MX2012014125A - Vehiculo sumergible para descarga de rocas. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un vehículo sumergible (1), en particular, el así llamado ROV, que maniobra una tubería de bajada para la descarga de rocas en o cerca a las instalaciones submarinas, tales como oleoductos, que comprende un bastidor (2), cables de elevación y de control (3) para la suspensión del vehículo a partir de una embarcación de superficie, medios de propulsión (4), y un canal (10a, 10b) para el acomodo del extremo de una tubería e bajada o para la formación del extremo de una tubería de bajada. Un generador de flujo de masa (15, 17) es montado, en forma liberable, en el canal.

Description

VEHICULO SUMERGIBLE PARA DESCARGA DE ROCAS Descripción de la Invención La invención se refiere a un vehículo sumergible, en particular, al así llamado ROV (siglas en inglés para Vehículo Operado en Forma Remota) de Tubería de Bajada que maniobra una tubería de bajada para la descarga de rocas en o cerca a las instalaciones submarinas, , tales como oleoductos, que comprende un bastidor, cables de elevación y de control para la suspensión del vehículo a partir de una embarcación de superficie, medios de propulsión y un canal para el acomodo del extremo de una tubería de bajada o para la formación del extremo de una tubería de bajada. La invención además se refiere a un kit que comprende un vehículo sumergible y se refiere a un método de descarga de rocas en el lecho marino.

Como es explicado en el documento O 2009/020385, las embarcaciones de descarga de rocas son empleadas para la descarga y el transporte de rocas de varios tamaños y otro material agregado adecuado para aplicaciones de protección en alta mar y costera, que incluyen la estabilización, protección y cobertura de los cables, oleoductos y las correcciones de extensión libre, y el relleno de agujeros, por ejemplo, alrededor de plataformas y equipos de maniobra. Otras aplicaciones incluyen la preparación en el lecho marino Ref. 237506 antes de la colocación de la tubería, de la construcción de zanjas submarinas de saneamiento, el aislamiento térmico de las líneas de petróleo, la protección contra anclajes y las operaciones de pesca y empedrado de boyas de plataforma y carga .

La descarga puede ser realizada con una gran grúa, aunque también por medio de embarcaciones de descarga lateral de roca y embarcaciones de tubería de bajada. Las embarcaciones de descarga lateral de roca navegan hacia su destino, en donde traspalan para colocar las rocas en el mar en un sitio sólido o rígido. Este método de descarga de roca es típicamente utilizado en aguas poco profundas. Las embarcaciones de tubería de bajada son utilizadas en aguas profundas, llevando grandes cantidades de roca en sus bodegas. Las rocas son descargadas a través de una tubería de bajada larga y más o menos flexible. Un ROV de tubería de bajad maniobra el extremo de la tubería para garantizar la descarga precisa de las rocas.

Las instalaciones en el lecho marino también pueden ser protegidas por medio del material tomado del lecho marino por sí mismo, por ejemplo, moviendo la arena y el sedimento por medio de la así llamada excavación de flujo de masa y depositando este material sobre y alrededor de los cables submarinos (directo), los oleoductos, etc. Puesto que el material no tiene que ser acomodado, este método es usualmente menos costoso que la descarga de roca. La excavación de flujo de masa también puede ser utilizada para remover sedimentos del lecho marino, por ejemplo, para remover dunas de arena o capas suaves superiores del lecho marino en preparación de la descarga de roca o la instalación de oleoductos u otro equipo en el lecho marino.

En muchos proyectos, es deseable utilizar ambos métodos de descarga de roca y excavación de flujo de masa. Por ejemplo, cuando se instala un oleoducto, algunas secciones del oleoducto tienen que ser protegidas de la influencia de fuertes corrientes por medio de rocas, mientras otras secciones del oleoducto son divididas y son cubiertas por el material tomado de las superficies del lecho marino. Asimismo, sería necesario remover las dunas de arena que cree un lecho marino uniforme para la colocación de la tubería.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un vehículo sumergible mejorado y más versátil.

Para este fin, el vehículo de acuerdo con la presente invención es caracterizado porque un generador de flujo de masa es montado, en forma liberable, en el canal mencionado del vehículo sumergible.

