MXPA00001662A

MXPA00001662A - Barcaza de bobina horizontal.

Info

Publication number: MXPA00001662A
Application number: MXPA00001662A
Authority: MX
Inventors: Joseph Fibich Michael
Original assignee: Global Ind Ltd
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2005-12-01
Also published as: ID26437A; BR0003573A; EP1063163B1; EP1063163A2; AU3011400A; CA2287711C; AU770348B2; US6328502B1; DE60037221D1; CA2287711A1; EP1063163A3

Abstract

Se describe un aparato para colocar tuberias submarinas en aguas profundas por medio de la colocacion de tubos bobinados o convencional ("normal"). El buque esta equipado con un sistema de posicionamiento dinamico que esta integrado en el sistema de control de colocacion de tubos. Ambos metodos de colocacion de tubos utilizan un aguijon rigido capaz de soportar el tubo de cerca de 0 grados hasta un angulo de partida de 90 grados, simulando una orientacion de colocacion en J. El sistema de bobina consiste de una bobina de almacenamiento, el sistema de accionamiento de la bobina, el sistema enderezador/alineador, dos sistemas de tensores, tres rodillos de salida y un sistema de posicionamiento dinamico. El sistema de colocacion de tubos convencional consiste de lo anterior sin la bobina de almacenamiento y el sistema de accionamiento de la bobina. Todo el equipo para colocar tubos tiene la capacidad de nivelar el bobinado, manteniendo de este modo un perfil de tubo especifico mientras el tubo esta siendo devanado sobre el lado del muelle o colocado en el lecho marino. La bobina de almacenamiento es modular, por lo que puede ser removida por deslizamiento o dividida en piezas. El aparato tiene la capacidad de intercambiar los modos de operacion de la colocacion de tubos bobinados a la colocacion de tubos convencional sin abandonar la tuberia.

Description

BARCAZA DE BOBINA HORIZONTAL ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención Esta invención se relaciona con los métodos de colocación convencionales y de colocación bobinada y con los aparatos para colocar tuberías debajo del agua y con' el control del equipo para colocar tuberías.

Antecedentes A medida que la búsqueda de petróleo continua moviéndose a áreas remotas más profundas, han habido pasos en la industria petrolera para crear ductos de facetas múltiples. Además, la dirección de la industria petrolera es equipar un ducto con la capacidad para efectuar operaciones de tareas múltiples que pertenecen al levantamiento de cargas pesádas, construcción costera, soporte de equipo de buceo, colocación de tubos en aguas profundas y sistemas de cables umbilicales para aguas profundas. La técnica anterior no describe un aparato o método de tareas múltiples. Un objeto de la presente invención es tener la capacidad de colocar continuamente todos los tipos de tuberías submarinas convencionalmente o bobinadas que incluye, pero sin limitarse a: 1) sistemas con una sola pared de concreto, 2) cubiertos con una sola pared de plástico, 3) con una sola pared sin recubrir, 4) tubo en tubo recubiertos/no 'recubiertos (a las que se hace referencia en esta especificación como "tubo" o "tubo 215") . Se han efectuado muchos estudios que comparan los métodos convencionales y para colocar tubos submarinos. La ventaja principal del método de colocación ("surtido") convencional es la capacidad de permanecer en el lugar en que se construye una tubería y tener piezas individuales de tubo llevadas al bµque por medio de una barcaza de material. La ventaja del método bobinado es la capacidad de colocar grandes longitudés de tubo durante ventanas de condiciones climáticas limitadas. En el método de bobina la construcción del tubo se efectúa en el muelle donde es necesario desplegar remolcadores, botes, combustible, la completa satisfacción del personal, etc. en la construcción de la tubería. La técnica anterior solo muestra el uso de uno de los dos modos para cualquier aparato de barcaza. Un objeto de la presente invención es cambiar los modos de operación para hacer el trabajo específico. La industria utiliza dos tipos de bobinas de almacenamiento para sistemas de tubos bobinados, 1) Bobina Vertical, 2) Bobina Horizontal. Ambos tipos poseen ventajas y desventajas inherentes a sus diseños. Una desventaja de la bobina vertical es que la estabilidad del buque se compromete con un centro de gravedad alto. Otra desventaja de una bobina vertical es que la estructura pesa más que la de una bobina horizontal con la misma capacidad de almacenamiento. Otro objeto de la presente invención es tener un centro de gravedad significativamente más bajo, creando de este modo un buque más estable. En ciertos escenarios de tuberías la misma tubería puede cambiar sus parámetros físicos debido a los requerimientos de operación y profundidad del agua. Las tuberías pueden cambiar en el espesor de la pared, los dispositivos para contrarrestar la fricción lateral, ánodos, recubiertos a recubiertos con concreto, etc. Los buques que colocan tubos de la técnica anterior, pueden satisfacer únicamente un requerimiento de operación, donde el tubo tiene que ser abandonado sobre un lecho marino y otro buque tiene que ser movilizado para completar el objetivo del trabajo. Este proceso de abandono y recuperación consume mucho tiempo y es extremadamente caro. Otro objeto de la presente invención es tener la capacidad de cambiar el modo de colocación de tubos con bobina a un modo de colocación de modos convencional y tratar de todos modos el tubo sin abandonar la tubería sin llegar a aguas abiertas. La fatiga del tubo es un parámetro importante en los sistemas bobinados. La minimización de la fatiga en los sistemas de tubos bobinados es primordial en operaciones de colocación a ultra profundidad. Por ejemplo, en el diseño Chickasaw, el tubo es sometido a flexión inversa durante el procesamiento de devanado y desbobinadó. El tubo - siempre avanza a través de una operación de flexión opuesta por lo que es deformado plásticamente alrededor del centro de la bobina, lo cual invierte la flexión del tubo. Un objeto adicional de la presente invención es sólo deformar plásticamente el tubo una vez para devanar y desbobinar el tubo sobre/fuera de la bobina de almacenamiento . A medida que las operaciones de colocación de tubos continua hacia aguas más profundas, los sistemas de anclamiento de posición de la barcaza están limitados a una profundidad de agua excesiva. Para operar en aguas ultraprofundas, se utilizan Sistemas de Posicionamiento Dinámicos. En los sistemas de colocación de tubos de la técnica anterior, las operaciones de colocación de tubos y el posicionamiento del buque son sistemas independientes con el personal especifico de trabajo operándolo. La eficiencia y control para colocar tubos utilizando esos sistemas independientes pueden verse dañadas. Un objeto más de la presente invención es integrar un control de ambos sistemas descritos en una sola unidad, teniendo de este modo la capacidad de alcanzar una eficiencia y control máximos de ambos sistemas, simultáneamente.

La colocación de tubos submarinos se ha efectuado Utilizando el método de colocación en S o colocación en J. El método de colocación en S indica la orientación de los tubos de la cubierta del buque al lecho marino en forma de una "S", es decir la colocación en S. El método de colocación en J dicta la orientación de los tubos del buque al lecho marino en forma de una "J", es decir colocación en J. Ambos métodos de colocación en "S" y "J" tienen sus limitaciones. De manera general, la colocación en "J" tiene limitaciones que dependen de una profundidad de agua mínima y la colocación en "S" tiene limitaciones sobre la profundidad de agua máxima. Otras operaciones de colocación en S están limitadas por la profundidad del agua, además, la tensión excesiva impuesta por la sobreflexión del tubo, creada por el aguijón supera la integridad estructural del tubo. Un objeto de la presente invención es incorporar ambos métodos.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Esta invención describe una combinación de ambas operaciones de colocación convencional y colocación bobinada, que incluye la remoción modular de la bobina para permitir las operaciones de colocación convencionales. Sin embargo, el equipo especializado que pertenece a las bobinas está obviamente más relacionado con el método de ' colocación bobinado de tubos, diferente en su configuración para facilitar la remoción para acomodar una estación para la colocación de tubos convencional. El control de ambos modos de colocación de tubos se integran en un Sistema de Posicionamiento Dinámico del buque. El Sistema de Bobina comprende una Bobina de almacenamiento localizada en la proa del barco con el equipo restante en la popa. La capacidad de la bobina puede ser muy grande, tal como para almacenar 84 millas (135.1 km) de tubo de acero de 6 pulgadas (15.24 cm) u 11 millas (17.6 km) de tubo de acero.de 18 pulgadas (4.72 cm) (espesor de pared = 1.25 pulgadas (3.1 cm) ) . El tubo se devana sobre la bobina de almacenamiento en el muelle después de que el tubo es devanado el buque se aleja de la costa para colocar el t bo sobre el lecho marino. Durante la operación de devanado, utilizando el lado complementario del buque, el tubo se deforma plásticamente una vez. El dispositivo de centrado para esta invención devana y desbobina a varios niveles en el lado complementario requiriendo únicamente 20 grados de estiramiento. Para lograr esto el equipo enderazador/alineador restante de la popa debe nivelar el bobinado, respectivamente, a medida que el tubo se desbobina para lograr el perfil de tubo deseado, minimizando de este modo del esfuerzo impuesto por el tubo. Esta invención es capaz de cambiar el modo de operación de la bobina del modo de operación convencional sin abandonar la tubería. Con la cantidad deseada de tubo bobinado sobre el lecho marino el tubo es servido a un enderezador/alineador . La bobina puede ser removida deslizándola o dividiéndola en piezas levantadas debido a la naturaleza modular de la bobina. Con la bobina removida las piezas del tubo y el sistema de manipulación del tubo pueden ser instaladas en una estación especial para continuar la colocación del tubo en el modo convencional sin abandonar y recuperar la tubería. Para la presente invención, ambos modos de las operaciones de colocación de tubos convencional y de bobina utilizarán un aguijón rígido que crea la capacidad de colocar tubos en agua ultraprofundas .

