MX2013000902A - Casquillo autoalineable para cable de amarre. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un casquillo autoalineable para cable de amarre, destinado principalmente para ser montado al extremo de un cable de amarre de un sistema de anclaje de un elemento solido móvil, este casquillo comprende un cuerpo del casquillo12 que presenta una cavidad interna 14 que comprende una cámara de guía 34 del cable de amarre 22, una sección intermedia 18 y un compartimiento de encasquillado 20 destinado para recibir y bloquear las extremidades de los hilos del cable de amarre 22 y de los elementos de acoplamiento 30, 30´con el elemento solido móvil que se va a anclar, colocados sobre el cuerpo del casquillo 12 que pasa por la sección intermedia 18. La utilización del casquillo en los sistemas de anclaje especialmente en el medio costa afuera, asegura la autoalineación natural de la misma con el cable que el mismo está equipado, durante los diversos movimientos a los cuales el sistema de anclaje está sometido.

Description

CASQUILLO AUTOALINEABLE PARA CABLE DE AMARRE Campo de la Invención La presente invención se refiere al dominio de los cables de amarre, en particular aquellos utilizados en el medio marítimo. La misma se refiere más específicamente a un casquillo de extremidad para los cables de las líneas de amarre, especialmente del tipo catenario de amarre costa afuera para el anclaje elementos sólidos flotantes de sistemas de explotación petrolera en el mar, sin que por este motivo estén limitados a ellos.

Antecedentes de la Invención En el dominio, llamado "costa afuera", de explotación petrolera en el medio marino a lo largo de las costas, se utilizan los cables de amarre, todavía llamados catenarios, que sirven de conexión muy fuerte con una capacidad de tracción para el anclaje de los elementos sólidos flotantes tales como las plataformas costa afuera, de las boyas de carga, o aún de los estados sumergidos de los sistemas de columnas montantes sobre la superficie (SPAR, siglas en inglés para Sistema de torre de elevación) .

Frecuentemente equipados en sistemas de anclaje que convergen al nivel del elemento sólido móvil que se va a anclar, los cables de amarre son conectados por sus casquillos de extremidad, (asociados o no a las piezas de Ref. 238709 conexión) por una parte a un dispositivo fijado anclado sobre el fondo marino, y por otra parte, al elemento flotante que se va a anclar.

Se recuerda que tales líneas de amarre pueden tener largueros que exceden el kilómetro. Esta longitud de referencia será por otra parte sin duda con el objeto de aumentar en los próximos años, la prospección submarina se orienta hacia las aguas cada vez más y más profundas.

Las diversas conexiones y componentes del sistema de anclaje a cada extremidad de tales líneas de amarre deben poder resistir en consecuencia a los requerimientos y los esfuerzos repetitivos considerables generados por el oleaje, las corrientes marinas, los vientos, o aún por las diferentes tensiones de la explotación de la propia instalación costa afuera. Una línea catenaria de amarre costa afuera participa debido a los movimientos del oleaje, de tal modo que la resistencia a la fatiga especialmente proviene de una exigencia esencial, de tracción, pero también de flexión, muy particularmente a la salida del cable de su casquillo de la extremidad.

Ya se conocen las líneas de amarre clásicas dotadas de casquillos de extremidad, del tipo de una chapa, una asa, o aún de un ojo. Uno de tales casquillos está constituido esencialmente de un cuerpo hueco de forma generalmente troncocónica que forma un compartimiento de encasquillado, y que lleva, en su extremidad más larga, orejetas (o un plato), perforadas con un raandrilado destinado a recibir un eje de conexión o una asa ovalada destinada a la conexión con el sistema que se va a anclar. Por su forma en contra-cónica, el compartimiento de encasquillado tiene una función de bloqueo y de recibir para este efecto, una extremidad del cable de amarre cuyos filamentos han sido previamente agrupados en una gavilla, antes de ser rellenos con un material enfriado que, después de solidi icación, vuelve definitivamente solidarios el cable y el casquillo.

En el sentido de los diferentes sistemas de anclaje, aéreos pero más preferentemente submarinos, las líneas de amarre son sometidas a ciclos de tracciones alternadas o de flexiones repetidas debidas a las restricciones sufridas por el móvil que se va anclar y a los movimientos que resultan. Los sistemas de anclaje y las líneas de amarre a base de los cables que los constituyen pueden ser concebidos así y realizados con el fin de tener en cuenta estas condiciones de utilización. Es necesario, en particular, evitar cualquier concentración de las tensiones de las flexiones repetidas al nivel de la porción del cable de amarre situado justo a la salida de su casquillo de la extremidad .

