ITTO20100403A1

ITTO20100403A1 - CONTAINMENT BELL FOR SEA FOODS AND ASSOCIATED CONTAINMENT METHOD.

Info

Publication number: ITTO20100403A1
Application number: IT000403A
Authority: IT
Inventors: Marco Rigat
Original assignee: Marco Rigat
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2011-11-15

Description

Campana di contenimento per fondali marini e metodo di contenimento associato Seabed containment bell and associated containment method

La presente invenzione riguarda il campo dei dispositivi di contenimento di solidi, fluidi o gas ed in dettaglio riguarda una campana di contenimento per fondali marini e un metodo di contenimento associato. The present invention relates to the field of containment devices for solids, fluids or gases and in detail relates to a containment bell for seabed and an associated containment method.

E' noto a seguito di incidenti durante le operazioni di perforazioni sul fondale marino possono verificarsi incidenti anche gravi in grado di produrre una fuoriuscita di gas, liquidi, o materiale o elementi solidi pericolosi o non, dal sottosuolo sottostante un fonale marino o sul fondale stesso. It is known as a result of accidents during drilling operations on the seabed, even serious accidents can occur that can produce a leakage of gases, liquids, or material or solid elements that are dangerous or not, from the subsoil below a seabed or on the seabed itself. .

La maggior parte degli incidenti di cui sopra avviene in particolare nel caso di trivellazioni o perforazioni per l'estrazione di petrolio greggio, nel quale caso in caso di incidenti, può verificarsi la fuoriuscita incontrollata di petrolio dal fondale con la conseguente creazione di inquinamento ambientale, incendi ed esplosioni. Most of the above accidents occur in particular in the case of drilling or drilling for the extraction of crude oil, in which case in case of accidents, uncontrolled oil spillage from the seabed can occur with the consequent creation of environmental pollution, fires and explosions.

Anche nel caso di fuoriuscita di gas infiammabili da una perforazione, un incidente che porti alla fuga incontrollata dello stesso pone a serio rischio persone ed ambiente circostante. Even in the case of flammable gases escaping from a drilling, an accident that leads to the uncontrolled escape of the same puts people and the surrounding environment at serious risk.

Ancora, nel caso di perforazioni eseguite per estrazione materiale solido pericoloso, quale ad esempio materiale radioattivo, un'eventuale fuga incontrollata da dei mezzi di prelievo dal fondale marino può produrre un inquinamento e/o avvelenamento in grado in breve tempo di espandersi su una area vasta e potenzialmente incontrollabile se non confinata in breve tempo. Furthermore, in the case of drilling carried out by extracting dangerous solid material, such as for example radioactive material, any uncontrolled escape from means of sampling from the seabed can produce pollution and / or poisoning capable of spreading over an area in a short time. vast and potentially uncontrollable if not confined within a short time.

Esistono in produzione campane di contenimento per solidi fluidi o gas, le quali sono tuttavia limitate in termini di stabilità, caratteristiche adesive al sottosuolo e possibilità di prelievo di fluidi, gas o solidi a seguito del loro posizionamento sul fondale. There are containment bells in production for solid fluids or gases, which are however limited in terms of stability, adhesive characteristics to the subsoil and the possibility of withdrawing fluids, gases or solids following their positioning on the seabed.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di descrivere una campana di contenimento per fondali marini la quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e permetta una maggiore stabilità, facilità di posizionamento e recupero del materiale eventualmente ancora fuoriuscente dal foro della perforazione . The object of the present invention is therefore to describe a containment bell for seabed which is free from the drawbacks described above and allows greater stability, ease of positioning and recovery of any material still protruding from the hole of the perforation.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una campana di contenimento per fondali come rivendicato nella prima rivendicazione. According to the present invention, a containment bell for backgrounds is realized as claimed in the first claim.

