MXPA01003321A - Recuperacion de estructuras sumergidas. - Google Patents

Abstract

Equipo y procedimiento para la recuperacion de estructuras sumergidas (110); dicho equipo cuenta con un armazon (100) de flotabilidad controlable, el cual se sumerge para quedar justo al lado de la estructura sumergida. El armazon se asegura a la estructura sumergida y por medio de dispositivos de inflado controlado se levanta la estructura hacia la superficie. Una vez hecho esto, se hace que el armazon y la estructura adquieran una posicion horizontal, para despues colocados sobre la barcaza (120) o algun otro medio de transporte. El equipo y el procedimiento son especialmente adecuados para la recuperacion de los artefactos flotantes rigidos de las torres de perforacion (platform jackets). El equipo es simple, economico y no requiere de una nave de uso especial.

Description

Recuperación de estructuras sumergidas Esta invención se refiere a la recuperación de estructuras sumergidas y, en ^Y particular pero no de manera específica, se refiere a métodos y aparatos para la 5 recuperación de torres de perforación submarinas, como torres montadas en el fondo del mar que se utilizan para la exploración y producción de hidrocarburos desde las locaciones submarinas.

Las torres de perforación submarinas son muy numerosas y finalmente se 10 vuelven redundantes por lo que es el momento necesario o deseado que las torres se retiren de su lugar de operación por razones como el evitar los riesgos de navegación, la minimización de la contaminación ambiental y la recuperación de materiales reciclables. La instalación de una torre de perforación submarina a una ubicación submarina predeterminada, por lo general involucra la prefabricación en tierra de la torre, el 15 transporte de la torre en una barcaza desde ei sitio de fabricación hasta la ubicación submarina seleccionada y un hundimiento controlado de la torre para ponerla vertical a tierra en la locación, seguido por el anclaje (por ejemplo, al sujetar la base de la torre al fondo del mar utilizando pilotes). La recuperación de la torre cuando es redundante no W puede emprenderse de inmediato con sólo revertir el procedimiento de instalación. 20 De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato de recuperación para recuperar estructuras sumergidas, el aparato de recuperación se compone de la combinación de un medio de estructura, un medio controlable de flotabilidad y medios de sujeción para sujetar los medios de estructura a la 25 estructura sumergida.

El medio de estructura puede ser una construcción planar de dimensiones para conformar una faceta generalmente planar de la estructura sumergida, como una cara sustancialmente vertical de una torre de perforación submarina. O 5 El medio de flotabilidad controlable consta de medios de bolsas de aire inflables y desinflables que pueden controlarse por medio de una variación controlable de su volumen de desplazamiento y, por consiguiente, de su flotabilidad cuando se sumergen. El medio de flotabilidad controlable puede ser, ya sea sujeto permanentemente al medio de estructura, o sujeto de manera selectiva a la estructura sumergida sin que 10 esté directamente sujeto al medio de estructura. En este último caso, el medio de estructura se proporciona de preferencia con su propio medio de flotabilidad controlable suficiente por lo menos para proporcionar una flotación / sumersión controlable del medio de estructura cuando éste no está sujeto a la estructura sumergida. 15 El medio de sujeción para sujetar el medio de estructura a la estructura sumergida puede componerse de una pluralidad de abrazaderas, o puede, de manera alterna (o adicionalmente), componerse de una pluralidad de correas flexibles capaces de asegurarse alrededor de partes de la estructura sumergida, como las patas y/o los postes ^ de una torre de perforación submarina. 20 El aparato de recuperación puede componerse de manera adicional de un medio base al cual se acopla de manera deslizable y rotatoria el medio de estructura, el medio base se compone de preferencia de un medio de montaje con el cual el medio base puede montarse para quitarse y ponerse en un navio como en una barcaza o un barco de 25 auto propulsión mediante el cual el aparato de recuperación puede transportarse hacia la • ubicación de la estructura sumergida, y por medio del cual el aparato de recuperación junto con una estructura de recuperación puede transportarse a cualquier lugar.

