SISTEMA Y METODO DE ABANDONO Y RECUPERACION, Y CONECTOR DE CABLE Campo de la Invención La invención se refiere, de manera general, a una instalación de tubería de aguas profundas y de manera más particular, a un sistema y método de abandono y recuperación (A y R) , y a un conector de cable A y R.
Antecedentes de la Invención El método de configuración o instalación-J es comúnmente utilizado para la instalación de tubería en aguas profundas. Con este método, cada porción de la tubería que será instalada es erigida en una posición vertical, después, es soldada con la tubería principal y posteriormente, es bajada en forma directa dentro del agua con un doblez único, proporcionando a la tubería que está siendo instalada una forma de una J. También la técnica de instalación-S se está convirtiendo más y más popular para la instalación de tubería en aguas profundas y en aguas ultra profundas. Con este método, cada porción de la tubería que será conectada es soldada con la tubería principal y después, es movida en una posición horizontal sobre el vástago de avance dentro del agua, con un doblez doble que proporciona a la tubería que REF. 181471 está siendo instalada la forma de una S. La técnica de instalación-S tienen la ventaja que permite velocidades más altas de instalación. Cuando una carga, tal como una tubería o una estructura submarina tenga que ser abandonada a partir de una embarcación, el método común consiste de la soldadura de una cabeza de abandono y recuperación (A y R) con un ojal de elevación en el extremo de la tubería o la estructura submarina. Una abrazadera de ballesta de acoplamiento, que es conectada con un cable acoplado con un cabrestante en la embarcación, es acoplada con el ojo de elevación de la cabeza A y R, y la tubería o la estructura submarina es bajada hasta el fondo del mar. La instalación-J y la instalación-S para aplicaciones en aguas profundas incluyen no sólo el uso de un equipo pesado de tensión, sino también requieren de una capacidad adicional de cabrestante y en cables particulares con una muy alta resistencia a la tensión para soportar la alta carga que se origina a partir de la larga extensión de la tubería, la cual se extiende, de manera inicial, desde la embarcación hasta el fondo del mar. No obstante, el diámetro del cable es normalmente limitado, de modo que la elección para utilizar un cable más grueso en estas longitudes no puede resolver la capacidad adicional que se requiere. Asimismo, los cabrestantes con la capacidad de manejar cargas de 500T o más no son comunes y son costosos. Otro problema de los sistemas y métodos existentes A y R se refiere al control del movimiento de los cables, y sobre todo, a la rotación de los mismos durante el abandono o la recuperación. La Solicitud de Patente Internacional WO 01/48410 describe un método de abandono de una tubería que está siendo instalada por una embarcación que tiene un sistema A y R, en donde una línea marina es inicialmente mantenida por un arreglo de instalación y tensión de tubería. El método incluye la etapa de reducción de la tensión en el nivel del mar conectando uno o más miembros ligeros alargados de flotación con el extremo de la tubería. Este método tiene la desventaja que son necesarios miembros especiales alargados de flotación y que la conexión de los mismos podría ser consumidora de tiempo. Además, esta técnica no es bien adecuada para la instalación-S debido a que los miembros alargados de flotación tienen que pasar a través del vástago de avance. Por lo tanto, sería deseable proporcionar un sistema
A y R y un conector de cable A y R que resuelva, por lo menos parcialmente, los problemas discutidos con anterioridad.
