MX2011002007A

MX2011002007A - Maquina bobinadora en sz.

Info

Publication number: MX2011002007A
Application number: MX2011002007A
Authority: MX
Inventors: Arild Figenschou; Finn Peter Gjerull
Original assignee: Aker Subsea As
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2011-04-21
Also published as: MY154688A; AU2009303020B2; NO328774B1; US20110185559A1; CN102149868B; NO20084172L; RU2011108022A; PL2350380T3; KR101615251B1; KR20110074897A; JP5432270B2; EP2350380A1; EP2350380B1; EP2350380A4; RU2499093C2; WO2010041953A1; US8919092B2; JP2012504709A; BRPI0920022A2; CN102149868A

Abstract

Se describe una máquina (1) de tendido en SZ para cable umbilical/cable umbilical de energía. Comenzando desde un extremo de entrada, la máquina incluye: una primera matriz (3) que recibe y recolecta un primer conjunto de elementos alargados (10a-10c) sustancialmente de manera rectilínea desde suministros (11) respectivos de elementos alargados, una segunda matriz (4) estática que recibe y recolecta un segundo conjunto de elementos alargados (10d-10f) sustancialmente de manera rectilínea desde los suministros (16) respectivos de elementos alargados y este segundo conjunto se junta con el primer conjunto en un manojo (18) ensamblado, por lo menos un medio (5) de soporte que mantiene el manojo (18) ensamblado radialmente en su lugar; un dispositivo (6) de rotación capaz de hacer girar de manera torsional el manojo (18) de un lugar a otro en una forma oscilatoria en SZ, y un aparato (7) para envolver con cinta o banda el cual en proximidad inmediata al dispositivo (6) de rotación aplica la banda o cinta circunferencialmente sobre el manojo (18) tendido en SZ de elementos alargados (10a-10f).

Description

MÁQUINA BOBINADORA EN SZ DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con una máquina para cerrado/ tendido en SZ de un cable umbilical /cable umbilical de energía que comprende una pluralidad de elementos alargados, cuyos elementos alargados son diferentes con respectos a la sección transversal, material, función y número .

Típicamente, tales elementos alargados constituyen uno o más de entre los siguientes componentes tradicionales de un cable umbilical/cable umbilical de energía; los cables de energía para la transferencia de vastas cantidades de energía eléctrica, tubos de fluido de las dimensiones en corte transversal iguales o diferentes, hilos eléctricos para propósitos de control, etc., conductores ópticos, material de relleno en forma de elementos alargados duros o rígidos, los cuales se tienden por lo menos parcialmente alrededor de y entre los elementos alargados, tales como tubos de fluido, los cables de energía y los hilos/conductores, y posiblemente uno o más elementos de transporte de carga predeterminados y ubicados dentro de la sección transversal del cable umbilical, o cable umbilical de energía, tal como alambre de acero o barrillas de carbono, colocados de manera individual o en manojos. Sin embargo, varios de los elementos pueden ser similares entre sí. De este modo, se entenderá que no es muy importante qué tipo de elementos se coloquen juntos, sino la forma en que esto se realiza y cómo se construye la máquina que es capaz de realizar esto, lo cual es nuevo e inventivo.

Por consiguiente, la presente invención también se refiere a un método para cerrado/tendido en ZS de un cable umbilical /cable umbilical de energía por medio de una máquina como se define en lo anterior.

Una máquina de cierre bien sometida a prueba la cual durante un largo periodo de tiempo se utiliza para la producción de cables umbilicales clásicos, es decir, del tipo el cual se tuerce de manera helicoidal sobre su eje longitudinal, se describe e ilustra brevemente en las figuras 1-5 en la WO 93/17176 (NO174940) . Otro tipo de máquina de cierre, en particular utilizada para cerrado de cables en SZ, se ilustra esquemáticamente en la figura 7 de la publicación WO 2008/075965. En cuanto a lo que se sabe esto representa el estado de la técnica.

Un objeto con la presente invención es diseñar una máquina de cerrado/tendido la cual se simplifica y sustancialmente con respecto al volumen y tipo de máquinas de tendido complicadas disponibles hoy en día. Además, es un deseo poder diseñar tal máquina para ser móvil, es decir, sea capaz de mover la máquina de un lugar a otro sin demasiadas operaciones extensas y complicadas.

