IT201800007550A1

IT201800007550A1 - Sistema e metodo per eseguire delle operazioni lungo una porzione anulare di giunzione di una tubazione e nave di varo comprendente detto sistema

Info

Publication number: IT201800007550A1
Application number: IT102018000007550A
Authority: IT
Inventors: Santo Maurizio De
Original assignee: Saipem Spa
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2020-01-27
Also published as: AU2019309742A1; WO2020021513A1; US20210299797A1; EP3829809A1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“SISTEMA E METODO PER ESEGUIRE DELLE OPERAZIONI LUNGO UNA PORZIONE ANULARE DI GIUNZIONE DI UNA TUBAZIONE E NAVE DI VARO COMPRENDENTE DETTO SISTEMA”

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione riguarda un sistema ed un metodo per eseguire delle operazioni lungo una porzione anulare di giunzione di una tubazione ed una nave di varo comprendente detto sistema. In particolare, la presente invenzione riguarda un sistema ed un metodo per eseguire delle operazioni lungo una porzione anulare di giunzione di una tubazione per il trasporto di idrocarburi.

STATO DELLA TECNICA

Le tubazioni per il trasporto di idrocarburi sono posate sul letto di un corpo di acqua tramite delle navi di posa, a bordo delle quali la tubazione viene progressivamente assemblata e varata man mano che l’assemblaggio viene eseguito.

La nave di posa comprende, quindi, attrezzature di assemblaggio e una rampa di varo per il cosiddetto varo a “S”, oppure una torre di varo per eseguire il cosiddetto varo a “J”. Le sigle “S” e “J” identificano la tipologia di varo in relazione alla forma che assume la tubazione durante il varo per effetto delle reazioni trasmesse tra la tubazione, la nave di posa ed il letto del corpo d’acqua. Il cosiddetto varo a “S” è particolarmente adatto per posare tubazioni su fondali medio bassi, mentre il cosiddetto varo a “J” è adatto per posare la tubazione su fondali profondi.

Le tubazioni sono posate sul letto del corpo di acqua dalla nave di posa senza soluzione di continuità.

Le tubazioni impiegate per trasportare idrocarburi sono infatti composte da spezzoni di tubo giuntati gli uni agli altri fino a coprire le lunghezze complessive dell’ordine di centinaia di chilometri.

Gli spezzoni di tubo presentano una lunghezza unitaria, generalmente 12 metri, e diametri relativamente elevati compresi fra 0,2 e 1,5 metri. Ciascuno spezzone di tubo comprende un cilindro di acciaio; un primo rivestimento in materiale polimerico mono strato e/o multistrato, il quale ha la funzione di proteggere il tubo di acciaio; e un eventuale secondo rivestimento in gunite o cemento, la cui funzione è quella di appesantire la tubazione. Talvolta, in alcune applicazioni, il secondo rivestimento non è necessario e gli spezzoni di tubo e le tubazioni sottomarine ne sono privi.

Le estremità libere e opposte di ciascuno spezzone di tubo sono prive del primo e del secondo rivestimento per permettere di saldare fra loro i cilindri di acciaio. La porzione di estremità priva di rivestimento è denominata “cutback”.

A bordo della nave di posa gli spezzoni di tubo sono giuntati a spezzoni di tubo di lunghezza unitaria o di lunghezza multipla (i.e. già giuntati ad altri spezzoni di tubo). In altre parole, a bordo della nave porzioni discrete di tubazioni vengono accoppiate mediante giunti.

L’operazione di giunzione degli spezzoni di tubo prevede di saldare i cilindri di acciaio generalmente in più passate di saldatura. Una volta realizzato un anello di saldatura fra due cilindri di acciaio, una porzione anulare di giunzione priva del primo e del secondo rivestimento si estende a cavallo della saldatura. La porzione anulare di giunzione è definita sostanzialmente dalle estremità libere degli spezzoni di tubo e si estende assialmente fra due lembi di estremità del primo rivestimento.

Diverse operazioni vengono eseguite sulla porzione anulare di giunzione.

Ad esempio, la porzione anulare di giunzione deve essere opportunamente trattata e ricoperta da almeno un rivestimento protettivo che aderisce alla porzione anulare di giunzione e ai lembi dei rivestimenti pre-esistenti. Tali operazioni vengono generalmente identificate con l’espressione “Field Joint Coating”.

Le operazioni sulla porzione anulare di giunzione vengono eseguite a bordo della nave di varo in un numero limitato di stazioni di lavorazione distribuite lungo un percorso di avanzamento degli spezzoni di tubo. Oltretutto in tali stazioni vengono effettuati anche altri processi di lavorazione differenti.

Normalmente gli spazi a disposizione sulle navi di varo sono estremamente limitati. Di conseguenza, le stazioni di lavorazione sono particolarmente congestionate.

OGGETTO DELL’INVENZIONE

È uno scopo della presente invenzione quello di fornire un sistema per eseguire delle operazioni lungo una porzione anulare di giunzione di una tubazione che abbia dimensioni e spazi di manovra contenuti e che, al contempo, garantisca che le operazioni vengano eseguite con precisione e affidabilità.