Secondo la presente invenzione viene inoltre descritto un metodo di contenimento di oggetti solidi, di liquidi o gas, come rivendicato nella sedicesima rivendicazione . According to the present invention, a method for containing solid objects, liquids or gases is also described, as claimed in the sixteenth claim.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:

- la figura 1 illustra una vista prospettica di una prima forma di realizzazione di una campana di contenimento per fondali marini secondo la presente invenzione; Figure 1 illustrates a perspective view of a first embodiment of a containment bell for seabed according to the present invention;

- la figura 2 illustra una vista prospettica in spaccato di una campana di contenimento per fondali marini come in figura 1; - figure 2 shows a perspective view in cut-out of a containment bell for seabed as in figure 1;

- la figura 3 illustra una vista in sezione della campana di figura 1; Figure 3 illustrates a sectional view of the bell of Figure 1;

- le figura 4a e 4b illustrano rispettivamente un dettaglio di parte della campana di figura 1; e - la figura 5 illustra una seconda forma di una seconda forma di realizzazione di una campana di contenimento per fondali marini secondo la presente invenzione. - figures 4a and 4b respectively show a detail of part of the bell of figure 1; and - figure 5 illustrates a second form of a second embodiment of a containment bell for seabed according to the present invention.

Con riferimento alla figura 1, con 10 è indicata nel suo complesso una campana di contenimento per fondali marini. With reference to Figure 1, the number 10 indicates as a whole a containment bell for the seabed.

La campana 10 oggetto della presente invenzione permette di contenere solidi, liquidi o gas fuoriuscenti a seguito di danni o incidenti da un foro o perforazione sul fondale marino. La campana 10 oggetto della presente invenzione è inoltre in grado di contenere anche relitti marini. The bell 10 object of the present invention allows to contain solids, liquids or gases escaping as a result of damage or accidents from a hole or perforation on the seabed. The bell 10 object of the present invention is also capable of containing marine wrecks.

La campana 10 oggetto della presente invenzione comprende un corpo il in materiale pesante in grado di provocarne l'affondamento ed in grado di resistere ad attacchi di sostanze chimicamente attive (quali ad esempio petrolio o gas o ancora solidi - senza limitazioni anche per un relitto) in una condizione di isolamento rispetto all'ambiente marino circostante allorché la campana 10 stessa è utilizzata. La campana 10 è inoltre realizzata in materiale atto a permetter una schermatura da radiazioni ionizzanti. The bell 10 object of the present invention comprises a body II made of heavy material capable of causing it to sink and capable of resisting attacks by chemically active substances (such as for example oil or gas or solids - without limitations even for a wreck) in a condition of isolation from the surrounding marine environment when the bell 10 itself is used. The bell 10 is also made of a material suitable for allowing shielding from ionizing radiations.

Nella prima forma di realizzazione, il corpo della campana 10 è ottenuto come solido di rotazione con sezioni tutte circolari di diametro diverso, che vanno a formare la tradizionale forma di una campana comune. In the first embodiment, the body of the bell 10 is obtained as a solid of rotation with all circular sections of different diameter, which form the traditional shape of a common bell.

In una prima estremità superiore Ila, la campana 10 è aperta e presenta un foro 12 delimitato, all'esterno del corpo 11, da una pluralità di elementi di ancoraggio 13, ai quali vengono fissati uno o più tiranti per permettere la calata o affondamento controllato della campana 10 stessa al di sotto della superficie del mare. In a first upper end 11a, the bell 10 is open and has a hole 12 delimited, outside the body 11, by a plurality of anchoring elements 13, to which one or more tie rods are fixed to allow controlled lowering or sinking of the bell 10 itself below the surface of the sea.

Come visibile in dettaglio dalla figura 2, la campana 10 ha il corpo 11 cavo, avente cioè all'interno una cavità 14 che si estende tra l'estremità superiore Ila ed una estremità inferiore llb, in corrispondenza della quale vi è un'apertura 15 circolare di diametro maggiore rispetto alla misura del diametro del foro 12 che realizza l'accesso alla detta cavità 14. As can be seen in detail from Figure 2, the bell 10 has a hollow body 11, i.e. inside it has a cavity 14 which extends between the upper end 11a and a lower end 11b, in correspondence with which there is an opening 15 circular with a diameter greater than the measurement of the diameter of the hole 12 which provides access to said cavity 14.