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Para comprender mejor la naturaleza y objetos de la presente invención, deberá hacerse referencia a los siguientes dibujos, tomados en conjunto con la especificación, y donde a las partes similares se les da referencias numéricas similares y donde: La Figura 1 es una vista en elevación lateral del arreglo general de una modalidad preferida de la presente invención; La Figura 2 es una vista parcial, lateral, del arreglo general de una modalidad preferida de la presente invención; La Figura 3 es una vista en planta del arreglo general de una modalidad preferida de la presente invención; La Figura 4 es una vista en elevación de la bobina de almacenamiento; La Figura 5 es una vista en elevación, del despiece de la bobina de almacenamiento subdividida en sus 5 piezas; La Figura 6 es una vista en planta del arreglo general de una ¦ segunda modalidad preferida de la presente invención; La Figura 7" es una vista en elevación de un motor de accionamiento de la bobina; La Figura 8 es una vista en planta del sistema del motor de accionamiento de la bobina; La Figura 9 es una vista en .elevación desde un extremo del enderezador/alineador mirando de popa a proa ; La Figura 10 es una vista de elevación lateral del enderezador/alineador mirando de estribor a babor; La Figura 11 es una vista en planta del carro del enderezador/alineador; La Figura 12 es una vista en elevación lateral del enderezador/alineador de la Figura 11; La Figura 13 es una vista del sistema de sincronización de la bobina de nivel del carro del enderezador/alineador; La Figura 14 es una vista en elevación del sistema de sincronización para una carril intermedio del carro del enderezador/alineador; La Figura 15 es una vista en planta del sistema de sincronización de carril intermedio del carro del enderezador/alineador; La Figura 16 es una vista lateral, en elevación, del tensor; La Figura 17 es una vista en elevación de un éxtremo del tensor; La Figura 18 es una ilustración parcial, tridimensional, del tensor, incluyendo un carril del sistema de bobina de nivel; La Figura 19 es un vista en elevación lateral de tres rodillos de salida; La Figura 20 es una vista en elevación del sistema de datos del aguijón en dos posiciones; La Figura 21A es una vista del extremo del sistema de gato de la Figura 20 tomada a lo largo de las lineas de corte 21A-21A; La Figura 21B es la vista desde el extremo del sistema de gatos de la Figura 20 tomada a lo largo de las lineas de corte 21B-21B; La Figura 22 es una secuencia tracción y compresión por medio de gatos de la Figura 20; La Figura 23 ilustra el sistema de manipulación de tubos en el muelle durante el devanado; La Figura 24 es un diagrama de- lineas del . Sistema de Control de la primera modalidad preferida de la presente invención; y La Figura 25 es un diagrama de líneas de cable de suministro eléctrico de 4160 V a una de cuatro contenedores de accionamiento.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Como se muestra en las Figuras 1., 2 y 3, una barcaza 100, incluye una bobina de almacenamiento 200. La bobina 200 está fija de manera giratoria, a la cubierta, tal como en los rieles en t 105, de una barcaza 100 por medio de un mecanismo para prevenir que la bobina se mueva lateralmente, tal como por soldadura, de manera preferible como se discute más adelante. De manera alternativa, pueden utilizarse bloques de esfuerzo cortante (no mostrados) para bloquear el movimiento de la bobina con relación a la barcaza 100 en las direcciones del corte del bloque. Para los propósitos de remover la bobina 200 de la barcaza 100, en la modalidad preferida, las soldaduras serían removidas y a continuación la bobina 200 sería removida como se expone más adelante. En las modalidades alternativas, tales como para los bloques de esfuerzo cortante, los bloques serían removidos mecánicamente de su colocación entre los rieles en t de la barcaza 105 donde los bloques de esfuerzo cortante serian montados dentro de una placa y' yuxtapuestos a la bobina 200. La bobina 200 se monta sobre el lado complementario de la barcaza 100, requiriendo solo 20 grados de enderezamiento. La bobina 200 es accionada por un sistema de accionamiento de la bobina 300. La bobina 200 tiene al tubo 215 devanado en ella. El tubo 215 se devana sobre la bobina 200 después de que la bobina 200 es montada sobre y conectada a la barcaza 100. Normalmente, un tensor 500 y un enderazador 400 mantendrían una fuerza de tensión suficiente sobre el tubo 215 para mantenerlo devanado sobre la bobina 200 como se discute más adelante. De manera alternativa, por ejemplo, las anillas 218 se montan sobre la bobina 200 y el extremo del tubo 215 puede ser enfrenado por un cable (no mostrado) entre el extremo del tubo 215 y las anillas 218 para mantener la tensión sobre el tubo después de que sea bobinado sobre la bobina 200. Para un propósito de devanado, típicamente se soldán segmentos de 400 pies (122 m) de tubo 215 juntos en secciones de 2700 pies (823 m) de tubo 2150 estacionadas sobre el muelle 220 (Figura 23). Este tubo 215 tan largo como las secciones 2150 sería entonces alimentado a un aguijón 800 en su posición más alta y en consecuencia a través del sistema de tracción o compresión por medio de gatos del aguijón 700, los rodillos de salida 600, los tensores 500, un enderezador/alineador 400, a la bobina 200 donde ocurre el devanado de la bobina 200 como se discute con mayor - detalle posteriormente. Durante la colocación de tubos normal, el tubo 215 es alimentado al enderazador/alineador 400, y a continuación a través de los tensores 500, tres rodillos de salida 600, el sistema de tracción o compresión por medio de gatos del aguijón 700, y finalmente es alimentado a un aguijón 800, todo lo cual es controlado por un sistema de control 900.

Bobina de Almacenamiento 200 (Figuras 4 y 5) La bobina de almacenamiento 200 se muestra en las Figuras 4 y 5 dividida en cinco piezas ("piezas") de enrejado exterior 214, enrejado intermedio 213, reborde inferior 203, tambor 201 y reborde superior 202 (Véase la Figura 5) empalmadas juntas. En la Figura 5, se muestra una vista en corte transversal tomada a lo largo de las lineas 5-5 de la bobina de almacenamiento 200 mostrada en la Figura 3. De este modo la bobina 200 está comprendida, en orden descendente, de las piezas: (1) el reborde superior 202; (2) el tambor 201 que tiene la superficie externa del tambor 217 y empernada 209 en su parte superior del reborde 202; (3) el reborde inferior 203 empernado 210 al tambor 201 del extremo inferior del tambor 201; (4) el enrejado intermedio 213 reposando sobre los rieles en t 105 (no mostrados pero bien conocidos en la técnica) de la cubierta 101 de la barcaza 100 y soldado en 110 a los rieles en t 105 de la cubierta 101 y están también conectados al rigidizador interno 216 del tambor 201 por medio de una superficie exterior del cojinete 205, para conectar de manera giratoria el tambor 201 y el enrejado intermedio fijo 213; y (5) el enrejado exterior 214 que también reposa sobre la cubierta 101 de la barcaza 100, en contacto con el enrejado intermedio 213. El enrejado exterior 214 no está soldado a la cubierta 101. El enrejados exterior 214 está empernado 211 al enrejado intermedio 213 y soporta ruedas 206 que corren sobre los rieles en t 207 o por cojinetes u otra estructura giratoria la cual soporta de manera giratoria el reborde inferior 203. Los ejes rotacionales de todas las piezas son coaxiales con el eje 219. De este modo, el reborde 203, el tambor 201, el reborde 202 no girarán alrededor del eje rotacional 219 con relación al enrejado externo e interno 214, 213, los cuales están fijos con respecto al reborde inferior 203. En la Figura 2 se muestra un corte transversal de la bobina de almacenamiento con tubo devanado 215. La bobina de almacenamiento 200 utiliza un tambor ahusado 201. Le tambor ahusado 201 ayuda a que el tubo 215 sea devanado sobre el tambor 201 en una formación uniformemente apretada. El tubo 215 seria devanado sobre la bobina 200 comenzado en la porción de diámetro menor del tambor 201 y devanándose hacia abajo, hacia el reborde inferior 203. Al final del reborde inferior 203 cuando el tubo 215 trabaja nuevamente hacia arriba hacia el extremo inferior 220 del reborde superior 202, tenderá, bajo tensión, a atrapar las grietas del tubo previamente devanado 215 previniendo que el tubo recién devanado 215 se deslice hacia arriba. De este modo, el inicio del devanado comienza en la sección más superior de la superficie del tambor 217. El tubo 215 es contenido por el reborde superior 202 y soportado por el tambor 201 y el reborde inferior 203. El tambor 201 es soportado con el rigidizador interno 216. La porción giratoria de la bobina de almacenamiento 200 incluye el reborde superior 202, el tambor 201 y el reborde inferior 203. La bobina 200 gira por medio dé un solo engranaje principal 204, colocado alrededor de la periferia del reborde inferior 203, y acoplado por cuatro piñones motorizados '204. La porción giratoria de la bobina de almacenamiento 200 es mantenida orientada centralmente por el cojinete 205. La bobina giratoria 200 con el tubo 215 es soportada por ruedas múltiples 206, tales como trescientas sesenta y seis ruedas 205, o cojinetes acoplados sobre conjuntos, tales como dos carriles por conjunto, de carriles circulares 207, 208, por ejemplo cinco conjuntos de dos carriles, un carril del conjunto, el carril 207, gira y el otro carril del conjunto, el carril 208, es estático. Las ruedas 206 son soportadas por el enrejado ¦ intermedio 213 y el enrejado exterior 214. El enrejado intermedio 213 y el enrejado exterior 214 incluyen vigas rectangulares y circulares en forma de I interconectadas' por piezas soldadas. Los enrejados 213, 214 distribuyen uniformemente la carga combinada sobre la cubierta 101 del buque 100. El modo de colocación convencional requiere que la bobina de almacenamiento 200 y el sistema de accionamiento 300 de la bobina sean removida del buque 100. La bobina de almacenamiento 200 puede ser removida por deslizamiento sobre los rieles de deslizamiento en t 115 levantando cinco piezas de las piezas. El reborde superior se separa del tambor en 209. El tambor se separa del reborde superior en 210. El reborde inferior reposa sobre la parte superior de las ruedas 206 sin conexiones empernadas libres de giro. El enrejado intermedio 213 debe tener ruedas 110 removidas para separar el enrejado 214 del buque 100, y el enrejado exterior 214 se separa del enrejado intermedio 213 en un lugar 211 tras la remoción de los pernos o pasadores que sujetan el enrejado 213, 214 juntos. La bobina 200 también está equipada para ser levantada una sola vez utilizando las anillas 212. Los eslabones 240 conectan mecánicamente las secciones giratorias 201, 202, 203 a las secciones no giratorias 213 y 214.

La cantidad de soldadura 110 para conectar la bobina 200 a los rieles en t 110, 105, necesita ser suficiente para evitar que la bobina ' 200 se mueve con relación a la cubierta.101 o en corte con respecto al riel en t 105. De manera alternativa, están disponibles otros métodos tales como los bloques de esfuerzo cortante. Tales bloques tendrían que ser suficientemente gruesos, de modo que sea colocado un bloque en la placa colocada en los rieles en t 105, el bloque no produciría fuerzas cortantes si se aplica un bloque por bobina 200 cargada con tubos 215 el cual es el peso principal que produce la fuerza cortante.

Sis-tema de Colocación Convencional Para El Tensor (Figura 6) Para el modo convencional la bobina 200 se remueve de la cubierta 101, por ejemplo, utilizando la grúa 170 como en una de las formas discutidas anteriormente, y es reemplazada por una Rampa de Manipulación de Tubos 150. El tubo 215 se localiza en el área de almacenamiento 155 para utilizar el proceso de colocación convencional. El tubo 215 es levantado de almacén 155 e introducido en la rampa de manipulación de tubo 150 como es bien conocido en la técnica. En la rampa de manipulación de tubos 150 las secciones individuales de tubo 215 se conectan juntas, tal como por soldadura como es bien conocido en la técnica. Finalmente el tubo soldado 215 sale de la rampa de manipulación de tubos 150 y se introduce en las cajas de rodillos 160 en la salida de la rampa de manipulación de tubos 150. Todo lo anterior es bien conocido en la técnica. Las cajas de rodillos 160 transportan el tubo 215 al lugar del enderezador/alineador 400. Para este propósito, como se discute más adelante, la carro de la bobina de nivel 402 se eleva a su nivel más alto (Figura 9 en la linea sombreada), y el tubo 215 se desplaza debajo del carro de la bobina de nivel 402 al primero de los tensores 500. Deberá notarse que el peso del tubo 215 que proviene del aguijón 800 suministra la fuerza motriz para los tubos conectados 215 y al mismo tiempo las cajas de rodillo 160 que tienen rodillos giratorios soportados por cojinetes, que no son motorizados y dependen de la operación de los dispositivos de popa del enderezador/alineador 400. Esos dispositivos se describen más adelante y regulan la velocidad de alimentación del tubo 215 al enderezador/alineador 400. La velocidad del tubo 215 es controlada por el sistema de control 900 que controla tales dispositivos .

