MX2010011699A - Sistemas y metodos para seleccionar dispositivos de supresion. - Google Patents

Abstract

Se describe un método para determinar la configuración de un dispositivo de supresión de la vibración inducida por vórtices (VIV) de una estructura que comprende definir uno o más parámetros técnicos de la estructura, determinar el desempeño en la supresión de la VIV para un mínimo de dos diferentes dispositivos de supresión de la VIV; determinar los costos de instalación, producción y adquisición de al menos dos tipos diferentes de dispositivos de supresión de la VIV; calcular los costos a futuro de al menos dos tipos diferentes de dispositivos de supresión de la VIV; calcular el costo total de un mínimo de dos dispositivos de supresión de la VIV diferentes; y seleccionar un dispositivo con los costos totales mínimos que cumpla con los niveles de supresión de la VIV deseados para los parámetros técnicos definidos.

Description

SISTEMAS Y METODOS PARA SELECCIONAR DISPOSITIVOS DE SUPRESION Campo de la Invención La presente invención describe los sistemas y métodos aplicados para disminuir la vibración inducida por vórtices ( "VIV" ) y/o el arrastre de una estructura.

Antecedentes de la Invención Cuando un cuerpo romo como un cilindro se somete a una corriente en un entorno de fluido circulante, es posible que el cuerpo sufra vibración inducida por vórtices (VIV) . Las vibraciones pueden ser provocadas por fuerzas dinámicas oscilantes en la superficie, que pueden provocar vibraciones sustanciales en la estructura, especialmente si la frecuencia forzada es de un valor próximo o equivalente a la frecuencia natural de la estructura.

La perforación en búsqueda de hidrocarburos o similares y/o la. producción de hidrocarburos o similares a partir de depósitos subterráneos que existen debajo de una masa de agua exponen al equipo de perforación y de producción subacuático a corrientes de agua y a la posibilidad de que ocurra el fenómeno de VIV. El equipo expuesto a la VIV incluye estructuras que pueden incluir desde los tubos de dimensión menor de un sistema de elevación, los cables de acero no adherentes de anclaje, o las tuberías laterales, hasta los cilindros submarinos más grandes del soporte de un sistema de EF.:214869 producción de flotación de pequeñas columnas de producción o de columnas de producción (en adelante "columnas de producción" ) .

Generalmente, la magnitud del esfuerzo sobre la tubería de elevación, los cables de acero no adherentes o las columnas de producción es función de la velocidad de la corriente de agua que pasa por estas estructuras y de la longitud de la estructura, y aumenta con la misma.

Cabe notar que incluso las corrientes de velocidad moderada pueden producir el esfuerzo en los entornos de fluido circulante que afectan a las estructuras lineales. Es posible encontrar con facilidad estas corrientes, ya sean moderadas o elevadas, cuando se perfora en búsqueda de combustible y gas mar adentro, a mayor profundidad en el océano o en la conexión con el océano o en las proximidades de la boca del río.

La perforación en aguas incluso más profundas requiere de sartas de tuberías de elevación más extensas, que debido a su mayor longitud, y consecuentemente mayor área de superficie, pueden sufrir mayores fuerzas de arrastre que requieren mayores tensiones de contención. Se cree que esto ocurre porque la resistencia a las fuerzas laterales producidas por los esfuerzos de curvado en las tuberías de elevación es menor a medida que aumenta la profundidad de la masa de agua.

De. acuerdo con esto, aumentan los efectos adversos de las fuerzas de arrastre contra la tubería de elevación u otras estructuras provocados por corrientes fuertes y cambiantes en aguas más profundas, y esto genera un esfuerzo para la estructura, el cual puede resultar en graves fatigas y/o fallas en la misma sin el control adecuado.

Generalmente, existen dos tipos de esfuerzos inducidos por la corriente en los entornos de fluido circulante. El primer tipo puede ser provocado por fuerzas alternativas inducidas por vórtices que producen la vibración de la estructura ("vibraciones inducidas por vórtices") en dirección perpendicular a la dirección de la corriente. Cuando el fluido circula sobre la estructura, los vórtices pueden caer alternativamente a cada lado de la estructura. Esto produce una fuerza fluctuante sobre la estructura transversal a la corriente. Si el valor de frecuencia de esta carga armónica es cercano al valor de frecuencia resonante de la estructura, es posible que se produzcan amplias vibraciones transversales a la corriente. Estas vibraciones pueden dar lugar a valores de resistencia a la fatiga excesivamente bajos, según la rigidez y resistencia de las estructuras y de cualquiera de las soldaduras. De hecho, se sabe que los esfuerzos provocados por condiciones de corriente elevada en ambientes marinos producen la rotura de las estructuras como las tuberías de elevación, que se desmoronan al fondo del océano.

El segundo tipo de esfuerzo puede ser provocado por las fuerzas de arrastre, que empujan a la estructura en dirección de la corriente, debido a la resistencia de la estructura a la circulación del fluido. La vibración inducida por vórtices de la estructura pueden amplificar estas fuerzas de arrastre. Por ejemplo, una tubería de elevación que vibra debido a la caída del vórtice generalmente distorsiona el flujo de agua en torno a la misma en mayor medida que una tubería de elevación inmóvil. Esto puede resultar en mayor cantidad de energía transferida desde la corriente a la tubería de elevación, y por lo tanto, en mayor arrastre.

Se han elaborado muchos tipos de dispositivos para disminuir las vibraciones y/o el arrastre de las estructuras submarinas. El efecto de algunos de los dispositivos que se utilizan para disminuir las vibraciones provocadas por la caída del vórtice desde las estructuras submarinas es estabilizar la estela. Estos métodos incluyen el uso de fuselados perfilados, separadores de estelas e indicadores.

Los dispositivos utilizados para disminuir las vibraciones provocadas por la caída de los vórtices de las estructuras submarinas modifican la capa límite del flujo alrededor de la estructura para evitar la correlación de la caída del vórtice a lo largo de la estructura. Entre los ejemplos de los dispositivos se incluyen los dispositivos tipo manga como las paletas helicoidales, las vainas, los fuselados y las mangas sustancialmente cilindricas.

Las estructuras alongadas en fluidos eólicos u otros fluidos circulantes pueden sufrir también VIV y/o arrastre, en similitud a los ambientes acuáticos. Del mismo modo, las estructuras alongadas con fuerzas de arrastre y/o VIV excesivas que se prolongan por encima de la superficie pueden ser complicadas, costosas y peligrosas para los operarios en lo que respecta a la instalación de los dispositivos de reducción del arrastre y/o de la VIV.

Pueden utilizarse fuselados para eliminar el VIV y disminuir el arrastre que actúa en una estructura en un entorno de fluido circulante. Los fuselados pueden definirse en base a un coeficiente cuerda y longitud, los fuselados más largos presentan un coeficiente mayor que los fuselados más cortos. Los fuselados más largos son más efectivos que los fuselados más cortos en lo que respecta a la resistencia al arrastre, pero pueden ser inestables. Los fuselados cortos son menos inestables, pero pueden sufrir mayor arrastre en un entorno de fluido circulante.