In accordo con tali scopi la presente invenzione è relativa ad un sistema per eseguire operazioni lungo una porzione anulare di giunzione di una tubazione, il sistema comprendendo:

- un telaio comprendente una struttura conformata a C, la quale è configurata per essere selettivamente ammorsata attorno ad una tubazione estendentesi lungo un asse longitudinale ed in prossimità di una porzione anulare di giunzione, ed almeno un dispositivo di guida disposto lungo un percorso ad arco di cerchio ed accoppiato alla struttura;

- un braccio di appoggio disposto in appoggio sulla tubazione e collegato alla struttura per mantenere il piano di giacitura del dispositivo di guida sostanzialmente perpendicolare all’asse longitudinale; e

- un carrello accoppiato al dispositivo di guida in modo scorrevole; ed

- almeno un dispositivo di lavoro configurato per eseguire delle operazioni lungo la porzione anulare di giunzione e supportato a sbalzo dal detto segmento anulare.

Grazie a tale soluzione è possibile effettuare operazioni in modo affidabile e preciso nonostante nella stessa stazione di lavoro della nave di posa coesistano altri dispositivi di lavorazione.

Gli ingombri del sistema secondo la presente invenzione sono, infatti, contenuti.

Inoltre la presenza del braccio di appoggio consente un posizionamento rapido e stabile del telaio su cui è mobile il carrello che supporta il dispositivo di lavoro.

In maggiore dettaglio, il braccio di appoggio è disposto in appoggio sulla tubazione dalla banda opposta della porzione anulare di giunzione.

In questo modo, il braccio di appoggio realizza un secondo appoggio disassato rispetto al telaio in una posizione che non ostacola le operazioni svolte sulla porzione anulare di giunzione dal dispositivo di lavoro.

In maggiore dettaglio, il carrello comprende un segmento anulare accoppiato al dispositivo di guida in modo scorrevole.

In maggiore dettaglio, il dispositivo di guida comprende una pluralità di elementi di guida disposti lungo il percorso ad arco di cerchio. In questo modo la guida in cui scorre il segmento anulare viene realizzata mediante più elementi, preferibilmente coppie di rulli e perni di guida.

In maggiore dettaglio, il sistema comprende una trasmissione configurata per movimentare il carrello rispetto al telaio lungo il percorso ad arco di cerchio in un verso e nel verso opposto. In questo modo il dispositivo di lavoro può effettuare operazioni attorno alla tubazione in entrambi i versi.

In maggiore dettaglio, il segmento anulare del carrello è dentato lungo la superficie esterna e la trasmissione comprende una almeno una cinghia dentata; un attuatore; e almeno una puleggia di guida della cinghia dentata.

In maggiore dettaglio, la struttura comprende almeno due distanziali regolabili e configurati per essere disposti in appoggio sulla tubazione. In questo modo la struttura può essere adattata facilmente a diverse dimensioni della tubazione.

In maggiore dettaglio, la struttura comprende due ganasce mobili fra una posizione operativa in presa con la tubazione ed una posizione di riposo e due attuatori per controllare la posizione delle ganasce.

In questo modo, l’ammorsamento della struttura a C viene effettuato semplicemente azionando gli attuatori della morsa.

In maggiore dettaglio, il braccio di appoggio comprende un primo tratto, il quale è articolato alla struttura, ed un secondo tratto, il quale presenta una estremità articolata al primo tratto ed una estremità libera e configurata per essere disposta a contatto con la tubazione.

Preferibilmente il primo tratto ha lunghezza regolabile. In questo modo è possibile adattare il braccio di appoggio a diverse lunghezze assiali della porzione anulare di giunzione.

Preferibilmente il secondo tratto ha lunghezza regolabile. In questo modo è possibile adattare il braccio di appoggio a diversi diametri della tubazione.

In maggiore dettaglio, il carrello comprende una guida ortogonale al segmento anulare e supportata a sbalzo rispetto al segmento anulare, il dispositivo di lavoro essendo montato in modo mobile lungo la guida. In questo modo il dispositivo di lavoro opera senza intralci e con flessibilità sulla porzione anulare di giunzione.

In maggiore dettaglio, il carrello comprende almeno una slitta impegnata in modo scorrevole nella guida e configurata per supportare almeno un rispettivo dispositivo di lavoro; ed almeno un attuatore configurato per movimentare la slitta lungo la guida. In questo modo il movimento della slitta consente al dispositivo di lavoro di essere movimentato opportunamente lungo la porzione anulare di giunzione.

In maggiore dettaglio, il sistema comprende due dispositivi di lavoro, i quali sono supportati a sbalzo dal carrello e sono disposti a 180° l’uno rispetto all’altro. In questo modo, vengono ridotti i tempi di lavorazione.

In maggiore dettaglio il segmento anulare si estende lungo un arco di cerchio maggiore di 180°. In questo modo è possibile effettuare una completa lavorazione della porzione anulare di giunzione con uno spostamento del carrello di soli 180°.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare una nave di posa provvista del sistema per eseguire operazioni lungo una porzione anulare di giunzione di una tubazione sopra descritto.

In questo modo, grazie agli ingombri ridotti del sistema, sulla nave di posa si ha più spazio a disposizione per eseguire anche altre operazioni.