Sistema de accionamiento de la bobina 300 (Figuras 7 y 8) .

Como se muestra en la Figura 8, el sistema de accionamiento de la bobina 300 incluye cuatro conjuntos de accionamiento 306, 307, 308, 309 unidos a un solo patín 301.

•El patín 301 está empernado al enrejado exterior 214 en los lugares 310, 311, 312, 313 y está soldado 110 a los rieles en t 105. Cada conjunto de accionamiento 306, 307, 308, 309 es alimentado por un solo motor de CD. 302 (tal como un motor de 285 kw) . Cada motor 302 está acoplado a una caja de engranajes de dos velocidades 303. Una de las velocidades de la caja de engranajes 303 es para acomodar un primer modo de operación del accionamiento de la bobina 300, una velocidad rápida y la otra velocidad sería una velocidad más lenta, la velocidad exacta depende de que tan rápido sea devanado, bobinado, despachado o tirado el tubo 215. La caja de engranajes 303 está acoplada a un freno de disco 304, acoplado a un planetario en ángulo recto. 305, acoplado a un piñón 320. El freno de disco 304 se utiliza preferiblemente como un freno estático, aún cuando pueda tener características de freno dinámico para evitar que la bobina 200 gire debido al motor 301 que actúa sobre el engranaje de velocidad 303 o el tubo 215 que actúa para jalar la bobina 200. El freno de disco 304 sería utilizado cada vez que se aplique el frenado a la bobina 200. Junto antes de que la bobina 200 se detenga, el freno de disco 304 sería activado hidráulicamente (no se muestra), para conservar la superficie de las zapatas y discos del freno libres de corrosión aplicándose justo antes del frenado .

Mantener la tolerancia de malla de 1/16" (1.5875mm) del engranaje principal 204 y el piñón de accionamiento 320 es un parámetro importante, además,' se requiere la concentricidad verdadera del engranaje principal circular 204 con relación al giro alrededor del centro de la bobina 200. El procedimiento para asegurar las tolerancias de malla correctas es como sigue: Hacer girar la bobina 200 e inscribir un circulo 230 sobre el borde exterior de la parte superior del reborde inferior 203 utilizando las tolerancias de operación del cojinete central 205. El control de las tolerancias del engranaje principal 204 se define por el circulo inscrito 230. El freno de disco 304 se acopla a un engranaje de reducción planetario en ángulo recto 305 que acciona un piñón 320 el cual acciona el engranaje principal 204 de la bobina de almacenamiento 200. El piñón 320 es acoplado y desacoplado por dos cilindros hidráulicos 321 (Figura 7). Cada conjunto de accionamiento 306, 307, 308, 309 se mantiene seguro en una configuración lineal por medio de cuatro conjuntos de cojinetes lineales 322- Los conjuntos de accionamiento 306, 307, 308, 309, son todos montados sobre un solo patín 301. El patín 301 puede ser removido como una sola unidad separada de la bobina 200 o durante el mismo periodo de tiempo en el que la bobina 200 es removida. El patín 301 se remueve por la misma razón que es removida la bobina 200 para hacer espacio para los dispositivos, para colocar tubos convencionales tales como una ¦ rampa de manipulación de tubos 150. De manera alternativa el patín 301 puede ser empernado o de otro modo unido al enrejado exterior 214 y de este modo el accionador de la bobina 300 puede ser removido simultáneamente con la bobina 200 por medio de una acción deslizante.

Trabajos múltiples (Figura 1) En el devanado del tubo 215 sobre la bobina 200, es posible devanar varios trabajos de tubos 215 sobre la bobina 200. Esos serían devanados en serie sobre la bobina 200 y cada uno sería conectado individualmente como se describió anteriormente, de modo que puedan mantener su propia tensión. Y por ejemplo, podrían utilizarse las dos anillas 218 para conectar el primer trabajo o podría soldarse en su lugar y a continuación devanar un segundo trabajo sobre la bobina 200. De manera alternativa podrían ser devanados dos tubos 215 sobre la bobina 200 simultáneamente si un trabajo permite la colocación simultánea de dos tubos 215. Como se discute más adelante, los tubos devanados 215 sería enderezados por el enderezador 400 simultáneamente.