Sumario de la Invención De acuerdo con un primer aspecto, la presente invención proporciona un sistema para el abandono o la recuperación de una carga en el mar, normalmente una tubería, y de manera particular, en aguas profundas y en aguas ultra profundas. Con el fin de tener la capacidad de manejar cargas pesadas, el sistema A y R de acuerdo con la invención comprende al menos dos cables, cada uno con una longitud que es adaptada para una cierta profundidad de agua, y en particular para aguas profundas. Estos dos cables son conectados con los primeros extremos en un almacenamiento de un sistema de cabrestante que suministra una longitud adecuada de cable. También son proporcionados los medios de conexión para el acoplamiento de los segundos extremos de cada cable con la carga que será abandonada o recuperada. Mediante la utilización de más de un cable, el peso de la tensión es dividido a través de los distintos cables, de modo que puedan ser utilizados cables más delgados. Los medios de conexión y el sistema de cabrestante garantizan que los cables no sean entrelazados durante el abandono o la recuperación de una carga. De preferencia, las aplicaciones en aguas ultra profundas utilizan por lo menos tres cables, y de la manera más preferible, cuatro cables. De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, se prefiere que el sistema A y R comprenda un número par de cables. Esto tiene la ventaja que la tendencia de los cables a destorcerse bajo carga puede ser compensada utilizando el mismo número de cables de acero con una instalación a mano derecha del mismo modo que una instalación a mano izquierda. De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, el sistema A y R además comprende medios de regulación de tracción que ajustan la tracción en cada uno de los cables, de manera que pueda ser controlada la rotación del montaje de múltiples cables, sobre todo en el extremo que es sujetado a través de los medios de conexión. Los medios de regulación de tracción pueden consistir, por ejemplo, al menos de un cabrestante de tracción para cada cable. Los sistemas A y R de la técnica anterior sólo tenían un cable y no permitían que la rotación de los medios de conexión fuera controlada en un modo simple y todavía muy efectivo. Este control de rotación además puede ser mejorado proporcionando un dispositivo de medición de rotación que calcula la rotación de los medios de conexión. Esta medición puede ser retroalimentada a un dispositivo de control que ordena los medios de regulación de tracción. De este modo, es posible un control muy preciso de la rotación. Otro aspecto de la invención se refiere al sistema de cabrestante. De preferencia, el sistema de cabrestante comprende al menos un cabrestante de almacenamiento y un cabrestante de tracción para cada cable.
De acuerdo con una modalidad preferida, el sistema de cabrestante comprende: - al menos un cabrestante de almacenamiento y un cabrestante de tracción para cada cable, colocados en un extremo de la embarcación; - al menos una polea de retorno para cada cable colocado en el otro extremo de la embarcación; y - un número de poleas que guían los cables de los cabrestantes de almacenamiento por medio de los cabrestantes de tracción hacia las poleas de retorno. Este sistema conduce a extensiones más largas de cable y tiene la ventaja que es obtenida una amortiguación más estructural y que el sistema es mejorado en forma dinámica . De acuerdo con la modalidad preferida de la invención, los medios de conexión comprenden un conector de cable que es proporcionado al menos con un gancho, en el cual son agrupados los segundos extremos del conector de cable por lo menos de dos cables . De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, se proporciona un conector de cable de abandono y recuperación. El conector de cable comprende un cuerpo alargado con un primer extremo y un segundo extremo. En el primer extremo al menos se proporciona un gancho, este gancho puede ser acoplado con la carga que será recuperada o abandonada. El conector además comprende miembros de conexión al menos para dos cables, y de manera opcional, también un dispositivo de medición de rotación que calcula la rotación del cuerpo . De acuerdo con una modalidad preferida, el conector de cable A y R comprende un gancho central con la capacidad de recuperar una carga y dos ganchos laterales de liberación capaces de abandonar una carga por medio de un estrobo o eslinga intermedia. Un primer extremo de esta eslinga intermedia es acoplado con un primer gancho lateral, mientras que la eslinga pasa a través de un ojal de elevación conectado con la carga, y es acoplado en su segundo extremo con el segundo gancho lateral . Esta construcción tiene la ventaja que el abandono puede realizarse con mucha rapidez. Asimismo, al proporcionar dos ganchos laterales, es introducida una cierta redundancia, por medio de lo cual incluso en el caso de que un gancho lateral no esté funcionando de manera adecuada, el sistema A y R todavía podría ser utilizado. En forma inmediata después de la colocación de la carga sobre el fondo del mar, la liberación de uno de los ganchos laterales de liberación es abierta. Los cables son jalados por medio de la eslinga que está siendo conectada con el otro gancho lateral de liberación que a su vez es jalado de la abrazadera de ballesta del gancho abierto de liberación. La tracción adicional de los cables por medio de los cabrestantes en la embarcación levantará el conector de cable del fondo del mar. De acuerdo todavía con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para el abandono o la recuperación de una carga, normalmente una tubería o una estructura submarina, en el mar. El método utiliza un montaje de múltiples cables por lo menos con dos cables para el descenso, la elevación respectiva de una carga durante el abandono, la recuperación respectiva de una carga. De preferencia, la tracción en cada uno por lo menos de los dos cables es ajustada en función de la rotación deseada del extremo de carga del montaje de múltiples cables. El control de rotación tiene la ventaja que la rotación del montaje de múltiples cables puede ser mantenida pequeña, y por lo tanto, que la tensión y la torsión en los cables puede mantenerse limitada. Asimismo, el control de rotación mejora la exactitud del posicionamiento de los medios de conexión, sobre todo, durante la recuperación de la carga, de modo que el tiempo de recuperación puede ser reducido. De acuerdo con una mejora adicional del método de la invención, la rotación en el extremo de carga del montaje de múltiples cables es medida y la tracción en cada uno al menos de los dos cables es ajustada en base a la rotación medida. De este modo, es introducida una cierta retroalimentación incrementando adicionalmente la exactitud del ajuste de rotación.
Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una vista superior que ilustra en forma esquemática una parte de una embarcación proporcionada con un sistema A y R de acuerdo con una modalidad preferida de la invención; La Figura 2 es una vista en perspectiva del sistema de alambrado con el conector de cable de acuerdo con la modalidad preferida de la invención; La Figura 3 es una vista en perspectiva detallada del extremo del gancho del conector de cable de acuerdo con la modalidad preferida de la invención; La Figura 4A es una vista lateral del conector de cable de acuerdo con la modalidad preferida de la invención; La Figura 4B es un corte axial del conector de cable de acuerdo con la modalidad preferida de la invención; La Figura 4C es una sección transversal a lo largo de la línea C-C de la Figura 4A; Las Figuras 5A y 5B ilustran el procedimiento de abandono, y en particular, la remoción del conector de cable después de la colocación de una tubería en el fondo del mar; y Las Figuras 6A-6C ilustran el procedimiento de recuperación . Descripción Detallada de la Invención La Figura 1 muestra, en forma esquemática, una vista superior de una embarcación que es proporcionada con un sistema A y R de acuerdo con una modalidad preferida de la invención. El cuarto de cabrestante 17 es situado en un extremo de la embarcación 1 . En el cuarto de cabrestante 17 , se proporcionan cuatro cabrestantes de almacenamiento 2 y cuatro cabrestantes de tracción 6 . A partir de cada cabrestante de almacenamiento 2 es guiado un cable 3 por medio de las poleas de desplazamiento 4 , 5 hacia el cabrestante de tracción 6 . Cada cable 3 es llevado en la dirección axial de la embarcación por medio de las poleas 7 , 8 , 9 , 10 , de manera respectiva. Los cuatro cables 3 abandonan el cuarto de cabrestante en la dirección longitudinal de la embarcación, desde donde son guiados hacia el otro extremo de la embarcación. En este otro extremo, las poleas de retorno 11 , 12 dirigen los cables de regreso hacia la dirección opuesta. Cada cable 3 es conectado con su primer extremo en un cabrestante de almacenamiento 2 , y con su segundo extremo en un conector de cable 13. El conector de cable será discutido en mayor detalle cuando se haga referencia a las Figuras 3 y 4 . Una vista en perspectiva de este sistema de cabrestante con cuatro cables y el conector de cable se muestra en la Figura 2. Como puede observarse en la Figura 2 , podría proporcionarse un número de rodillos adicionales de guía 20 , 21 . La Figura 3 muestra una vista en perspectiva detallada de una parte de extremo del conector de cable 13. Esta parte de extremo es proporcionada con un gancho central 30 con un enganche de seguridad 34. El gancho 30 es utilizado para la recuperación de una carga. Durante una operación de recuperación, el enganche de seguridad es abierto y se lleva a cabo la así llamada operación de pesca, en donde el operador tiene que colocar una eslinga acoplada con la cabeza A y R en el gancho, como será descrita en detalle cuando se haga referencia a las Figuras 6A-C. La parte de extremo del conector de cable A y R además es proporcionada con dos ganchos laterales de liberación 32. Estos ganchos laterales de liberación son proporcionados con medios de abertura que son operados cuando una eslinga tenga que ser removida del gancho lateral durante el abandono. Esto será adicionalmente aclarado con respecto a la Figura 5. La operación de los medios de abertura de los ganchos laterales de liberación puede ser controlada, por ejemplo, con señales acústicas o en forma mecánica utilizando un robot. El conector de cable además comprende cuatro miembros de conexión 35 que son proporcionados con sensores de carga y torsión. Las Figuras 4A y 4B muestran una vista lateral y un corte axial del conector de cable, de manera respectiva. El cuerpo principal del conector de cable consiste de un número de medias placas curvas 36 que son atornilladas juntas.
