ITMI20082120A1

ITMI20082120A1 - Gruppo di serraggio di una torre di varo di elementi allungati e continui in un corpo d'acqua e metodo di varo di un elemento allungato e continuo

Info

Publication number: ITMI20082120A1
Application number: IT002120A
Authority: IT
Inventors: Michel Baylot; Nicolas Boutin
Original assignee: Saipem Spa
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2010-05-29
Also published as: RU2011126291A; EP2362847A1; ES2426869T3; US8641325B2; AU2009321265B2; WO2010061280A1; RU2509715C2; BRPI0916467A2; AU2009321265A1; EP2362847B1; US20120177443A1; EG27108A; BRPI0916467B1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“GRUPPO DI SERRAGGIO DI UNA TORRE DI VARO DI ELEMENTI ALLUNGATI E CONTINUI IN UN CORPO D'ACQUA E METODO DI VARO DI UN ELEMENTO ALLUNGATO E CONTINUO”

La presente invenzione riguarda un gruppo di serraggio di una torre di varo di elementi allungati e continui, come ad esempio tubazioni subacquee e cavi subacquei, in un corpo d’acqua.

In particolare, la presente invenzione riguarda un gruppo di serraggio di un’apparecchiatura di varo disposta su un natante di posa per varare a passo un elemento allungato e continuo in un corpo d’acqua.

Sebbene la presente descrizione farà talvolta specifico riferimento a tubazioni subacquee, ai fini della presente invenzione la definizione “elemento allungato e continuo” include sia le tubazioni subacquee generalmente destinate al trasporto di idrocarburi, sia cavi subacquei impiegati generalmente per il trasferimento di energia elettrica.

Una tubazione subacquea è generalmente assemblata a bordo del natante di posa ed è varata man mano viene assemblata direttamente dallo stesso natante di posa. La tubazione subacquea è composta di spezzoni di tubo giuntati gli uni agli altri fino a coprire delle lunghezze complessive dell’ordine di centinaia di chilometri. In considerazione della considerevole lunghezza delle tubazioni subacquee e dei cavi subacquei in questo tipo di applicazione le tubazioni subacquee e i cavi subacquei sono definiti “continui”.

Con specifico riferimento alla tubazione subacquea, gli spezzoni di tubo presentano una lunghezza unitaria, generalmente 12 metri, e diametri relativamente elevati compresi fra i 0,2 e 1,5 metri. Ciascuno spezzone di tubo comprende un cilindro di acciaio; un rivestimento in materiale polimerico, il quale ha la funzione di proteggere il tubo di acciaio dalla corrosione e dalla dispersione di calore, e, talvolta da un rivestimento di appesantimento in cemento o gunite.

Gli spezzoni di tubo sono giuntati gli uni agli altri sia in installazioni a terra per formare degli spezzoni di tubo di lunghezza multipla della lunghezza unitaria, sia in natanti di posa in cui gli spezzoni di tubo, di lunghezza unitaria o di lunghezza multipla sono giuntati a spezzoni di tubo già giuntati ad altri spezzoni di tubo per formare la tubazione subacquea che, successivamente, viene varata e posata sul fondale del corpo d’acqua dal natante di posa.

L’assemblaggio e il varo di tubazioni subacquee sono eseguiti a bordo di natanti di posa secondo due metodi, ciascuno dei quali è preferibile all’altro in funzione della profondità del fondale.

Il primo metodo prevede di realizzare una tubazione subacquea per mezzo di una linea di assemblaggio verticale e di varare la tubazione subacquea in posizione sostanzialmente verticale in modo tale per cui la tubazione subacquea assuma una conformazione a J nel tratto che si estende fra il natante di posa e il fondale. Questo primo metodo è particolarmente adatto per la posa di tubazioni subacquee in fondali molto profondi.

Il secondo metodo prevede di realizzare una tubazione subacquea per mezzo di una linea di assemblaggio sostanzialmente orizzontale e di varare la tubazione subacquea tramite un’apparecchiatura di varo, la quale ha, in una configurazione di lavoro, la funzione di guidare e sostenere la tubazione subacquea lungo un percorso arcuato, il quale presenta una prima parte disposta sopra al livello del mare, e una seconda parte disposta sotto il livello del mare. Le tubazioni subacquee posate in accordo con il secondo metodo assumono una configurazione a S fra il natante di posa e il fondale.

Indipendentemente dal metodo di varo adottato, è sempre necessario controllare gli spostamenti relativi fra la tubazione subacquea o, in generale, l’elemento allungato e continuo e il natante di posa tramite un’apparecchiatura di varo.