Esto se logra con una máquina del tipo anterior, la cual se distingue en que la máquina de tendido se dispone en la siguiente secuencia de componentes cuando se visualiza en la dirección de tracción que comienza en un extremo de entrada: una primera matriz que recibe y reúne un primer conjunto de elementos alargados sustancialmente rectilíneos desde el suministro respectivo de elementos alargados, una segunda matriz estática que recibe y reúne un segundo conjunto de elementos alargados sustancialmente rectilíneos desde el suministro respectivo de elementos alargados y juntados con un primer conjunto en un manojo reunido, por lo menos un medio de soporte que mantiene el manojo reunido radialmente en su lugar; un dispositivo de rotación capaz de hacer girar el manojo torsional de un lugar a otro en una forma oscilatoria en SZ, y un aparato para envolver con cinta o banda el cual inmediatamente después del dispositivo de rotación aplica la banda o cinta de manera circunferencial sobre el manojo tendido en SZ de elementos alargados.

De este modo, los enormes carruseles de rotación que llevan una pluralidad de bobinas, las cuales a su vez giran sobre sus ejes de bobina, se evitan. Véase, las figuras 1-5 de la WO 93/17176. Estas condiciones se mejoran sustancialmente con la máquina mostrada en la figura 7 de la WO 2008/075965. Sin embargo, tal máquina se diseña principalmente para la fabricación de cables existentes durante la producción de cable común, pero el principio se propuso y utilizó para fabricar cable umbilical cerrado en SZ de acuerdo con la WO 2008/075965. Sin embargo, la que aún no se ha presentado ahí, diferente a este cable umbilical se fabrica en tramos de prueba más cortos . La máquina de cerrado/tendido ahora sugerida de hecho, se construye para producción a gran escala de tramos continuos de cables umbilicales de perfiles en corte transversal muy diferentes, los cuales también incluyen cables umbilicales de energía de la naturaleza mostrada en la WO 2008/075964.

Normalmente, los elementos alargados serán uno o más de entre los siguientes componentes tradicionales en un cable umbilical /cable umbilical de energía: los cables de energía para transferencia de vastas cantidades de energía eléctrica, tubos de fluido, hilos eléctricos, conductores ópticos, material de relleno en forma de elementos de plástico alargado rígidos (PVC) los cuales se tienden por lo menos parcialmente alrededor y entre los cables de energía y los hilos /conductores , y uno o más elementos de transporte de carga predeterminados y ubicados en la sección transversal del cable umbilical o cable umbilical de energía.

Un tipo de elementos de transporte de carga es las varillas de carbono que tienen fibras de resistencia integradas. Igualmente tienen una gran resistencia axial como en el acero, pero sólo el 10% de peso. La fuerza real que cada varilla de carbono transfiere es sólo aproximadamente 3% de su capacidad de carga. Es la rigidez axial que se crea dentro del cable umbilical lo que es crucial. El cable umbilical se encuentra a punto de quedar sin alargamiento cuando se cierra en SZ y se envuelve alrededor de la banda de resistencia externa.

De manera conveniente, el medio que proporciona la acción de tracción del cable umbilical a través de la máquina puede ser uno o más conjuntos de bandas de rodamiento.

De preferencia, la máquina incluye mecanismos por rotación que son capaces de alterar la dirección de los elementos alargados y avanzados.

De preferencia, la máquina incluye medios que aplican una funda protectora que envuelve los elementos alargados respectivos que pueden incluirse en un cable umbilical /cable umbilical de energía dedicado.

En una modalidad preferida, los medios de rotación que realizan la acción de cierre, pueden girar a una revolución por aproximadamente 10 metros de tramo de cable umbilical .

Además, se proporciona un método del tipo anterior, el cual se distingue en que el método incluye introducción de un primer conjunto de elementos alargados en el extremo de entrada de la máquina de cerrado/tendido y en una primera matriz que recibe y reúne los elementos alargados respectivos sustancialmente rectilíneos desde su suministro respectivo de elementos alargados, en que un segundo conjunto de elementos alargados se hace avanzar hacia una segunda matriz' estática y se fusiona con el primer conjunto de elementos alargados y avanzados desde la primera matriz, en que todos los elementos alargados se introducen en la segunda matriz estática y se cierran en un manojo de elementos alargados, en que el manejo después del cierre del mismo, se hace avanzar más hacia uno o más medios de soporte que mantiene el manojo radialmente en su lugar, en que el manojo además se hace avanzar hacia un dispositivo de rotación que hace girar el manojo de manera torsional de un lugar a otro en una forma oscilatoria en SZ, y en que una cinta o banda se aplica de manera circunferencial sobre el manojo cerrado/tendido en SZ de elementos alargados .