Enderezador/Alineador 400 (Figuras 9-15) El enderezador/alineador 400, al que se hace referencia como "s/a", recibe el tubo 215 de la bobina 200 (Figuras 2, 3) . El s/a 400 incluye la estructura de soporte de acero 401 que soporta el carro de la bobina de nivel 402 (mostrada en dos posiciones, una en lineas sombreadas, en las Figuras 9,10) y una cabina de operador 403 mirando hacia la popa. Se utilizaron cuatro' cilindros hidráulicos 404 para el carro de la bobina de nivel 402. Los cuatro cilindros hidráulicos 404 son acoplados mecánicamente juntos por medio de un sistema de sincronización 450. El sistema de sincronización 450 (Figura 13) incluye cuatro cremalleras 405 y piñones 406, las cremalleras 405 montadas sobre el armazón de soporte vertical 412 de las esquinas del s/a 400, y los piñones 406 montados sobre el carro 402 debajo engranados a las cremalleras 405. El sistema de sincronización 450 también tiene el piñón 406 que gira libremente cuando el carro 402 sube y baja sobre las cremalleras 405. El piñón 406 sobre la parte proa del buque 100 se acopla a una caja de engranajes en ángulo recto 409, y el piñón de popa 406 también se acopla a través de un tubo de torsión 408 que corre hacia delante, hacia la caja 409. Esto es cierto tanto en el lado de babor como en el lado de estribor del s/a 400. Las dos cajas 409 se acoplan por medio de un tubo de torsión 465 que conecta los lados adyacentes de Babor y Estribor. De este modo, los piñones 406 del sistema dé sincronización 450 se acoplan mecánicamente a los tubos de torsión 408 que corren hacia la proa y hacia la popa del buque 100 y mantienen el carro de la bobina de nivel 402 en orientación horizontal. Este sistema de sincronización 450 del carro de la bobina de nivel 402 crea redundancia y elimina fallas en un solo punto, tales como las fallas de cualesquiera de los cilindros hidráulicos 404 o las abrazaderas/roldanas 460 que no tienen efecto sobre el nivel del carro 402. De este modo, con este sistema de sincronización 450, una falla total del cilindro hidráulico 404 no evitará que el carro de la bobina de nivel 402 funcione de manera apropiada debido al acoplamiento mecánico de los cilindros hidráulicos 404 en el sistema de bobina de nivel . El propósito del s/a 400 es guiar el tubo 215 sobre y fuera de la bobina 200 en una condición enderezada. La posición de la bobina de nivel del carro 402 se controla, de manera preferible, manualmente desde la cabina del operador 403, aunque podría ser controlada automáticamente. La posición de la bobina de nivel en el equipo de popa del s/a 400, es decir, los tensores 500 y los rodillos de salida 600, es controla automáticamente, de manera conformable, para producir un perfil de tubo deseado específico preprogramado y un sistema de control 900. Esta posición de la bobina de nivel se logra utilizando la salida de uno de dos Transformadores Diferenciales Variables Lineales (LVDT) 410 para los cilindros de bobina del nivel 404 por cada- uno de ^ los dos cilindros de la bobina de nivel 404, de manera preferible solo dos cilindros tienen LVDT 404 y esos dos cilindros 404 están en las esquinas opuestas del s/a 400 sobre el buque 100 como dato, y de manera preferible utilizando una señal cuando ambos funcionan entre si como refuerzo, y alternando con el operador si únicamente está ^10 funcionando uno. La salida del LVDT 404 es una entrada para el cálculo de un algoritmo, el cual, por métodos bien conocidos en la técnica, reproduce el perfil de orientación del tubo 215 deseado del tubo 215 en la popa del s/a 400. Esto fija la altura deseada de los cilindros de 1a bobina de nivel de ambos tensores 500 y los rodillos de salida 600 para lograr el perfil de tubo 215 deseado preestablecido antes de comenzar la colocación de los tubos. Los LVDT 410 proporcionan la señal de ida de alimentación necesaria al sistema de control 900 (Figura 3) . Esta señal es traducida en un perfil de control de nivel preciso que fija la posición de la bobina de nivel de los dos tensores 500 y los tres rodillos de salida 600, como se describe de manera más completa más adelante, para igualar el perfil del tubo 215 deseado. El combado o curvado del tubo se evita utilizando dos circuitos de control de tensión, uno controla la tensión de popa del tensor de popa 500, y el otro controla la tensión entre la bobina 200 y el tensor de la materia 500. Esos dos circuitos de control operan en cascada. La posición de bobina de nivel de los tensores 500 y los rodillos de salida 600 es crucial para minimizar la tensión impuesta sobre el tubo 215. El carro 402 incluye tres carriles 413, 414, 415 (Figuras 12, 13) y una cabina de operador 403. Cada carril 413, 414, 415 utiliza almohadillas elastoplásticas 411 para no dañar el tubo 215 y recubrir . el tubo durante el devanado y la operación de colocación del tubo. Durante el devanado ambos carriles 414, 415 se desvian de la trayectoria del tubo 215 y la única pieza en contacto con la almohadilla es el carril 412. El tubo 215 se deforma sólo plásticamente en una dirección durante la operación de devanado. A diferencia de la técnica anterior, solo existe una operación de flexión del tubo 215 durante el devanado. Además, no existe flexión inversa sustancial del tubo 215. En el proceso de enderezamiento del tubo, la flexión inversa se reduce al mínimo para obtener una tensión residual mínima en el tubo 215, sin tendencia a sobreenderezar . Este proceso ha sido adoptado para reducir al mínimo la cantidad de trabajo del tubo 215 y para mantener la redondez del tubo 215. En la técnica anterior, el tubo sin salida se localiza en el lado de babor del buque. El tubo es enviado del lado de babor al lado de estribor de la bobina devanándose en la dirección contraria a las manecillas del reloj, invirtiendo de este modo la flexión del tubo. La invención ' utiliza el -lado de estribor del devanado del buque 100 en la dirección contraria a las manecillas del reloj . Esta invención no invierte sustancialmente la flexión del tubo 215. El carril 413 es el único utilizado en el devanado debido a que no se efectúa operación de enderezamiento durante la operación de devanado. Los carriles 414 y 415 son utilizados para propósitos de enderezam ento, los cuales son muy necesarios en el devanado. De este modo, no se utilizan. El carril 413 guia el tubo 215 sobre la parte apropiada de la bobina 200, minimizando por lo tanto la tensión del tubo 215 durant.e la operación de devanado cuando sale de su área de almacenamiento. Una vez devanada la longitud deseada del tubo 215 sobre la bobina de almacenamiento 200, los tres carriles 413, 414, 415 del s/a 400 se colocan en un lugar calculado, predeterminado, probando para alcanzar la orientación horizontal deseada. ¦ En esos cálculos la contratensión del tubo y las separaciones y geometría del equipo corriente arriba y corriente abajo también se presentan como datos de entrada. Para estirar eficientemente un tubo, tiene que ser forzado en una curva invertida particular. Una pequeña cantidad de elasticidad de los recubrimientos y . la forma elástica gruesa de las almohadillas del carril redistribuyen las desviaciones locales de los ajustes reales "exactos" del rodillo. No es necesario proporcionar ajustes del cilindro hidráulico wtocando un botón" por cada rodillo. Esto se sumaria en gran medida a la complejidad de los carriles y podría reducir a la rigidez requerida del control sobre la flexión del tubo. Los carriles 413, 414, 415 pueden colocarse por sí mismos solo en el plano horizontal, no en el plano vertical. De este modo, el ajuste vertical del tubo 215 se logra únicamente por medio del carro 402. El propósito de los carriles 413, 414, 415 durante la operación de colocación del tubo es colocar apropiadamente el tubo 215 en orientación horizontal. Esto endereza el tubo 215. Los ajustes óptimos para los carriles del enderezador de tubos son aquéllos que generan trenes de almohadilla 411 uniformes sobre la pared del tubo 215, o el recubrimiento, en cada almohadilla 411 de cada carril 413, 414, 415. Cuando se colocan varios tubos de diferentes diámetros durante un solo viaje, entonces pueden adoptarse contornos de carril estándar de modo que solo los movimientos de todo el cuerpo del carril intermedio 414, y posiblemente los carriles de entrada 413 y salida 415, se requieran para reajustar el enderezador 400 para los diferentes tubos 215. Los ajustes estándar son elegidos de modo que los contornos de los carriles se aproximen al caso de la presión de almohadilla uniforme, para que se desplieguen el tamaño de tubo y el espesor de pared máximos, y también de modo que las presiones del recubrimiento especificadas no se excedan para los otros tubos 215, donde las presiones de la almohadilla no son uniformes. El enderezamiento más eficiente se logra con presiones de almohadilla uniformes en cada carril, y con la elasticidad del tubo a todo lo largo del carril del enderezador intermedio 414. Esta distribución del momento reduce al mínimo las tensiones locales en la sección del tubo y la curvatura invertida requerida del tubo para lograr el enderezamiento. En consecuencia, cuando se requiera llevar a cabo el reajuste rápido del enderezador del tubo 400 para ajustarse a los diferentes tubos 215 puede lograrse entones utilizando los contornos del carril para un tubo 215 y mediante el movimiento de todo el cuerpo de los carriles individuales 413, 414, 415. Los contornos estándar del carril están relacionados con presiones de almohadilla uniformes 411 para un tubo de diámetro mayor 215 de material del más alto grado. Cuando van a ser enderezados tubos 215 de menor grado, o tubos 215 de diámetros similares, entonces usualmente solo se requiere mover el carril intermedio 414 y se mantienen presiones de almohadilla casi uniformes 411 en la interfaz con el tubo 215. Los carriles 413, 415 son carriles ajustados manualmente. La posición de los carriles 413, 415 se fijan después del proceso de devanado durante los ensayos de colocación del tubo. El carro 402 del enderezador 400 es colocado ligeramente salido con relación ál tubo 215 sobre la bobina para proporcionar condiciones de preenderezamiento casi constantes para el tubo a partir de diferentes capas o vueltas sobre la bobina. Los carriles 413, 415 están presentes como parte de los ensayos para lograr una flexión invertida suficiente del tubo 215 y por lo que el resultado final del tubo deformado plásticamente 215 sobre la bobina 200 es el tubo recto deseado en la dirección horizontal; es decir, viendo hacia abajo sobre el tubo y viendo en linea recta hacia la salida del s/a 400. Este proceso de enderezamiento es en conjunto con el carril 414 así como los carriles 413 y 415. De este modo, los carriles 413, 415 son colocados para recibir el tubo 215 y para permitir que el carril 414 efectúe la operación de flexión invertida real, removiendo por lo tanto la curvatura del tubo 215 que experimenta la salida de la bobina 200. Antes de que comiencen las operaciones de colocación' del tubo, debe determinarse el enderezamiento del tubo 215 que parte del s/a 400 a partir de ensayos de enderezamiento del tubo 215 como se discutió anteriormente para determinar la curvatura del tubo 215 en la dirección horizontal después de salir del s/a 400 para ajustar los carriles 413, 414, 415. Los ensayos de enderezamiento del tubo se efectúan hasta que se logra un enderezamiento deseado. Si son devanados múltiples trabajos de tubo 215 sobre la misma bobina 200, cada trabajo tendrá que efectuar ) sus ensayos.de enderezamiento después de su devanado antes de completar el siguiente trabajo. Si se utilizan tubos 215 simultáneamente, los ensayos de enderezamiento efectuarían el ajuste del carril 413, 415 y entonces el carril 414 para cada tubo 215 al mismo tiempo. Normalmente, el mismo tubo 215 tendría que ser utilizado sobre ambas partes en la colocación ^10 simultánea debido a que los grados de libertad en la modalidad preferida no son suficientes para hacer variar las fuerzas que enderezan el tubo en la dirección horizontal para tubos individuales 215. . Finalmente, cada carril 413, 414, 415 se ajusta durante los ensayos de enderezamiento hasta que se alcanza un enderezamiento adecuado, confirmando que el tubo 215 se desplaza en línea recta hacia abajo sin salida del tubo. Ambos carriles 413, 415 son ajustados manualmente por válvulas de control 470 para el fluido hidráulico que controla la extensión del pistón 471 de localización de los cilindros hidráulicos 412. Los cilindros hidráulicos 412 empujan nuevamente el carro 402 y ajustan respectivamente la posición de los carriles rígidos 413, 415. La posición deseada de los carriles 413, 415 se asegura cuando se alcanzan manualmente los bloques o placas de compensación 472. Las placas de compensación 472, de varios espesores, se agregan o remueven manualmente hasta que se alcanza la posición deseada de cada carril 413, 415 para lograr el enderezamiento del tubo 215. El carril 414 (carril intermedio) es una unidad altamente especializada debido a que a diferencia de los carriles 413, 415, tiene capacidad de control remoto por medio de un sistema de posicionamiento sincronizado 480. Utilizar solo uno de tales carriles 414 (se utilizan en la modalidad preferida gatos de tornillo) ayuda a controlar los costos del sistema y de este modo es preferible. Cuatro gatos de tornillo accionados hidráulicamente 407 (Figuras 14 y 15) similares a los cilindros 412 empujan contra el carro 420 del s/a 400 y el carril de posición 414 con relación a los carriles 413, 415. Los gatos de tornillo accionados 407 son acoplados mecánicamente de manera similar al carro 402 para determinar la posición de los carriles 413, 414, 415. El control del carril 414 puede ser manual/visual o controlado por computadora. Para el sistema de posicionamiento sincronizado 480, cada uno de los gatos de tornillo 407 es conectado a acoplamientos 476, dos de los acoplamientos se unen a tubos de torsión 477 que corren de proa a popa sobre los extremos superior e inferior del sistema de posicionamiento 480 del carril 414. Todos esos tubos de torsión 477 se encuentran sobre el lado de babor del carril 414. Un accionador 478 se encuentra colocado entre los gatos de tornillo superior e inferior 407 (Figura 14) acoplado por los acoplamientos 476 a las cajas de engranajes 479. El acoplamiento del gato de tornillo accionado 407 es para hacer que trabajen juntos como una unidad, aplicando la misma fuerza al mismo tiempo para evitar que uno de ellos deslice el carril 414 mientras está en operación. Un codificador óptico 481 proporciona la retroalimentación necesaria de la posición de un gato de tornillo 407, y en consecuencia, debido a que están acoplados mecánicamente, todos los gatos de tornillo 407 determinan la posición real del carril 414 con relación al tubo 215 en el plano horizontal. El carril controlado p.or computadora 414, ya sea que corra manual o automáticamente, da al s/a 400 la flexibilidad para alcanzar las restricciones de operación impuestas para enderezar el tubo 215. En la mayoría de los casos el control se fija de modo que la sección transversal del tubo 215 sea uniforme sin obstrucciones obvias. En aplicaciones en aguas profundas el tubo devánado 215 puede contener dispositivos para contrarrestar la flexión lateral, ánodos u otras obstrucciones relacionadas con los sistemas tubo en tubo. En el modo manual, si ocurre una obstrucción que sea parte del tubo devanado 215, el operador vería provenir esta y pasaría por alto la operación del gato 407 sobre el carril 414 hasta que el operador vea que la obstrucción pasa y dando instrucciones a los gatos 407 para restablecer el carril 414 en su posición exacta antes del advenimiento - de la obstrucción. No existe un modo automático en la modalidad preferida para lograr este mismo propósito tal como la presión o dispositivos ópticos viendo hacia adelante. Como se muestra en la Figura 11, el tubo 215 se alimenta alrededor del carril 413 y es doblado hacia el lado contrario por el carril 414 el cual fuerza el tubo 215 contra los carriles 413 y 415. Los carriles 414 y 413 también son accionados para girar, para disminuir la cantidad de fuerza de fricción entre cada uno de los carriles 413, 414 con el tubo 215 para no dañar el recubrimiento del tubo 215 durante el devanado y colocación. Cada uno de los carriles 413, 414, 415 tiene varias almohadillas de s/a 411. Las almohadillas 411 están formadas de modo que trabajarán con tubos de cualquier tamaño dentro de los parámetros de la modalidad preferida, sin cambiar de tubo a tubo. Sin embargo, si están siendo utilizadas colocaciones simultáneas de tubos, donde dos tubos 215 son colocados simultáneamente, entonces las almohadillas cambiarían para reflejar que tienen tubos duales 215. Tal cambio sería por medios manuales entre trabajos, manteniendo el tubo 215 tensado sobre la bobina 200 interconectando el tubo 215 a ser empernado a la bobina 200 como se discutió anteriormente.