Il primo metodo prevede di avanzare a passo l’elemento allungato e continuo in una direzione di varo e comprende le seguenti fasi: serrare l’elemento allungato e continuo tramite un primo gruppo di serraggio provvisto di ganasce e fissato alla torre di varo; serrare l’elemento allungato e continuo tramite un secondo gruppo di serraggio, il quale è provvisto di ganasce ed è mobile rispetto alla torre di varo; rilasciare il primo gruppo di serraggio dall’elemento allungato e continuo; avanzare nella direzione di varo il secondo gruppo di serraggio assieme all’elemento allungato e continuo; serrare il primo gruppo di serraggio; rilasciare il secondo gruppo di serraggio; avanzare in una direzione opposta alla direzione di varo il secondo gruppo di serraggio; e ripetere da capo le fasi descritte per compiere un successivo passo.

In sostanza, questo tipo di apparecchiatura di varo è descritto nelle domande di brevetto GB 2,364,758; GB 2,370,335; WO 2006/027189 e WO 2007/015642.

La capacità di trattenere fermamente l’elemento allungato e continuo senza spostamenti relativi rispetto alle ganasce, è sostanzialmente funzione dell’attrito fra le ganasce e l’elemento allungato e continuo, della forza di serraggio con cui i gruppi di serraggio trattengono l’elemento allungato e continuo e della superficie complessiva di contatto fra le ganasce e l’elemento allungato e continuo.

Tuttavia, la pressione applicata sulla superficie esterna dell’elemento allungato e continuo non può superare valori determinati, oltre i quali le ganasce potrebbero danneggiare l’elemento allungato e continuo nella zona di presa.

Una condizione operativa critica è riscontrabile in concomitanza di fondali particolarmente profondi e di elementi allungati e continui con un elevato peso per unità di lunghezza: un tratto particolarmente lungo dell’elemento allungato e continuo sospeso fra il fondale di posa e l’apparecchiatura di varo richiede una forza di serraggio complessiva molto grande.

Di conseguenza, in molti casi le condizioni operative impongono di aumentare la dimensione delle ganasce, ma anche questo parametro progettuale incontra dei limiti fisici che non possono essere superati.

Per ovviare a questo inconveniente sono stati proposti dei cuscinetti di attrito realizzati con materiale polimerico in cui sono annegate delle borchie di alluminio in grado di aumentare l’efficacia della presa. Un esempio di tale realizzazione è stato divulgato dal brevetto US 3,754,474, secondo il quale l’inclusione delle borchie nel materiale polimerico contribuisce ad accrescere l’efficacia della presa.

Tuttavia, questa tecnica non è esente da inconvenienti, come ad esempio il rapido deterioramento dei cuscinetti di attrito determinato dall’inclusione delle borchie metalliche e il serio rischio di danneggiare in alcuni casi l’elemento allungato e continuo.

Per ovviare a questi inconvenienti è noto, ad esempio dal documento GB 2,364,758, utilizzare dei gruppi di serraggio, ciascuno dei quali comprende almeno due unità di serraggio disposte in serie e simultaneamente in presa lungo due tratti distinti dell’elemento allungato e continuo. In questo modo, è possibile duplicare la superficie complessiva di contratto fra ciascun gruppo di serraggio e l’elemento allungato e continuo senza superare i limiti dimensionali consigliati per le ganasce e la pressione limite.

Tuttavia, anche questa soluzione non è esente da inconvenienti perché in realtà il carico applicato dall’elemento allungato e continuo al gruppo di serraggio non è uniformemente distribuito fra le due unità di serraggio. Al contrario, la prima unità di serraggio nella direzione di varo assorbe la maggior parte del carico applicato dall’elemento allungato e continuo al gruppo di serraggio e, di conseguenza, anche gruppi di serraggio provvisti di una pluralità di unità di serraggio non sarebbero in grado di eliminare del tutto gli slittamenti e non sarebbero, quindi, adeguati a garantire una presa ferma.

Uno degli scopi della presente invenzione è realizzare un gruppo di serraggio che migliori la distribuzione della forza complessiva di serraggio del gruppo di serraggio e di evitare gli inconvenienti dell’arte nota.

Un altro scopo della presente invenzione è realizzare un gruppo di serraggio semplice e in grado di trattenere elementi allungati e continui particolarmente pesanti senza slittamenti.

Secondo la presente invenzione è realizzato un gruppo di serraggio di una torre di varo di elementi allungati e continui, come ad esempio tubazioni subacquee e cavi subacquei, in un corpo d’acqua; il gruppo di serraggio comprendendo un telaio di supporto e almeno due unità di serraggio, le quali sono disposte in serie e atte a serrare e rilasciare un elemento allungato e continuo estendentesi lungo un asse determinato e comprendono, ciascuna, almeno due ganasce affacciate e opposte; e meccanismi di autoregolazione, ciascuno dei quali è interposto fra ciascuna ganascia e il telaio di supporto, comprende un elemento elastico, ed è atto a permettere a ciascuna ganascia di effettuare una corsa di aggiustamento rispetto al telaio di supporto in una direzione parallela al detto asse sotto l’azione del peso dell’elemento allungato e continuo e l’azione di contrasto dell’elemento elastico quanto tutte le unità di serraggio sono simultaneamente in presa con l’elemento allungato e continuo.