De manera conveniente, el cable umbilical se jala a través de la máquina por uno o más conjuntos de medios de bandas de rodamiento .

De preferencia, una funda protectora que envuelve los elementos alargados respectivos que pueden incluirse en un cable umbilical /cable umbilical de energía dedicado, se aplica de manera subsiguiente a la envoltura de una banda o cinta .

Objetos diferentes y adicionales, características y ventajas aparecerán a partir de la siguiente descripción de las modalidades preferidas de la invención, las cuales se proporcionan para el propósito de descripción, y se proporcionan en contexto con los dibujos anexos: BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de una máquina de cerrado/ tendido de acuerdo con la invención, las Figuras 2a-2f muestran detalles encerrados de la máquina mostrada en la figura 1, la Figura 3 muestra una vista superior de una máquina de cerrado/ tendido de acuerdo con la invención, y la Figura 4 muestra una vista en elevación de una máquina de cerrado/ tendido de acuerdo con la invención.

Con referencia a la figura 1, una máquina 1 para cerrado en SZ de un cable umbilical 10 o cable umbilical de energía se muestra generalmente. El cable umbilical se forma por una pluralidad de elementos alargados 10a-10e los cuales son diferentes con respecto a la forma en corte transversal, material, función y en número. Típicamente, tales elementos alargados serán uno o más de entre los siguientes componentes tradicionales de un cable umbilical /cable umbilical de energía; cables de energía para transferencia de vastas cantidades de energía eléctrica, tubos de fluido, hilos eléctricos, conductores ópticos, material de relleno en forma de elementos plásticos alargados rígidos, con frecuencia de PVC, y uno o más elementos de transporte de carga predeterminados y ubicados en la sección transversal del cable umbilical o cable umbilical de energía. El material de relleno normalmente se ubicará por lo menos parcialmente alrededor de y entre los cables de energía y los hilos /conductores . Un tipo de elementos de transporte de carga es las varillas de carbono que tiene fibras de resistencias integradas. Igualmente tienen una resistencia axial grande como el acero, pero sólo con el 10% del peso.

La máquina 1 de cerrado/tendido se ensambla en una forma particular y los componentes individuales que son para proporcionar las funciones particulares se disponen en un orden definido. En ese extremo de la máquina 1 de cerrado donde el cable umbilical 10 terminado sale, se ubica un número de medios 2 de bandas de rodamiento, aquí se muestran tres unidades similares, las cuales son capaces de jalar el cable umbilical 10 a través de la máquina 1 de cerrado. Los medios dos de bandas de rodamiento se disponen de manera que dos conjuntos de bandas 2a alargadas se enfrentan entre sí e intercalan cable umbilical 10 entre las mismas. Al mismo tiempo, las bandas 2a se impulsan en una trayectoria sin fin y de este modo jalan el cable umbilical 10 a través de la máquina 1 de cerrado. Los dos conjuntos se equipan con medios que proporcionan una fuerza de retención ajustable con el cable umbilical 10.

En el extremo opuesto de la máquina, los elementos 10a-10f alargados del que se ensamblará el cable umbilical 10, se alimentan hacia la máquina 1 de cerrado. Cada elemento 10a-10f alargado individual se separa del suministro respectivo, típicamente una bobina 11, o un carrete, sobre el cual se almacena el elemento 10a-10f.

La máquina 1 de cerrado típicamente se elevará del nivel L de piso para tener un espacio para un gran número de bobinas 11, o carretes, que tienen un mayor diámetro y capacidad, posiblemente dos en altura. La máquina 1 de cerrado se ubica en una plataforma 12, algo como una pasarela, que tiene un pasamanos 13. La plataforma 12 se encuentra situada en las columnas 14 que a su vez se establecen para la base o piso L.