Como ya se indicó precedentemente, en vista de su empalme al móvil que se va anclar o a las anclas de las conteras de la línea, los casquillos de la extremidad de los cables que equipan los sistemas de anclaje actuales que comprenden exteriormente, desde el costado opuesto a la llegada del cable, elementos de acoplamiento que aseguran una fijación oscilante del casquillo sobre el elemento que se va a anclar. Se obtiene así un acoplamiento oscilante el cual, bajo la acción de las diferentes tensiones a las cuales es sometido el sistema de anclaje, autoriza los movimientos de rotación alternada del casquillo alrededor de un eje ortogonal al eje longitudinal del mismo. Se notará sin embargo que con este tipo de casquillo, el cable sale libremente del casquillo, justo en donde una distancia relativamente corta de la pata de la gavilla en desarrollo de los filamentos es recibida en el compartimiento de encasquillado. O, para el efecto del acoplamiento, el peso del casquillo es ampliamente suficiente para ocasionar que el mismo, en los movimientos de rotación parcialmente alrededor de su eje de oscilación, impriman así tensiones de flexión parásitas a la porción del cable situada a la salida del compartimiento de encasquillado.

Para remediar este inconveniente, ya se conoce limitar las tensiones de las flexiones parásitas inducidas en el cable a la salida del casquillo protegiendo aquel por medio de un tensor.

Para la puesta en su lugar de tal equipo, por lo tanto, es más importante que la rigidez en la flexión del cable sea más reducida, o los materiales que lo constituyen sean más funcionales, como en el caso de los cables de acero modernos, de alta resistencia, o aún de los cables mixtos confeccionados a partir de filamentos de acero y de los materiales sintéticos, o aún incluso de materiales puramente sintéticos .

Uno de tales tensores, destinado a permitir que el casquillo se autoalinee así con el cable, toma típicamente la forma de un manguito instalado alrededor del cable y a la salida del casquillo y cuya rigidez y espesor van decreciendo más y más en la medida que se aleja del mismo. Generalmente realizado de material de plástico de rigidez y consistencia adaptables, el tensor ve así aumentar su flexibilidad desde su base grande hacia la punta, permitiendo así reducir, en lugar de reducir solamente, los riesgos algunas veces severos de. la flexión parásita del cable a la salida de su casquillo de la extremidad.

La presente invención tiene precisamente por objeto principal proponer un tipo novedoso de casquillo de extremidad autoalineable pro los cables de las líneas de amarre constitutivas de los sistemas de anclaje susceptibles de ser sometidos a fuertes variaciones cíclicas de la geometría y de las tensiones en el transcurso de su utilización.

Para este efecto, la invención tiene como primer objeto un casquillo autoalineable destinado a ser montado en la extremidad de un cable de amarre para un sistema de anclaje de un elemento sólido móvil. El casquillo comprende: - un cuerpo del casquillo que presenta una cavidad interna que comprende una cámara de guía del cable de amarre, una sección intermedia y un compartimiento de encasquillado destinado a recibir y bloquear las extremidades de los filamentos del cable de amarre, y - elementos de acoplamiento con el elemento sólido móvil que se va a anclar, colocados sobre los cuerpos del casquillo de manera que se definan un eje de oscilación del cuerpo del casquillo, el cual pasa por la sección intermedia del casquillo.

Así, se comprende que la utilización de la invención tiene por efecto primero forzar el mantenimiento permanente del casquillo en la línea con el cable que lo lleva. Este resultado se debe principalmente a la presencia de una cámara de guía del cable en el mismo sentido del cuerpo del casquillo, la cámara que desempeña, de hecho, el papel de un tensor interno gracias a su pared interna que va a llegar a estar en contacto con el cable como un forro de mantenimiento .

Además, un manguito de mantenimiento de forma complementaria con la cámara de guía puede ser insertado allí para recibir el cable de amarre. Por las razones prácticas de adaptabilidad del casquillo a los diferentes diámetros posibles del cable, se comprende que se tendría la ventaja de proveer una cámara de guía más grande que el cable que se va a guiar de manera que se pueda insertar allí tal manguito en mantenimiento calibrado, de forma adaptable según las necesidades .