Grazie alla presente invenzione la corsa di aggiustamento permette di migliorare la distribuzione della forza di serraggio complessiva fra le varie ganasce del gruppo di serraggio.

Un altro scopo della presente invenzione è fornire un metodo di varo di un elemento allungato e continuo.

Secondo la presente invenzione è fornito un metodo di varo di un elemento allungato e continuo in corpo d’acqua per mezzo di un natante di posa; il metodo prevedendo di avanzare a passo l’elemento allungato e continuo in una direzione di varo e comprendendo le fasi di: serrare l’elemento allungato e continuo estendentesi lungo un asse tramite un primo gruppo di serraggio, il quale è fissato a una torre di varo e comprende almeno due unità di serraggio disposte in serie; serrare l’elemento allungato e continuo tramite un secondo gruppo di serraggio, il quale è mobile rispetto alla torre di varo e comprende almeno due unità di serraggio disposte in serie; ciascuna unità di serraggio comprendendo almeno due ganasce opposte per selettivamente serrare e rilasciare l’elemento allungato e continuo; e meccanismi di autoregolazione, ciascuno dei quali è collegato a una rispettiva ganascia, comprende un elemento elastico, ed è atto permettere a ciascuna ganascia di effettuare una corsa di aggiustamento in una direzione parallela all’asse sotto l’azione del peso dell’elemento allungato e continuo e l’azione di contrasto dell’elemento elastico; il metodo comprendendo la fase di effettuare una corsa di aggiustamento controllata del secondo gruppo di serraggio rispetto al primo gruppo di serraggio quando il primo e il secondo gruppo di serraggio sono simultaneamente in presa con l’elemento allungato e continuo.

In questo modo, la corsa controllata di aggiustamento permette di guidare la corsa di aggiustamento delle ganasce e di evitare bruschi strattoni dell’elemento allungato e continuo che potrebbero innescare uno slittamento.

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 in elevazione laterale, con parti asportate per chiarezza, di un natante di posa di tubazioni subacquee comprendente un’apparecchiatura di varo realizzata in accordo con la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista in elevazione laterale, con parti asportate per chiarezza e parti in sezione, di un particolare dell’apparecchiatura di varo della presente invenzione;

- la figura 3 è una vista assonometrica in scala ingrandita, con parti asportate per chiarezza e parti in sezione, di un particolare dell’apparecchiatura di varo della figura 2;

- la figura 4 è una vista in pianta e in scala ingrandita, con parti asportate per chiarezza, di un particolare dell’apparecchiatura di varo della figura 2;

- la figura 5 è una vista in elevazione frontale, con parti asportate per chiarezza, di un dettaglio dell’apparecchiatura di varo della figura 2;

- la figura 6 è una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza, del dettaglio della figura 5 secondo le linee di sezione VI-VI; e

- la figura 7 è una vista in sezione longitudinale, con parti asportate per chiarezza, del dettaglio della figura 5 secondo le linee di sezione VII-VII.

In figura 1, con 1 è indicato un natante di posa atto a posare in un corpo di acqua (con SL è indicato il livello del corpo di acqua) un elemento allungato e continuo 2, nella fattispecie una tubazione subacquea formata da spezzoni di tubo (non illustrati nelle figure allegate) giuntati gli uni agli altri sul natante di posa 1 stesso.

Il natante di posa 1 comprende una nave semisommergibile 3, una torre di varo 4 che si estende in una direzione di varo D1, è montata in modo articolato alla nave semisommergibile 3, ed è progettata per un varo di tipo a J per posare la tubazione subacquea sul fondale del corpo d’acqua. Sebbene la torre di varo 4 sia mostrata in una posizione verticale, la torre di varo 4 può essere inclinata di un angolo fino a 30° rispetto alla posizione verticale nella fase di varo della tubazione subacquea.

La torre di varo 4 comprende un tratto superiore 5, in cui sono effettuate le operazioni di assemblaggio della tubazione subacquea, un tratto intermedio 6 in cui è disposto un tensionatore a cingoli, non illustrato nelle figure allegate, e un tratto inferiore 7 in cui è disposta un’apparecchiatura di varo 8.