La Patente de EUA Número 6/223,672 describe un fuselado ultracorto para suprimir la vibración inducida por vórtice en los elementos marinos sustancialmente cilindricos. El fuselado ultracorto presenta un borde delantero, definido sustancialmente por el perfil circular del elemento marino, para una distancia que se prolonga aproximadamente 270 grados y un par de lados moldeados que se alejan del perfil circular de la tubería de elevación marina y converge en un borde trasero. Las dimensiones del fuselado ultracorto son tales que el coeficiente de cuerda a espesor se encuentra en el intervalo de aproximadamente 1.20 y 1.10. La totalidad del contenido de la Patente de EUA Número 6,223,672 se incluye en la presente como referencia.

La Patente de EUA Número 4,398,487 describe un fuselado para elementos alongados, para disminuir los esfuerzos sobre el elemento alongado provocados por la corriente. El fuselado es un cuerpo moldeado perfilado que presenta un espolón, en la cual se ajusta el elemento alongado, y una cola. El cuerpo presenta un soporte conectado al mismo para permitir el enganche del soporte con el elemento alongado. Un dispositivo de inclinación, interconectado con el soporte, ajusta variaciones en la superficie externa del elemento alongado para mantener el eje longitudinal del fuselado sustancialmente paralelo al eje longitudinal del elemento alongado a medida que el fuselado rota en torno al elemento alongado. El fuselado se adapta particularmente para montarse sobre una tubería de elevación de perforación marina con módulos de flotación. La totalidad del contenido de la Patente de EUA Número 4,398,487 se incluye en la presente como referencia.

La Solicitud de Patente Provisional 61/028,087 de los EUA, copendiente, presentada el 12 de febrero de 2008, con número de legajo del caso TH3542 describe un sistema' que incluye una estructura; un fuselado extenso que incluye un coeficiente de cuerda a espesor de al menos 1.7; y un fuselado corto que incluye un coeficiente de cuerda a espesor menor a 1.7. La totalidad del contenido de la Solicitud de Patente Provisional de los EUA 61/028,087 se incluye en la presente como referencia.

En la técnica persiste la necesidad de disponer de uno o más de los siguientes: aparatos y métodos para disminuir la VIV y/o el arrastre en las estructuras en entornos de fluido circulante, que no presenten ciertas desventajas que aparecen en los aparatos y métodos de las técnicas anteriores; dispositivos de bajo arrastre; dispositivos de estabilidad elevada; dispositivos que retrasan la separación de la capa límite, que disminuyen el arrastre; y/o disminuyen la VIV, dispositivos adecuados para utilizar en una variedad de velocidades de fluido circulante; y/o dispositivos que presentan arrastre bajo y estabilidad elevada, y/o sistemas y métodos para seleccionar la disposición óptima de los dispositivos para suprimir la VIV con un mínimo costo total de mantenimiento y costo en capital .

Estas y otras necesidades en la técnica resultarán evidentes para los expertos en la misma, al revisar esta memoria descriptiva, incluidas sus figuras y reivindicaciones .

Sumario de la Invención Otra modalidad de la invención incluye un método para determinar la configuración del dispositivo de supresión de la vibración inducida por vórtices (VIV) de una estructura. Esto implica definir uno o más parámetros técnicos de la estructura, determinar el desempeño en la supresión de la VIV para un mínimo de dos diferentes dispositivos de supresión de la VIV; calcular los costos de instalación, producción y adquisición de al menos dos tipos diferentes de dispositivos de supresión de la VIV; calcular los costos a futuro de al menos dos tipos diferentes de dispositivos de supresión de la VIV; calcular el costo total de un mínimo de dos dispositivos de supresión de la VIV diferentes; y seleccionar un dispositivo con los costos totales mínimos que cumpla con los niveles de supresión de la VIV deseados para los parámetros técnicos definidos.

Entre las ventajas de la invención pueden incluirse una o más de las siguientes: Mejoras en la disminución de la VIV; mejoras en la disminución del arrastre; mejoras en la estabilidad del dispositivo; menores costos de los dispositivos; menores costos de mantenimiento; y/o menores costos totales para suprimir la VIV.

Estas y otras modalidades de la invención resultan evidentes para los expertos, en la técnica, al revisar esta memoria descriptiva, incluidas sus figuras y reivindicaciones .

Breve Descripción de las Figuras La figura 1 representa un método para seleccionar los dispositivos de supresión óptimos.

La figura 2 representa los dispositivos de supresión instalados en torno a una estructura.

La figura 3 representa los dispositivos de supresión instalados en torno a una estructura.

La figura 4 representa los dispositivos de · supresión instalados en torno a una estructura.

Descripción Detallada de la Invención En lo que respecta a la figura 1, se describe un método para seleccionar dispositivos de supresión óptimos para suprimir la vibración inducida por vórtice (VIV) de una estructura. Los ' términos "dispositivo de supresión" y "dispositivos de supresión" se utilizan en la presente para describir cualquier dispositivo o combinación de dispositivos adecuada para unir a una estructura (por ejemplo un dispositivo tubular de aguas profundas) y así disminuir el arrastre y/o la VIV de la estructura. Con fines representativos, los dispositivos de supresión pueden incluir, no limitadamente, los siguientes: fuselados altos, fuselados cortos, paletas altas, paletas cortas, mangas y dispositivos de supresión con múltiples lados.

Los fuselados pueden definirse de acuerdo con su coeficiente de cuerda a espesor. Los fuselados de mayor longitud presentan un coeficiente mayor que los fuselados de menor longitud. La cuerda puede medirse desde el frente del fuselado hasta la cola, y el espesor puede medirse de uno a otro lado del fuselado. En esta modalidad, los fuselados altos (denominados asimismo, fuselados largos) presentan un coeficiente de cuerda a espesor mayor a aproximadamente 1.5. Los fuselados cortos son fuselados con un coeficiente de cuerda a espesor inferior a aproximadamente 1.5.

Las paletas pueden definirse por la altura de su aleta desde el dispositivo tubular subyacente. En esta modalidad, las paletas altas son paletas con una altura de aleta de aproximadamente 0.25 D (1/4 del diámetro del dispositivo tubular) y las paletas cortas son paletas con una altura de aleta de aproximadamente 0.1 D .

Las mangas son los dispositivos de supresión cilindricos con una superficie lisa que envuelven a toda la circunferencia, o a una parte de la circunferencia, de un dispositivo tubular subyacente.