En una modalidad preferida, el centro de gravedad G del casquillo se encuentra al nivel de la sección intermedia, y así en la proximidad de su eje de oscilación, aún sobre su eje de oscilación o bien aún puede ser el eje de oscilación y el comienzo de la cámara de guía. El eje de oscilación del casquillo con respecto a los elementos a los cuales el mismo está conectado, se encuentran así en la proximidad intermedia del punto de aplicación sobre el casquillo en donde las fuerzas de tracción son transmitidas por el cable en el momento de su utilización en el seno del sistema de anclaje. De tal manera, se evita cualquier efecto de "brazo de palanca" que se ejercería al nivel del casquillo mismo y que le imprimiría así un movimiento apropiado de rotación alrededor de su pivote.

Esta alineación forzada del casquillo sobre su cable permite así seguir fácilmente los movimientos inducidos sobre el cable en el momento de su utilización en el seno de los sistemas de anclaje en los cuales el mismo participa y así reducir fuertemente, aún suprimir, los fenómenos de las flexiones parásitas del mismo a la salida del casquillo mucho más que lo que lo podría hacer mejor un tensor solo equipado exteriormente con un casquillo de proximidad construido según el arte previo.

La invención tiene igualmente por segundo objeto, un cable de amarre costa afuera dotado al menos en una de sus extremidades con un casquillo autoalineable de acuerdo con la invención, el cable está provisto de un forro hermético que envuelve un ensamblaje de hilos a base de acero o de materiales sintéticos o de sus combinaciones.

La utilización de la invención en este dominio permite una gran reducción, aún una supresión de las tensiones de las flexiones parásitas de los cables de amarre a la salida de sus caequillos de extremidad, que los que están constituidos de hilos de acero, de ensamblajes mixtos de acero y de materiales sintéticos, o aún de materiales sintéticos únicamente.

Uno de tales casquillos autoalineables convenientes por supuesto para el equipo de las extremidades de los cables metálicos, generalmente empleados en el seno de los diversos sistemas de anclaje o de amarre, que aquellos habitualmente utilizados en el marco de la explotación petrolera costa afuera. Esto sin embargo se revela más ventajoso aún en el caso de los cables mixtos constituidos de un torón de acero y de materiales sintéticos, o aún constituidos únicamente de un torón de materiales sintéticos, de tales cables que presentan una rigidez en la flexión que va a ser más reducida que aquella de un cable puramente compuesto de un torón de hilos de acero.

De preferencia, los elementos de acoplamiento comprenden un par de muñones giratorios que se extienden perpendicularmente al eje longitudinal del casquillo. Tales muñones giratorios permiten una conexión oscilante que se acopla por ejemplo en los alojamientos de diámetro correspondientes provistos sobre el elemento móvil que se va a anclar o sobre el punto fijo del cabo de la línea, por ejemplo bajo la forma de un estribo de bayoneta.

Los elementos de acoplamiento del casquillo pueden así tomar la forma de orejetas o de mandrilados circulares, en los cuales se acoplan los muñones giratorios provistos sobre el móvil que se va a anclar o sobre el punto fijo del cabo de la línea.

El compartimiento de encasquillado que recibe la gavilla de filamentos salidos de la extremidad del cable preparado con el objeto de su encasquillado pueden ser de cualquier forma permitiendo el encasquillado del cable en el casquillo y su atrancamiento o acoplamiento. Se prefiere que el mismo sea de una forma troncocónica .

Según una variante preferida de realización, la cámara de guía, que precede al compartimiento de encasquillado, comprende una sección ensanchada en oposición al ensanchamiento que puede constituir el compartimiento de encasquillado. Esta disposición, que proporciona a la cavidad interna del cuerpo del casquillo una forma general de di bolo (es decir, una forma de dos conos invertidos ensamblados en su cúspide por una zona cilindrica) , permite facilitar la colocación y la deposición en la cámara de guía de un manguito de mantenimiento, de preferencia rígido, que coopera con su perfil interior para mantener el cable. La sección intermedia que separa el compartimiento de encasquillado y la cámara de guía presenta entonces una sección estrechada en su diámetro con respecto a estas dos partes.

Un simple anillo de ensamblaje montado a la salida de la cámara de guía permite inmovilizar este manguito en su posición funcional.

Además de su función primero de tensor, este manguito protege al cable del contacto con el cuerpo metálico del casquillo. El mismo está destinado igualmente a absorber las desviaciones ligeras residuales del cable que subsistirían aún a la salida de su casquillo de extremidad.

En una modalidad preferida, el manguito presenta una rigidez y une espesor que va reduciéndose más y más a medida que se extiende sobre la sección intermedia. El manguito presenta así una flexibilidad que aumenta más y más a medida que se aproxima a la salida del casquillo.

