 11 está provisto de una parte sobresaliente lateral, colocada sobre las paredes laterales 22. La pared lateral 22 está provista de una sección/secciones en voladizo que se extienden lateralmente 24 (no mostradas en la Figura 16, que sirven como puntos fuertes para el soporte de la estructura de base durante al menos la fase de instalación, lo que permite que la estructura de base 10 se apoye sobre pilotes instalados temporalmente, antes de completar las operaciones de pilotaje permanente de la estructura de base 10. Además, el flotador 11 también está provisto de una sección en voladizo 50, que se extiende lateralmente desde el cuerpo principal del flotador 11 por encima del nivel del mar 29, estando la sección (es) en voladizo 50 configurada para apoyarse y ser soportada por la superficie superior de la pared vertical 22 a cada lado de la estructura de base 10. Con el fin de asegurar una transferencia controlada de cargas y fuerzas y para fijar el flotador 11 de una manera fija y segura a la estructura de base, los soportes 51 se fijan a la superficie de interfaz en la(s) sección/secciones en voladizo 50 en el flotador 11, y correspondientes soportes complementarios 52 están fijados a la superficie de soporte en la parte superior de las paredes 22. Los dos conjuntos de soportes 51,52 están atornillados o fijados o soldados entre sí. Se debe apreciar que la sección en voladizo 50 puede ser una sección que se extienda a lo largo de toda la longitud del lado del flotador, o como unidades en voladizo separadas, colocadas en una relación espaciada a lo largo de cada lado del flotador 11. Como se muestra, hay un cierto espaciado entre la superficie interior de la pared lateral 22 de la estructura de base 10 y la pared lateral del flotador 11.

La figura 17 muestra esquemáticamente una vista lateral del dispositivo descrito en la figura 16, mostrando detalles de la posición del flotador con respecto a los pilotes y con respecto a las superficies superiores de la estructura de base. Como se muestra, también hay un espacio entre la superficie superior de las vigas 26 y la superficie inferior del flotador, lo que permite variar la flotabilidad del flotador bombeando el lastre hacia fuera o hacia dentro del flotador 11, estando el flotador todavía fijado a la estructura de base por medio de las conexiones de soporte 51,52.

Como se indica en la Figura 17, los pilotes 25, que son pilotados desde por encima del nivel del mar 29, se terminan por debajo del nivel del mar 29, lo que permite una operación de pilotaje simple y eficaz y también reduce el peso y el coste. La camisas de pilotes se puede cerrar en la parte superior mediante una estructura de placa y las conexiones de soporte 51,52 se pueden colocar entre dos camisas de pilotes contiguos o encima de dichas camisas de pilotes.

Según las formas de realización descritas, se describen una o dos filas de pilotes. Se debe apreciar, sin embargo, que el número de filas puede ser más de dos.

En las realizaciones descritas se muestran pilotes orientados verticalmente. Se debe apreciar, sin embargo, que uno o más pilotes pueden estar inclinados hacia abajo y lateralmente hacia fuera de la estructura de base.

Según las realizaciones mostradas, los pilotes terminan en la superficie de extremo superior de las paredes laterales 22. Sin embargo, se debe apreciar que los pilotes pueden terminar dentro de las paredes laterales 22 en un nivel más bajo que la superficie superior, ahorrando longitud de los pilotes utilizados.

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Un método para amarrar un cuerpo flotante (11) en una planta portuaria,

en donde la planta portuaria comprende

una estructura de base pilotada (10) provista de dos paredes laterales (22) que sobresalen hacia arriba a través del nivel del mar (29) y terminan por encima del nivel del mar (29); y

una estructura inferior dispuesta lateralmente (26) que interconecta rígidamente las paredes laterales (22), en donde una superficie superior de la estructura inferior (26) está dispuesta a una profundidad que permite que el cuerpo flotante (11) flote entre las dos paredes laterales (22), y en donde el cuerpo flotante (11) está provisto de una parte que sobresale lateralmente y está dispuesto para ser soportado de manera rígida, pero liberable, por al menos partes de las paredes laterales (22),