Los dispositivos de supresión con múltiples lados son dispositivos con tres o más lados. A modo representativo, un dispositivo de múltiples lados puede presentar un corte transversal en forma de polígono, como puede ser un triángulo, cuadrado, rectángulo o pentágono. Los dispositivos de múltiples lados pueden incluir además dispositivos de forma cilindrica con hojas.

Habitualmente, los sistemas de supresión de la VIV para dispositivos tubulares de aguas profundas utilizan o bien paletas altas o fuselados cortos . A pesar de que esta combinación de dispositivos de supresión puede cumplir con los criterios de desempeño técnico para una aplicación dada, es posible que los costos asociados con la instalación y el mantenimiento de estos sistemas sean elevados. Por lo tanto, el método 100 proporciona un sistema para seleccionar dispositivos de supresión que considera varios factores técnicos, de instalación, mantenimiento y económicos. En esta modalidad, puede determinarse una configuración de dispositivo de supresión de bajo costo, que cumpla a su vez con los criterios de diseño deseados.

La configuración óptima del dispositivo de supresión se alcanza determinando previamente cuáles son los dispositivos de supresión adecuados, en función de los parámetros técnicos (cuadrante 102). Estos parámetros técnicos pueden incluir parámetros que afectan la VIV y que son indicadores de la capacidad de los dispositivos de supresión de disminuir la VIV o el arrastre de la estructura deseada. En ciertas modalidades, los parámetros técnicos incluyen, no limitadamente, el número de Reynolds, la velocidad reducida y los desplazamientos de la raíz cuadrada de la media de los cuadrados (RMS) . Los parámetros pueden incluir datos ambientales, como por ejemplo, la información sobre las corrientes, el oleaje y el movimiento de la nave, la información referente a la tasa de formación de incrustaciones en función de la profundidad, así como datos sobre las propiedades estructurales de los posibles dispositivos de supresión (por ejemplo el coeficiente de cuerda a espesor y la rugosidad de la superficie) y de los dispositivos tubulares que serán recubiertos por los dispositivos de supresión. Además, puede tenerse en cuenta la densidad de cobertura de los dispositivos de supresión en el dispositivo tubular.

Pueden incluirse otros parámetros técnicos como por ejemplo los efectos de interferencia de los dispositivos tubulares adyacentes sobre el desempeño de los dispositivos de supresión. Es sabido que para la mayor parte de los dispositivos tubulares con un dispositivo tubular adyacente corriente arriba, la eficacia de los dispositivos de supresión es menor. Hay ciertos casos en los que la degradación puede ser importante. En esta modalidad, puede ser importante considerar los efectos de interferencia en el análisis técnico.

Algunos de estos parámetros o todos pueden analizarse en relación con cada uno de los dispositivos de supresión para determinar cuáles serían los dispositivos que operarían (por ejemplo, suprimirían la VIV) de la forma deseada. En esta modalidad, el análisis de la VIV puede realizarse para cada posible dispositivo de supresión utilizando cualquiera de los modelos de análisis de la VIV convencionales (por ejemplo, SHEAR7, VIVA o VIVANA) . El modelo de análisis de la VIV puede combinarse con un modelo de elemento finito para calcular el esfuerzo estático y la desviación, y así garantizar que el dispositivo cumple con los criterios de desempeño deseados.

Posteriormente, se considera el costo inicial para cada uno de los dispositivos de supresión que registran el desempeño deseado (cuadrante 104) . Los costos iniciales pueden incluir, no limitadamente, los costos por segmento de dispositivo de supresión y los costos de maquinaria asociados, los costos de cualquier recubrimiento o protección antiincrustante y los costos de establecimiento e instalación fijos. El segmento puede ser un pie, articulación o lo que resulte recomendable para el dispositivo y/o el dispositivo tubular. La estimación de costos por segmento puede ser, por ejemplo, $100.00 por 0.30 m (1 pie) para paletas altas, $90.00 por 0.30 m (1 pie) para paletas cortas, $250.00 por 0.30 m (1 pie) para fuselados altos, $130.00 por 0.30 m (1 pie) para fuselados cortos y $60.00 por 0.30 m (1 pie) para las mangas . Cabe notar que los valores aquí descritos son valores estimativos, y se presentan exclusivamente a modo de ejemplo, para ilustrar el análisis de la optimización.

Es posible que los costos fijos varíen en función de la técnica utilizada para instalar los dispositivos, por citar un ejemplo. La instalación de los dispositivos de supresión puede realizarse aplicando una diversidad de técnicas, con diferencias en lo que respecta a su costo y al tiempo de instalación. Una variedad de técnica de instalación se conoce como instalación de campo, en la que los dispositivos de supresión se instalan en un dispositivo tubular en un campo de producción. Los costos asociados a la instalación de campo son relativamente bajos porque se minimiza la necesidad de equipamiento especializado y puede contratarse mano de obra relativamente económica. Otra de las técnicas de instalación incluye instalar dispositivos de supresión en torno al dispositivo tubular sobre una nave. En algunos casos, es necesario descender el dispositivo tubular con dispositivos de supresión sobre el mismo desde la nave mediante una guía (por ejemplo en la instalación con tubería en S) , y en cambio en otros casos no es necesario que el dispositivo tubular se encuentre sobre la guía (por ejemplo, el dispositivo tubular proviene de un carrete o de una torre de tubería en J) . Durante la instalación con tubería en S, pueden someterse los dispositivos de supresión a grandes fuerzas a medida que pasan sobre la guía y los rodillos. La otra opción de instalación consiste en adaptar los dispositivos de supresión subacuáticos utilizando, ya sea buzos o un vehículo sumergible de control remoto (VCR, por sus siglas en inglés) . Sin embargo la adaptación puede ser costosa y más arriesgada que las otras técnicas, particularmente cuando incluye buzos. Si se compara con las instalaciones previas, los costos asociados a la adaptación con VCR son sustancialmente superiores y pueden ser difíciles de aplicar al menos que sea un mar relativamente moderado. La instalación de un VCR requiere de instrumentación para la conexión entre el VCR y el dispositivo de supresión. El costo global de la adaptación puede aumentar considerablemente con el desarrollo y las pruebas asociadas a esta instrumentación. Cuando se estima el costo de una instalación de la adaptación deben considerarse los costos inherentes al arrendamiento de un VCR, el aparejo de cables, el personal adicional y posibles costos de la nave .

En una modalidad, los costos fijos, podrían ser, a modo representativo, utilizando números redondos, $150,000.00 para las paletas altas, $200,000.00 para las paletas cortas, $350,000.00 para los fuselados altos, $200,000.00 para los fuselados cortos y $250,000.00 por 0.30 m (1 pie) para las mangas. En esta modalidad, considerando, por ejemplo, una modalidad en la que hay dos dispositivos tubulares y paletas altas instaladas a lo largo de 365.7 m (1200 pies) de cada dispositivo tubular con la supresión de la VIV deseada, el costo inicial total estimado sería $390,000.00 (365.7 m (1200 pies) x $100.00/0.30 m (l pie) x 2 dispositivos tubulares + $150,000.00 de costo fijo). Para cada uno de los dispositivos de supresión determinados por el modelo de análisis de la VIV para alcanzar la supresión deseada se realiza un cálculo similar.