La invención tiene igualmente por objeto un cable de amarre cuya extremidad está provista al menos de un casquillo tal como el definido según la invención, el cable está forrado de preferencia y constituido de hilos metálicos, de un material sintético, o de una combinación de estos materiales .

Breve Descripción de las Figuras Otros aspectos, características y ventajas de la invención serán evidentes más claramente en vista de la descripción que sigue de un modo de realización dado con referencia a la figura 1 anexa, que muestra un casquillo autoalineable según la invención en una vista en corte longitudinal según su plano de simetría axial.

Descripción Detallada de la Invención El casquillo 10, mostrado montado en la extremidad de un cable de amarre 22, comprende esencialmente un cuerpo del casquillo hueco 12, de preferencia de metal, por ejemplo de acero forjado, moldeado, o maquinado. Este cuerpo 12, de simetría axial, es de una forma alargada según su eje longitudinal 16. En este modo de realización, se presenta una cavidad interna 14, abierta en sus extremidades de forma generalmente de "diábolo" que comprende tres partes sucesivas alineadas sobre el eje longitudinal 16 y que son, en este orden: - una cámara 34 de guía del cable 22 en la cual es insertado un manguito de mantenimiento 36, - una sección intermedia 18 y - un compartimiento de encasquillado 20 que recibe la extremidad del cable 22.

El compartimiento de encasquillado 20 es así de forma troncocónica, realizada de tal manera que se ensanche mientras que se alarga sobre la sección intermedia estrechada 18 a lo largo del eje 16.

La sección intermedia estrechada 18 es aquí una sección intermedia en la cual está situado el centro de gravedad G del casquillo 10. Es así particularmente ventajoso prever que el cuerpo del casquillo 12 ya sea provisto en esta zona de elementos de acoplamiento del casquillo 10, aquí los muñones giratorios 30 y 30', con el elemento que se va a anclar .

La cámara de guía 34 se prolonga corriente arriba del compartimiento de encasquillado 20 del otro costado de la sección intermedia 18. Esta cámara de guía 34, provista del manguito 36 se amolda estrechamente a la extremidad del cable 22 que el mismo recibe, a fin de cumplir su función de tensor del cable.

En función de las diversas aplicaciones del anclaje, especialmente en el medio marino (o costa afuera) , el cable de amarre 22 puede estar formado clásicamente de un ensamblaje retorcido en forma de hélice de los cordones constituidos de los hilos individuales, o de los torones 26 envueltos en un forro hermético 24. Estos hilos individuales, o estos torones, están formados así mismo de hilos de acero, o de un material sintético, o mixtos (acero y materiales sintéticos) .

Se notará que la sección intermedia 18, cuyo diámetro es el más reducido de la cavidad interna 14 , es de un diámetro compatible con el diámetro exterior del cable 22 revestido de su funda protectora 24.

La fijación del casquillo 10 a la extremidad del cable 22 se realiza de la siguiente manera: el casquillo 10 se pone en su lugar sobre la gavilla desarrollada a partir del agrupamiento de las extremidades de los filamentos 26 del cable 22, una vez que el mismo es desprendido de su capa externa en su extremidad. Se desliza entonces por lo alto de la cavidad 14 en la cámara 20, que forma el compartimiento de encasquillado, un metal fundido o un material sintético 28 que, después de la solidificación y/o el endurecimiento, vuelve definitivamente solidarios el cable y el casquillo por el sesgo de la obtención de un cono de aprisionamiento por el efecto de contra-conicidad.

Para permitir su fijación a un elemento que se va a anclar, el cual es generalmente un móvil flotante, como una plataforma petrolera costa afuera o una boya de carga, pero que también pueden ser, en la otra extremidad del cable, un ancla del fondo del mar, etc..., el casquillo 10 comprende elementos de acoplamiento aptos para cooperar con los medios de acoplamiento correspondientes provistos sobre el elemento que se va a anclar.

Estos elementos de acoplamiento son concebidos generalmente para asegurar una conexión oscilante, de preferencia sin holgura o con una holgura optimizada, que permitirá, en función de los diferentes esfuerzos a los cuales el mismo es sometido el sistema de anclaje, la autoalineación permanente del casquillo con el cable sobre el cual el mismo es encasquillado.

En la variante de realización descrita aquí, estos elementos de acoplamiento están constituidos por dos muñones giratorios 30 y 30' opuestos a fin de que su eje común de rotación 32 sea ortogonal al eje longitudinal 16 del casquillo 10 y define el eje de oscilación del mismo. El móvil que se va a anclar llevará entonces medios de acoplamiento en el cual se acoplarán los muñones giratorios .

