IT8323836A1 - Dispositivo per limitare il flusso di fluido in cavi sottomarini - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo per introdurre blocchi per fluido in cavi di potenza sottomarini a riempimento d'olio,, quale rimedio contro il non voluto flusso d'olio dai condotti d'olio dei cavi di potenza nel mare e/o contro l'infiltrazione di acqua marina nell'anima del cavo in caso di rottura della(e) guaina(e) protettivaie) esternaie) del cavo.

Quando un impianto di cavi di potenza sottomarini a riempimento d'olio si rompe per una ragione o per l'altra, ad esempio in conseguenza del fatto che delle ancore navali o attrezzi pesanti da pesca agganciano il cavo e ne danneggiano le guaine esterne di protezione, bisogna prendere provvedimenti, nel pi? breve tempo possibile, per effettuare la riparazione. Tuttavia, l'intera riparazione richiede quasi sempre delle navi speciali per cavi che debbono essere in grado di maneggiare il pesante cavo , ed il tempo richiesto viene spesso conteggiato a livello di settimane o persino di mesi.

Quando le guaine esterne di protezione del cavo sono state lesionate, l'acqua marina avr? la tendenza ad entrare nei condotti d'olio del cavo. Se si permette all'acqua di entrare nel cavo, il cavo verr? danneggiato in tutti i punti in cui l'acqua ? venuta in contatto con l'isolamento del cavo. Un rimedio atto a prevenire tale infiltrazione d'acqua nel cavo consiste nel far s? che la pressione dell'olio sul punto di rottura sia maggiore della pressione esterna dell'acqua, pompando olio dalle stazioni terminali del cavo affinch? fluisca ininterrottamente dal cavo lesionato nel mare. Mentre il flusso d'olio verso, e attraverso, il punto lesionato impedir? all'acqua di entrare nel cavo, il flusso di tale-olio per cavi di alta qualit?, dovrebbe essere ridotto il pi? possibile. Le ragioni sono che il prezzo dell'olio ? alto, che l'inquinamento causato dall'olio non ? consentito e che pu? essere impossibile garantire una sufficiente alimentazione d'olio alle stazioni terminali.

Resta perci? inteso che, se la sezione trasversale dei condotti d'olio pu? essere ridotta, non ? necessario che la portata d'olio proveniente dalle stazioni terminali sia cos? alta. Il migliore rimedio sarebbe, naturalmente, quello di bloccare immediatamente tutti i condotti d'olio presso il punto di rottura. Ci? risulta, purtroppo, attuabile molto di rado allorch? il percorso del cavo attraversa acque profonde e il mare ? mosso, e molto probabilmente dell'acqua entrer? nel cavo prima che possa essere compiuta una efficace otturazione.

Onde non correre rischi, sar? perci? necessario, effettuare blocchi dell'acqua in punti posti ad una certa distanza dal luogo della rottura.

Sono stati suggeriti e usati precedentemente dei mezzi per stringere un cavo in una serie di ganasce, al fine di ridurre sostanzialmente la sezione trasversale dei condotti d'olio per cavi di potenza. Tali mezzi sono relativamente efficaci fintanto che riguardano cavi a tre conduttori. Tuttavia,? tutti i tentativi per stringere cavi a un solo conduttore, aventi un conduttore concentrico costituito da uno o pi? strati di elementi conduttori a profilo trapezoidale, si sono dimostrati infruttuosi. Le guaine esterne di protezione del cavo di potenza e dell'isolamento vengono schiacciate in pezzi molto prima di osservare una qualsiasi riduzione del condotto centrale dell'olio.

Precedentemente sono stati progettati mezzi atti ad essere immersi sul fondo del mare al fine di agganciare e tagliare il cavo nel caso in cui si debba riparare un certo impianto di cavi. Un tale dispositivo ? stato descritto, ad esempio, nel Brevetto Norvegese n?.121.556 (Pirelli).