Se consideran los costos adicionales a futuro de cada dispositivo de supresión adecuado (cuadrante 106) . Estos costos a futuro incluyen, por ejemplo, los costos de limpieza y de mantenimiento acumulados durante la vida del dispositivo de supresión. Los costos de limpieza y mantenimiento pueden incluir los costos inherentes a la nave, al VCR y a la mano de obra asociadas a la limpieza y al mantenimiento de los dispositivos de supresión. Por lo tanto, puede verse que según los costos se obtendrán resultados variados para las diferentes plataformas utilizadas. Como ejemplo representativo, es posible que una plataforma contenga un VCR disponible para limpieza mientras otra plataforma debe movilizar una nave, lo que resulta en mayores costos de limpieza .

Los costos de limpieza y de mantenimiento representativos para paletas altas pueden ser por ejemplo, aproximadamente $30,000.00 cada 30.48 m (100 pies) lineales por año en un ambiente marino con intensa formación de incrustaciones. Los costos representativos de limpieza y mantenimiento para paletas cortas pueden ser, por ejemplo, aproximadamente $25,000.00 cada 30.48 m (100 pies) lineales cada ocho meses, para la misma zona. Los costos de limpieza y mantenimiento representativos para los fuselados altos pueden ser, por ejemplo, aproximadamente $35,000.00 cada 30.48 m (100 pies) lineales cada 30 años. En un entorno de formación de incrustaciones moderada, los costos de limpieza y mantenimiento para fuselados cortos, pueden ser, a modo de ejemplo representativo aproximadamente $25,000.00 por 30.48 m (100 pies) lineales cada 10 años y los costos de sustitución pueden ser cero sino se colocan en los 45.72 m (45.72 m (150 pies)) más altos del dispositivo tubular. Los costos de limpieza y mantenimiento para las mangas en ambientes marinos de formación de incrustaciones moderada, pueden ser, a modo representativo, aproximadamente $50,000.00 por 30.48 m (100 pies) cada 6 meses.

Cabe notar que la frecuencia de limpieza es un factor importante en la estimación de costos a futuro. Por ejemplo, supongamos que el costo inicial asociado al uso de paletas es aproximadamente $1 millón y el costo inicial para los fuselados es aproximadamente $1.5 millones y las paletas requieren una limpieza cada dos años en un entorno con formación de incrustaciones relativamente moderada, mientras que los fuselados en un entorno de formación de incrustaciones de relativamente moderada a alta, requiere de limpieza cada cinco años. Cuando se comparan entre sí los costos iniciales y futuros durante la vida útil de cada dispositivo, se encuentra que los costos del ciclo de vida globales (que incluyen los costos asociados a la limpieza) para los fuselados son, efectivamente, levemente inferiores que en el caso de las paletas. Entonces, puede ser más económico seleccionar un dispositivo cuya instalación puede ser más costosa pero requiere menos limpieza, durante la vida útil del dispositivo, en comparación con un dispositivo que es inicialmente menos costoso.

Asimismo, cabe notar que los recubrimientos antiincrustaciones pueden modificar este equilibrio pero estos recubrimientos generalmente añaden un costo inicial y pueden resultar en un sistema de paletas que generalmente es más costoso que un sistema de fuselados. Por ejemplo, un sistema con un costo inicial de $1 millón con un recubrimiento que requiere invertir $400,000.00 en limpieza cada dos años, comenzando la limpieza a los ocho años (por ejemplo las paletas recubiertas) , puede ser más costoso a largo plazo que un sistema con un costo inicial de $1.5 millones que requiere $200,000.00 para su limpieza cada 5 años (por ejemplo, los fuselados no recubiertos) . Sin embargo, en dispositivos tubulares con una vida útil corta, los recubrimientos antiincrustaciones pueden ser ventajosos cuando se utilizan en sistemas de paleta.

Cada una de las consideraciones económicas anteriores puede incluirse en un modelo financiero para determinar cuál será el dispositivo de supresión de menor costo a utilizarse en el dispositivo tubular (cuadrante 108) . Este modelo puede considerar factores como ser los costos iniciales (por ejemplo, maquinaria e instalación) y costos a futuro (por ejemplo, limpieza y mantenimiento) asociados con el dispositivo de supresión. Además de los costos iniciales y de los costos a futuro, pueden incluirse en los cálculos otros factores como por ejemplo la tasa de descuento y la tasa de inflación, la vida útil del sistema, las amortizaciones contables, las amortizaciones impositivas y la tasa de impuesto a las sociedades. Estos modelos financieros para considerar estos factores son bien conocidos a nivel contable. Por ejemplo, es posible determinar el valor actual de los futuros costos y compararlos con los costos iniciales. Hay otras consideraciones, tales como la amortización y las ventajas y desventajas impositivas.

Una vez identificado el dispositivo de supresión de menor costo inicial utilizado para todo el dispositivo tubular, comienza la iteración para determinar si los segmentos del dispositivo de supresión seleccionado pueden sustituirse con otros dispositivos de supresión para bajar el costo total del ciclo. Particularmente, se identifican todas las posibles sustituciones de los segmentos (cuadrante 108) , comenzando con el dispositivo de supresión de menor costo inicial identificado en el cuadrante 108 y utilizando la longitud del segmento. Las posibles sustituciones de los segmentos pueden incluir dispositivos de supresión que no cumplen con los criterios de desempeño deseados (requisitos técnicos) cuando se utilizan por sí solos y por lo tanto deben combinarse con otros dispositivos para cumplir con los requisitos .

A modo representativo, en una modalidad, puede encontrarse que el dispositivo de supresión de menor costo inicial es el fuselado alto extendiéndose en 274.3 m (900 pies) del dispositivo tubular. Posteriormente, se sustituyen algunos de los fuselados altos con otros tipos de dispositivos de supresión, con lo que se obtienen diferentes configuraciones de dispositivos de supresión. Por ejemplo, tal como se ilustra en la figura 2, puede alternarse un fuselado alto con un fuselado corto. En esta modalidad, los fuselados altos 204a, 204c, y 204e se alternan con los fuselados cortos 204b y 204d a lo largo de la estructura 202 (por ejemplo, un dispositivo tubular) . Los fuselados cortos 204 b y 204 d pueden ser de menor costo que los fuselados altos 204a, 204c y 204e, y/o pueden hacer que haya menor correlación entre los vórtices entre fuselados altos adyacentes. Los fuselados altos 204a, 204c y 204e pueden ser sustancialmente similares a los que se describen en la Solicitud de Patente Provisional de los EUA Número 61/028,087 y en la Solicitud PCT PCT/US2007/084918 , ambas incluidas en la presente como referencia en la totalidad de su contenido. Los fuselados cortos 204b y 204d pueden ser sustancialmente similares a los descritos en la Patente de EUA Número 6,223,672 que se incluye en la presente como referencia en la totalidad de su contenido.