comprendiendo el método llevar el cuerpo flotante (11) a una posición entre las paredes laterales (22), con al menos parte de la parte sobresaliente lateral colocada sobre las paredes laterales (22); y

fijar rígidamente el cuerpo flotante (11) a las paredes laterales verticales (22) de la estructura de base (10), a la vez que todavía expone el cuerpo flotante (11) de forma más o menos completa a la flotabilidad permitiendo un espacio lleno de agua al menos entre una parte inferior del cuerpo flotante (11) y una superficie superior correspondiente de la estructura de base (10), evitando el movimiento vertical relativo entre el cuerpo flotante (11) y la estructura de base (10).

2. El método según la reivindicación 1, en donde fijar rígidamente el cuerpo flotante (11) a las paredes laterales verticales (22) de la estructura de base (10) comprende disponer varios dispositivos tensores (39) entre el cuerpo flotante (11) y un parte superior de las paredes laterales (22), en donde cada uno de los dispositivos tensores (39) está dispuesto para fijar rígidamente un extremo a un punto fuerte en el cuerpo flotante (11) y el extremo opuesto está dispuesto para fijar rígidamente a la parte superior de las paredes laterales (22).

3. El método según la reivindicación 2, en donde una parte del peso del cuerpo flotante (11) se soporta por flotabilidad y en caso de aumento del nivel del agua del mar, se puede añadir agua de lastre y/o cuando el aumento de las fuerzas de elevación es soportado por los dispositivos tensores (39).

4. El método según la reivindicación 1, en donde fijar rígidamente el cuerpo flotante (11) a las paredes laterales verticales (22) de la estructura de base (10) comprende fijar un conjunto de soportes (51) y un conjunto de soportes complementarios (52) a entre sí, estando fijados los soportes (51) a una superficie de interfaz de la parte que sobresale lateralmente y estando los soportes complementarios (52) fijados a una superficie de soporte en la parte superior de las paredes laterales (22), en donde la parte que sobresale lateralmente está en voladizo y la superficie de interfaz y la superficie de soporte están dispuestas enfrentadas entre sí y con los soportes.

5. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además permitir que una superficie del cuerpo flotante (11) se apoye sobre una superficie en una superficie de extremo superior de las paredes laterales (22) en estrecha asociación con los extremos superiores de los pilotes (25) soportando la estructura de base (10) y extendiéndose a través de las paredes laterales (22) y dentro de un lecho marino (30).

6. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además disponer en el cuerpo flotante (11) puntos fuertes en una parte que sobresale lateralmente desde los lados del cuerpo flotante (11) y por encima de la parte superior de las paredes laterales (22) de la estructura de base (10), en donde la superficie superior de las paredes laterales (22) está provista de puntos fuertes complementarios dispuestos correspondientemente configurados para soportar al menos una parte del peso del cuerpo flotante (11).

7. El método según la reivindicación 6, en donde el punto fuerte en las paredes laterales (22) está formado por el extremo superior de los pilotes (25) que sirven como base para la estructura de base (10), permitiendo que el peso del cuerpo flotante soportado (11) sea transferido directamente a través de los pilotes (25) al lecho marino (30).

8. El método según la reivindicación 6 o 7, en donde los gatos están dispuestos entre los puntos fuertes en la parte superior de las paredes laterales (22) y debajo de la parte inferior de los puntos fuertes que sobresalen lateralmente hacia fuera del cuerpo flotante (11) para permitir la elevación del cuerpo flotante (11) para conseguir un equilibrio óptimo de peso y/o flotabilidad entre la estructura de base (10) y el cuerpo flotante (11); y entre la estructura de base ensamblada (10) y el cuerpo flotante (11) y la interfaz pilotada en el lecho marino (30) y/o funcionando como absorbedores de impacto.

9. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde los dispositivos de amortiguación están dispuestos en la superficie superior de las paredes laterales (22), configurados para servir como absorbedores de impacto durante el acoplamiento del cuerpo flotante (11) en la estructura de base (10).