La máquina 1 de cerrado se describe además de acuerdo con un orden definido de componentes cuando se ve en la dirección de tracción y el inicio de un extremo de entrada. Una primera matriz 3 se coloca en un pedestal 3a que se proyecta de la plataforma 12. La primera matriz 3 tiene una abertura 3b la cual recibe y reúne un primer conjunto de elementos 10a-10c alargados de suministros 11 respectivos de elementos alargados. Los elementos 10a-10c alargados se extienden fácilmente y de manera oblicua de las bobinas 11 y hacia la máquina 1 de cerrado. Un mecanismo 15 de rotación para cada elemento 10a-lOe alargado se dispone adyacente a la primera matriz 3. Cada mecanismo 15 de rotación asegura que la dirección en la cual se hace avanzar el elemento alargado desde las bobinas 11 se convierte en un movimiento sustancialmente rectilíneo, y sin movimiento torsional hacia la abertura 3b de la matriz. Desde el mecanismo 15 de rotación y hacia la abertura 4b, todos los elementos 10a-10e alargados reales se extienden en paralelo.

Una segunda matriz 4 también se coloca en un pedestal 4a que se proyecta de la plataforma 12. La segunda matriz 4 es estática y tiene una abertura 4b la cual recibe y reúne un segundo conjunto de elementos 10d-10f alargados desde el segundo suministro 16 respectivo de elementos lOd-lOf alargados. También, esta vez los elementos 10d-10f alargados se extienden fácil y oblicuamente desde las bobinas 16 y hacia la máquina 1 de cerrado. Otro mecanismo 17 de rotación para cada elemento 10d-10f alargado se dispone cerca de la segunda matriz 4. Cada mecanismo 17 de rotación asegura, como en lo anterior, que la dirección en la cual el elemento alargado se hace avanzar desde las bobinas 16 se convierta en un movimiento sustancialmente rectilíneo, y sin movimiento torsional hacia la abertura 4b de la matriz 4. Desde el mecanismo 17 de rotación y hacia la abertura 4b, todos los elementos lOd-lOf alargados actuales se extienden en paralelo y ahora en paralelo con los elementos 10a-10c alargados que se extienden desde la primera matriz 3.

En la matriz 4 estática, todos los elementos 10a-lOf alargados se juntan en un manojo 18 y en donde el manojo 18 subsecuente al cierre se extienden sustancialmente en forma rectilínea y sin ningún movimiento torsional interno. La matriz 4 estática estabilizadora tiene una abertura 4b la cual es complementaria a la forma externa del manojo 18 juntado. En la práctica, esto significa que la forma externa del manojo 18 tiene muescas o estrías longitudinales que tienen una forma correspondiente en la abertura 4b de la matriz. Esto es debido a que la matriz 4 debe ser capaz de retener el cable umbilical contra el movimiento torsional.

A partir de la matriz 4, el manojo 18 ahora juntado se hace avanzar hacia uno o más medios 5 de soporte, aquí mostrados con el número cinco, los cuales son capaces de retener el manojo 18 radialmente en su lugar, también cuando se expone para fuerzas torsionales. Cada medio 5 de soporte se coloca en un pedestal 5a que se proyecta a la plataforma 12. El medio 5 de soporte tiene una abertura 5b la cual se dispone con un número de rodillos 5c periféricamente colocados, los cuales se empalman contra la superficie del manojo 18 y mantienen el manojo 18 radialmente en su lugar.

Desde ahí, el manejo 18 se hace avanzar más allá de un dispositivo 6 de rotación. El dispositivo 6 de rotación también se ubica en la parte superior del pedestal 6a que se proyecta de la plataforma 12. El dispositivo 6 de rotación tiene una abertura 6b la cual también es complementaria a la forma externa del manojo 18 juntado. Esto demostrará que la forma interna de la abertura 6b tiene estrías o muescas longitudinales. Esto, debido a que el dispositivo 6 de rotación podrá torcer el cable umbilical mientras pasa a través de la abertura 6b. Simultáneamente, el cable umbilical 1 se retiene contra el movimiento torsional por la matriz 4 estática. Esto significa que el movimiento torsional puede tener lugar entre el dispositivo 6 de rotación y la matriz 4 estática solamente. El dispositivo 6 de rotación que asegura la acción de cierre normalmente girará una vuelta por aproximadamente 10 metros de tramo de cable umbilical, sin ser por consiguiente una limitación. Sin embargo, un tramo de tendido largo se preferirá en muchas situaciones, particularmente con respecto a la porción durante cargas axiales .