De esta manera, puede ser utilizado un ROV único, tanto para la descarga de roca como para la excavación de flujo de masa. Por ejemplo, el ROV podría seguir un oleoducto en el lecho marino y podría descargar las rocas en y junto a las secciones del oleoducto expuestas a fuertes corrientes y, una vez que la rocas son consumidas, se intercambia la tubería de bajada con un generador de flujo de masa y se regresa en dirección opuesta para cubrir las secciones restantes, por ejemplo, las secciones zanjadas o divididas, con un material tomado de los entornos. Como resultado, la embarcación superficial necesita regresar a la costa de una manera menos frecuente y/o no es requerida una embarcación superficial separada para el despliegue de un generador de flujo de masa.

En una modalidad, el generador de flujo de masa es conectado o puede conectarse con una alimentación de energía en el ROV. Los ROV son usualmente conectados con la embarcación superficial por medio de un cable eléctrico umbilical que proporciona comunicación de datos y energía eléctrica para la propulsión. Muchos de los ROV además comprenden un paquete de energía hidráulica que convierte la energía eléctrica suministrada por medio del cable eléctrico umbilical en potencia hidráulica para impulsar los propulsores. Al utilizar este suministro de energía eléctrica o hidráulica, el generador de flujo de masa no requiere un suministro de energía dedicada que simplifique el diseño del generador de flujo de masa.

La invención además se refiere a un kit que comprende un vehículo sumergible como es descrito con anterioridad y un generador de flujo de masa configurado para ser montado, en forma liberable, en el vehículo, que ofrece las ventajas discutidas con anterioridad.

En una modalidad, el kit comprende un generador único de flujo de masa configurado para ser montado, en forma liberable, en el canal. El generador podría ser proporcionado con una tobera que forma un conjunto integral con el generador o la tobera podría ser intercambiable.

En una modalidad adicional, el kit comprende dos o más generadores de flujo de masa configurados para ser montados, en forma liberable, en el canal. De esta manera, el generador de flujo de masa puede ser nuevamente colocado con rapidez en caso del mal funcionamiento o pueden ser incluidos dos o más generadores que tienen diferentes propiedades para tener la capacidad de seleccionar el generador más adecuado de flujo de masa en función de las circunstancias, en particular, de las circunstancias locales, tales como la naturaleza del lecho marino. En una modalidad más específica, el generador de flujo de masa comprende un propulsor de diámetro relativamente pequeño y un tubo o cuerpo de forma de tubo relativamente angosto y otro, en el caso sólo de dos generadores en el kit, u otro generador de flujo de masa en el kit comprende un propulsor de diámetro relativamente grande y un tubo o cuerpo de forma de tubo relativamente ancho. El generador que tiene un propulsor más pequeño es más adecuado para la excavación y el movimiento de arcilla, mientras el propulsor más grande es más adecuado para la arena .

La invención también se refiere a un método de descarga de roca y movimiento de sedimento en o cerca a las instalaciones submarinas, tales como oleoductos, que incluye las etapas de montaje del extremo de una tubería de bajada o una unidad de flujo de masa en o en el vehículo, el descenso de un vehículo sumergible a partir de una embarcación de superficie, la maniobra del vehículo para la descarga, de manera respectiva, de las rocas o el movimiento de sedimento en o cerca de una instalación submarina, el intercambio del extremo de una tubería de bajada para un generador de flujo de masa o el generador de flujo de masa para el extremo de una tubería de bajada, de manera respectiva, y la maniobra del vehículo para la descarga, de manera respectiva, de las rocas o el movimiento de sedimento en o cerca de una instalación submarina.

El método no necesariamente necesita ser realizado en el orden especificado con anterioridad. Por ejemplo, es posible primero bajar el vehículo y posteriormente, montar el generador de flujo de masa empleando, por ejemplo, buzos.

Dentro de la estructura de la presente invención, el término "roca" incluye rocas naturales, piedras, y cristales más grandes de roca así como también rocas artificiales, por ejemplo, hormigón, bloques en varias formas. Además, el término "qanal" se refiere a cualquier espacio en el vehículo sumergible adecuado para el acomodo de un generador de flujo de masa.

La Figura 1 es un corte transversal de un ejemplo de un ROV de tubería de bajada de acuerdo con la presente invención.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de un generador de flujo de masa para uso en el vehículo mostrado en la Figura 1.

La Figura 3 es una vista lateral del generador de flujo de masa mostrado en la Figura 2.