Sempre in corrispondenza dell'estremità inferiore llb della campana 10, è presente inoltre un elemento di bordo 16 anulare, svasato e scorrevole lungo un asse X (asse di rotazione della campana 10) su una pluralità di guide 16a anch'esse orientate parallelamente all'asse X e radialmente disposte tutt'attorno alla sezione inferiore llb del corpo 11. Also in correspondence with the lower end 11b of the bell 10, there is also an annular edge element 16, flared and sliding along an X axis (rotation axis of the bell 10) on a plurality of guides 16a also oriented parallel to the X axis and radially arranged all around the lower section 11b of the body 11.

L'elemento di bordo 16 realizza un convogliatore di flusso idraulico tra sé stesso e il corpo 11, essendone distanziato come meglio descritto in seguito. The edge element 16 forms a hydraulic flow conveyor between itself and the body 11, being spaced apart as better described below.

Alla stessa funzione asserve anche, in fase di calata o affondamento della campana 10, il foro 12. The hole 12 also serves the same function in the lowering or sinking phase of the bell 10.

Le guide 16a sono dotate di elementi di finecorsa per il confinamento dello scorrimento dell'elemento di bordo 16. The guides 16a are equipped with limit switch elements for limiting the sliding of the edge element 16.

Allorché la campana 10 si poggia sul fondo del mare, l'elemento di bordo 16 scorre verso l'alto, ovvero in direzione della estremità superiore Ila del corpo 11 della campana 10. L'elemento bordo 16 pertanto aderisce al fondo del mare al pari di un bordo inferiore Ile del corpo 11. When the bell 10 rests on the bottom of the sea, the edge element 16 slides upwards, that is in the direction of the upper end 11a of the body 11 of the bell 10. The edge element 16 therefore adheres to the seabed in the same way of a lower edge Ile of the body 11.

Com'è possibile osservare in figura 3, pertanto, l'elemento di bordo 16, il bordo inferiore Ile del corpo 11 della campana 10 e il foro centrale 12 sono tutti concentrici sull'asse X. As can be seen in Figure 3, therefore, the edge element 16, the lower edge 11e of the body 11 of the bell 10 and the central hole 12 are all concentric on the X axis.

Il fatto che tra l'elemento di bordo 16 e il corpo 11 della campana 10 vi sia un'intercapedine 17 anulare dovuta alla presenza delle guide 16a sull'esterno del corpo 11, permette di avere un passaggio di acqua durante la fase di affondamento garantendo pertanto una maggiore stabilità. The fact that between the edge element 16 and the body 11 of the bell 10 there is an annular gap 17 due to the presence of the guides 16a on the outside of the body 11, allows for a passage of water during the sinking phase, guaranteeing therefore greater stability.

L'elemento di bordo 16 può infine essere calato sul fondale marino per la ricopertura del foro in un secondo tempo rispetto alla campana 10. Pertanto, non è necessario che il suddetto elemento di bordo 16 accompagni sempre la campana 10 oggetto della presente invenzione . The edge element 16 can finally be lowered onto the seabed to cover the hole at a later time with respect to the bell 10. Therefore, it is not necessary that the aforementioned edge element 16 always accompany the bell 10 object of the present invention.

Inoltre, come mostrato sempre in figura 2, la campana 10 oggetto della presente invenzione comprende inoltre un anello di guarnizione 16b di tipo anulare, complementare come forma all'elemento di bordo 16, atto ad essere calato in un tempo successivo alla posa della campana 10 sul fondale marino. L'anello di guarnizione 16b, che può essere trasportato su una nave in due o più pezzi e solo in seguito saldato, è in grado di scorrere anch'esso sul corpo 11 della campana 10, in modo tale da accoppiarsi con parte della forma esterna dell'elemento di bordo 16 e del corpo 11 della campana 10 e isolare ulteriormente l'intercapedine 17 compresa tra l'elemento di bordo 16 e il corpo 11 della campana 10. Furthermore, as shown again in Figure 2, the bell 10 object of the present invention also comprises a sealing ring 16b of the annular type, complementary in shape to the edge element 16, able to be lowered in a time subsequent to the laying of the bell 10 on the seabed. The sealing ring 16b, which can be transported on a ship in two or more pieces and only subsequently welded, is also able to slide on the body 11 of the bell 10, in such a way as to couple with part of the external shape of the edge element 16 and of the body 11 of the bell 10 and further insulate the gap 17 between the edge element 16 and the body 11 of the bell 10.