10. Una planta portuaria para el amarre de un cuerpo flotante (11), comprendiendo la planta portuaria una estructura de base pilotada (10) provista de dos paredes laterales (22) que sobresalen hacia arriba a través del nivel del mar (29) y están interconectadas por una estructura de inferior dispuesta lateralmente (26), y el cuerpo flotante (11),

en donde la estructura de base (10) está configurada para ser soportada por un lecho marino por medio de una serie de pilotes (25) terminados en una superficie superior de las paredes laterales (22) sobre el nivel del mar (29) o dentro de las paredes laterales (22) por debajo del nivel del mar (29),

en donde el cuerpo flotante (11) está provisto de una parte que sobresale lateralmente y está dispuesto para ser soportado de manera rígida, pero liberable por al menos partes de la superficie superior de las paredes laterales (22),

en donde una superficie superior de la estructura inferior (26) está dispuesta a una profundidad que permite que el cuerpo flotante (11) flote entre las dos paredes laterales (22), con al menos parte de la parte que sobresale lateralmente colocada sobre las paredes laterales (22),

y

en donde las paredes laterales (22) están configuradas para soportar el peso del cuerpo flotante (11) a través de un elemento de encuentro rígido, pero liberable y para permitir todavía que el cuerpo flotante (11) quede expuesto más o menos a la flotabilidad debido a un espacio lleno de agua que hay al menos entre la parte inferior del cuerpo flotante (11) y una superficie superior correspondiente de la estructura de base (10).

11. La planta portuaria según la reivindicación 10, en donde el elemento de encuentro comprende un conjunto de soportes (51) y un conjunto de soportes complementarios (52) configurados para ser fijados entre sí, estando los soportes (51) fijados a una superficie de interfaz de la parte que sobresale lateralmente y estando los soportes complementarios (52) fijados a una superficie de soporte en una parte superior 35 de las paredes laterales (22), en donde la pieza que sobresale lateralmente está en voladizo y la superficie de interfaz y la superficie de soporte están dispuestas enfrentadas entre sí.

12. La planta portuaria según cualquiera de las reivindicaciones 10 y 11, en donde los puntos fuertes del cuerpo flotante (11) están dispuestos en una superficie vertical que sobresale lateralmente desde los lados del cuerpo flotante (11) y por encima de la parte superior de las paredes laterales (22) de la estructura de base (10), estando la superficie superior de las paredes laterales (22) provista de puntos fuertes complementarios dispuestos correspondientemente configurados para soportar al menos una parte del peso del cuerpo flotante (11).

13. La planta portuaria según la reivindicación 10, en donde varios dispositivos tensores (39) están dispuestos entre el cuerpo flotante (11) y la parte superior de las paredes laterales (22), evitando el movimiento vertical relativo entre el cuerpo flotante (11) y el estructura de base (10).

14. La planta portuaria según la reivindicación 13, en donde los dispositivos tensores (39) están rígidamente fijados con un extremo a puntos fuertes en el cuerpo flotante (11) y los extremos opuestos están rígidamente fijados a puntos fuertes en el extremo superior de las paredes laterales (22).

15. La planta portuaria según la reivindicación 14, en donde están dispuestos gatos entre los puntos fuertes en la parte superior de las paredes laterales (22) y debajo de la parte inferior de los puntos fuertes que sobresalen lateralmente hacia fuera del cuerpo flotante (11) para ajustar la tensión en los dispositivos tensores (39).

16. La planta portuaria según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, en donde los puntos fuertes de las paredes laterales (22) están formados por el extremo superior de los pilotes (25) que sirven de cimentación para la estructura de base (10), permitiendo que el peso de la cuerpo flotante (11) sea transferido directamente a través de los pilotes (25) al lecho marino (30).

17. La planta portuaria según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 16, en donde los puntos fuertes en la superficie superior de las paredes laterales (22) corresponden o están en estrecha asociación con el extremo superior de los pilotes (25) que soportan la estructura de base (10) y se extienden a través de las paredes laterales (22) y dentro del lecho marino (30).

18. La planta portuaria según la reivindicación 16 o 17, en donde los pilotes (25) están dispuestos para terminar en la superficie superior de las paredes laterales (22), por encima del nivel del mar (29).