A pesar de que en la figura 2 se ilustran fuselados cortos y altos, debe verse que las posibles configuraciones de los dispositivos de supresión pueden incluir cualquier combinación de fuselados, paletas, mangas, dispositivos de supresión de múltiples lados, u otros dispositivos, . y cualquier variación de estos dispositivos (por ejemplo, con protección antiincrustaciones o sin la misma) .

Como otro ejemplo representativo, puede haber otras configuraciones que incluyen fuselados cortos en la zona de gran oleaje (próximo a la superficie del agua) sustituidos con paletas. En otra modalidad, los fuselados cortos debajo de la zona de formación de incrustaciones pueden sustituirse con mangas o con dispositivos de supresión de múltiples lados .

Posteriormente, se analizan las diferentes combinaciones de dispositivos y se comparan en base a las consideraciones técnicas, de instalación y mantenimiento, y económicas previamente discutidas, para determinar cuál de las configuraciones alcanza el nivel de desempeño deseado a. un menor costo (cuadrante 112) .

Aunque pueden iterarse todas las posibles combinaciones de dispositivos en cada uno de los segmentos para determinar su configuración óptima, puede apreciarse que si se identifican las tendencias que no cumplen con los criterios de desempeño o aumentan los costos, son muchos menos cálculos a realizar, ya que no se avanza en el análisis.

En algunas modalidades, pueden incluirse en el análisis las restricciones. Las restricciones pueden incluir una consideración del arrastre, de manera tal que los dispositivos con excesivo arrastre no sean una opción para cubrir al dispositivo tubular en su totalidad (o no serían una opción las combinaciones de dispositivos asociados con un excesivo arrastre) . En otra modalidades, la restricción puede ser que se permitan únicamente los dispositivos fijos (por ejemplo, las paletas) a lo largo de la porción superior del dispositivo tubular debido a la fuerza del oleaje. En otras modalidades, la restricción puede ser una restricción filosófica, como puede ser que no se consideren los dispositivos que deben moverse para ser efectivos (por ejemplo, los fuselados o los dispositivos de múltiples lados) o que requieren de una limpieza frecuente.

Se contempla además que en otras modalidades, pueden incluirse en el análisis los riesgos y costos asociados a los riesgos. El recubrimiento suficiente de los dispositivos de supresión debe instalarse al inicio, y los dispositivos deben permanecer en el dispositivo tubular para evitar una adaptación costosa. Por lo tanto, los riesgos que se incluyen en el análisis pueden ser, a modo representativo, el costo de los dispositivos de adaptación, el costo por fallas en los dispositivos, el riesgo a que los VCR no se encuentren disponibles para la limpieza, los riesgos a cambios en los criterios ambientales, los riesgos asociados a los cambios deseados en los niveles de desempeño del dispositivo, los riesgos a un desempeño inadecuado de los dispositivos, los riesgos a fallas estructurales del dispositivo, entre otras.

En otras modalidades, pueden considerarse variaciones en los dispositivos de supresión. Pueden considerarse por separado, como ejemplo representativo, los dispositivos de supresión recubiertos de cobre o sin cobre.

En el análisis es posible tener en cuenta la seguridad. Las operaciones de limpieza pueden contribuir a los riesgos de seguridad del personal que realiza las operaciones. Esto quiere decir que si la limpieza se realiza con mayor frecuencia, aumentan los riesgos de seguridad.

Los ejemplos a continuación ilustran los resultados que representan la selección de los dispositivos de supresión con la aplicación del método descrito en la presente.

Ejemplo I En una modalidad, el análisis para determinar un dispositivo de supresión con el menor costo inicial incluye la consideración de las condiciones ambientales del Golfo de México (GOM) . Estas condiciones incluyen, un oleaje elevado, las corrientes cerradas que pueden extenderse a 304.8 m (1000 pies) debajo de la superficie con superficies de corriente de hasta 4 nudos y los movimientos de la nave, moderados y bajos, para una plataforma con piernas tensionadas (TLP) . El análisis además tiene en cuenta que la incrustación es moderada a lo largo de los 152.4 m (500 pies) más altos del dispositivo tubular y muy baja a una profundidad de aproximadamente 152.4 m a 243.8 m (500 a 800 pies) . El análisis además tiene en cuenta que los dispositivos de supresión se instalan en torno a dos tuberías de elevación tensionadas superiores de 35.56 cm (14 pulgadas) .

El análisis de la VIV se realiza aplicando cualquier modelo de análisis convencional de la VIV (por ejemplo: SHEAR7, VIVA o VIVA A) para calcular la longitud del elevador y el dispositivo de supresión de la VIV adecuado para cubrir la longitud del elevador que suprime suficientemente la VIV. Con el análisis de la VIV, se determina que son únicamente las paletas altas que cubren 365.7 m (1200 pies) por tubería de elevación, fuselados cortos que cubren 274.3 m (900 pies) por tubería de elevación y fuselados altos que cubren 243.8 m (800 pies) por tubería de elevación los que suprimirán suficientemente la VIV a un nivel aceptable si se utilizan por sí solos .

Estos serían los costos iniciales estimados para las paletas altas, los fuselados cortos y los fuselados altos: paletas altas $100.00 por 0.30 m (1 pie); fuselados cortos $130.00 por 0.30 m (1 pie); y fuselados altos $250.00 por 0.30 m (1 pie). Además, los costos iniciales estimados para las paletas cortas y las mangas son: paletas cortas $90.00 por 0.30 m (1 pie); y mangas de superficie lisa $60.00 por 0.30 m (1 pie) .

Los costos de supresión fijos estimados (por ejemplo instrumentación, entre otros) para las paletas altas, los fuselados cortos y los fuselados altos, son los siguientes: $200,000.00 para las paletas altas; $200,000.00 para los fuselados cortos; y $350,000.00 para los fuselados altos. Los costos fijos estimados para las paletas cortas y las mangas son los siguientes: $200,000.00 para las paletas cortas; y $250,000.00 para las mangas.