Un ulteriore scopo delle presente invenzione è quello di fornire un metodo per eseguire operazioni lungo una porzione anulare di giunzione di una tubazione, comprendente:

- ammorsare una struttura conformata a C di un telaio attorno ad una tubazione estendentesi lungo un asse longitudinale ed in prossimità di una porzione anulare di giunzione; il telaio comprendendo almeno un dispositivo di guida disposto lungo un percorso ad arco di cerchio ed accoppiato alla struttura;

- disporre in appoggio sulla tubazione un braccio di appoggio collegato alla struttura in modo da mantenere il piano di giacitura del dispositivo di guida sostanzialmente perpendicolare all’asse longitudinale; e

- movimentare un carrello accoppiato in modo scorrevole al dispositivo di guida; ed

- eseguire operazioni lungo la porzione anulare di giunzione mediante almeno un dispositivo di lavoro supportato a sbalzo dal segmento anulare.

In questo modo è possibile effettuare operazioni in modo affidabile e preciso. Inoltre, il braccio di appoggio consente un posizionamento rapido e stabile del telaio su cui è mobile il carrello che supporta il dispositivo di lavoro

In maggiore dettaglio, ammorsare la struttura comprende movimentare due ganasce della struttura da una posizione di riposo ad una posizione operativa in presa con la tubazione. In questo modo il posizionamento della struttura è effettuato in modo semplice e rapido.

In maggiore dettaglio, la fase di disporre in appoggio sulla tubazione un braccio di appoggio prevede di regolare la lunghezza di un primo tratto del braccio di appoggio articolato alla struttura, e regolare la lunghezza di un secondo tratto del braccio di appoggio, il quale presenta una estremità articolata al primo tratto ed una estremità libera e configurata per essere disposta a contatto con la tubazione.

In maggiore dettaglio, il metodo comprende la fase di regolare la posizione del telaio rispetto alla tubazione. Preferibilmente la fase di regolare la posizione del telaio rispetto alla tubazione comprende disporre in appoggio sulla tubazione almeno due distanziali regolabili della struttura e regolare la lunghezza di tali distanziali sulla base delle dimensioni della tubazione. In questo modo l’adattamento a diversi diametri di tubazione viene effettuato in modo rapido e semplice.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

- La Figura 1 è una vista prospettica, con parti asportate per chiarezza, di un sistema per eseguire delle operazioni lungo una porzione anulare di giunzione di una tubazione in accordo con la presente invenzione;

- La Figura 2 è una vista frontale, con parti asportate per chiarezza, del sistema di Figura 1;

- La Figura 3 è una vista prospettica, con parti esplose e parti asportate per chiarezza, del sistema di Figura 1;

- Le Figure 4-6 sono rappresentazioni schematiche in vista posteriore del sistema di figura 1 in tre diverse configurazioni;

- Le Figure 7, 9, 11, 13, 14 sono rappresentazioni schematiche in vista frontale del sistema di figura 1 in diverse posizioni operative;

- Le Figure 8, 10, 12 sono rappresentazioni schematiche in vista laterale del sistema di figura 1 in diverse posizioni operative.

FORMA PREFERITA DI ATTUAZIONE DELL’INVENZIONE

In Figura 1 è indicato con il numero di riferimento 1 un sistema per eseguire delle operazioni lungo una porzione anulare di giunzione 2 di una tubazione 3 in accordo con la presente invenzione.

La tubazione 3 si estende lungo un asse longitudinale A e comprende almeno due spezzoni 5 cilindrici accoppiati tra loro.

Preferibilmente gli spezzoni 5 sono realizzati in acciaio.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato gli spezzoni 5 sono rivestiti da un primo rivestimento 6 polimerico, il quale ha la funzione di proteggere dalla corrosione il tubo di acciaio, e da un secondo eventuale rivestimento 7 in gunite o cemento, la cui funzione è quella di appesantire la tubazione.

La zona di accoppiamento tra i due spezzoni 5 definisce la porzione anulare di giunzione 2.

Nella porzione anulare di giunzione 2, è presente una porzione centrale 8, priva di rivestimento e comprendente un anello di saldatura 9 tra i due spezzoni 5, e due porzioni anulari laterali 10, disposte ai lati della prima porzione centrale 8, in cui è presente preferibilmente solamente il primo rivestimento 6.

Il sistema 1 comprende un telaio 12, un braccio di appoggio 13, un carrello 14, almeno un dispositivo di lavoro 15 ed una trasmissione 16 per avanzare il carrello 14.

Il telaio 12 comprende una struttura 17 conformata a C, ed un dispositivo di guida 18 accoppiato alla struttura 17 e disposto lungo un arco di cerchio.

La struttura 17 è configurata per essere selettivamente ammorsata attorno alla tubazione 3 in prossimità della porzione anulare di giunzione 2.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato la struttura 17 comprende due piastre di supporto 19, almeno due distanziali 20 regolabili, almeno due ganasce 21 mobili ed almeno due attuatori 22 per controllare la posizione delle ganasce 21.

Con riferimento alle figure 2 e 3, le piastre di supporto 19 sono conformate sostanzialmente a C ed accoppiate tra loro in modo da essere distanziate e parallele l’una rispetto all’altra. Preferibilmente le due piastre di supporto 19 sono sostanzialmente identiche.