L'anello di guarnizione 16b, allorché l'elemento di bordo 16a è esteso al massimo verso l'estremità inferiore llb della campana, lascia un'intercapedine 16e ed è distanziato da quest'ultimo di una distanza 1 destinata sostanzialmente ad essere annullata al rientro dell'elemento di bordo 16a. The gasket ring 16b, when the edge element 16a extends to the maximum towards the lower end 11b of the bell, leaves an interspace 16e and is spaced from the latter by a distance 1 substantially intended to be canceled upon retraction. of the edge element 16a.

Dopo una prima fase di affondamento della campana 10 fino al raggiungimento del fondale marino, l'elemento di bordo 16a viene sospinto verso l'alto a seguito dell'appoggio della campana 10 sul fondale marino stesso, condizione nella quale l'estremità inferiore llb del corpo 11 della campana 10 va in contatto con il suddetto fondale. After a first phase of sinking the bell 10 until it reaches the seabed, the edge element 16a is pushed upwards following the support of the bell 10 on the seabed itself, a condition in which the lower end 11b of the body 11 of the bell 10 comes into contact with the aforementioned backdrop.

L'anello di guarnizione 16b va quindi sostanzialmente in battuta con il detto elemento di bordo 16a, il quale resta pertanto confinato e bloccato per una sua zona di contatto inferiore dal fondale marino, e per una sua zona superiore dall'anello di guarnizione 16b; il peso dell'anello di guarnizione 16b garantisce una sufficiente presenza di una forza peso tale da garantire un buona aderenza dell'elemento di bordo 16a sul fondale stesso; l'intercapedine 17 viene pertanto sigillata dall'anello di guarnizione 16b; in tale condizione, quindi, non solo l'anello di guarnizione 16b ma anche l'elemento di bordo 16a contribuiscono all'isolamento della cavità della campana. The gasket ring 16b therefore substantially abuts with the said edge element 16a, which therefore remains confined and blocked by a lower contact zone of it by the seabed, and by an upper zone thereof by the gasket ring 16b; the weight of the gasket ring 16b ensures a sufficient presence of a weight force such as to ensure a good adherence of the edge element 16a to the bottom itself; the interspace 17 is therefore sealed by the gasket ring 16b; in this condition, therefore, not only the sealing ring 16b but also the edge element 16a contribute to the insulation of the bell cavity.

La campana 10 può essere inoltre comprendente un batacchio 20, rappresentato in figura 4, connesso al cavo di calata della campana 10, il quale assolve la funzione di tappo del foro 12; in particolare, come è possibile osservare in figura 4a e 4b, il batacchio 20 comprende un tappo 20a di forma complementare allo smusso 12a presente sul foro 12; pertanto allorché il batacchio 20 viene tratto dalla fune, il tappo 20a va in battuta corpo 11 della campana 10 ed in particolare contro lo smusso 12a (figura 4b). Successivamente, tale batacchio 20 può essere saldato al corpo 11 della campana per una sigillatura definitiva del foro 12. The bell 10 can also comprise a clapper 20, shown in Figure 4, connected to the lowering cable of the bell 10, which performs the function of plug of the hole 12; in particular, as can be seen in figures 4a and 4b, the clapper 20 comprises a cap 20a of a shape complementary to the chamfer 12a present on the hole 12; therefore when the clapper 20 is drawn from the cable, the cap 20a abuts the body 11 of the bell 10 and in particular against the chamfer 12a (Figure 4b). Subsequently, this clapper 20 can be welded to the body 11 of the bell for a definitive sealing of the hole 12.

Una seconda forma della campana 10 è rappresentata in figura 5. A second form of the bell 10 is shown in figure 5.