Se prefiere que los elementos de acoplamiento 30, 30' del casquillo 10 sean equipados sobre los cuerpos del casquillo 12 de tal modo que su eje de rotáción 32 pase en la proximidad de la base del compartimiento de encasquillado 20, al nivel de la sección intermedia 18.

En la práctica, y con referencia a la presente variante, se notará que un efecto sensible de la colocación de los elementos de acoplamiento 30, 30' es obtenido cuando el eje de oscilación 32 atraviesa la sección intermedia del casquillo indicado R sobre la figura 1, es decir una zona que se extiende entre la base del compartimiento de encasquillado 20 y el inicio de la cámara de guía 34.

De preferencia, el casquillo 10 será concebido a fin de que su centro de gravedad G se encuentre en esta región R, en proximidad inmediata así con el eje de oscilación 32, esto con el fin de obtener un equilibrio indiferente, o casi indiferente del mismo en el momento de su rotación alrededor del pivote 32.

Se subraya de nuevo el carácter ventajoso de una forma ensanchada para la cámara de guía 34, situada en la prolongación de la sección intermedia 18, del costado opuesto al compartimiento de encasquillado 20. La sección intermedia 18 se abre así sobre ésta cámara 34 de forma ensanchada, aquí troncocónica, pero sin embargo que puede tomar otras formas, lo que permite el mantenimiento guiado y la protección del cable sobre una cierta distancia después de la zona intermedia 18, ventajosamente gracias a la presencia de un manguito 36 del material de plástico reportado.

El manguito 36 es insertado en la cámara ensanchada 34, y su forma es complementaria con esta última. Después del encasquillado del casquillo 10 sobre su cable 22, este manguito 36, de material de plástico, rígido de preferencia, debe mantenerse equipado con un manguito de mantenimiento alrededor del cable. El mismo permite entonces absorber las desviaciones de este último que podrían aún presentarse a la salida del casquillo y evitar, o limitar fuertemente, su plegado directamente al nivel de la zona intermedia 18. Los materiales apropiados para el manguito 36 pueden ser, entre otros, los poliuretanos de diversos grados.

El manguito 36 es mantenido en la cámara de guía 34 aquí por medio de, un anillo de retención 38 fijado al cuerpo 12 por una corona de tornillos 39.

Aunque no esté representado, se podría proveer una junta de hermeticidad anular alrededor del cable 22 al nivel de la sección intermedia 18.

Además, se puede bloquear en el lugar la funda 24 del cable 22 en el casquillo 10 por medio, por ejemplo de pinzas circulares o de anillos de retención que se acoplan en una garganta anular practicada en el forro 24 del cable.

No es necesario decir que la invención se va a limitar a la modalidad ejemplar considerada, sino que la misma se extiende a variantes múltiples y equivalentes en la medida en donde sean respetadas sus características técnicas esenciales .

Su campo de aplicación se extiende a cualquier línea de amarre, en el caso en donde se desea asegurar directamente la autoalineación natural del cable con su o sus casquillos de las extremidades de manera que se minimicen las tensiones parásitas de la flexión sufridas por el cable a la salida de los mismos y responsables muy frecuentemente de su desecho prematuro.

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 (5)

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

1. Un casquillo autoalineable destinado a ser montado en la extremidad de un cable de amarre para un sistema de anclaje de un elemento sólido móvil, caracterizado porque comprende : - un cuerpo del casquillo que presenta una cavidad interna que comprende una cámara de guía del cable de amarre, una sección intermedia de un compartimiento de encasquillado destinado a recibir y bloquear las extremidades de los cordones del cable de amarre, y - elementos de acoplamiento con el elemento sólido móvil que se va a anclar, colocados sobre el cuerpo del casquillo de manera que defina un eje de oscilación del cuerpo del casquillo que pasa por la sección intermedia.

2. Un casquillo autoalineable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque su centro de gravedad G se encuentra al nivel de la sección intermedia.

3. El casquillo autoalineable de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el eje de oscilación pasa por el centro de gravedad G del casquillo.

4. El casquillo autoalineable de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque lleva además un manguito de mantenimiento insertado en la cámara de guía y de forma complementaria con la misma, el manguito está destinado a envolver el cable de amarre.

5. El cable de amarre costa afuera dotado al menos de una de sus extremidades de un casquillo autoalineable de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque está provisto de un forro hermético que envuelve un ensamblaje de hilos a base de acero o de materiales sintéticos o de sus combinaciones .