I distanziali 20 sono alloggiati tra le due piastre di supporto 19 e sono disposti in appoggio sulla tubazione 3.

I distanziali 20 si estendono lungo rispettivi assi B1 B2 ed hanno lunghezza regolabile.

Preferibilmente, gli assi B1 e B2 sono disposti lungo distinte direzioni radiali rispetto all’asse A della tubazione 3.

Più preferibilmente, gli assi B1 e B2 sono simmetrici rispetto ad un piano mediano m, il quale passa per l’asse A della tubazione 3 e divide sostanzialmente a metà la tubazione 3 e le piastre di supporto 19.

In dettaglio, ciascun distanziale 20 è provvisto di una prima estremità 23 atta ad essere disposta in appoggio sulla superficie esterna della tubazione 3 ed una seconda estremità 24, opposta alla prima estremità lungo il rispettivo asse B1 o B2 e provvista di mezzi di regolazione 25 della lunghezza del distanziale 20.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, la prima estremità 23 è atta ad essere disposta in appoggio sulla superficie esterna del secondo rivestimento 7 della tubazione 3.

Preferibilmente, la prima estremità 23 è conformata sostanzialmente a L in modo tale che, in uso, la superficie interna 26 della prima estremità 23 possa essere disposta in appoggio sul bordo del secondo rivestimento 7 che affaccia la porzione anulare di giunzione 2 (configurazione meglio visibile in figura 3).

Le ganasce 21 sono accoppiate ad almeno una delle piastre di supporto 19 e sono mobili fra una posizione operativa in presa con la tubazione 3 (configurazioni illustrate schematicamente nelle figure 5-7, 9 e 11), in cui le ganasce 21 sono disposte in battuta contro la superficie esterna della tubazione 3, ed una posizione di riposo (configurazioni di figura 1, 2, 4), in cui le ganasce 21 non sono a contatto con la superficie esterna della tubazione 3.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, ciascuna ganascia 21 comprende un braccio 27 provvisto di una estremità 28 dotata di un elemento di appoggio 29, preferibilmente realizzato in un materiale ad alto coefficiente d’attrito (ad esempio gomma), ed una estremità 30 incernierata attorno ad un perno 31 (parzialmente visibile in figura 3) accoppiato ad un rispettivo attuatore 22.

Ciascun attuatore 22 comprende un sistema biellamanovella 32 provvisto di un pistone 33, preferibilmente pneumatico.

Gli attuatori 22 sono regolati da un sistema di controllo non illustrato nelle figure allegate e configurato per azionare gli attuatori 22 in modo da coordinare l’azione di presa di entrambe le ganasce 21.

Con riferimento alla figura 1, il braccio di appoggio 13 è accoppiato al telaio 12 ed è disposto in appoggio sulla tubazione 3. Il braccio di appoggio 13 è configurato per realizzare un ulteriore appoggio del telaio 12 disassato rispetto agli appoggi definiti dai distanziali 20.

Il braccio di appoggio 13 è configurato in modo da mantenere il piano di giacitura del dispositivo di guida 18 sostanzialmente perpendicolare all’asse longitudinale A della tubazione 3.

In dettaglio, il braccio di appoggio 13 è provvisto di un primo tratto 35 ed un secondo tratto 36.

Con riferimento alla figura 3, il primo tratto 35 è provvisto di una prima estremità 37 articolata alla struttura 17 ed una seconda estremità 38 accoppiata al secondo tratto 36. Il secondo tratto 36 presenta una porzione 39 articolata alla seconda estremità 38 del primo tratto 35 ed una estremità 40 libera e configurata per essere disposta a contatto con la tubazione 3.

Il primo tratto 35 ha lunghezza regolabile per consentire una regolazione della distanza assiale tra la struttura 17 ed il secondo punto di appoggio definito dall’estremità libera 40.

Il secondo tratto 36 ha lunghezza regolabile per consentire la regolazione dell’altezza del braccio di supporto sulla base del diametro della tubazione 3 su cui si trova in appoggio.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, il braccio di appoggio 13 è disposto in appoggio sulla tubazione 3 dalla banda opposta della porzione anulare di giunzione 2.

In altre parole, la struttura 17 è ammorsata alla superficie esterna del secondo rivestimento 7 di uno spezzone 5 della tubazione 3, il braccio di appoggio 13 si estende sopra la porzione anulare di giunzione 2 e l’estremità libera 40 è disposta in appoggio sulla superficie esterna del secondo rivestimento 7 dell’altro spezzone 5 della tubazione 3.

Una variante non illustrata prevede che il braccio di appoggio 13 sia disposto in appoggio sullo stesso spezzone 5 della tubazione 3 su cui è ammorsata la struttura 17.

Il telaio 12 è inoltre provvisto di fori 34 di alleggerimento realizzati sulle piastre di supporto 19.

Il dispositivo di guida 18 comprende una pluralità di elementi di guida 42 disposti lungo una faccia esterna 41 della struttura 17 che affaccia la porzione anulare di giunzione 2 in modo da creare una guida in cui può scorrere il carrello 14.

Con particolare riferimento alle figure 2 e 3, gli elementi di guida 42 comprendono coppie di rulli 43 e perni di guida 44.