Lo scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un dispositivo che possa essere usato per introdurre blocchi per fluido nell'anima del cavo in punti non ancora esposti all'acqua marina. Il dispositivo dovrebbe essere in grado di essere azionato da un piccolo bastimento cos? da poter essere velocemente impiegato all'atto della rottura .del cavo senza dover attendere la ordinaria nave ripara?cavi.

Le principali caratteristiche della presente invenzione vengono definite nelle rivendicazioni allegate.

Impiegando un siffatto dispositivo, i cavi a riempimento d?olio danneggiati possono essere velocemente approntati per la riparazione in una fase successiva. L'impiego del dispositivo eviter? o almeno ridurr? sostanzialmente l'infiltrazione d'acqua nell'anima del cavo. E' importante altres? che il flusso d'olio dal cavo possa essere drasticamente ridotto mentre viene ancora mantenuta un'alta pressione dell'olio rispetto a quella dell'acqua marina circostante. Ci? comporta un consumo ridotto dell'olio e costi ridotti.

I suddetti e altri scopi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno pi? evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di diverse realizzazioni dell1invenzione, in cui:

- le figure 1 e 2 illustrano in modo schematico una realizzazione del dispositivo secondo la presente invenzione,

- le figure 3^-5 illustrano in modo schematico varie disposizioni di controllo dei mezzi di penetrazione e di iniezione, - le figure 6^-8 illustrano in modo schematico tre tipi di mezzi di penetrazione inseriti nell'anima dei cavi,

- le figure 9^-11 illustrano tre mezzi alternativi di penetrazione

- la figura 12 illustra delle aperture nel mezzo di penetrazione, e

- la figura 13 illustra in modo schematico una sistemazione del dispositivo posto su un cavo in prossimit? della superficie del cavo danneggiato.

In fig.l e 2 ? illustrato un dispositivo 1 per agganciare e la presa di un cavo 2. Il dispositivo 1 ? formato di un gancio 3 o simile, atto ad abbassare il dispositivo sul fondo del mare e trascinarlo lungo il fondo marino al fine di afferrare il cavo. Il dispositivo pu? anche essere posto in posizione corretta, sopra al cavo, da un mezzo sottomarino o da un sommozzatore.

Il dispositivo pu? essere fornito di mezzi (non mostrati) per rivelare il momento in cui il cavo 2 si trova nella posizione desiderata.

All'atto della rivelazione di tale posizione o quando tale posizione desiderata pu? essere considerata raggiunta, un dispositivo 4, a morsa oppure a ganasce, viene azionato per premere contro la superficie del cavo e mantenere il cavo in posizione fissa. Il dispositivo 4 pu? essere azionato da mezzi idra?lici, pneumatici o a motore (non mostrati), che possono essere comandati da mezzi navali di superficie o sottomarini, o da un sommozzatore. Un cavo di controllo ? indicato da una linea o tubo 5. Non appena il cavo 2 sia stato sufficientemente bloccato dal dispositivo 1, il mezzo 6 di penetrazione viene azionato da mezzi idraulici, pneumatici o da un motore elettrico al fine di spingerlo entro l'anima del-cavo 2. Il mezzo 6 di penetrazione viene disposto in modo da essere spinto radialmente entro il cavo cosicch? si faccia strada attraverso gli strati esterni di protezione, l'isolamento del cavo e il conduttore .

Il mezzo di penetrazione dovrebbe essere dimensionato in modo tale che, nella sua posizione interna, ostruisca sostanzialmente l'anima del cavo, ad esempio il(i) condotto(i) di un cavo a riempimento d'olio. Un cavo di controllo per il mezzo 6 di penetrazione ? indicato da una linea o tubo 7.

Il mezzo 6 di penetrazione ? fornito di aperture 8 o simili, cosicch?, quando il dispositivo ? penetrato nell'anima del cavo, pu? esservi iniettato un composto chimico.