Tale seconda forma di realizzazione si differenzia dalla precedente per via di una forma non più circolare ma parzialmente ellittica dell'apertura 15 inferiore posizionata in corrispondenza dell'estremità inferiore della detta campana 10; il corpo 11 della campana presenta inoltre una coppia di lati con parte terminale inferiore rettilinea allungata, che conferiscono alla campana 10 nella sua seconda forma di realizzazione, una forma allungata lungo un asse Y ortogonale all'asse X che individua la estremità superiore Ila da quella inferiore llb, ed una coppia di lati che terminano con forma parzialmente ellittica. Tale apertura 15 è quindi pertanto capace di occludere non solo un foro di piccole dimensioni, ma più fori ravvicinati o un foro di forma non uniforme. L'estremità superiore può avere alternativamente un punto angoloso in corrispondenza del raccordo tra i vari lati, o uno sfondamento o smusso . This second embodiment differs from the previous one by virtue of a no longer circular but partially elliptical shape of the lower opening 15 positioned at the lower end of said bell 10; the body 11 of the bell also has a pair of sides with an elongated straight lower terminal part, which give the bell 10 in its second embodiment an elongated shape along an axis Y orthogonal to the X axis which identifies the upper end 11a from that lower 11b, and a pair of sides that end with a partially elliptical shape. This opening 15 is therefore capable of occluding not only a small hole, but several close holes or a hole of non-uniform shape. The upper end can alternatively have an angular point at the junction between the various sides, or a breakthrough or chamfer.

In particolare, la campana oggetto della seconda forma di realizzazione si differenzia dalla precedente anche per il fatto di prevedere una coppia di fori 12 superiori e degli elementi di vincolo 13 posizionati non più attorno ai fori 12 ma su di una superficie laterale lld del corpo 11 (meglio se in coppia per ogni lato) . In particular, the bell object of the second embodiment differs from the previous one also in that it provides a pair of upper holes 12 and the restraining elements 13 positioned no longer around the holes 12 but on a lateral surface lld of the body 11 (better if in pairs for each side).

In dettaglio, nella campana di figura 5 i fori 12 superiori sono allineati lungo un rispettivo asse, e distanziati tra loro di una distanza sostanzialmente pari a quella che intercorre tra gli elementi di vincolo 13. In detail, in the bell of Figure 5 the upper holes 12 are aligned along a respective axis, and spaced from each other by a distance substantially equal to that between the restraining elements 13.

Al pari della prima forma di realizzazione, anche quest'ultima presenta la possibilità di aver associato un elemento di bordo ed un anello esterno di guarnizione come quelli descritti in precedenza. Like the first embodiment, the latter also has the possibility of having associated an edge element and an outer seal ring such as those described above.

E' chiaro infine che il tecnico del ramo dovrà dimensionare la campana ed il suo peso in proporziona alla pressione del liquido o gas fuoriuscenti dal fondale marino in modo tale da garantire una sufficiente azione di forza di pressione contro il fondale stesso, ed una dimensione sufficiente a contenere l'enventuale oggetto solido. Finally, it is clear that the person skilled in the art will have to size the bell and its weight in proportion to the pressure of the liquid or gas emerging from the seabed in such a way as to ensure a sufficient action of pressure force against the seabed itself, and a sufficient size. to contain the eventual solid object.

I vantaggi della campana oggetto della presente invenzioni sono chiari alla luce della descrizione che precede. In particolare essa è caratterizzata da un'alta stabilità durante la fase di calata o affondamento sul fondale marino e permette inoltre non solo di contenere la perdita di materiale liquido solido o gassoso eventualmente fuoriuscente in modo non controllato dal foro, ma anche il suo recupero in un secondo tempo, qualora il batacchio 20 non venga saldato al corpo 11 della campana. Qualora invece la campana 10 oggetto della presente invenzione sia usata per contenere relitti marini, essa permette di isolarli efficacemente dall'ambiente esterno. The advantages of the bell object of the present invention are clear in the light of the preceding description. In particular, it is characterized by high stability during the lowering or sinking phase on the seabed and also allows not only to contain the loss of solid or gaseous liquid material that may escape in an uncontrolled way from the hole, but also its recovery in a second time, if the clapper 20 is not welded to the body 11 of the bell. If, on the other hand, the bell 10 object of the present invention is used to contain marine wrecks, it allows them to be effectively isolated from the external environment.