Ciascuna coppia di rulli 43 comprende un rullo 43 disposto lungo una prima direzione circonferenziale C1 ed un rullo 43 disposto lungo una seconda direzione circonferenziale C2. La prima direzione circonferenziale C1 e la seconda direzione circonferenziale C2 sono definite sulla base delle dimensioni del carrello 14 in modo tale che il carrello 14 possa essere disposto tra i rulli 43 di ciascuna coppia e a contatto con essi.

Preferibilmente, i rulli 43 di ciascuna coppia sono affacciati lungo direzioni radiali.

Preferibilmente, le coppie di rulli 43 sono uniformemente distribuite lungo l’arco di cerchio.

Preferibilmente, alcuni perni di guida 44 sono disposti lungo la prima direzione circonferenziale C1 e altri lungo la seconda direzione circonferenziale C2.

Preferibilmente, i perni di guida 44 lungo la prima direzione circonferenziale C1 sono radialmente sfalsati rispetto ai perni di guida 44 lungo la seconda direzione circonferenziale C2.

Il carrello 14 accoppiato al dispositivo di guida 18 in modo scorrevole.

In particolare, il carrello 14 comprende un segmento anulare 45 accoppiato al dispositivo di guida 18 in modo scorrevole, una guida 46 ortogonale al segmento anulare e supportata a sbalzo rispetto al segmento anulare 45, una slitta 47 impegnata in modo scorrevole nella guida 46 ed almeno un attuatore 48 per movimentare la slitta 47 nella guida.

Il segmento anulare 45 è movimentato dalla trasmissione 16 lungo il percorso anulare in un verso e nel verso opposto.

Preferibilmente il segmento anulare 45 si estende lungo un arco di cerchio maggiore di 180°.

In particolare, il segmento anulare 45 è provvisto di una superficie anulare esterna 50 dentata atta a cooperare con la trasmissione 16.

La trasmissione 16, infatti, è una trasmissione a cinghia dentata e comprende almeno una cinghia dentata 51, un dispositivo attuatore 52 ed almeno una puleggia di guida 53 per la guida della cinghia dentata 51.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, la trasmissione 16 comprende due cinghie dentate 51 e due pulegge di guida 53 azionate dal dispositivo attuatore 52.

Le pulegge di guida 53 sono disposte affiancate a contatto con il dispositivo attuatore 52 e sono accoppiate alle rispettive cinghie dentate 51 in modo tale che quando una puleggia di guida 53 determina l’arrotolamento di una cinghia dentata 51 si ha lo srotolamento dell’altra cinghia dentata 51. In questo modo, il carrello 14 può eseguire spostamenti angolari fino a 180° in entrambi i sensi.

La trasmissione 16 è accoppiata alla struttura 17, ed in particolare alla faccia esterna 41 della struttura 17.

La guida 46 si protende a sbalzo ortogonale al piano di giacenza del segmento anulare 45.

In altre parole, visto che il braccio di appoggio 13 supporta il telaio 12 in modo tale che il dispositivo di guida 18 sia ortogonale all’asse A della tubazione 3, la guida 46 si protende in una direzione parallela all’asse A della tubazione 3.

La guida 46 ha una apertura 55 allungata nella direzione ortogonale al piano di giacenza del segmento anulare 45.

La slitta 47 è accoppiata ad uno o più dispositivi di lavoro 15 e si muove nell’apertura 55 nella direzione ortogonale al piano di giacenza del segmento anulare 45 mediante un dispositivo di movimentazione 56.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, il carrello 14 comprende due guide 46 disposte a 180° l’una rispetto all’altra e due slitte 47 mobili nelle rispettive guide 46 e due dispositivi di lavoro 15 rispettivamente associati a ciascuna slitta 47.

Ciascun dispositivo di lavoro 15 comprende almeno una testa di lavorazione 57, la quale è accoppiata alla slitta 55.

Preferibilmente, l’accoppiamento tra la slitta 55 e la testa di lavorazione 57 è un accoppiamento a sgancio rapido. Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, l’accoppiamento tra la slitta 55 e la testa di lavorazione 57 è un accoppiamento a serraggio con una leva per lo sgancio rapido (non visibile nelle figure allegate).

Preferibilmente, ciascuna testa di lavorazione 57 è accoppiata alla rispettiva slitta 55 in modo tale da poter effettuare un movimento ortogonale alla direzione assiale della tubazione 3 e regolare la distanza tra la testa di lavorazione 57 e la tubazione 3. In questo modo, quando la testa di lavorazione 57 affaccia la tubazione 3 è possibile avvicinare o allontanare la testa di lavorazione 57 dalla tubazione 3 a seconda del tipo di lavorazione che si sta effettuando.

In dettaglio, l’accoppiamento tra la slitta 55 e la testa di lavorazione 57 può essere realizzato in modo tale che la regolazione della distanza tra la testa di lavorazione 57 e la tubazione 3 sia passiva (soluzione in cui la distanza è regolabile manualmente e solo all’occorrenza) oppure attiva (in cui la distanza è regolabile automaticamente). Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, l’accoppiamento tra la slitta 55 e la testa di lavorazione 57 è di tipo passivo ed è realizzato mediante una barra longitudinale 58 della slitta 55 su cui è scorrevole e fissabile a serraggio la testa di lavorazione 57.