Para incrementar la eficiencia de las operaciones de colocación convencionales, el carro 402 es colocado en la parte superior de la estructura de soporte e inmovilizado mecánicamente en ese lugar. Esto se efectúa para permitir espacio para una estación de trabajo adicional debajo del carro en el modo de operación de colocación de tubos convencional como se discutió anteriormente. El modo preferido requerirá un observador para ordenar la primera plataforma de la bobina de nivel (plataforma del alineador/enderezador) a la altura deseada. En esta configuración, todas las otras plataformas discutidas más adelante seguirán donde ellas, si existe referencia a la primera plataforma vis-a-vis en la ba.se de datos de la tubería. También se proporciona una instalación de corte manual (no se muestra) . Un primer modo alternativo será el semiautomático, con la posición ideal siendo derivada dentro del sistema de control 900 relacionado con la longitud del producto que esté siendo tomada de la bobina 200. Se proporcionaría una instalación de corte manual. Un cálculo basado en un programa determinaría la altura del tubo 215 con relación al dato fijo. La retroalimentación para este cálculo se relacionaría con la longitud del producto tomada de la bobina 200 combinada con el cálculo de las revoluciones de la bobina/diámetro del producto. El sistema de control de la bobina de nivel 900 detexminará entonces todas las posiciones de la plataforma de la bobina de nivel, y verificará si están dentro de una cierta tolerancia. Si no, el sistema de- control 900 dirigirá el accionador del cilindro respectivo para moverlo a la posición apropiada ajustando de este modo la plataforma de bobina de nivel respectiva a la altura deseada. Un segundo modo alternativo permitirá que todas las plataformas sean controladas independientemente a través del uso de botones pulsadores de ascenso/descenso localizados en la consola de . control o locales a la plataforma de la bobina de nivel que está siendo controlada. El control de la consola local o de control seria determinado solo a partir de la consola de control. Se proporcionará una indicación para mostrar si el control de la consola local o de control está activo.

Tensores 500 (Figuras 16, 17, 18) La contratensión sobre el tubo 215 a la bobina 200 se requiere para asegurar el enderezamiento eficiente y la geometría del tubo de entrada constante en proceso de enderezamiento. Para reducir al mínimo la tensión acumulativa del tubo es ventajoso fijar la contratensión del tubo 215 de modo que la tracción de la bobina 200 enderece el tubo 215 a aproximadamente el radio del carril 413. De este manera se evita doblar nuevamente el tubo 215 en el carril 413, y la ovalación del tubo 215 se reduce al mínimo. La contratensión del tensor 500 no tiene que fijarse en una magnitud exacta sino que deberá mantenerse dentro de un intervalo de magnitud recomendada de +/- 20%. Los dos tensores 500 se colocan en serie en la popa del s/a 400. Cada tensor 500 está comprendido de una estructura de soporte de acero 501 sobre la cual se monta de manera giratoria por medio del pivote 506 un armazón de montaje de carril de acero 502. Dos carros 503 por cada tensor 500 se deslizan sobre bandas de soporte 504 a lo largo de la longitud vertical de las patas de la estructura de soporte 520. Los carros 503 soportan el armazón del carril 502 a lo largo del carril 502 con respecto a los carros 503 alrededor de los pivotes 506. La altitud (separación) del armazón del montaje del carril 502 puede ajustarse por medio de los cilindros hidráulicos 505 que giran alrededor de dos cojinetes 506 del carro. Por esa razón sería necesario ajustar el armazón del montaje del gato 502 por medio de los cilindros hidráulicos 505, de modo que el armazón del montaje del carril 502 pudiera girar alrededor de los cojinetes 506 para conformarse al perfil del tubo deseado 215 cuando se introduce en los tensores 500 debido a que el perfil podría aún ser convexo debido que los tensores 500 están en el área sobredoblada del tubo 215. La bobina de nivel de los carros 503 es colocada por cuatro cilindros hidráulicos 507 unidos al carro 503, dos sobre cada lado del armazón de montaje del carril 502. De manera especifica, los cilindros 507 están unidos' en su base por abrazaderas 525 a riostras angulares 530 de las patas 520. Los otros extremos son unidos a cuatro cadenas 508. Las cadenas 508 están unidas en su otro extremo a un mecanismo de equilibrio 531 de ambos carros adyacentes 503 y la "masa inactiva" termina sobre la abrazadera 532. Las bobinas de nivel de ambos carros 503 son acopladas mecánicamente por un eje de equilibrio 509. El eje de equilibrio 509 fuerza a la cadena 508 para que tenga una tensión igual. El propósito de los cilindros 507 es que se extiendan, es decir, que los pistones se extiendan más hacia afuera que los cilindros, el efecto es hacer que los carros 503 sean bajados con relación a la cubierta 101. El armazón de montaje del carril 502 aloja dos carriles de tensor 510 y un montaje de compresión 540. El montaje de compresión 540 incluye cuatro gatos de tornillo 512 acoplados mecánicamente 511. El acoplamiento mecánico 511 incluye un motor hidráulico 513. El motor hidráulico 513 hace girar la caja de engranajes 541. La caja de engranajes 541 hace girar los tubos de torsión 542 de manera similar al s/a 400. El carril inferior 510, es decir el más cercano a la cubierta 101 no se mueve con relación al montaje del armazón del carril 502. Únicamente el carril de la parte superior 510, es decir el más lejano de la cubierta 101 se mueve con relación al armazón del carril 502. El acoplamiento mecánico 511 mantiene el estado del nivel de los carriles 510. Con el propósito de poder ver, se colocan tubos entre los carriles superior e inferior 510, los cuales se dejaron abiertos en los dibujos. En la práctica real, esos estarían muy cerca uno del otro, emparedando el tubo 215 entre los carriles superior e inferior 510. Esto cerraría cualesquier espacios dejados en las figuras. El cierre del espacio se logra a través de gatos de tornillo 512 como se discutió anteriormente. Mientras los gatos de tornillo 512 colocan los carriles, se proporcionan bolsas de aire 513 las cuales se inflan proporcionando la fuerza normal para comprimir el tubo 215.. El número de bolsas de aire 513 y su posición con respecto al control del conjunto, por ejemplo, se inflan y desinflan cuatro bolsas de aire como una unidad, y son reguladas por razones de redundancia. De este modo, una falla al colocar las Bolsas de aire 513 no causa pérdidas de la fuerza normal a lo largo de una sección del carril 510. Obviamente el número de bolsas de aire 513 y el agrupamiento del control necesitan reducirse al mínimo para economizar en la construcción. Los carriles del tensor 510 se colocan contra el tubo 215 para proporcionar la fuerza normal necesaria para mantener la tensión sobre el tubo 215. La tensión sobre el tubo 215 se mantiene en otra dirección, es decir si está ocurriendo el devanado o si está ocurriendo la operación de colocación. Los LVDT 529 determinan la posición de la bobina de nivel del tubo 215 que se desplaza a través del tensor 500' como se discutió anteriormente. Además, se proporcionan cilindros de compensación 543 en el extremo de entrada y el extremo de salida de los carriles 510 para sujetar los extremos 544 de las placas de las bolsas de aire 545. Las posiciones deseadas de los cilindros de compensación 543 se fijan manualmente, de manera preferible, al inicio de cada trabajo. Además, el eje posterior 547 de la cadena de accionamiento 548 de los carriles 510 se encuentra sobre una deslizadera o patín 549 y se coloca en respuesta a la presión que refleja los cambios de la tensión viables de la cadena de accionamiento 548. Se proporcionan cuatro motores de C.D. 302 para operar los carriles 510. Los motores de C.D. 302 son utilizados para accionar los carriles 510 a velocidades variables para ajustar la tensión sobre el tubo 215 ejercida por los carriles 510. El sistema de control 900 regula esos con mucho de la misma manera que los motores de la bobina 302 son regulados. El sistema de accionamiento de los tensores 500 comprende un motor de C.D. 302 acoplado a dos cajas de engranajes de velocidad 550, acopladas a un freno de disco 551, acoplado a un planetario de ángulo recto 552, acoplado a una rueda de entrada de accionamiento 553, acoplada a una cadena de accionamiento 548. Los tirantes transversales 554 están empernados a la cadena 548. Las almohadillas del tensor 5'55 están empernadas a los tirantes transversales 554. Esto completa la conexión del motor de C.D. 302 al tubo 215. Las separaciones de los carriles 510 son controladas automáticamente para conformarse al doblez superior convexo deseado en el tubo 215 en un lugar especifico con relación a la barcaza 100 para los cilindros 505. Los LVDT 588 proporcionan la retroalimentación necesaria al sistema de control 900 para controlar la separación deseada de os carriles 51.

Rodillos de Salida 600 (Figura 19) Para proporcionar un soporte vertical al tubo 215 para mantener un perfil de tubo apropiado, como se discutió anteriormente, entre los tensores 500 y el aguijón 800, se utilizan tres rodillos de salida 600. Cada rodillo de salida 600 tiene la capacidad de la bobina de nivel para soportar el tubo 215 a un perfil de tubo especifico, como se discutió anteriormente. Las bovinas de nivel de cada uno de los rodillos de salida 600 son colocadas por dos cilindros hidráulicos 601. El control de tales cilindros utiliza válvulas de control proporcional hidráulicas duales 602. Un transductór de presión 604 por cada cilindro 601 se localiza de modo que detecta la presión entre el tubo 215 y el cilindro 601 para indicar la carga vertical del tubo 215 en ese lugar sobre la barcaza 100. De esta manera, si un t'ransductor de presión 604 está leyendo un valor de presión mayor, esto seria indicativo de que el tubo 215 tiene que enrollarse más hacia un lado. Las válvulas de controle proporciónale hidráulicas 602 en respuesta a los LVDT 603 colocan los cilindros 605. Los LVDT 603 proporcionan la entrada del sensor necesaria para controlar el sistema 900 para determinar la posición vertical real de cada rodillo 605. Las entradas de los LVDT 603 son utilizadas por el sistema de control 900 como retroalimentación para asegurar que el perfil de tubo apropiado sea mantenido por cada uno de los rodillos de salida 600, como se discutió anteriormente. De manera alternativa, en lugar de controlar la computadora por medio del sistema de control 900, si el sistema es manual, la posición vertical de cada uno de los rodillos de salida 600 puede ser alimentada manualmente a un control de nivel local o puede fijarse manualmente.