Tanto l'elemento di bordo quanto l'anello di guarnizione promuovono un incremento di peso nella parte inferiore del corpo della campana, favorendo pertanto una maggiore stabilità durante la calata o affondamento della stessa. Both the edge element and the sealing ring promote an increase in weight in the lower part of the body of the bell, thus favoring greater stability during its lowering or sinking.

Alla campana fin qui descritta possono essere applicate alcune varianti, modifiche o aggiunte, ovvi per un tecnico del ramo, senza per questo uscire dall'ambito di tutela fornito dalle annesse rivendicazioni . Some variants, modifications or additions may be applied to the bell described so far, which are obvious to a person skilled in the art, without thereby departing from the scope of protection provided by the attached claims.

Claims

CLAIMS 1) Containment bell (10) for seabed, comprising a body (11) having a cavity (14) capable, in use, of containing solids, liquids or gases in a condition of isolation with respect to a marine environment outside the cavity ( 14) itself; the said containment bell (10) further comprising a first end (11a) and a second end (11b), opposite to the previous one and capable in use of being placed on a seabed and being characterized by the fact that it comprises at least one hole (12) on said first end (11a) and comprising an edge element (16); said edge element (16), slidably constrained on said body (11) and spaced from said body (11), and said at least one hole (12) realizing a hydraulic flow conveyance with a stabilizing action of said body (11) of the said bell (10).

2) Containment bell according to claim 1, wherein said edge element (16) slidably positioned on said body (11) at said second end (11b) and movable along a respective axis (X).

3) Containment bell according to claim 2, wherein said axis (X) is an axis of said bell (10).

4) Containment bell according to claim 1 in which said body (11) of said bell (10) is obtained as a solid of rotation with circular sections.

5) Containment bell according to claim 1, further comprising a clapper (20) for closing said at least one hole (12).

6) Containment bell according to claim 2, further comprising a plurality of guides (16a) positioned at said lower end (11b) of said body (11); the said guides (16a) guiding the sliding of the said edge element (16).

7) Containment bell according to claim 6, in which said guides (16a) are radially arranged in correspondence with an opening (15) of said body (11) providing access to said cavity (14).

8) Containment bell according to claim 1, wherein said body (11) comprises an opening (15) positioned at said second end (11b); the said opening (15) having a non-circular shape.

9) Containment bell according to claim 8, in which said opening (15) has a partially curved shape with an elliptical shape.

10) Containment bell according to any one of claims 8 or 9, further comprising a plurality of holes (12) positioned at said first end (11a).

11) Containment bell according to any one of the preceding claims, further comprising anchoring means (13), capable of being associated with traction ropes or cables for moving said bell (10).

12) Containment bell according to claim 2, wherein said edge element (16) is capable of being lowered onto said seabed at a later time with respect to said body (11) of said bell (10).

13) Containment bell according to any one of the preceding claims, in which said body (11) is made of a material limiting a transmission of ionizing radiations.

14) Containment bell according to claim 6, further comprising a gasket ring (16b) capable of at least partially overlapping said edge element (16) and said body (11) of said bell (10) and insulating in use a plurality of cavities (17) identified in an area comprised between said edge element (16) and said body (11) of said bell (10).

15) Containment bell according to claim 5, wherein said clapper (20) comprises a plug element (20a) having a complementary shape with respect to a chamfer (12a) of said hole (12).

16) Method of containment of a solid liquid or gas present or emerging from a seabed, the said method comprising: - a sinking step of a bell (10) comprising a body (11) having a cavity (14) capable, in use, of containing solids, liquids or gases in a condition of isolation with respect to a marine environment outside the cavity (14 ) itself; - a step for depositing the bell (10) on the seabed in such a way that one of its lower ends (11b) is substantially in contact with said seabed; - a further insulation step of the said cavity (14) by means of an overlapping of a gasket ring (16b) of the said bell (10) to an edge element (16) slidably constrained on said body (11) and spaced from the said body (11); the said edge element (16), during the said step of deposition of the said bell (10) on the said seabed, sliding on the said body (11) and striking against the said sealing ring (16) remaining substantially blocked between the said seal ring (16) and said seabed. Barzanò & Zanardo Milano S.p.A.