Oltretutto, le teste di lavorazione 55 sono accoppiate alla rispettiva slitta 55 in modo tale che la distanza tra le teste di lavorazione 57 accoppiate ad una stessa slitta 55 sia regolabile.

Le teste di lavorazione 57 possono essere diverse a seconda delle applicazioni.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, le teste di lavorazione 57 sono teste di sabbiatura alimentate da una linea di mandata in cui sono miscelati aria e materiale abrasivo eiettati da rispettivi ugelli 59.

La slitta 55 può supportare anche utensili di pulizia, quali, ad esempio, spazzole di pulizia a filo oppure di tipologia a ruote omnidirezionale. Tali utensili possono essere associati a dispositivi di supporto delle spazzole vantaggiosamente provvisti di meccanismi automatici di compensazione dell’ovalizzazione che mantengono le spazzole a contatto con la superficie della tubazione da pulire. In uso, il posizionamento del telaio 12 attorno alla tubazione 3 viene effettuato da un operatore mediante carroponte.

L’ammorsamento del telaio 12 alla tubazione 3 avviene mediante l’attivazione degli attuatori 22 che spostano le ganasce 21 dalla posizione di riposo (figura 4) alla posizione operativa in presa con la tubazione 3 (figura 5), in cui gli elementi di appoggio 29 delle ganasce 20 sono disposti in battuta contro la superficie esterna della tubazione 3. L’attivazione degli attuatori 22 è preferibilmente effettuata da un operatore mediante pressione di un tasto apposito di attivazione dei pistoni 33 degli attuatori 22.

Successivamente, la regolazione della posizione del telaio 12 prevede di regolare la lunghezza dei distanziali 20 (figure 6) e la lunghezza del secondo tratto 36 del braccio di appoggio 14 (figure 7) in base al diametro della tubazione 3 e di regolare la lunghezza del primo tratto 35 del braccio di appoggio 13 (figure 8) sulla base delle dimensioni assiali della porzione anulare di giunzione 2.

Durante le fasi di posizionamento, ammorsamento e regolazione della posizione del telaio 12, il carrello 14 è accoppiato al telaio 12 in una posizione di “riposo” in cui non sporge dalla struttura 17 del telaio 12. In questo modo il carrello 14 è protetto da eventuali danneggiamenti.

Una volta posizionato il telaio 12 è possibile procedere alla lavorazione della porzione anulare di giunzione 2. La lavorazione prevede una fase di posizionamento del carrello 14 e delle teste di lavorazione 57 in una posizione di “partenza”.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, la posizione di partenza per il carrello 14 è illustrata in figura 9. In tale posizione il carrello 14 è ruotato dalla posizione di riposo in senso antiorario d circa 90° in modo tale che le teste di lavorazione 57 supportate dalle slitte 55 siano disposte lungo il piano mediano passante per l’asse A e che divide sostanzialmente il telaio 12 a metà. La posizione di partenza per la testa di lavorazione 57 è illustrata nella figura 12 e corrisponde alla posizione in cui le teste di lavorazione 57 sono disposte prossimali rispetto al carrello 14.

Resta inteso che la posizione di partenza è arbitraria e possa essere differente da quelle illustrate nelle figura 9 e 12.

Una volta effettuato il posizionamento del carrello 14 e delle teste di lavorazione 57 nella posizione di “partenza”, le teste di lavorazione 57 vengono attivate e la slitta 55 viene movimentata assialmente verso la posizione distale rispetto al carrello 14, il carrello 14 viene poi ruotato in senso orario di un determinato angolo (figura 11) e la slitta 55 viene movimentata assialmente verso la posizione prossimale rispetto al carrello 14 (figura 12).

Tali fasi vengono ripetute fino a quando l’area della porzione anulare di giunzione 2 è stata coperta completamente dalle teste di lavorazione 57 fino al raggiungimento della posizione finale illustrata in figura 13, in cui il carrello 14 è ruotato di 180° rispetto alla posizione di partenza.

Una volta terminata la lavorazione, il carrello 14 viene riposizionato nella posizione di riposo (figura 14) mediante una rotazione in senso antiorario di 90°.

La posizione di partenza, la posizione finale, la posizione di riposo e le posizioni di lavorazione intermedie sono determinate in modo automatico grazie alla presenza di fine corsa impostati da interruttori (limit switch).

Infine, il telaio 12 viene sganciato dalla tubazione 3 mediante lo spostamento delle ganasce 21 nella posizione di riposo e rimosso dalla stazione di lavorazione con carroponte.

Vantaggiosamente, grazie al sistema secondo la presente invenzione è possibile effettuare lavorazioni sulla porzione anulare di giunzione 2 in tempi brevi. La leggerezza del sistema 1 secondo la presente invenzione, infatti, garantisce prestazioni importanti, con velocità longitudinale di circa 150 mm/s e tangenziale di circa 150 mm/s.

Grazie alla estrema flessibilità in termini di regolazione del posizionamento del telaio 12 è possibile adottare il sistema 1 secondo la presente invenzione su tubazioni 3 aventi diverse lunghezze assiali della porzione anulare di giunzione 2 e/o diversi diametri e/o rivestimenti diversi.