Subsiguiente al dispositivo 6 de rotación se dispone un aparato 7 para envolver con cinta o banda, el cual inmediatamente después del dispositivo 6 de rotación aplica la banda o cinta circunferencialmente sobre el manojo 18 cerrado/ tendido en SZ de elementos 10a-10f alargados. El aparato 7 para envolver con banda también se coloca sobre un pedestal 7a que se proyecta de la plataforma 12. El aparato 7 para envolver con banda tiene una abertura 7b la cual pasa el manojo 18 juntado a través de más allá de un medio 2 de bandas de rodamiento.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una máquina para tendido en SZ de un cable umbilical /cable umbilical de energía que comprende una pluralidad de elementos alargados, cuyos elementos alargados son diferentes con respecto a la sección en corte transversal, material, función y número, caracterizada porque la máquina de tendido se dispone en la siguiente secuencia de componentes cuando se visualiza en la dirección de tracción que comienza en un extremo de entrada: una primera matriz que recibe y reúne un primer conjunto de elementos alargados sustancialmente rectilíneos desde los suministros respectivos de elementos alargados, una segunda matriz estática que recibe y reúne un segundo conjunto de elementos alargados sustancialmente rectilíneos desde el suministro respecto de elementos alargados y se juntan con el primer conjunto de elementos en un manojo juntado, por lo menos un medio de soporte que mantiene el manojo ocultado radialmente en su lugar,- un dispositivo de rotación capaz de girar el manojo de manera torsional de un lugar a otro en una forma oscilatoria en SZ, y un aparato para envolver con cinta o banda que inmediatamente después del dispositivo de rotación aplica la banda o cinta circunferencialmente sobre el manojo tendido en SZ de elementos alargados .

2. La máquina de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los elementos alargados son uno o más de entre los siguientes componentes tradicionales de un cable umbilical/cable umbilical de energía: cables de energía para transferencia de vastas cantidades de energía eléctrica, una pluralidad de tubos de fluido, hilos eléctricos, conductores ópticos, material de relleno en forma de elementos de plásticos alargados rígidos que se extienden por lo menos parcialmente alrededor de y entre los cables de energía y los hilos /conductores , y uno o más elementos de transporte de carga predeterminados ubicados en la sección transversal del cable umbilical o cable umbilical de energía.

3. La máquina de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el medio que proporciona la tracción del cable umbilical a través de la máquina es uno o más conjuntos de bandas de rodamiento.

4. La máquina de conformidad con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque la máquina incluye mecanismos de rotación que altera la dirección de los elementos alargados .

5. La máquina de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque la máquina comprende medios que aplican una funda protectora que envuelve los elementos alargados respectivos que pueden incluirse en un cable umbilical/cable umbilical de energía dedicado .

6. La máquina de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque el dispositivo de rotación que realiza la acción de cierre, gira una vuelta por aproximadamente 10 metros de tramo de cable umbilical.

7. Un método para cerrado/ tendido en SZ de un cable umbilical/cable umbilical de energía que comprende una pluralidad de elementos alargados, cuyos elementos alargados son diferentes con respectos a la sección en corte transversal, material, función y número, por medio de una máquina de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque el método incluye la introducción del primer conjunto de elementos alargados en el extremo de entrada de la máquina de cerrado/ tendido y en una primera matriz, la cual recibe y reúne los elementos alargados respectivos sustancialmente en forma rectilínea desde el suministro respectivo de elementos alargados, que un segundo conjunto de elementos alargados se hace avanzar hacia una segunda matriz estática y se fusiona con el primer conjunto de elementos alargados avanzado desde la primera matriz, que los elementos alargados se introducen en la segunda matriz estática y se juntan en un manojo de elementos alargados, que el manojo después del cierre del mismo, además procede hacia uno o más medios de soporte que mantienen el manojo radialmente en su lugar, que el manojo además se hace avanzar hacia un dispositivo de rotación que hace girar el manojo de manera torsional de un lugar a otro en una forma oscilatoria en SZ, y en que la cinta o banda se aplica circunferencialmente sobre el manojo cerrado/ tendido en SZ.

8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el cable umbilical se jala a través de la máquina por uno o más conjuntos de medios de bandas de rodamiento .

9. El método de conformidad con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque una funda protectora que envuelve los elementos alargados respectivos que pueden incluirse en un cable umbilical /cable umbilical de energía dedicado, se aplica subsecuente a la envoltura de una banda o cinta.

10. El método de conformidad con la reivindicación 7, 8 ó 9, caracterizado porque uno o más conjuntos adicionales de elementos alargados se aplican de manera externa a los dos primeros conjuntos de elementos alargados antes de que se aplique la banda o cinta.