Tale composto chimico pu? essere fornito da un contenitore 9, o pi? contenitori, posto sul dispositivo 1 o fornito direttamente da una nave di scorta. L'estrazione del composto dal contenitore 9 pu? essere controllata da mezzi posti sul dispositivo o dalla nave di scorta o da un sommozzatore. I cavi di controllo dai mezzi esterni al mezzo 6 di penetrazione sono indicati con le linee 10 e 11. Resta inteso che le linee 10 e 11 possono includere tubi o condotti e tutte le valvole necessarie per iniettare il composto nell'anima del cavo, e che il contenitore 9 pu? essere bipassato.

Come illustrato in fig.l (e 2), la connessione fra il contenitore 9 del composto e il dispositivo 9 di penetrazione, attraverso il tubetto 10, pu? includere un tubo 12 all?interno del cilindro 13. Vi sono tuttavia, diversi modi di effettuare l'operazione a tre stadi del dispositivo 1, cio? gli stadi di agganciamento, penetrazione e iniezione. Alcune di queste alternative verranno descritte.

In fig.3 viene illustrato il modo in cui le tubazioni o i condotti 5 e 7 possono essere collegati fra loro tramite una valvola 15 che si apre ad una pressione prestabilita PI nel cilindro 16. Questa pressione PI ? considerata sufficiente e necessaria ad azionare la ganascia 4 e tenere il cavo 1. Quando la pressione PI viene superata, la valvola 15 si apre cosicch? il fluido di lavoro viene pompato nel cilindro 17 per azionare il mezzo 6 di penetrazione. Non appena il mezzo 6 di penetrazione' raggiunge una posizione prestabilita, rivelata da un dispositivo 18, viene comandato un mezzo all'interno del contenitore 9 per iniettare il composto nell'anima del cavo.

In fig.4 viene illustrata una disposizione alternativa in cui il fluido di lavoro, dopo l'apertura della valvola 15, agisce direttamente o indirettamente sul composto del contenitore 9. Il composto pu? perci? essere usato come fluido di lavoro direttamente sul mezzo 6 di penetrazione nel cilindro 17. In questa alternativa, l'accesso alle aperture 8 nel mezzo 6 di penetrazione pu? essere fornito di una valvola 19 che risulta aperta ad una pressione prestabilita del mezzo 6 di penetrazione, cosicch? l'iniezione comincia solo quando il mezzo di penetrazione ? penetrato sufficientemente nell'anima del cavo 1.

Nel caso di impiego di un composto a due componenti, uno dei componenti potrebbe essere contenuto in una cartuccia o contenitore (non mostrato) all'interno del mezzo 6 di penetrazione, cosi da essere mescolato con l'altro componente solo dopo l'apertura della valvola 19.

In fig.5 ? illustrata una sistemazione alternativa, in cui il composto verr? iniettato automaticamente attraverso il mezzo 6 di penetrazione lungo la tubazione 10 e una tubazione interna 20, allorch? il mezzo di penetrazione raggiunge una posizione prestabilita.

Bisognerebbe dire che, mentre le disposizioni illustrate in fig. da 1 a 5 mostrano la ganascia 4 e il mezzo 6 di penetrazione disposti sui lati opposti del cavo 1, la sistemazione del mezzo di penetrazione e di iniezione pu? essere scelta entro la ganascia 4 e la sistemazione del cilindro 16, e tali alternative sono naturalmente comprese nell'ambito della presente invenzione, senza essere mostrate nei dettagli.

Il composto menzionato pu? essere del tipo che reagisce con l'olio del cavo per coagulare l'Olio e/o espandersi in modo tale che tutti i condotti d?olio risultino otturati. Il composto pu? essere del tipo a due componenti, gli ingredienti del quale vengono iniettati separatamente nell'?nima,del cavo e reagiscono l'uno con l'altro quando vengono mescolati nell'anima del cavo o appena prima di entrare nell'anima del cavo. Il composto pu? anche essere del tipo che reagisce con l'acqua marina cosicch? qualsiasi infiltrazione d'acqua nel cavo viene arrestata efficacemente allorch? l'acqua marina reagisce con il composto, formando cos? degli sbarramenti per il flusso dei fluidi. Il composto pu? anche essere una miscela gi? pronta che si espande e indurisce dopo un certo tempo, in funzione della temperatura ambientale. Esempi di composti adatti sono miscugli polimero/olio che sono allo stato liquido diciamo a 100-150?C, nel qual caso un dispositivo di riscaldamento dovrebbe essere disposto in accoppiamento con il contenitore 9 o con le condutture portanti il composto, ed i quali solidifichino a temperatura ambiente o a quella dell'acqua marina. Possono essere usati composti a due componenti basati su resine epossidiche e poliuretano con aggiunta di un agente indurente. Possono essere adatti anche dei derivati di cellulosa con additivi per formare una schiuma a basso punto di ebollizione. Pu? anche essere usato cemento a presa rapida.