L’ELEMENTO ALLUNGATO E CONTINUO

Con riferimento alla figura 2, l’elemento allungato e continuo 2 transita attraverso l’apparecchiatura di varo 8 in cui è disposto lungo un asse A1 determinato parallelo alla direzione di varo D1. Nella fattispecie delle figure allegate, l’elemento allungato e continuo 2 è definito da una tubazione subacquea, la quale comprende un cilindro metallico, e un rivestimento protettivo, il quale è disposto attorno al cilindro metallico ed è realizzato in materiale polimerico deformabile. In altre parole, il rivestimento protettivo presenta una maggiore deformabilità rispetto al cilindro metallico.

La definizione “rivestimento protettivo” include sia i rivestimenti anticorrosivi, i quali sono relativamente sottili (alcuni millimetri) realizzati in PP (polipropilene) o PE (polietilene), sia i rivestimenti isolanti, i quali alla finalità dell’anticorrosione uniscono la finalità dell’isolamento termico. I rivestimenti isolanti raggiungono spessori di decine di mm e sono generalmente realizzati in PU (poliuretano) solido o PP (polipropilene) multistrato.

In alcuni casi, la tubazione subacquea presenta un ulteriore rivestimento di appesantimento in cemento o gunite disposto al di sopra del rivestimento protettivo.

Sebbene la presente descrizione faccia specifico riferimento a una tubazione subacquea singola e di tipo tradizionale, s’intende che la presente invenzione si estende a tubazioni subacquee che comprendono due tubazioni subacquee disposte una dentro l’altra (pipe in pipe), e a cavi subacquei.

L’APPARECCHIATURA DI VARO

Con riferimento alla figura 2, l’apparecchiatura di varo 8 è disposta attorno all’elemento allungato e continuo 2 in fase di varo ed è supportata dalla torre di varo 4.

L’apparecchiatura di varo 8 comprende un gruppo di serraggio 9 fissato alla torre di varo 4 e atto a serrare e rilasciare ciclicamente l’elemento allungato e continuo 2 e un gruppo di serraggio 10, il quale è atto a serrare e rilasciare ciclicamente l’elemento allungato e continuo 2 e a scorrere lungo la torre di varo 4 parallelamente alla direzione di varo D1 fra due posizioni A e B illustrate nella figura 2 per mezzo di un attuatore 11 (figura 1) collegato alla torre di varo 4 e al gruppo di serraggio 10.

Con riferimento alla figura 2, il gruppo di serraggio 9 comprende un telaio di supporto 12 fissato alla torre di varo 4 e tre unità di serraggio 13 montate in serie sul telaio di supporto 12 nella direzione di varo D1, mentre il gruppo di serraggio 10 comprende un telaio di supporto 14 mobile lungo la torre di varo 4 nella direzione di varo D1 e nella direzione opposta e tre unità di serraggio 13 montate in serie sul telaio di supporto 14 nella direzione di varo D1.

In generale, la presente invenzione si riferisce a gruppi di serraggio 9 e 10 che comprendono, ciascuno, almeno due unità di serraggio 13 e, nella preferita forma di attuazione comprendono, sei unità di serraggio disposte in serie nella direzione di varo D1. La forma preferita di attuazione non è illustrata semplicemente per motivi di praticità.

Preferibilmente e come mostrato nella figura 2, le tre unità di serraggio 13 del gruppo di serraggio 9 sono uniformemente distribuite nella direzione di varo D1 lungo il telaio di supporto 12 e, allo stesso modo le unità di serraggio 13 del gruppo di serraggio 10 sono uniformemente distribuite nella direzione di varo D1 lungo il telaio di supporto 14.

Ciascuna unità di serraggio 13 comprende almeno due ganasce 15 opposte per scambiare con l’elemento allungato e continuo una forza di serraggio F. Nella fattispecie illustrate nelle figure 3 e 4 e secondo la preferita forma di attuazione, ciascuna unità di serraggio 13 comprende sei ganasce 15 opposte due a due e che, in uso, sono uniformemente distribuite radialmente attorno all’asse A1 dell’elemento allungato e continuo 2.

Ciascun gruppo di serraggio 9, 10 comprende un gruppo di azionamento 16 per disporre selettivamente tutte le ganasce 15 in presa con l’elemento allungato e continuo 2 (parte sinistra della figura 4) e rilasciare tutte le ganasce 15 dall’elemento allungato e continuo 2 (parte destra della figura 4).

Con riferimento alla figura 2, il gruppo di azionamento 16 comprende un gruppo valvole 17 e dei cilindri idraulici 18 ciascuno dei quali si estende lungo un asse A2 e presenta una prima estremità fissata al telaio di supporto 12, 14 (figura 2) e una seconda estremità collegata a una rispettiva ganascia 15.