Luego se compararon los costos iniciales asociados con cada uno de los dispositivos que se encontraron suprimían satisfactoriamente la VIV, para determinar cuál es el dispositivo de supresión de menor costo que suprimirá suficientemente la VIV si se utiliza por sí solo. Tal como se discutió previamente, solamente las paletas altas (365.7 m (1200 pies) por tubería de elevación), los fuselados cortos (274.3 m (900 pies) por elevador) y los fuselados altos (243.8 m (800 pies) por elevador) suprimirán suficientemente la VIV si se utilizan por sí solos. Por lo tanto, se calculan únicamente los costos de gastos de capital (capex, por sus acrónimo en inglés) totales para estos dispositivos de supresión. El costo de capex total para cada una de las opciones de dispositivos de supresión anteriores son los siguientes : a) paletas altas (365.7 m (1200 pies) x $100/0.30 m (1 pie) x 2 tuberías de elevación + $150K costos fijos) = $390K b) Fuselados cortos (274.3 m (900 pies) x $130/0.30 ra (1 pie) x 2 tuberías de elevación + $200K costos fijos) = $434K c) Fuselados altos (2.3 m (700 pies) x $250/0.30 m (1 pie) x 2 tuberías de elevación + $350K costos fijos) = $700K Puede apreciarse que cuando se tienen en cuenta exclusivamente las consideraciones técnicas y los costos iniciales asociados con los dispositivos de supresión adecuados, aparentemente las paletas altas parecen ser los dispositivos de supresión de menor costo. Sin embargo, este no es el fin del análisis. Se calculan los costos totales del ciclo de vida de cada dispositivo.

En este ejemplo, se calculan los costos del ciclo de vida total adicionando los futuros costos como ser los costos de limpieza para cada dispositivo. Como ejemplo representativo, el costo de limpieza estimado de las paletas altas es $30,000.00 por 30.48 m (100 pies) lineales cada año en el área de formación de incrustaciones, los fuselados cortos cuestan $25,000.00 por 30.48 m (100 pies) lineales cada 10 años y la porción superior de los fuselados cortos puede sustituirse cada 10 años debido a la fuerza del oleaje a un costo de $100,000.00 y los fuselados altos cuestan $35,000.00 por 30.48 m (100 pies) lineales cada 30 años. A pesar de que no se utiliza en esta etapa, deberá notarse además que el costo de limpieza estimado para las paletas cortas puede ser aproximadamente $25,000.00 por 30.48 m (100 pies) lineales cada 8 meses y para las mangas puede ser aproximadamente $50,000.00 por 30.48 m (100 pies) lineales cada 6 meses .

El costo total estimado del ciclo de vida de cada dispositivo adecuado (a saber, las paletas altas, los fuselados cortos y los fuselados altos) pueden por ejemplo ser $650,000.00 para las paletas altas, $575,000.00 para los fuselados cortos y $625,000.00 para los fuselados altos.

Tal como se ilustra con las consideraciones anteriores, con un análisis económico completo se concluye que los fuselados cortos a largo plazo constituyen los dispositivos de supresión de menor costo. En esta modalidad, puede apreciarse que la preferencia por el costo final difiere cuando el análisis considera únicamente los costos iniciales del dispositivo debido a las variaciones que introduce el costo por limpieza.

Una vez identificado el dispositivo de supresión de menor costo inicial utilizado para todo el dispositivo tubular, comienza la iteración para determinar si los segmentos de otros dispositivos pueden sustituir a los segmentos de los dispositivos de supresión seleccionados para reducir el costo total del ciclo de vida. Durante las iteraciones, se puede ver que cuando se sustituyen los segmentos de las paletas por fuselados en la zona de importante oleaje (próximo a la superficie) el costo del ciclo de vida disminuye porque no es necesario realizar sustituciones (debido a que las olas golpean a los fuselados, desprendiéndolos de la tubería de elevación) . Además, se encuentra que las mangas con una superficie lisa son la opción más económica por 0.30 m (1 pie) debajo de 243.8 m (800 pies), porque por debajo de esa profundidad no requieren de limpieza, pero no es posible justificar los costos asociados a la instrumentación para dos tuberías de elevación. Además, se ve que las paletas son más económicas que los fuselados por debajo de 243.8 m (800 pies). Debido a que las paletas también presentan la gran ventaja económica en las proximidades de la superficie, su uso puede justificarse en esa región. Por lo tanto, luego de la iteración, la configuración de menor costo es 60.9 m (200 pies) de paletas altas en la parte superior de la tubería de elevación, 182.8 m (600 pies) de fuselados cortos por debajo de las secciones superiores de las paletas, 60.9 m (200 pies) de paletas altas debajo de los fuselados para 304.8 m (1000 pies) de supresión total en torno al dispositivo tubular. Esta configuración disminuye sustancialmente los costos de limpieza a costas de alguna instrumentación adicional para un costo de ciclo de vida total de $550,000.00.

En la figura 3 se ilustra esta configuración del Ejemplo I. En lo que respecta a la figura 3, se ilustra una configuración de dispositivo de supresión que incluye fuselados y paletas. En torno a la estructura 302, se instalan los fuselados 306a, 306b y 306c y las paletas 304a y 304b. Los fuselados 306a, 306b y 306c pueden ser fuselados cortos como los descritos en la Patente de EUA Número 6,223,672 que se incluyen como referencia en la totalidad de su contenido. Las paletas 304a y 304b pueden ser paletas altas que se envuelven helicoidalmente en torno al dispositivo tubular, tales como las que se describen en la Solicitud de Patente de EUA copendiente Número 11/419,964, que se publicó como Publicación de Patente de EUA Número 2006/0280559 y se incluyen como referencia en la totalidad de su contenido.

Ejemplo II El Ejemplo II es similar al Ejemplo I, con la excepción de que la supresión es para tuberías de elevación catenarias que comienzan a 30.48 m (100 pies) debajo de la superficie y hay seis tuberías de elevación en lugar de dos.

Si se utiliza el modelo de análisis convencional de la VIV descrito anteriormente, se llega a la conclusión de que todas las paletas altas (487.6 m (1600 pies) por tubería de elevación), los fuselados cortos (365.7 m (1200 pies) por tubería de elevación pero comenzando a -45.7 m (-150 pies)), los fuselados altos (304.8 m (1000 pies) por tubería de elevación comenzando a -45.7 m (-150 pies)), las paletas cortas (548.6 m (1800 pies) por tubería de elevación) y las mangas de superficie lisa (670.5 m (2200 pies) por tubería de elevación) suprimen suficientemente la VIV a un nivel aceptable si se utilizan por sí solos.

El costo total de capex para cada opción se calcula de la siguiente manera: a) Paletas altas (487.6 m (1600 pies) x $100/0.30 m (1 pie) x 6 tuberías de elevación + $200K costos fijos) = $1,160,000.00 b) Fuselados cortos (365.7 m (1200 pies) x $130/0.30 m (1 pie) x 6 tuberías de elevación + $200K costos fijos) $1, 136, 000, 00 c) Fuselados altos (304.8 m (1000 pies) x $250/0.30 m (1 pie) x 6 tuberías de elevación + $350K costos fijos) $1, 850, 000, 00 d) Paletas cortas (548.6 m (1800 pies) x $90/0.30 m (1 pie) x 6 tuberías de elevación + $200K costos fijos) = $1,172,000,00 e) Mangas de superficie lisa (670.5 m (2200 pies) x $60/0.30 m (1 pie) x 6 tuberías de elevación + $250K) = $1, 042, 000.00.