Tracción o Compresión por Medio de Gatos del Aguijón 700 (Figuras 20, 21, 22) Los sistemas de tracción o compresión por medio de gatos del aguijón 700 colocan el aguijón 800 para satisfacer los requerimientos de operación del trabajo de colocación de tubos individuales, tales como el diámetro del tubo, espesor de la pared, requerimientos de tensión (incluyendo si se colocan llenos o vacíos) y similares. Existe una barra de enlace 701 que enlaza cada sistema de tracción o compresión por medio de gatos del aguijón 700 al aguijón 800, conectando por lo tanto el aguijón 800 a la barcaza 100. La conexión se hace por medio de un muro en aleta 705 por cada sistema de tracción o compresión por medio de gatos del aguijón 700. El muro en aleta 705 es una parte integral de la barcaza 100. Dos sistemas de tracción o compresión por medio de gatos 700, uno sobre cada barra de enlace 701, proporciona los medios para ajustar la compensación de posición discutida anteriormente. Cada sistema de tracción o compresión por medio de gatos del aguijón 700 está comprendido de una caja estacionaria 702, una caja conductora 703, pernos 708, 707, 711, 710 y cilindros hidráulicos 704. La caja estacionaria 702 está empernada al muro en aleta 705 a través de las anillas 712 en las cuales se insertan tres pernos permanentes, el perno interno o central 710 y dos pernos externos 711. Utilizando tres pernos 710, 711, se permiten ciertos grados de latitud para una barra de enlace 701 como se discute más adelante. La caja conductora 703 se monta para oscilar adyacente a la caja estacionaria 702. La caja conductora 703 es accionada por cuatro cilindros hidráulicos 704. Las extensiones de los pistones de los cilindros 704 son medidas por los LVDT 706 para proporcionar la retroalimentación necesaria para determinar la posición real de la caja conductora 703 con relación a la caja estacionaria 702. La Figura 20 muestra las posiciones extremas de - la caja conductora 703 con relación a la caja estacionaria 702. Una barra de enlace 701 la cual cambia su posición con relación al muro en aleta 705 pero no del aguijón 800 está dimensionada para moverse libremente dentro de la caja estacionaria 702 y la caja conductora 703. La barra de enlace 701 está libre para moverse entre los tres pernos permanentes 710, 711. Con el perno 708 insertado y el perno 707 retirado el proceso de tracción o compresión por medio de gatos comienza extendiendo la caja conductora .703 mediante el uso de los cilindros hidráulicos 704 e insertando sus pernos 707 por medio de los cilindros de empernado hidráulico 713, inmovilizando la barra de enlace 701 en su lugar con relación a la caja conductora 703. La confirmación de la colocación de los pernos 707 es una función de control necesaria para los conmutadores de proximidad 714. El siguiente paso es remover los pernos de la caja estacionaria 708 los cuales están paralelos a los pernos 707. Los pernos dé la caja 708 son removidos por cilindros de empernado hidráulico 715 en una forma similar al cilindro de empernado hidráulico 713. Una vez que los pernos 708 son removidos, los cilindros para la tracción o compresión por medio de gatos 704 pueden ser accionados, para mover la barra de enlace 701 a través de la caja estacionaria 702. Este proceso de movimiento gradual involucra a la barra de enlace 701, la caja estacionaria · 02 y la caja conductora 703 repitiéndose hasta que se obtiene la posición deseada del aguijón 800 para que el tubo 215 tenga el perfil apropiado después de salir hacia el aguijón 800 o para mover el aguijón hacia la posición del desplazamiento cuando no exista un tubo yendo hacia éste. La secuencia de la tracción o compresión por medio de gatos se muestra en la Figura 22.

Devanado/Tensores/Sistema de Tierra Sistema de Control (General) El sistema de colocación de tubos 10 tiene una capacidad de colocación de tubos convencional (normal) y una bobina, todas diseñadas específicamente para colocar tubos en aguas profundas. El sistema de colocación de tubos incluye el aguijón 800, la tracción o compresión por medio de gatos del aguijón 700, los tres rodillos de soporte (rodillos de salida) 600, los dos tensores 500 y además la capacidad de la bobina el enderezador/alineador 400 y la bobina horizontal 200. Ambos del sistema de control de colocación de tubos 900 y el sistema de control" de posicionamiento dinámico 1000, los cuales controlan los precursores 173 también montados sobre el buque 100 utilizan sistemas independientes similares, integrados para el control total como una sola unidad.

Los accionadores para los tensores 500 y la bobina 200 son motores de CD (tales como de 285kw) , cuatro por cada tensor 500 y cuatro por cada bobina 200, doce en total.

Control de Cuatro Cuadrantes de los Accionadores SCR que Utilizan Motores de CD Específicamente, lo tensores y la bobina son cada uno accionados y frenados por cuatro motores eléctricos de corriente directa excitados por separado de 285kw. La velocidad y torsión de cada motor es controladas por un sistema SCR 905 que utiliza el Control de Cuatro Cuadrantes y Frenado Regenerativo. La potencia regenerada por esos sistemas en el proceso de frenado y retroalimentada por la rejilla de energía del buque y absorbida por la planta de energía 904 como es bien sabido en la técnica. Para propósitos de redundancia, la energía de entrada se deriva de fuentes diseminadas. El sistema de distribución de energía del buque de 17.2 megawatts, 4160 voltios, está diseñado con dos tableros de conmutación principales 902 localizados en espacios físicamente separados. Esos tableros de conmutación 902 son cada uno alimentados desde tres conjuntos de generadores (no mostrados) que están aislados físicamente en dos salas de máquinas (no mostradas) . Los tableros de conmutación son unidos por un Interruptor de Cierre Automático 901, el cual les permite compartir la energía de los seis generadores (no mostrados) . Este diseño permite la falla completa de una sala de máquinas o sala de conmutación sin pérdida de la energía del buque. La energía para los sistemas SCR 905 que accionan y frenan los tensores 500 y la bobina 200 se deriva de, y se regenera a, dos transformadores de 160 VCA/480 VCA. Las bobinas primarias de esos transformadores se conectan a los tableros de conmutación principales con uno o cualquier lado del interruptor de cierre automático 901 en espacios aislados físicamente . Cada uno de los transformadores de la bobina/tensor tiene un transformador secundario igual. Cada transformador secundario tiene un interruptor de circuito de salida. Los cuatro interruptores del circuito alimentan cada uno una energía a y absorbe energía de los tres sistemas SCR Regenerativos de Control de Cuatro Cuadrantes 905. Los Sistemas SCR 905 están montados físicamente tres en cada cuatro contenedores portátiles separados. Cada contenedor está montado de manera segura sobre el buque 100. Cada Sistema SCR 905 está conectado a un motor de corriente directa excitado por separado 302. Los tres Sistemas SCR 905 montados en cada contenedor alimentan el motor 302 sobre el tensor de proa 500, y un motor 302 sobre el tensor de popa 500, y un motor 302 sobre la bobina 200. Los Sistemas SCR Regenerativos de Control de Cuatro Cuadrantes 905 son Eurotherm Serie 590 Modelo 720A. El sistema 905 controla los motores 302 controlando la corriente de la armadura de cada motor 302. El campo regulado (no mostrado separado) suministra control a los campos del motor 302. Los suministros de campo tienen características de debilitamiento del campo para el control preciso de la velocidad y un control de caballos de potencia constantes. La energía es distribuida a cada motor 302 vía un rectificador controlado por un microprocesador y regresada a la rejilla de energía 100 del buque carril un inversor controlado por un microprocesador. Existen características y acciones estándar de convertidores de energía Eurotherm Serie 590. Los sensores contenidos dentro de cada Sistema SCR 905 determinan la magnitud y dirección de la corriente que circula en la armadura de cada motor 302. La velocidad de la armadura se deriva de tacómetros 370 fijos al extremo del eje de la armadura. La entrada del tacómetro 370 está conectada al Sistema SCR 905 por medio de un cable de fibra óptica (no mostrado) . Los algoritmos de control regenerativos de cuatro cuadrantes estándar son preprogramados en el microprocesador por el fabricante. Esos incluyen el control de la corriente de la armadura, control de velocidad y control de campo.

Los bloques de control especiales son preprogramados en el microprocesador del Sistema SCR 905 por el fabricante. Esos incluyen: bloques de' control PID, .bloques de manipulación de la red, y desbobinadoras centrales, bloques calculadores del diámetro, bloques calculadores de la inclinación, bloques calculadores de compensaciones, bloques calculadores de torsión, y bloques calculadores de demanda de velocidad. Los puntos de conexión de entrada/salida son proporcionados por el Eurotherm para puntos analógicos y digitales. Existen puntos de interconexión para señales de ordenes externas, entradas de sensores y salidas de datos. Esas conexiones se utilizan para ordenar al sistema y proporcionar retroalimentación . Los Sistemas SCR 905 utilizan esos puntos de entrada/salida para comunicarse con los Controladores Místicos Opto22 por medio de entradas y salidas digitales analógicas. Los Controladores Místicos Opto22 son controles de proceso distribuidos completamente programables . Ellos se programan utilizando el lenguaje de órdenes y control Cyrano. La entrada/salida se efectúa por medio de "ladrillos" y módulos de entrada y salida inteligentes Opto22. Los Sistemas SCR comunican parámetros de operación vía los puertos de comunicación RS232. La información en serie se pasa a una computadora SCADA 903 para desplegarse y registrarse cronológicamente. El sistema de computadoras SCADA 903 es capaz de comunicarse con y controlar los Controladores Místicos Opto22. Esto proporciona un fácil acceso a los parámetros de sincronización que actúan como medios de refuerzo del control. La Consola del Control del Tubo, PCC, 906 se comunica con los sistemas SCR 905 a través del Sistema de Control Distribuido. La presentación de los parámetros del sistema es proporcionada por dos sistemas, dispositivos de representación visual analógicos y digitales sobre el PCC 906, y a través de pantallas mudas desarrolladas en el programa Wonderware y presentadas sobre una CTR del PCC 906.

Definiciones 1. Regeneración- Cuando un motor eléctrico 302 es accionado por su carga, de modo que cuando se desbobina la bobina 200 actúa como un generador que absorbe energía cinética de la carga. La energía cinética es convertida a energía eléctrica. 2. Frenado Regenerativo-El efecto de frenado sobre la carga de un motor eléctrico 302 causado por la energía absorbida en la regeneración de la energía eléctrica. 3. SCR- Rectificador Controlado de Silicón- Un dispositivo en estado sólido utilizado para rectificar corriente alterna. Un SCR permite que la corriente pase en una dirección únicamente. La corriente no pasará a través del dispositivo a menos que se le permita hacerlo por medio de la presencia de un impulso de compuerta cuando el dispositivo sea desviado hacia adelante. 4. Sistema SC -Un tipo de sistema (Figura 26) en uso común en toda la industria, el cual convierte una fuente de corriente alterna en corriente directa para controlar la velocidad, dirección y torsión de un motor de CD. La conversión se logra mediante la rectificación de la entrada de CA con un puente de SCR. 5. Inversor-Un dispositivo que convierte electricidad de corriente directa en corriente alterna. 6. Cuatro Cuadrantes-Término descriptivo que se refiere a un sistema de control de movimiento que puede operar en los cuatro cuadrantes; es decir, la velocidad en cualquier dirección y torsión en cualquier dirección. 7. Control de Cuatro Cuadrantes-Metodología de control de uso común en la industria, la cual controla un motor haciendo que se acelere, funcione y desacelere en cualquier dirección, proporcionando por lo tanto energía motriz y energía de frenado. 8. Interruptor de Cierre Automático-Un interruptor de circuito 901 que une eléctricamente dos tableros de conmutación 902 o paneles de distribución de energía, permitiendo por lo tanto que la energía eléctrica fluya entre dos tableros o paneles de conmutación. 9. SCADA-Control de Supervisión y Adquisición de Datos 903. 10. Sistema de Control Distribuida-Caracterizado porque el procesamiento de control real toma lugar en unidades de procesamiento múltiples. Esas unidades de procesamiento distribuido reciben entrada digitales y/o analógicas, discretizándolas si son analógicas, efectúa cálculos digitales, y produce señales para controlar instrumentos, accionadores y sistemas.