Ciascun gruppo di serraggio 9, 10 comprende dei dispositivi di autoregolazione 19, ciascuno dei quali collega la seconda estremità di un rispettivo cilindro idraulico 18 e una rispettiva ganascia 15 e comprende un giunto universale, nella fattispecie un giunto sferico, e un accoppiamento scorrevole. Ciascun dispositivo di autoregolazione 19 comprende un elemento di collegamento 20, il quale è accoppiato al cilindro idraulico 18 tramite un accoppiamento sferico e alla ganascia 15 tramite un accoppiamento scorrevole.

Con riferimento alla figura 5, la ganascia 15 è definita da una staffa metallica, la quale si estende prevalentemente lungo un asse A3 e comprende una parete frontale 21 parallela all’asse A3 e una parete superiore 22 (figura 7) sostanzialmente perpendicolare alla parete frontale 21. La parete frontale 21 comprende un cuscinetto di attrito 24 che definisce in parte una faccia esterna 25 di forma arcuata e avente la stessa curvatura dell’elemento allungato e continuo 2 (figura 6). Con riferimento alla figura 6, la parete 21 presenta un faccia interna 26 sagomata a coda di rondine in modo da realizzare un accoppiamento scorrevole in una direzione parallela all’asse A3 con l’elemento di collegamento 20.

Con riferimento alla figura 7, l’elemento di collegamento 20 è un cassone metallico, il quale comprende una parete posteriore 27, una parete inferiore 28, e due pareti laterali 29 (figura 6). La ganascia 15 e l’elemento di collegamento 20 sono complementari in modo da formare, quando accoppiati l’una all’altro, un parallelepipedo (figura 3).

La parete posteriore 27 ha una faccia esterna 30 che è sostanzialmente piana ad eccezione di una bugna 31 a forma di calotta sferica che caratterizza la parte centrale della faccia esterna 30. Il centro C della calotta sferica giace lungo la faccia esterna 25 della ganascia 15. La parete posteriore 27 presenta inoltre un foro 32 disposto al centro della bugna 31. Il foro 32 è filettato e impegnato da una vite prigioniera 33 che è impegnata dalla banda opposta da un dado 34 e da una contropiastra 35.

Il cilindro idraulico 18 è accoppiato alla parete posteriore 27 dell’elemento di collegamento 20. Nella fattispecie della figura 7, il cilindro idraulico 18 presenta in corrispondenza della propria seconda estremità una piastra 36, la quale ha la forma di una calotta sferica ed è serrata fra la bugna 31 e la contropiastra 35 tramite la vite prigioniera 33 e il dado 34. La piastra 36 è provvista di un foro 37 in cui è alloggiato un manicotto 38 di materiale elastico, preferibilmente di gomma.

In questo modo, l’elemento di collegamento 20 e, di conseguenza, la ganascia 15 sono in grado di effettuare delle oscillazioni angolari limitate rispetto al cilindro idraulico 18 attorno a un punto determinato che nella fattispecie è il centro C.

Con riferimento alla figura 6, ciascuna parete laterale 29 comprende una costola 39, la quale è in parte complementare alla faccia interna 26 della parete frontale in modo da permettere un movimento relativo fra l’elemento di collegamento 20 e la ganascia 15 unicamente in una direzione parallela all’asse A3 (figura 7). Con riferimento alla figura 3, ciascuna parete laterale 29 comprende un’asola 40 disposta in modo tale da sfociare in corrispondenza dello spessore della parete superiore 22. Una vite 41 accoppiata alla parete superiore 22 permette di limitare gli spostamenti fra la ganascia 15 e l’elemento di collegamento 20 alla lunghezza dell’asola 40.

Con riferimento alla figura 3, il dispositivo di collegamento 20 e la ganascia 15 sono accoppiati in modo scorrevole l’uno rispetto all’altro e formano sostanzialmente un corpo avente la forma di un parallelepipedo e un compartimento 42 interno chiuso (figure 6 e 7), il quale ha la forma di un parallelepipedo di altezza H (figura 7) di larghezza W e di lunghezza L (figura 6).

Con riferimento alla figura 7, ciascun meccanismo di autoregolazione 19 comprende almeno una molla in particolare una molla di compressione, la quale è disposta fra la ganascia 15 e l’elemento di collegamento 20 e opera elasticamente in una direzione parallela all’asse A3. Nella fattispecie illustrata nella figura 7, il compartimento 42 è occupato dalla molla di compressione la quale comprende almeno un elemento elastico 43 e preferibilmente una pila di elementi elastici 43 e di piastre 44, nella fattispecie pannelli elastici e piastre 44 di materiale metallico alternate ai pannelli elastici.

Nelle fasi di lavoro l’elemento elastico 43 o meglio ciascun elemento elastico 43 della pila è compresso fra la parete superiore 22 della ganascia 15 e la parete inferiore 28 dell’elemento di collegamento 20.