Il composto pu? anche essere, in alternativa, del tipo contenente particelle di alluminio e esplosivi che, in seguito all'accensione, dopo l'iniezione nell'anima del cavo, viene innescato. L'alluminio o altro metallo idoneo verr? quindi fuso e fluir? negli spazi prima di solidificare.

Nelle figure 6,7 e 8 sono illustrati, in modo schematico, tre diversi mezzi 6 di penetrazione. In fig.6, il mezzo 6 di penetrazione ? costituito in modo simile ad un punzone a scorrimento che pu? essere conformato in modo leggermente conico. Nelle figure 7 e 8, il mezzo 6 di penetrazione ha la forma di uno scalpello.

Mentre la presente invenzione, in particolare, ? utile per cavi conduttori sigoli del tipo a riempimento d'olio e aventi un conduttore concentrico cavo 22, pu? anche essere usata con altri tipi di cavi, ad esempio per cavi a tre conduttori, come illustrato in fig.8. Il mezzo 6 di penetrazione a forma di scalpello pu? essere cos? largo da coprire effettivamente tutti i condotti d'olio 23 del cavo, alcuni dei quali possono essere appiattiti invece di essere solo chiusi dallo scalpello.

Il mezzo 6 di penetrazione dovrebbe essere fornito di aperture secondo quanto menzionato. Tali aperture possono essere disposte nell'estremit?, come illustrato schematicamente nelle figure 1 e 2. In aggiunta o in alternativa, il mezzo 6 di penetrazione pu? essere dotato di aperture 24 nelle pareti laterali, come illustrato nelle figure 9,10 e 11, permettendo quindi al composto di essere distribuito sopra una certa zona dell'anima del cavo. Le aperture dovrebbero essere realizzate in modo tale da non essere ostruite durante la penetrazione nel nucleo del cavo. Un esempio ? mostrato in fig.12. I mezzi 6 di penetrazione illustrati nelle figure 6-8 sono forniti di una parte superiore cilindrica 25 cos? da consentire il funzionamento idraulico o pneumatico.

Facoltativamente, il mezzo 6 di penetrazione pu? essere provvisto di mezzi 26 di guarnizione come illustrato schematicamente nelle figure 6-11.

In fig.13 ? illustrato, in modo schematico, un cavo 27 stretto nel dispositivo 1 della presente invenzione. La superficie 28 del cavo ? stata danneggiata in un punto 29 e blocchi per fluido erano richiesti ad una certa distanza dal punto 29 di rottura. Allorch? il cavo ? stato stretto a sufficienza, il mezzo 6 di penetrazione ? stato azionato al fine di penetrare per un certo tratto nel nucleo del cavo, ed un composto chimico ? stato iniettato nell'anima del cavo. Il composto iniettato, a seconda delle sue propriet?, former? o un blocco per fluido in prossimit? del mezzo 6 di penetrazione o fluir? con l'olio del cavo verso il punto di rottura e former? blocchi per fluido in corrispondenza di questo punto 29 sotto l'effetto dell'acqua marina. Sia ben chiaro che il1'dispositivo 1 pu? essere usato con qualsiasi tipo di' cavo quali, ad esempio, cavi di potenza con isolamento in.plastica e persino cavi per telecomunicazioni. In molti tipi di. cavo, ? stato suggerito l'uso continuo o discontinuo di blocchi per fluido posti longitudinalmente lungo l'intera lunghezza del cavo, all'interno del conduttore(i) e aldisotto delle guaine esterne di protezione. E' stato anche suggerito di introdurre dei limitatori di flusso olio/acqua nei condotti d'olio dei cavi a riempimento d'olio. Il dispositivo della presente invenzione pu?, tuttavia, essere molto importante anche come rimedio supplementare in caso di danno ai cavi sottomarini aventi tali dispositivi di ostruzione.