Oltretutto, grazie alla struttura compatta e leggera del sistema 1 secondo la presente invenzione, la movimentazione delle parti del sistema 1 è sicura anche in condizioni di lavoro difficili, con movimenti di rollio e beccheggio importanti della nave di posa.

La movimentazione è inoltre semplice e rapida (richiede solo l’impiego di un carroponte e rizzaggi basici) e non interferisce con le altre attrezzature presenti nella stazione di lavorazione.

Infine, il sistema 1 secondo la presente invenzione può essere vantaggiosamente adottato anche su tubazioni 3 che presentano una luce minima, pari a circa 0,5 m, tra la parte inferiore della tubazione 3 e il pavimento.

È evidente che la presente invenzione include ulteriori varianti non esplicitamente descritte senza peraltro uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un sistema per eseguire operazioni lungo una porzione anulare di giunzione di una tubazione (3), il sistema (1) comprendendo: - un telaio (12) comprendente una struttura (17) conformata a C, la quale è configurata per essere selettivamente ammorsata attorno ad una tubazione (3) estendentesi lungo un asse longitudinale (A) ed in prossimità di una porzione anulare di giunzione (2), ed almeno un dispositivo di guida (18) disposto lungo un percorso ad arco di cerchio ed accoppiato alla struttura (17); - un braccio di appoggio (13) disposto in appoggio sulla tubazione (3) e collegato alla struttura (17) per mantenere il piano di giacitura del dispositivo di guida (18) sostanzialmente perpendicolare all’asse longitudinale (A); e - un carrello (14) accoppiato al dispositivo di guida (18) in modo scorrevole; ed - almeno un dispositivo di lavoro (15) configurato per eseguire delle operazioni lungo la porzione anulare di giunzione (2) e supportato a sbalzo dal carrello (14).
2. Il sistema come rivendicato nella rivendicazione 1, in cui il braccio di appoggio (13) è configurato per essere disposto in appoggio sulla tubazione (3) dalla banda opposta della porzione anulare di giunzione (2) rispetto al telaio (12).
3. Il sistema come rivendicato nella rivendicazione 1 o 2, e comprendente una trasmissione (16) configurata per movimentare il carrello (14) rispetto al telaio (12) lungo il percorso ad arco di cerchio in un verso e nel verso opposto.
4. Il sistema come rivendicato nella rivendicazione 3, in cui il carrello (14) comprende un segmento anulare (45) accoppiato al dispositivo di guida (18) in modo scorrevole.
5. Il sistema come rivendicato nella rivendicazione 4, in cui il segmento anulare (45) del carrello (14) è dentato lungo una superficie esterna (50) e la trasmissione (16) comprende una almeno una cinghia dentata (51); un dispositivo attuatore (52); e almeno una puleggia di guida (53) che ingrana la cinghia dentata (51).
6. Il sistema come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il dispositivo di guida (18) comprende una pluralità di elementi di guida (42) disposti lungo il percorso ad arco di cerchio.
7. Il sistema come rivendicato nella rivendicazione 6, in cui gli elementi di guida (42) comprendono almeno una coppia di rulli (43) ed almeno un perno di guida (44).
8. Il sistema come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la struttura (17) comprende almeno due distanziali (20) regolabili e configurati per essere disposti in appoggio sulla tubazione (3).
9. Il sistema come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la struttura (17) comprende due ganasce (21) mobili fra una posizione operativa in presa con la tubazione (3) ed una posizione di riposo; e due attuatori (22) per controllare la posizione delle ganasce (21).
10. Il sistema come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il braccio di appoggio (13) comprende un primo tratto (35), il quale è articolato alla struttura (17), ed un secondo tratto (36), il quale presenta una estremità (39) articolata al primo tratto (35) ed una estremità libera (40) e configurata per essere disposta a contatto con la tubazione (3).
11. Il sistema come rivendicato nella rivendicazione 9, in cui il primo tratto (35) ha lunghezza regolabile.
12. Il sistema come rivendicato nella rivendicazione 9 o 10, in cui il secondo tratto (36) ha lunghezza regolabile.
13. Il sistema come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 12, in cui il carrello (14) comprende una guida (46) ortogonale al segmento anulare (45) e supportata a sbalzo rispetto al segmento anulare (45); il dispositivo di lavoro (15) essendo supportato dal carrello (14) in modo mobile lungo la guida (46).
14. Il sistema come rivendicato nella rivendicazione 13, in cui il carrello (14) comprende almeno una slitta (55) impegnata in modo scorrevole nella guida (46) e configurata per supportare almeno un rispettivo dispositivo di lavoro (15); ed almeno un elemento attuatore configurato per movimentare la slitta (55) lungo la guida (46).
15. Il sistema come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, e comprendente due dispositivi di lavoro (15), i quali sono supportati a sbalzo carrello (14) e sono disposti a 180° l’uno rispetto all’altro.
16. Il sistema come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 15, in cui il segmento anulare (45) si estende lungo un arco di cerchio maggiore di 180°.
17. Una nave di varo comprendente un sistema (1) per eseguire operazioni lungo una porzione anulare di giunzione (2) di una tubazione (3) come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni.