Con riferimento alla figura 7, la pila è divisa in una porzione superiore e in una porzione inferiore da un blocco di spinta 45, il quale è disposto lungo l’asse A2 e presenta sostanzialmente una lunghezza L e una larghezza W (figura 6). In sostanza, la forza esercitata dal cilindro idraulico 18 viene trasferita dall’elemento di collegamento 20 alla ganascia 15 dal blocco di spinta 45 in modo da scaricare il più possibile l’accoppiamento scorrevole fra le costole 39 (figura 6) e la ganascia 15 da sforzi trasversali alla direzione di scorrimento.

Preferibilmente, con riferimento alla figura 6, le piastre 44 presentano sostanzialmente una larghezza W e una lunghezza L, mentre gli elementi elastici 43 presentano una larghezza e una lunghezza inferiori in modo da permettere una dilatazione degli stessi. Inoltre, gli elementi elastici 43 presentano uno spessore (nel senso dell’altezza misurata parallelamente all’asse A3) sensibilmente maggiore dello spessore delle piastre 44 (figura 7).

Preferibilmente, le piastre 44 sono realizzate in titanio, mentre gli elementi elastici 43 sono realizzati in gomma o poliuretano.

Inoltre, tutti i materiali sono trattati per lavorare in ambiente salino.

In particolare, la ganascia 15 e l’elemento di collegamento 20 sono realizzati in acciaio e le superfici degli stessi in reciproco scorrimento della ganascia 15 e dell’elemento di collegamento 20 sono ricoperti di Xilan ® oppure di materiale ceramico o sono trattate termicamente tramite un trattamento di nitrurazione ionica.

Secondo un’ulteriore variante, l’elemento di collegamento 20 è realizzato in acciaio con le superfici scorrevoli ricoperte di Xilan ®, mentre la ganascia 15 è realizzata in una lega di rame e alluminio.

FUNZIONAMENTO DELL’ATTREZZATURA DI PRESA

Con riferimento alla figura 2, l’attrezzatura di varo 8 avanza a passo l’elemento allungato e continuo 2 nella direzione di varo D1. Il passo di avanzamento dell’elemento allungato e continuo 2 è eseguito dal gruppo di serraggio 10, il quale viene disposto dalla posizione A alla posizione B dal dispositivo di azionamento 11 (figura 1) Successivamente, l’elemento allungato e continuo 2 è afferrato dal gruppo di serraggio 9, mentre il gruppo di rilascio 10 rilascia l’elemento allungato e continuo 2 e viene riportato nella posizione A per afferrare un nuovo tratto dell’elemento allungato e continuo 2.

Le operazioni descritte si ripetono ciclicamente in modo tale di avanzare “a passo” l’elemento allungato e continuo 2 nella direzione di varo D1.

Le ganasce 15 di ciascuna unità di serraggio 13 sono azionate dal gruppo di attuazione 16. Nella fattispecie, ciascuna ganascia 15 è collegata al rispettivo cilindro idraulico 18 dal meccanismo di autoregolazione 19 che permette di orientare la ganascia 15 attorno al centro C (figura 6) e di disporre l’asse A3 parallelamente all’asse A1 e di scorrere in una direzione parallela all’asse A3 e A1 rispetto al rispettivo telaio di supporto 12 o 14 (figura 2).

Quindi, ogni qualvolta un’unità di serraggio 13 viene richiusa attorno all’elemento allungato e continuo 2, ciascuna ganascia 15 si autoregola e si adatta alle eventuali imprecisioni della faccia esterna dell’elemento allungato e continuo 2 ed eventuali imprecisioni di inclinazione dell’asse A1 dell’elemento allungato e continuo 2 stesso.

In questo modo e con riferimento alla figura 4, le forze di serraggio F scambiate fra le ganasce 15 opposte di ciascuna unità di serraggio 13 possono essere uniformemente distribuite lungo ciascuna ganascia 15 dell’unità di serraggio. Siccome, ciascuna unità di serraggio 13 comprende sei ganasce 15 che serrano simultaneamente la tubazione subacquea attorno all’asse A1, l’adattamento angolare delle ganasce 15 permette di uniformare la distribuzione degli sforzi fra tutte le ganasce 15 della stessa unità di serraggio 13. In altre parole, se una ganascia 15 non fosse disposta nella posizione corretta rispetto all’elemento allungato e continuo 2, quest’ultimo potrebbe determinare degli squilibri nella distribuzione degli sforzi fra le ganasce 15 della stessa unità di serraggio 13.