Si se consideran únicamente los parámetros técnicos y los costos iniciales para cada dispositivo de supresión, las mangas de superficie lisa son aparentemente, los dispositivos de menor costo, adecuados para utilizar en la tubería de elevación por sí solos.

Posteriormente, se calculan los costos totales del ciclo de vida de cada dispositivo. Tal como se describió anteriormente, se calculan los costos del ciclo de vida total adicionando los futuros costos como ser los costos de limpieza para cada dispositivo. Los costos de limpieza estimados, a modo de ejemplo representativo, para las paletas altas, los fuselados altos, las paletas cortas y las mangas son los ya descritos. Sin embargo, en este ejemplo, los costos de limpieza estimados de los fuselados cortos son $25,000.00 por 30.48 m (100 pies) lineales cada 10 años, sin costos de sustitución, al no estar colocados en los 45.72 m (45.72 m (150 pies)) más altos del dispositivo tubular.

El costo total estimado del ciclo de vida para cada uno de los dispositivos adecuados (a saber, las paletas altas, las paletas cortas, los fuselados cortos, los fuselados altos y las mangas) es el siguiente: a) Paletas altas = $1,600,000.00 b) Fuselados cortos = $1,425,000.00 c) Fuselados altos = $1,650,000.00 d) Paletas cortas = $1,880,000.00 e) Mangas de superficie lisa = $2,200,000.00 De acuerdo con las estimaciones antemencionadas, los fuselados cortos son los de ciclo de vida de costo menor cuando se utiliza en toda la tubería de elevación.

Posteriormente, se sustituyen otros dispositivos de supresión por algunos de los segmentos del fuselado y se analizan las configuraciones para determinar si puede bajarse el costo del ciclo de vida. La sustitución de otros dispositivos por fuselados cortos en la parte superior del segmento no baja los costos, debido a los costos inherentes a la limpieza o a capex (fijos y por 0.30 m (1 pie)). Sin embargo, por debajo de aproximadamente 243.8 m (800 pies), las mangas de superficie lisa son de costo sustancialmente inferior y no requieren de limpieza a profundidades mayores. Además, no se requiere una cantidad significativa de mangas debido a que los fuselados proporcionan suficiente amortiguación. Por lo tanto, se establece que la configuración con menor costo final es la de los fuselados cortos a lo largo de los 243.8 m (800 pies) más altos del dispositivo tubular; los 152.4 m (500 pies) remanentes del dispositivo tubular se cubren con mangas de superficie lisa. Se estima que el costo total del ciclo de vida de esta configuración de dispositivo de supresión es aproximadamente $1,240,000.00.

En la figura 4 se ilustra la configuración del Ejemplo II. En lo que respecta a la figura 4, la configuración óptima del dispositivo de supresión incluye una combinación de fuselados y una manga. Se instalan los fuselados 404a, 404b, y 404c y las mangas 406a y 406b en torno a la estructura 402. Los fuselados 404a, 404b y 404c pueden ser fuselados cortos, tales como los que se describen previamente en referencia a la figura 3.

Las mangas 406a y 406b pueden ser mangas de superficie lisa como las descritas en la Patente de EUA Número 7,017,666, incluida en la presente en la totalidad de su contenido, como referencia. En ciertas modalidades, las mangas 406a y 406b pueden ser de fibra de vidrio recubierta con gel, de cobre (cuando es necesario inhibir la formación de incrustaciones) , fibra de carbono, caucho o cualquier otro material termoplástico lo suficientemente liso, cualquier aleación de metal u otro material. En otras modalidades, puede obtenerse una superficie lisa de manga con un acabado de la superficie en el exterior de la estructura 402 o mantenerse con una pintura ablativa o cualquier otra recubierta aplicada a la superficie de la estructura 402. Las mangas 406a y 406b pueden ser de cualquier dimensión que sea adecuada para montar la manga 406 a la estructura 402, en combinación con los fuselados 404a, 404b y 404c.

A pesar de que las configuraciones de menor costo de los dispositivos de supresión que se describen en los ejemplos I y II incluyen combinaciones de fuselados y paletas (Ejemplo I) y fuselados y mangas (Ejemplo II) , puede apreciarse que existen otras combinaciones que pueden proporcionar otra configuración de dispositivo adecuada de bajo costo. Si se utilizan los dispositivos de supresión en un ambiente con un perfil de formación de incrustaciones muy bajo (por ejemplo, un tramo de la tubería), pueden entonces, a modo representativo, predominar en la selección final, en mayor medida, las paletas cortas, las mangas de superficie lisa, o alguna combinación. Adicionalmente , si la longitud de supresión requerida es los suficientemente corta, o si el número de dispositivos tubulares es muy pequeño, es posible que resulte más económico utilizar un solo dispositivo para la supresión si el mismo cumple con los requisitos técnicos deseados. Lo que es más, si por los requisitos técnicos se prefieren los dispositivos con un arrastre muy bajo, en la selección final pueden predominar los fuselados altos o las mangas de superficie lisa.

Con iteración de los pasos antemencionados es posible identificar las configuraciones óptimas que cumplen con los requisitos técnicos y minimizan los costos globales de vida media .

El método anteriormente descrito para optimizar los dispositivos de supresión puede implementarse en forma de códigos legibles por computadora en un medio de registro legible por computadora. El medio de registro legible por computadora incluye medios de registro variados, en los cuales se almacenan los datos legibles por un sistema informático. Algunos ejemplos de medios de registro legibles por computadora incluyen un ROM, RAM, CD-ROM, DVD, Blu-Raym, cintas magnéticas, disquetes, y dispositivos ópticos de almacenamiento de datos. Además, los códigos legibles por computadora en base a un modo de distribución se almacenan en el medio de registro legible por computadora distribuido en un sistema informático conectado por una red, y también pueden ejecutarse.

Los sistemas de VIV descritos en la presente pueden utilizarse en cualquier entorno de fluido circulante en "el cual se mantiene la integridad estructural del sistema. En la presente, se define, en carácter general y no limitante, el "fluido circulante" como fluido, gas, o cualquier combinación de fluidos, gases o mezclas de uno o más fluidos con uno o más gases. Como ejemplo específico no limitante se puede incluir el agua dulce, el agua salada, el aire, los hidrocarburos líquidos, una solución, o una combinación de uno o más de los que preceden. El fluido circulante puede ser "acuático" . Esto significa que el fluido incluye agua, y puede incluir agua de mar o agua dulce, o puede incluir una mezcla de agua dulce y agua de mar.