Control en el Modo de Colocación de Tubos Convencional El sistema de control en el modo convencional es únicamente el control de tensión. Este incluye celdas de carga 570 conectadas a los tensores 500. Las celdas de carga 570 están montadas sobre los cimientos posterior y delantero para la compresión del calibrador de tensión, como un ejemplo aunque puede utilizarse cualquier medición de la tensión, que dé una salida que se relacione directamente con la tensión (tracción) del tubo 215. La salida de la celda de carga, ocho por cada tensor 500, se compara con el punto fijo de tensión deseada y la diferencia se envía como una señal de error a un controlador PID (proporcional, integral, derivado) en cada Accionador SCR la salida de la cual está conectada al motor de CD 302 acciona cada tensor 500 cuyo error acciona la torsión del motor a cero por el error. El accionador del motor CD 302 ' operará en .el modo de tensión en los cuatro cuadrantes (modo de inversión o regeneración) y permitirá que el tubo 215 salga. Los tensores 500 deberán, de manera preferible, operar juntos, aunque podrían estar separados para permitir que únicamente sea necesario un tensor. La salida de las celdas de carga 570 va a su sistema SCR 905, como se expuso anteriormente. Los sistemas SCR pueden estar en un arreglo maestro/esclavo o cada SCR podría controlares individualmente contra su punto de referencia. En un arreglo maestro/esclavo, el punto de referencia sería dado al sistema SCR 905 del tensor maestro 500. El sistema de tensor maestro 905 se asignaría entonces a través de una jerarquía de la carga para el sentido del tensor maestro y la carga restante sería entonces compartido por el tensor esclavo 500 en la misma forma jerárquica.

Control en el Modo de Bobina Como se expuso anteriormente, en una vista general del sistema es deseable tener el control tanto de la tensión como de la velocidad del tubo 215 durante la colocación y devanado del tubo. También es imperativo que una bobina horizontal 200 mantenga siempre una tensión mínima sobre la bobina 200 para prevenir el desbobinado. Los modos de tensión constante y velocidad constante deben ser implementados ambos. Los circuitos que recuperan velocidad se implementan para el control suplementario cuando el control que predomina ) es el modo de tensión constante y se implementan piezas de tensión para el control suplementario cuando el control que predomina es el modo de velocidad constante. La lógica maestro/esclavo determina cual de los tres dispositivos 500, 400, 300 está bajo control y cual motor 302 en cada dispositivo es el maestro. ^10 El control de tensión PID se implementa utilizando celdas de carga 570 en"'los puntos de giro 506 del tensor 500. Las celdas de carga 570 proporcionan retroalimentación de tensión a los Controladores Místicos Opto22. Los Controladores Místicos proporcionan las señales de retroalimentación apropiadas a los Sistemas SCR. Se instalan tacómetros sobre cada motor 302 para proporcionar retroalimentación de la velocidad del motor para implementar el control de la velocidad. Los controladores PID y el lógico de la configuración del sistema están programados en cada Sistema SCR. Las estrategias de control de circuito abierto y cerrado para la bobina 200 y los tensores 500 como un sistema integrado se programan en los Controladores Místicos Opto22. La lógica maestro/esclavo se desarrolla en los controladores Opto22 utilizando el lenguaje de programación Cyrano. Los algoritmos se implementan tanto en el trayecto como en la salida del tubo 215. Los puntos digitales de configuración asignan puntos de referencia analógicos para la velocidad y tensión y se alimentan al PCC 906 y se distribuyén a los Sistemas SC 905 por medio del Sistema de Control Distribuido. Durante las operaciones de devanado o colocación normales, la función de control principal de la bobina 200 es mantener una tensión mínima ajustable. Esto se logra operando los Sistemas SCR 905 en el modo de límite de corriente para proporcionar el control ajustable de la torsión del motor. Se implementa una pinza de velocidad excesiva/velocidad inferior para compensar la masa inercial de la bobina 200. El control de la velocidad de los motores 302 de la bobina 200 se hace variar automáticamente para compensar el diámetro de la envoltura del tubo 215. Se proporciona una función de corte manual para ajustar automáticamente las variaciones en la varianza. Cuando la bobina 200 se utiliza en conjunto con los tensores 500, la retroalimentación de la velocidad de circuito cerrado se deriva de los codificadores del motor del tensor 370 y transmite la velocidad del motor 302. Cada tensor 500 está arreglado con celdas de carga bidireccionales . Esto proporciona la detección de la tensión en ambas direcciones. En el modo de salida los Sistemas SCR 500 del tensor de popa son las unidades maestras. Un punto de referencia de la tensión se introduce desde el PCC 906. El tensor de proa actúa como un eslavo que comparte carga y recibe entradas de tensión del maestro a través del ) controlador Místico Opto22. Las provisiones se hacen en los algoritmos de control de ambos Sistemas SCR 905 y los Controladores Místicos para la operación con ambos controles de velocidad y tensión. En el modo de trayecto, los papeles se invierten con el tensor de proa 500 en el modo maestro y el tensor de ^10 popa 500 en el modo esclavo. En ambos modos de operación, se implementa el circuito de control para asegurar que se mantenga la tensión constante entre la bobina 200 y el tensor 500. Esto se requiere para soportar el tubo 215 a través del espacio de la salida del s/a 400 en el perfil preestablecido. La tensión es verificada por un circuito de control PID para asegurar que permanezca en un intervalo aceptable para el tamaño y metalurgia el tubo 215. Los circuitos de control se implementan para aceptar una entrada analógica de "velocidad a lo largo del carril" del Sistema de Posicionamiento Dinámico 1000. Esos circuitos de control son capaces de accionar el tubo 215 encima o fuera de la bobina 200 a la misma velocidad que se mueve la barcaza a lo largo del' carril.

Los modos de operación cambiarán con la profundidad del agua y las características del tubo 215. En aguas poco profundas el mantenimiento de la tensión del tubo - es más crítica que en aguas más profundas, como lo es el ángulo de ataque del aguijón 800. En aplicaciones en aguas poco profundas la tensión de la tubería será el parámetro de control para distribuir el tubo 215. A medida que el Sistema de Posicionamiento Dinámico 1000 mueve la barcaza 100 hacia el carril, la tensión en la tubería 215 se elevará hasta la parte superior de la banda muerta predeterminada del tubo 215. Cuando lo hace así, el tubo 215 comenzará a salir. Cuando la barcaza 100 se desacelera hasta un tope, entonces la tensión caerá al punto donde el sistema deja 'de distribuir el tubo 215. En aguas más profundas la mayoría de la tensión de la tubería está en el plano vertical. El movimiento hacia abajo del carril 2000 agrega tensión en el plano horizontal. Debido a que el incremento en la tensión es proporcionalmente menor a medida que la barcaza 100 se mueve hacia abajo, hacia el carril, toma más tiempo acumular tensión. Debido a esos factores, es posible fijar de manera segura la tensión en el sistema a un nivel mínimo aceptable y sacar tubo 215 directamente equivalente a la distancia de desplazamiento a lo largo del carril. Se implementa un circuito de control para activar la salida en el tubo 215 para igualar la velocidad a lo largo del carril del Sistema de Posicionaraiento Dinámico. El control de las funciones de la bobina de nivel del sistema se efectúa a través del uso del control PID en los controladores Místicos Opto22. Los LVDT proporcionan retroalimentación de posición por cada uno de los componentes. El lógico de control se implementa para ajustar el radio de partida del tubo de s/a 400 sobre la base de la elevación del s/a 400. Como se discutió anteriormente, se implementa por medio de un ajuste de la curva que se carga en el sistema. Los parámetros para esas curvas se desarrollaron sobre la base de los requerimientos de cada tubería. Existen tres modos de control de la elevación del s/a 400 independiente, manual y automático. En el modo independiente cada unidad puede ser elevada y ser bajada individualmente de cualquier PCC o su panel de control local. En el modo manual la plataforma es elevada y bajada por el operador para alinearla con la elevación del punto de partida del tubo 215 sobre la bobina 200. En el modo automático, se implementa una bobina 200 en el programa de control que recuerda donde se basa el punto de partida del tubo 215 sobre el diámetro del tubo 215 y la distancia bobinada sobre o fuera de la bobina 200. La intervención del operador está programada en el sistema para compensar el deslizamiento y designar el punto en el cual cambian los colocadores de tubos. Los frenos en todo el equipo son controlados por un programa para liberarse únicamente cuando se establece un nivel mínimo de la torsión del motor para mantener las almohadillas limpias y causar torsión en el motor después de comenzar para tener una transmisión uniforme.

Devanado del Tubo Colocado El tubo 215 se mantiene ligeramente sobre la bobina 200 con los tensores 500 operando en el modo de tensión para proporcionar un contradragado como se expuso anteriormente. El ajuste de control de tensión para el tensor 500 se aproxima al de la bobina 200 y la bobina 200 se fija, asi como se ajusta la velocidad para compensar el dragado variable proporcionado por la longitud del tubo 215 si el tubo 215 está siendo recuperado del lecho marino 2000. Los frenos del tensor 551 son liberados únicamente cuando se desarrolla una torsión suficiente del motor 302. La bobina 200 es operada en el modo de velocidad para proporcionar una torsión completa para superar la inercia de la bobina 200, tanto estática (fricción estática) como dinámica (carga) al arrancar, como se discutió anteriormente. Al estar funcionando, la bobina 200 gira a la velocidad constante fijada por el control como punto de referencia. Al detenerse, la bobina 200 es frenada de manera regenerativa . La velocidad de la bobina 200' es interconectada con el sistema de posicionamiento dinámico 1000 para comparar la velocidad de colocación del tubo 215 a la velocidad del buque 100, por ejemplo, por un control en cascada. El sistema SCR controla el motor 302 para hacer el movimiento del tubo 215 lento hasta un tope. La salida de los codificadores del tensor 570 que codifican tal salida de velocidad se utiliza como retroalimentación para que el controlador de velocidad de la bobina de una velocidad lineal verdadera independientemente de la capa sobre el carrete 201 que esté siendo enrollada.

Colocación del Tubo La operación de la bobina 200 y el tensor 500 es como se expuso anteriormente. Se mantiene una tensión constante entre la bobina 200 y el s/a 400 por un controlador que tiene una entrada 570 y una salida al Sistema SCR 905 con un algoritmo PID. El accionador de la bobina 300 acciona los motores 302 que se regeneran cuando el tubo 215 es jalado de la bobina 200 a la velocidad fijada por los tensores 500, como se describió anteriormente. Sé aplica compensación para la inercia de la bobina 200 por medio de la retroalimentación de la velocidad y por medio de la entrada manual de la capa sobre el carril 201 que está siendo actualmente trabajado. Cuando el buque 10.0 se mueve hacia abajo de la ruta o el carril para colocar el tubo, el sistema de control integrado 900 detecta el aumento en la tensión y distribuye al tubo 2.15 para mantener la tensión dentro de la banda muerta fijada por el operador alrededor del punto de referencia de la tensión. El .sistema de posicionamiento dinámico 1000 puede ser interconectado al sistema de control 900 para sincronizar la velocidad de movimiento hacia ' abajo del carril con la velocidad de colocación del tubo. Determinar el ángulo de apertura (tensión) del tubo 215 en relación a la punta del aguijón 800 es también un parámetro importante. El componente horizontal (verdadero) además de mantener el buque 100 en posición determina la tensión sobre la tubería fijada por los tensores 500 y la bobina 200. Deberá notarse que se utilizaron varios métodos para determinar la elevación del tubo 215 y el último rodillo del aguijón 800. Este confirma los parámetros del tensor precalculados son satisfechos por el sistema para el tubo 215. Pueden ser utilizados varios métodos los cuales incluyen la medición de la distancia con un dispositivo de sonar, la medición de la presión del tubo sobre el rodillo final por celdas de carga, confirmación visual por televisión y similares .