Las Figuras 1 y 2 muestran un vehículo sumergible operado en forma remota (ROV) 1 que maniobra una tubería de bajada (no se muestra) para la descarga de rocas en o cerca a las instalaciones submarinas, tales como oleoductos, que comprende un bastidor 2, los cables de elevación 3 conectados con el bastidor 2 para la suspensión del ROV 1 a partir de una embarcación de superficie (no se muestra) y para controlar la posición del ROV 1 en la dirección vertical. El ROV 1 comprende una pluralidad de propulsores impulsados en forma hidráulica, en este ejemplo, dos conjuntos de dos propulsores 4 cada uno, un primer conjunto para la impulsión del ROV 1 en una primera dirección horizontal y un segundo conjunto para la impulsión del ROV 1 en una dirección horizontal perpendicular a la primera dirección. La energía hidráulica es proporcionada por medio de un paquete de energía hidráulica 5 que recibe la energía eléctrica de la embarcación superficial por medio de un cable eléctrico umbilical 6, integrado en uno de los cables de elevación 3, y que suministra energía hidráulica al así llamado riel común 7. Los compensadores 8 son proporcionados para reducir en un modo conocido por sí mismo, la diferencia de presión a través de los sellos en los distintos dispositivos hidráulicos.

El ROV 1 comprende un sistema de posicionamiento dinámico 9, conectado con la embarcación superficial por medio del cable eléctrico umbilical. En esta modalidad, el ROV 1 es colocado como el maestro, mientras la embarcación superficial es colocada como el esclavo, es decir, el ROV 1 es operado o programado para seguir una trayectoria predeterminada y la embarcación superficial sigue el ROV sumergido 1.

El ROV 1 además comprende un canal 10 que proporciona un medio que acomoda, en forma liberable, el extremo de una tubería de bajada (no se' muestra) . El canal 10 se extiende a través de la parte intermedia y, en este ejemplo, a través del centro de gravedad del ROV 1. El canal 10 comprende una sección superior 10A que converge hacia abajo y una sección inferior 10B que converge hacia arriba, las secciones juntas definen una parte central. En esta parte central, el canal 10 es proporcionado con uno o más elementos de fricción, por ejemplo, una pluralidad de bloques elásticos 11 los cuales pueden ser movidos en dirección radial hacia dentro y hacia fuera por medio de cilindros hidráulicos 12 montados alrededor de la pared exterior del canal 10.

De acuerdo con la presente invención, un generador de flujo de masa 15, mostrado en aislamiento en las Figuras 2 y 3, es montado, en forma liberable, en el interior del canal 10. El generador de flujo de masa 15 comprende un cuerpo de forma de tubo 16 que tiene un aro superior de gran diámetro 16A, un orificio de entrada, una porción cilindrica intermedia 16B y una tobera de descarga 16C. La tobera es intercambiable. La tobera 16C mostrada en las figuras converge en la dirección de flujo (hacia abajo en las figuras) , aunque puede ser intercambiada con rapidez por otra tobera, tal como una tobera recta o una tobera divergente, que podría ser más adecuada para un flujo de alta descarga y baja velocidad de agua a través del generador de flujo de masa. Un propulsor 17 y un motor hidráulico 18 para la impulsión del propulsor son montados en el interior del cuerpo de forma de tubo 16 en la transición del orificio de entrada de diámetro grande y la porción cilindrica intermedia.

Durante la operación, el extremo de una tubería de bajada es colocado en el interior del canal y el ROV es bajado mientras la tubería de bajada es ensamblada, en forma gradual, en un modo similar al ensamble de una columna de sondeo, es decir, agregando segmentos al extremo superior de la tubería de bajada. Cuando la tubería de bajada es completada, el ROV sumergido dirige el extremo de la tubería de bajada hacia la ubicación en donde las rocas serán descargadas y, una vez que esta posición es alcanzada, la descarga es iniciada. El ROV puede seguir, por ejemplo, un oleoducto en el lecho marino y puede descargar las rocas junto a y/o sobre aquellas secciones del oleoducto que están expuestas a fuertes corrientes u otros ' peligros .

Cuando es requerida la excavación de flujo de masa o cuando son consumidas la rocas, el extremo de la tubería de bajada es removido, el generador de flujo de masa es insertado en el canal del ROV hasta que su aro superior se apoye en el ROV y posteriormente, es atornillado o fijado en el lugar y también es asegurado por los elementos de fricción. El ROV maniobra el excavador de flujo de masa justo a medida que se mueve la tubería de bajada, de esta manera, se permite el control preciso de la excavación. El generador de flujo de masa puede ser utilizado para la excavación, para la división o zanjado o para la cobertura de áreas del lecho marino, lo último hace uso de la corriente ambiental del agua para el transporte del material del lecho marino que es aflojado por el excavador de flujo de masa.