En algunas modalidades, pueden utilizarse los dispositivos de supresión con casi cualquier tipo de estructura mar adentro, por ejemplo, estructuras de amarre vertical y con base de soporte, como por ejemplo, plataformas fijas, plataformas flexibles, plataformas con piernas tensionadas, y plataformas de piernas con, mini-tensión, e incluyen además a los sistemas flotantes de producción y a los sistemas submarinos, como por ejemplo, las plataformas de columnas de ' producción, los sistemas de flotantes de producción, almacenamiento y descarga, y los sistemas submarinos .

En ciertas modalidades, los dispositivos de supresión pueden unirse a las estructuras marinas como ser las tuberías submarinas; las tuberías de elevación de perforación, producción, importación y exportación; las tuberías de elevación para la inyección o importación de agua; los cables de acero no adherentes para las plataformas con piernas de tensión; las piernas para las plataformas fijas tradicionales y para las plataformas flexibles; pilotes de acero para plataformas; cables umbilicales; elementos de anclaje para plataformas de aguas profundas; y la estructura de columna y/o de soporte para las TLPs y para las estructuras del tipo de columnas de producción. En ciertas modalidades, los dispositivos de supresión pueden unirse a las columnas de producción, las tuberías de elevación, las ataduras, y/o los cabos de anclaje.

En algunas modalidades, los dispositivos de supresión pueden colocarse en una estructura marina luego de estar en su lugar, por ejemplo, pueden encontrarse suspendidos entre una plataforma y el fondo del océano, en donde los buzos y los vehículos sumergibles pueden utilizarse para ajustar multiplicidad de fuselados en torno a la estructura. A modo alternativo, pueden ajustarse los dispositivos de supresión a la estructura a medida que se ensamblan las longitudes de la estructura. Este método de instalación puede llevarse a cabo en una nave especialmente diseñada, como ser un lanchón de tubería en S o tubería en J, que puede incluir una rampa inclinada descendente, ubicada a lo largo del lado de la nave, que desciende por debajo de la superficie del océano, que puede incluir rodillos. Como las longitudes de la estructura encajan entre sí, es posible que los dispositivos de supresión se encuentren unidos a las secciones conectadas antes de que desciendan al océano.

En ciertas modalidades, los fuselados se configuran como fuselados cola, por ejemplo, como se describe e ilustra en la Solicitud de Patente de los EUA copendiente 10/839,781, publicada como Publicación de Solicitud de patente de EUA 2006/0021560, que se incluye en la presente como referencia en la totalidad de su contenido.

En algunas modalidades, los fuselados pueden incluir una o más placas de separadores de estela. En algunas modalidades, los fuselados pueden incluir una o más aletas estabilizadoras .

Aunque se ha descrito que los dispositivos de supresión se utilizan en entornos acuáticos, también es posible utilizarlos para disminuir la VIV y/o el arrastre en estructuras alongadas en ambientes atmosféricos.

Modalidades ilustrativas; En una modalidad, se describe un método para determinar la configuración de un dispositivo de supresión de la vibración inducida por vórtices (VIV) para una estructura, lo cual incluye determinar uno o más de los parámetros técnicos de la estructura; determinar el desempeño de la supresión de la VIV para al menos dos diferentes dispositivos de supresión de la VIV; determinar los costos de instalación y de producción o de adquisición de al menos 2 dispositivos de supresión de la VIV diferentes; determinar los futuros costos al menos para dos dispositivos de supresión de la VIV diferentes; calcular los costos totales al menos para los dos diferentes dispositivos de supresión de la VIV; y seleccionar un dispositivo con los mínimos costos totales que cumple con el nivel deseado de supresión de la VIV para los parámetros técnicos dados. En algunas modalidades, los parámetros técnicos incluyen al menos los números de Reynolds, desplazamiento, corrientes, oleajes y tasas de formación de incrustaciones. En ciertas modalidades, los costos a futuro incluyen al menos los costos de limpieza, de mantenimiento, de sustitución y operativos. En algunas modalidades, el método incluye asimismo reemplazar al menos una porción de los dispositivos seleccionados por un dispositivo de menor costo. En ciertas modalidades, el método también incluye determinar el desempeño de la supresión de la VIV del dispositivo seleccionado remanente y de los dispositivos de menor costo. En ciertas modalidades, los fuselados altos se sustituyen por fuselados cortos. En algunas modalidades, las paletas se sustituyen por mangas. En algunas modalidades, el método incluye además iterar el desempeño de la supresión de la VIV y sustituir los dispositivos adicionales seleccionados con dispositivos de menores costos hasta alcanzar un mínimo deseado en el desempeño en la supresión de la VIV y un mínimo costo total .

A pesar de haber descrito las modalidades de la invención en carácter particular, debe entenderse que, para los expertos en la técnica, es posible realizar con facilidad diversas modificaciones, las cuales son evidentes para éstos, sin apartarse del espíritu y del alcance de la invención. Concordantemente, el propósito del alcance de las siguientes reivindicaciones no es limitar los ejemplos y descripciones aquí presentados, sino que las reivindicaciones se interpreten como reivindicaciones que abarcan todas las características de la novedad patentable que forman parte de la invención, incluidas todas las características que serían consideradas equivalentes a las mismas por los expertos en la técnica que concierne a esta invención.

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.

Claims (8)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se-reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un método para determinar la configuración de un dispositivo de supresión de la vibración inducida por vórtice (VIV) para una estructura, caracterizado porque comprende: determinar uno o más parámetros técnicos de la estructura; determinar el desempeño de la supresión de la VIV al menos para dos dispositivos de supresión de la VIV diferentes ; determinar los costos de instalación, fabricación o compra al menos de dos diferentes dispositivos de supresión de la VIV; determinar los costos a futuro de al menos dos de los dispositivos de supresión de la VIV diferentes; calcular los costos totales de al menos dos de los dispositivos de supresión de la VIV diferentes; y seleccionar un dispositivo con los costos totales menores que cumpla con el nivel deseado de supresión de la VIV para los parámetros técnicos .

2. El método en conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los parámetros técnicos comprende al menos uno de números de Reynolds, desplazamiento, corrientes, oleajes y tasas de formación de incrustaciones.

3. El método en conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque los costos a futuro comprende al menos uno de los costos de limpieza, los costos de mantenimiento, los costos de sustitución, y los costos operativos.

4. El método en conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende además la sustitución de al menos una porción de los dispositivos seleccionados por un dispositivo de menor costo.

5. El método en conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque también comprende determinar el desempeño de la supresión de la VIV del dispositivo seleccionado remanente y de los dispositivos de menor costo.

6. El método en conformidad con una o más de las reivindicaciones 4 a 5, caracterizado porque los fuselados altos se sustituyen por fuselados cortos.

7. El método en conformidad con una o más de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque las paletas se sustituyen por mangas.

8. El método en conformidad con las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque incluye además iterar el desempeño de la supresión de la VIV y sustituir los dispositivos adicionales seleccionados por dispositivos de menores costos hasta alcanzar un mínimo deseado en el desempeño en la supresión de la VIV y un mínimo costo total.