Mediante la utilización de esta estructura modular para el conector de cable, puede proporcionarse una longitud y peso convenientes mediante la adición de un número suficiente de placas curvas 36. La longitud mínima del conector de cable será normalmente una función de la construcción del barco y el vástago de avance. El peso del conector de cable normalmente será elegido en función de la geometría del cable. La Figura 4C muestra una sección transversal del conector de cable en la cual es visible el arreglo de los cuatro cables 3. El conector de cable A y R podría comprender otros medios electrónicos, por ejemplo, para controlar la operación de los ganchos central y laterales de liberación. De acuerdo con la modalidad preferida, el conector de cable A y R además es proporcionado con medios que miden la rotación del conector de cable. Los medios que miden la rotación pueden ser, por ejemplo, un número de giroscopios. Una señal basada en la rotación medida es transferida al sistema de control que es conectado con los medios de regulación de tracción que ajustan la tracción en los cables. La transferencia de los datos de medición puede realizarse, por ejemplo, por medio de un módem acústico. En la modalidad de las figuras, los medios de regulación de tracción comprenden los cabrestantes de tracción 6. Al proporcionar un par de cabrestantes de tracción 6 para cada cable, la tracción en cada cable puede ser ajustada con precisión. Por lo tanto, la rotación del conector de cable 13 puede ser controlada en un modo mejorado utilizando la señal de retroalimentación de rotación que es enviada al sistema de control de los medios de regulación de tracción. Las Figuras 5A y 5B ilustran el procedimiento de abandono después de la colocación de la carga, aquí en una tubería, en el fondo del mar. En la Figura 5A la tubería es acoplada con el conector de cable A y R 13 por medio de una cabeza A y R 52 que es soldada con la tubería. La cabeza A y R 52 es proporcionada con un ojal de elevación 54. Una eslinga intermedia 53 pasa a través de éste ojo de elevación 54 y es acoplada con su primer y segundo extremos en un primer y segundo ganchos laterales 32, de manera respectiva. Para abandonar la carga en el fondo del mar, la embarcación primero navega hacia atrás sin desenrollar los cables para reducir la tensión en los alambres. Posteriormente, uno de los ganchos laterales de liberación 32 es abierto, y la eslinga intermedia 53 es extraída de la abrazadera de ballesta jalando los cables A y R. Finalmente, los cables son adicionalmente jalados para elevar el conector de cable del fondo del mar. A continuación, el procedimiento de recuperación será descrito con referencia a las Figuras 6A-6C. El conector de cable 13 es guiado a lo largo del vástago de avance en la dirección del fondo del mar. Durante este descenso del conector de cable, la rotación de los cables podría ser controlada ajustando la tracción en los cables como se describió con anterioridad. Cuando el conector de cable casi haya alcanzado la parte inferior, la embarcación sería situada, de manera que el conector de cable se encuentre en la proximidad de la eslinga de recuperación. Ahora, puede iniciar la así llamada operación de pesca. Para incrementar las oportunidades de "pesca" se proporciona un montaje de flotabilidad 60. El montaje comprende una eslinga 61 acoplada con la cabeza A y R 52 y un elemento de flotabilidad 62 conectado con la eslinga 61. En primer lugar, la rotación del gancho 30 es verificada y a continuación, la eslinga es guiada hacia el gancho 30, por ejemplo, con la ayuda de un robot 63, por medio del cual es cerrado el enganche de seguridad 34. A continuación, la embarcación es movida a través de una cierta distancia, de modo que los cables A y R 3 sean llevados hacia una posición inclinada como se muestra en la Figura 6C, en donde la tensión en los cables es incrementada. La carga en los cables 3 es verificada y si fuera necesario sería ajustada regulando la tracción en los cables y posteriormente, la recuperación actual de la tubería puede iniciar. Aunque las modalidades ilustrativas han sido mostradas y descritas, es contemplado un intervalo amplio de modificaciones, cambios y sustituciones en la descripción precedente y en algunos ejemplos, algunas características de las modalidades podrían ser empleadas sin el uso correspondiente de otras características. En consecuencia, es adecuado que las reivindicaciones adjuntas sean interpretadas en forma amplia en un modo consistente con el alcance de las modalidades descritas en la presente. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.