18. Metodo per eseguire operazioni lungo una porzione anulare di giunzione (2) di una tubazione (3), il metodo comprendendo: - ammorsare una struttura (17) conformata a C di un telaio (12) attorno ad una tubazione (3) estendentesi lungo un asse longitudinale (A) ed in prossimità di una porzione anulare di giunzione (3); il telaio (12) comprendendo almeno un dispositivo di guida (18) disposto lungo un percorso ad arco di cerchio ed accoppiato alla struttura (17); - disporre in appoggio sulla tubazione un braccio di appoggio (13) collegato alla struttura (17) in modo da mantenere il piano di giacitura del dispositivo di guida (18) sostanzialmente perpendicolare all’asse longitudinale (A); e - movimentare un carrello (14) accoppiato in modo scorrevole al dispositivo di guida (18); ed - eseguire operazioni lungo la porzione anulare di giunzione (2) mediante almeno un dispositivo di lavoro (15) supportato a sbalzo dal carrello (14).
19. Il metodo come rivendicato nella rivendicazione 18, in cui disporre in appoggio sulla tubazione un braccio di appoggio (13) comprende disporre il braccio di appoggio (13) in appoggio sulla tubazione (3) dalla banda opposta della porzione anulare di giunzione (2) rispetto al telaio (12).
20. Il metodo come rivendicato in la rivendicazione 18 o 19, in cui movimentare il carrello (14) comprende avanzare il carrello (14) rispetto al telaio (12) lungo il percorso ad arco di cerchio in un verso e nel verso opposto mediante una trasmissione (16).
21. Il metodo come rivendicato nella rivendicazione 20, in cui movimentare un carrello (14) comprende movimentare un segmento anulare (45) del carrello (14) accoppiato in modo scorrevole al dispositivo di guida (18).
22. Il metodo come rivendicato nella rivendicazione 21, in cui la trasmissione (16) comprende almeno una cinghia dentata (51); un dispositivo attuatore (52); e almeno una puleggia di guida (53) che ingrana la cinghia dentata (51); e in cui il segmento anulare (45) del carrello (14) è dentato lungo una superficie esterna (50).
23. Il metodo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 18 a 22, in cui il dispositivo di guida (18) comprende una pluralità di elementi di guida (42) disposti lungo il percorso ad arco di cerchio.
24. Il metodo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 18 a 23, in cui ammorsare la struttura (17) comprende movimentare due ganasce (21) della struttura (17) da una posizione di risposo ad una posizione operativa in presa con la tubazione (3).
25. Il metodo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 18 a 24, in cui disporre in appoggio sulla tubazione un braccio di appoggio (13) collegato alla struttura (17) in modo da mantenere il piano di giacitura del dispositivo di guida (18) sostanzialmente perpendicolare all’asse longitudinale (A) comprende regolare la lunghezza di un primo tratto (35) del braccio di appoggio (13) articolato alla struttura (17), e regolare la lunghezza di un secondo tratto (36) del braccio di appoggio (13), il quale presenta una estremità (39) articolata al primo tratto (35) ed una estremità libera (40) e configurata per essere disposta a contatto con la tubazione (3).
26. Il metodo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 18 a 25, comprendente la fase di regolare la posizione del telaio (12) rispetto alla tubazione (3).
27. Il metodo come rivendicato nella rivendicazione 26, in cui la fase di regolare la posizione del telaio (12) rispetto alla tubazione (3) comprende disporre in appoggio sulla tubazione (3) almeno due distanziali (20) regolabili della struttura (17) e regolare la lunghezza di tali distanziali (20) sulla base delle dimensioni della tubazione (3).
28. Il metodo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 27, in cui il carrello (14) comprende una guida (46) ortogonale al segmento anulare (45) e supportata a sbalzo rispetto al segmento anulare (45); il dispositivo di lavoro (15) essendo montato in modo mobile lungo la guida (46).
29. Il metodo come rivendicato nella rivendicazione 28, in cui il carrello (14) comprende almeno una slitta (55) impegnata in modo scorrevole nella guida (46) e configurata per supportare almeno un rispettivo dispositivo di lavoro (15); ed almeno un elemento attuatore configurato per movimentare la slitta (55) lungo la guida (46).
30. Il metodo come rivendicato nella rivendicazione 29, in cui la fase di movimentare il carrello (14) prevede di movimentare il carrello (14) di un determinato angolo e successivamente eseguire le operazioni lungo la porzione anulare di giunzione (2) movimentando assialmente la slitta (55) lungo la guida (46); la fase di movimentare il carrello (14) e la fase di eseguire le operazioni vengono ripetute in successione fino a quando l’area della porzione anulare di giunzione (2) è stata completamente lavorata.
31. Il metodo come rivendicato nella rivendicazione 30, in cui movimentare assialmente la slitta (55) comprende movimentare la slitta (55) assialmente verso la posizione distale rispetto al carrello (14) o assialmente verso la posizione prossimale rispetto al carrello (14) a seconda della posizione del carrello (14) stesso.
32. Il metodo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 18 a 31, in cui le operazioni lungo la porzione anulare di giunzione (2) vengono eseguite mediante due dispositivi di lavoro (15), i quali sono supportati a sbalzo dal carrello (14) e sono disposti a 180° l’uno rispetto all’altro.
33. Il metodo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 32, in cui il segmento anulare (45) si estende lungo un arco di cerchio maggiore di 180°.