Quando i blocchi per fluido desiderati sono stati introdotti nell'anima di un cavo, il dispositivo 1 pu? essere lasciato in sito, solo collegando una boa ad un cavetto che conduce dal gancio 3 alla superficie dell'acqua. Il dispositivo pu? anche essere sganciato e staccato se i blocchi per fluido introdotti possono essere considerati sufficientemente efficaci. Inoltre, il dispositivo pu? anche includere il mezzo per tagliare il cavo, da azionare sul punto danneggiato quando vengono realizzati degli efficaci bloccaggi su entrambi i lati del punto di recisione.

Un vantaggio nell'uso del dispositivo, secondo la presente invenzione, risiede nel fatto che non ? necessario issane in superficie l'estremit? del cavo al fine di sigillare la detta estremit?, dopo avere reciso il pezzo di cavo danneggiato. Tale chiusura ermetica pu? essere necessaria quale rimedio preliminare mentre si attende la nave addetta alla riparazione cavi.

Resta inteso che il dispositivo 1 pu? essere realizzato in svariate maniere,,quali ad esempio a forma di ancorotto avente pi? d'una patta in cui il cavo pu? essere agganciato. Vi pu? essere anche pi? d'una ganascia 4 su ciascuno o sui due lati del dispositivo 1, e il dispositivo di penetrazione pu? essere incassato in una delle ganasce m?bili 4.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo per introdurre blocchi per fluido in cavi sottomarini quale rimedio contro le infiltrazioni d'acqua nell 'anima del cavo in caso di rottura delle guaine esterne di protezione del cavo, caratterizzato dal fatto che il dispositivo comprende mezzi (4) per agganciare il cavo e tenerlo in posizione fissa rispetto al dispositivo, e mezzi {6) per perforare la copertura esterna di protezione del cavo e quindi chiudere, completamente o parzialmente, gli spazi aperti dell'anima del cavo.

2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che esso comprende mezzi collegati al mezzo (6) di penetrazione, per iniettare, attraverso aperture (8,24) nel mezzo di penetrazione, un composto chimico in grado di formare blocchi per il flusso di fluidi nel cavo.

3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che una parte sostanziale delle aperture (24) presentano delle uscite orientate in modo che si allontanino dalla direzione di penetrazione, al fine di evitare l'ostruzione delle aperture.

4. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1,2 e 3 da usarsi insieme con cavi di potenza a riempimento d'olio, per prevenire anche o ridurre notevolmente la perdita d'olio dalla superficie danneggiata di un cavo, caratterizzato dal fatto che il mezzo di penetrazione, in posizione di penetrazione avvenuta, viene predisposto per ostruire, totalmente o parzialmente, i condotti d?olio del cavo.

5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (5,7,9,10) di azionamento controllati a distanza per il mezzo (4) d'agganciamento, il mezzo (6) di penetrazione e/o il mezzo d'iniezione.

6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il mezzo di penetrazione ? provvisto di mezzi di guarnizione (26) per garantire una connessione a tenuta fra il mezzo di penetrazione e la superficie del cavo.

7. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il mezzo di penetrazione ha la forma di un punzone a scorrimento cilindrico o leggermente conico (fig.6,9) .

8. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il mezzo di penetrazione ha la forma di uno scalpello (fig.7,8,10,11).

9. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere un contenitore o contenitori (9) in grado di immagazzinare una composizione di uno o due componenti chimici da iniettare nell'interno del cavo in seguito ad un comando esterno.

10. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che esso include o ? associato a mezzi per la recisione del cavo.