Circuitos de Control de la Bobina El control de posicionamiento del buque 100 se vuelve menos crítico a medida que el buque 100 progresa hacia aguas más profundas, en cambio el ángulo de partida del tubo 215 (tensión) en relación al cambio en la posición del buque se vuelve menos severo. A medida que1 se incrementa la profundidad del agua existe una reducción correspondiente en el requerimiento de resolución y exactitud del sistema de posicionamiento dinámico 1000. En efecto con el incremento de la profundidad del agua la tensión deja de ser el factor de control y la longitud del tubo 215 conectado sobre la ruta y la profundidad del agua determina la posición del buque 100 como se expuso anteriormente.

Claims

CAPITULO REIVINDICATORIO
Habiendo descrito la invención,' se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama lo contenido en las siguientes
REIVINDICACIONES : 1. Una barcaza para colocar tubos, caracterizada porque comprende: un casco; una cubierta montada sobre el casco; una bobina que contiene el tubo devanado sobre la bobina . y montada de manea giratoria, hori-zontalmente sobre y fijada a la cubierta; la bobina tiene medios para remover la bobina de la cubierta; 2. La barcaza de conformidad con la reivindicación 1, paracterizada porque los medios incluyen anillas para levantar la bobina. 3. La barcaza de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los medios incluyen medios para remover la fijación de la cubierta a la bobina.
4. La barcaza de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque los medios incluyen medios para remover la soldadura entre la bobina y la cubierta.
5. La barcaza de conformidad con la reivindicación 1/ caracterizada porque los medios incluyen la bobina que está dividida en dos piezas, las piezas están adaptadas para removerse de manera separada.
6. La barcaza de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque las piezas son las Piezas.
7. La barcaza de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque los ejes de rotación de todas las piezas son coaxiales.
8. La barcaza de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque incluye además al menos un conjunto de accionamiento y la bobina es accionada por el conjunto de accionamiento y los medios incluyen medios para remover el conjunto de accionamiento con la bobina.
9. Una barcaza para colocar tubos, caracterizada porque comprende: un casco; una bobina que tiene el tubo devanado sobre la bobina y montado de manera giratoria, horizontalmente sobre el casco; donde se proporcionan además medios de tensión para devanar el tubo sobre el tambor.
10. La barcaza de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el tambor tiene un primer extremo, un primer reborde, el primer reborde se localiza en el primer extremo, el primer extremo se localiza en el diámetro más estrecho del tambor y el tubo está en contacto con el primer reborde.
11. La barcaza de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque la bobina tiene un segundo extremo y un segundo reborde, el segundo reborde está en el segundo extremo y el segundo extremo se localiza en el diámetro mayor del tambor y el tubo es soportado por el segundo reborde.
12. Una barcaza para colocar tubos, caracterizada porque comprende: un casco; una cubierta montada sobre el casco; una bobina que tiene el tubo devanado sobre la bobina y montada de manera giratoria, horizontalmente sobre la cubierta; la bobina tiene un enrejado que soporta la bobina y que distribuye uniformemente la carga de la bobina sobre la cubierta .
13. La barcaza de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el enrejado soporta de manera giratoria la bobina.
14. La barcaza de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque tal capacidad de rotación incluyen un riel fijo circular y un riel giratorio montados sobre el enrejado .
15. Una barcaza para colocar tubos, caracterizada p'orque comprende : un casco; una cubierta montada sobre el casco; una bobina que contiene el tubo devanado sobre la bobina y montado de manera giratoria, horizontalmente sobre la cubierta; una fuente de energía; piñones removibles, los piñones son accionados por la fuente de energía; un solo engranaje principal accionado por los piñones, el engranaje principal está montado sobre la bobina para hacer girar la bobina a través de los piñones.
16. Una barcaza para colocar tubos, caracterizada porque comprende: un casco; una cubierta montada sobre el casco; una bobina que contiene el tubo devanado sobre la bobina y montado de manera giratoria de, horizontalmente sobre la cubierta; una fuente de energía; piñones; una caja de engranajes, los piñones son accionados por la caja de engranajes, la caja de engranajes es accionada por a fuente de energía; un solo engranaje principal es accionado por los piñones, el engranaje principal está montado sobre la bobina para hacer girar la bobina a través de los piñones.
17. Una barcaza para colocar tubos, caracterizada porque comprende : un casco; una cubierta montada sobre el casco; una bobina que contiene el tubo devanado sobre la bobina y montado de manera giratoria de, horizontalmente sobre la cubierta; un carro de nivel que tiene un mecanismo de redundancia y una fuente de energía, el carro de nivel es ajustado por la fuente de energía para nivelarse por encima de la cubierta, para recibir el tubo de la bobina a aproximadamente el nivel de la cubierta en la que el tubo está sobre la bobina, el mecanismo de redundancia permite cambiar el nivel aún si la fuente de energía falla parcialmente .
18. Una barcaza para colocar tubos, caracterizada porque comprende: un casco; una bobina que contiene el tubo devanado sobre la bobina y montado de manera giratoria, horizontalmente sobre el casco; un carro de nivel que tiene medios de control para controlar el perfil del tubo en la popa del carro de nivel sobre el casco y el perfil preestablecido:
19. Una barcaza para colocar tubos, caracterizada porque comprende: un casco; una bobina que contiene el tubo devanado sobre la bobina y montada de manera giratoria, horizontalmente sobre el casco; un enderezador, el enderezador incluye carriles que comprimen el tubo para enderezar el tubo de su forma curva sobre la bobina; donde existen tres carriles arreglado linealmente en el enderezador, el carril central es controlado automáticamente en su posición.
20. La barcaza de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque los carriles tienen almohadillas que están en contacto con los tubos, los carriles se colocan para generar presiones de almohadilla sustancialmente uniformes sobre la pared de la tubería en cada una de las almohadillas.
21. La barcaza de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque el carril está colocado de modo que el tubo está más allá de su límite plástico a todo lo largo de la parte adyacente del tubo con el carril central.
22. La barcaza de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque el carril de entrada incluye una porción de entrada colocada de modo que la porción de entrada resalta ligeramente de la porción restante del carril de entrada.
23. Una barcaza para colocar tubos, caracterizada porque comprende: un casco; una bobina que contiene el tubo devanado sobre la bobina y montada de manera giratoria, horizontalmente sobre el casco; un enderezador que tiene carriles que reciben el tubo de la bobina a una altura preestablecida en relación a la bobina y comprime el tubo para estirar el tubo; al menos un tensor que recibe el tubo del enderezador y aplica tensión sobre el tubo a través de la bobina;
24. La barcaza de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque el carril incluye un carril de -entrada que recibe el tubo de la bobina y la tensión se fija de modo que la tracción del tubo de la bobina endereza el tubo a aproximadamente el radio del carril de entrada .
25. Una barcaza para colocar tubos, caracterizada porque comprende : un casco; una bobina montada sobre el caso, la bobina está adaptada para recibir, sujetar y distribuir el tubo; un sistema de control que tiene medios para medir valores relacionados con el tubo y para controlar la función de la bobina; un sistema de posicionamiento dinámico que tiene medios para posicionar el casco, la bobina actúa con el tubo a una velocidad controlada por medio del sistema de posicionamiento dinámico modificando el sistema de control.
26. Una barcaza para colocar tubos, caracterizada porque comprende: un casco; una bobina que contiene el tubo devanado sobre la bobina y montada de manera giratoria, horizontalmente sobre el casco; un mecanismo para sujetar el tubo sobre la bobina, la bobina distribuye el tubo sobre el lado complementario del casco al mecanismo, requiriendo menos de treinta grados para el estiramiento.
27. Una barcaza para colocar tubos, caracterizada porque comprende: un casco; una bobina que contiene el tubo devanado sobre la bobina y montada de manera giratoria, horizontalmente sobre el cáscela bobina gira por la acción de un motor de C.D. accionado de manera variable para controlar la torsión desarrollada por el motor, donde la velocidad de rotación de la bobina es controlada.
28. Un método para devanar un tubo sobre una bobina montada sobre una barcaza, caracterizado porque comprende los pasos de: alimentar el tubo a través de un aguijón sobre la barcaza con el aguijón en su posición más alta; alimentar el tubo del aguijón a través del equipo sobre la barcaza a la bobina mientras se mantiene la tensión sobre el tubo alimentado a la bobina. Ajustar la altura del tubo para igualarla con un perfil preestablecido a todo lo largo de la barcaza dependiendo de la altura vertical del tubo alimentado a la bobina;
29. Una barcaza para colocar tubos, caracterizada porque comprende: un casco; una bobina que contiene el tubo devanado sobre la bobina y montada de manera giratoria, horizontalmente sobre el casco; un manipulador de tubos para recibir, sujetar y distribuir el tubo; un sistema de control que tiene elementos y sensores de control en el extremo, el sistema está conectado al manipulador de tubos para controlar el perfil del tubo sobre el caso en el manipulador de tubos; el sistema de control tiene medios de configuración para ' cambiar de manera flexible la relación entre los sensores y los elementos de control del extremo.
30. La barcaza de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque el tensor tiene armazones de carril y fuentes de energía para recibir el tubo, los armazones del carril son alimentada por la fuente de energía para ser ajustados en su altura automáticamente, para recibir el tubo en una posición preestablecida en relación a la posición del tubo que sale del enderezador.
31. La barcaza de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque las fuentes de energía están interconectadas para mantener los carriles ajustables aún con una falla parcial en tales fuentes de energía .
32. La barcaza de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque los carriles están montados de manera giratoria sobre el tensor.
33. La barcaza de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque los carriles están entrelazados para mantener la posición aún cuando existiera una falla parcial del ajuste de la altura del armazón del carril .
34. La barcaza de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque el tensor incluye bolsas de aire para aplicar una fuerza normal para mantener la tensión del tubo.
35. La barcaza de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque incluye además al menos un rodillo de salida, el rodillo de salida tiene un control de bobina de nivel para soportar la bobina a un perfil de tubo preestablecido.
36. La barcaza de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque incluye además, un aguijón adaptado para recibir el tubo y alimentar el tubo sobre el casco; un gato de aguijón conectado al aguijón para la tracción o compresión por el gato a la posición apropiada para alimentar el tubo.
37. La barcaza de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada porque el ángulo es menor o igual a veinte grados .
38. La barcaza de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque la fuente de energía es removible.