Con riferimento alla figura 2, la corsa di aggiustamento delle ganasce 15 rispetto al telaio di supporto 12 o 14 ha la funzione di distribuire il più uniformemente possibile fra le unità di serraggio 13 della stessa unità di serraggio 9 o 10 il carico trasmesso dall’elemento allungato e continuo 2 all’unità di serraggio 9 o 10. Per esempio in assenza dei meccanismi di autoregolazione 19, quando tutte le unità di serraggio 13 del gruppo di serraggio 9 afferrano simultaneamente l’elemento allungato e continuo 2, la maggior parte del carico trasmesso dall’elemento allungato e continuo sarebbe assorbito dall’unità di serraggio 13, mentre solo carichi residuali sarebbero assorbiti dalle unità di serraggio 13 superiori dello stesso gruppo di serraggio 9. Le stesse considerazioni valgono anche per il gruppo di serraggio 10.

La corsa di aggiustamento o cedimento elastico della ganascia 15 è dell’ordine di qualche decina di millimetri nella direzione di varo D1 e permette una migliore distribuzione dei carichi fra le unità di serraggio 13 simultaneamente in presa dello stesso gruppo di serraggio 9 o 10.

Preferibilmente, il gruppo di serraggio 10 viene pilotato in modo da effettuare una corsa di aggiustamento controllata. In altre parole, prima di rilasciare le unità di serraggio 13 del gruppo di serraggio 10 e cedere l’elemento allungato e continuo 2 al gruppo di serraggio 9, il gruppo di serraggio 10 compie una corsa di aggiustamento controllata pari alla corsa di aggiustamento stimata nel verso della direzione di varo D1 in modo da precomprimere la molla di compressione delle unità di serraggio 13 del gruppo di serraggio 9 e scaricare dalla compressione le molle di compressione dell’unità di serraggio 13 del gruppo di serraggio 10. In questo modo, si evita che la corsa di aggiustamento avvenga in modo non controllato sotto l’effetto del peso dell’elemento allungato e continuo 2 e della reazione delle ganasce 15. Il gruppo di serraggio 10 compie una corsa di aggiustamento controllata prima che il gruppo di presa 9 rilasci l’elemento allungato e continuo 2. In questo caso, la corsa di aggiustamento controllata viene effettuata nella direzione opposta alla direzione di varo D1 per precomprimere le molle di compressione del gruppo di serraggio 10 e scaricare le molle di compressione del gruppo di serraggio 9. Una volta effettuata questa corsa di aggiustamento controllata, il gruppo di serraggio 9 rilascia l’elemento allungato e continuo 2 e il gruppo di serraggio 10 avanza l’elemento allungato e continuo 2 nella direzione di varo D1.

Molti dei vantaggi della presente invenzione sono chiari dalla descrizione del suo funzionamento. Un altro vantaggio consiste nella semplice intercambiabilità delle ganasce 15 rispetto all’elemento di collegamento 20 e la facile intercambiabilità delle molle di compressione in modo da variare la rigidezza della molla di compressione in funzione delle caratteristiche dell’elemento allungato e continuo 2.