Para cada sección de una instalación submarina, en este ejemplo un oleoducto, es seleccionado un material adecuado, por ejemplo, rocas o arena y este material es descargado o depositado sobre esta sección. De esta manera, las rocas son utilizadas, de manera eficiente, y la superficie o longitud de una instalación que puede ser cubierta con la carga útil de la embarcación superficial se incrementa de manera significante.

Además, puesto que los controles de la alimentación de energía, del sistema de despliegue, de la propulsión, de la compensación del movimiento de torsión y de los controles generales son proporcionados por un ROV que ya está presente, es decir, el ROV para la maniobra del extremo de una tubería de bajada, el diseño del generador de flujo de masa puede ser mantenido relativamente directo.

La invención no es restringida a las modalidades descritas con anterioridad, las cuales pueden ser variadas en un número de modos dentro del alcance de las reivindicaciones. Por ejemplo, el vehículo podría ser utilizado en proyectos de excavación en donde ninguna descarga de rocas sea requerida o en donde la excavación sea requerida en la preparación de la descarga de rocas.

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 (13)

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

1. Un vehículo sumergible, en particular, el así llamado RQV, que maniobra una tubería de ba ada para la descarga de rocas en o cerca a las instalaciones submarinas, tales como oleoductos, comprende un bastidor, cables de elevación y de control para la suspensión del vehículo a partir de una embarcación de superficie, medios de propulsión, y un canal para el acomodo del extremo de una tubería de bajada o para la formación del extremo de una tubería de bajada, caracterizado porque tiene un generador de flujo de masa montado, en forma liberable, en el canal.

2. El vehículo sumergible de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de flujo de masa es conectado o puede conectarse con una alimentación de energía en el vehículo.

3. El vehículo sumergible d conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el generador de flujo de masa comprende un tubo o un cuerpo de forma de tubo y un propulsor montado en el interior del tubo o un cuerpo de forma de tubo.

4. El vehículo sumergible dé conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el generador de flujo de masa comprende un motor hidráulico para la impulsión del propulsor .

5. El vehículo sumergible de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el generador de flujo de masa comprende una porción que tiene un diámetro exterior que es más grande que el diámetro interior (el más pequeño) del canal.

6. El vehículo sumergible de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el canal comprende uno o más elementos de fricción o inmovilización que pueden moverse en dirección radial.

7. El vehículo sumergible de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el generador de flujo de masa comprende una tobera de descarga intercambiable.

8. El vehículo sumergible . de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un medio de control o que puede conectarse con el medio de control para el posicionamiento del generador de flujo de masa y/o para compensar el momento de torsión del generador de flujo de masa por medio de la propulsión del vehículo.

9. Un kit comprende un vehículo sumergible, en particular, el así llamado ROV, que maniobra una tubería de bajada para la descarga de rocas en o cerca a las instalaciones submarinas, tales como oleoductos, que comprende un bastidor, cables de elevación y de control para la suspensión del vehículo a partir de una embarcación de superficie, medios de propulsión, y un canal para el acomodo del extremo de una tubería de bajada o para la formación del extremo de una tubería de bajada, caracterizado porque además comprende un generador de flujo de masa configurado para ser montado, en forma liberable, en el canal.

10. El kit de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende dos o más generadores de flujo de masa configurados para ser montados, en forma liberable, en el canal.

11. El kit de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque un generador de flujo de masa comprende un propulsor de diámetro relativamente pequeño y un tubo o cuerpo de forma de tubo relativamente angosto y otro generador de flujo de masa comprende un propulsor de diámetro relativamente grande y un tubo o cuerpo de forma de tubo relativamente ancho.

12. Un método de descarga de roca y que mueve el sedimento y en o cerca a las instalaciones submarinas, tales como oleoductos, caracterizado porque incluye las etapas del montaje del extremo de una tubería de bajada o una unidad de flujo de masa en o en el vehículo, el descenso de un vehículo sumergible a partir de una embarcación de superficie, la maniobra del vehículo para la descarga, de manera respectiva, de las rocas o el movimiento de sedimento en o cerca de una instalación submarina, el intercambio del extremo de una tubería de bajada para un generador de flujo de masa o el generador de flujo de masa para un generador de flujo de masa, de manera respectiva, y la maniobra del vehículo para la descarga, de manera respectiva, de las rocas o el movimiento de sedimento en o cerca de una instalación submarina .

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el montaje de la unidad de flujo de masa con o en el vehículo incluye la etapa de conexión del generador con una alimentación de energía a bordo del vehículo .