È evidente infine che alla presente invenzione possono essere apportate varianti rispetto alla forma di attuazione descritta senza peraltro uscire dall’ambito delle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di serraggio di una torre di varo di elementi allungati e continui, come ad esempio tubazioni subacquee e cavi subacquei, in un corpo d’acqua, il gruppo di serraggio (9; 10) comprendendo un telaio di supporto (12; 14) e almeno due unità di serraggio (13), le quali sono disposte in serie e atte a serrare e rilasciare un elemento allungato e continuo (2) estendentesi lungo un primo asse (A1) e comprendono, ciascuna, almeno due ganasce (15) affacciate e opposte; e meccanismi di autoregolazione (19), ciascuno dei quali è interposto fra ciascuna ganascia (15) e il telaio di supporto (12; 14), comprende almeno un elemento elastico (43), ed è atto a permettere a ciascuna ganascia (15) di effettuare una corsa di aggiustamento rispetto al telaio di supporto (12; 14) in una direzione parallela all’asse (A1) sotto l’azione del peso dell’elemento allungato e continuo (2) e l’azione di contrasto dell’elemento elastico (43) quando tutte le unità di serraggio (13) sono simultaneamente in presa con l’elemento allungato e continuo (2).
2. Gruppo di serraggio secondo la rivendicazione 1, in cui il meccanismo di autoregolazione (19) comprende un elemento di collegamento (20), il quale è conformato in modo da realizzare un accoppiamento scorrevole con la ganascia (15); il detto elemento elastico (43) essendo disposto fra la ganascia (15) e l’elemento di collegamento (20) e atto a contrastare lo scorrimento della ganascia (15) sotto l‘azione del peso dell’elemento allungato e continuo (2) rispetto all’elemento di collegamento (20).
3. Gruppo di serraggio secondo la rivendicazione 2, in cui l’elemento di collegamento (20) è realizzato in acciaio, mentre la ganascia (15) è realizzata in un materiale selezionato fra l’acciaio e una lega di rame e alluminio; preferibilmente l’elemento di collegamento (20) e la ganascia (15) hanno un rivestimento selezionato fra Xylan ®, ceramica, e acciaio nitrurato ionicamente in corrispondenza delle superfici coinvolte nell’accoppiamento scorrevole, quando realizzati in acciaio.
4. Gruppo di serraggio secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui l’elemento di collegamento (20) comprende una parete inferiore (28) e la ganascia (15) comprende una parete superiore (22) affacciata alla parete inferiore (28); l’elemento elastico (43) essendo disposto fra la parete inferiore (28) e la parete superiore (22) e atto a lavorare a compressione fra la parete inferiore (28) e la parete superiore (22).
5. Gruppo di serraggio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 o 3, in cui l’elemento di collegamento (20) e la ganascia (15) sono conformati in modo da definire un compartimento (42), preferibilmente un compartimento (42) chiuso, l’elemento elastico (43) essendo disposto nel detto compartimento (42).
6. Gruppo di serraggio secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui ciascun meccanismo di autoregolazione (19) comprende una pila di elementi elastici (43) e di piastre (44) alternate agli elementi elastici (43), preferibilmente gli elementi elastici (43) sono pannelli di gomma o di poliuretano, mentre le piastre (44) sono realizzate in materiale metallico preferibilmente in titanio.
7. Gruppo di serraggio secondo la rivendicazione 6, in cui le piastre (44) hanno uno spessore inferiore allo spessore degli elementi elastici (43).
8. Gruppo di serraggio secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui le piastre (44) hanno una larghezza e una lunghezza maggiori della larghezza e della lunghezza degli elementi elastici (43).
9. Gruppo di serraggio secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui ciascun meccanismo di autoregolazione (19) comprende un blocco di spinta (45) disposto fra l’elemento di collegamento (20) e la ganascia (15) per trasferire la forza di serraggio (F) fra l’elemento di collegamento (20) e la ganascia (15).
10. Gruppo di serraggio secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui ciascun meccanismo di autoregolazione (19) è collegato al telaio di supporto (12; 14) tramite un giunto universale in modo da permettere a ciascuna ganascia (15) di oscillare attorno a un punto determinato.
11. Gruppo di serraggio secondo la rivendicazione 9, in cui l’elemento di collegamento (20) comprende una bugna (31) a forma di calotta sferica avente un centro (C); la detta bugna (31) serrando tramite una contropiastra (35) una piastra (36) a forma di calotta collegata al telaio di supporto (12; 14); il detto punto determinato coincidendo con il punto (C).
12. Apparecchiatura di varo per la posa controllata di un elemento allungato e continuo (2) in un corpo d’acqua; l’apparecchiatura di varo (8) comprendendo una torre di varo (4); un primo gruppo di presa (9) accoppiato alla torre di varo (4) e un secondo gruppo di presa (10) accoppiato in modo selettivamente scorrevole alla torre di varo (4) parallelamente a una direzione di varo (D1); il primo e il secondo gruppo di presa (9, 10) essendo realizzati secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni.
13. Metodo di varo di un elemento allungato e continuo in un corpo d’acqua per mezzo di un natante di posa; il metodo prevedendo di avanzare a passo l’elemento allungato e continuo (2) in una direzione di varo (D1) e comprendendo le fasi di: serrare l’elemento allungato e continuo (2) estendentesi lungo un asse (A1) tramite un primo gruppo di serraggio (9), il quale è fissato a una torre di varo (4) e comprende almeno due unità di serraggio (13) disposte in serie; serrare l’elemento allungato e continuo (2) tramite un secondo gruppo di serraggio (9), il quale è mobile rispetto alla torre di varo (4) e comprende almeno due unità di serraggio (13) disposte in serie; ciascuna unità di serraggio (13) comprendendo almeno due ganasce (15) opposte per selettivamente serrare e rilasciare l’elemento allungato e continuo (2); e meccanismi di autoregolazione (19), ciascuno dei quali è collegato a una rispettiva ganascia (15), comprende un elemento elastico (43), ed è atto permettere a ciascuna ganascia (15) di effettuare una corsa di aggiustamento in una direzione parallela all’asse (A1) sotto l’azione del peso dell’elemento allungato e continuo (2) e l’azione di contrasto dell’elemento elastico (43); il metodo comprendendo la fase di effettuare un corsa di aggiustamento controllata del secondo gruppo di serraggio (10) rispetto al primo gruppo di serraggio (9) quando il primo e il secondo gruppo di serraggio (9, 10) sono simultaneamente in presa con l’elemento allungato e continuo.
14. Metodo secondo la rivendicazione 13, in cui la corsa controllata di aggiustamento è pari a una corsa di aggiustamento stimata.