El aparato de recuperación de la presente invención se distingue de las formas conocidas de equipo de salvamento para barcos hundidos por el medio de estructura que sea adecuado en tamaño y forma para sujetar a una cara vertical de la torre enrejada y alargada verticalmente cuyo extremo superior estará justo arriba o abajo de la superficie del océano. (En contraste, un barco hundido se alargará de manera horizontal y será de extensión limitada verticaimente, no de forma enrejada tubular abierta, y se extenderá a lo largo del fondo del mar en vez de estar de pie).

De acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para recuperar una estructura sumergida, el método se compone de los pasos de: proporcionar un aparato de recuperación de acuerdo al primer aspecto de la invención, transportar el aparato de recuperación a la ubicación de la estructura sumergida, sumergir de manera controlada el medio de estructura del aparato de recuperación para colocarlo junto a la estructura sumergida, sujetar el medio de estructura a la estructura sumergida, sujetar el medio de flotabilidad controlable a la estructura sumergida si aún no está sujeto al medio de estructura, desmontar la estructura sumergida del fondo del mar si aún no se ha desmontado, y controlar la flotabilidad del medio de flotabilidad controlada para elevar la estructura sumergida hacía la superficie del océano.

Cuando le estructura sumergida se alarga de manera vertical y el aparato de recuperación consta de un medio base montado en un navio, la estructura y el medio de estructura sujeto se inclinan hacia una alineación sustancialmente horizontal después de elevarse hacia la superficie del océano, y después de trasladarse a bordo del navio para el transporte subsecuente a otra ubicación.

A continuación, se describirán las incorporaciones de la invención a manera de ejemplo, con referencia a los dibujos anexos, en los que: La Figura 1 es una representación esquemática de varios componentes de una primera incorporación del aparato de recuperación de acuerdo con la presente invención; Las Figuras de la 2 a la 16 son representaciones esquemáticas de la utilización del aparato de recuperación de la Figura 1; La Figura 17 es una representación esquemática de una primera forma del pivote que se utiliza en el aparato de recuperación de la Figura 1 ; La Figura 18 es una representación esquemática de una segunda forma del pivote que se utiliza en el aparato de recuperación de la Figura 1 ; Las Figuras 19 y 20 representan de manera esquemática una segunda incorporación del aparato de recuperación de acuerdo con la presente invención; Las Figuras 21 y 22 representan de manera esquemática las elevaciones lateral y de extremo, respectivamente, de una tercera incorporación del aparato de recuperación de acuerdo con la presente invención; y Las Figuras de la 23 a la 26 representan de manera esquemática etapas sucesivas de la utilización de la tercera incorporación. Con referencia primero a la Figura 1, esta figura está subdividida de la siguiente manera: Las Figuras 1A y 1B son, respectivamente, vistas de la elevación lateral y del plano de un armazón de flotabilidad controlable 100 que se lleva en una estructura base 102. El armazón de flotabilidad controlable 100 es una estructura enrejada tubular planar f que tiene una longitud y un ancho similar a los de una cara vertical de una torre de 5 perforación submarina (no se muestra en la Figura 1), el cual intenta recuperarse con el equipo de recuperación que incorpora el armazón de flotabilidad controlable 100. La estructura base rectangular 102 tiene una cavidad 104 (Figura 1B) en cada esquina para el montaje en cuatro puntas de ubicación 106 (Figura 1C) aseguradas en la cubierta de la barcaza (no se muestra en la Figura 1) que sirve como transporte marítimo del equipo de 10 recuperación hacia y desde la ubicación de la torre de perforación submarina. Los medios del pivote (que no se muestran en la Figura 1 , pero que se detallan con referencia a las figuras de la 17 a la 20) permiten que el armazón de flotabilidad controlable 100 se deslice y pivotee sobre la estructura base 102. El armazón de flotabilidad controlable 100 y la estructura base 102 tiene cada uno agujeros con acceso a sus respectivos interiores 15 controlados por las válvulas respectivas (no se muestran). Con los interiores de la estructura drenados de agua, las estructuras 100 y 102 flotan como se describe en la Figura 1 A en donde ia superficie del océano se representa con la línea 108.

W El equipo de recuperación también consta de una pluralidad adecuada de 20 bolsas de aire, una de las cuales se describe en ia Figura 1D en forma de sobre tubular de extremos cerrados 110 con correas de sujeción integrales 112. La figura 1E muestra una vista lateral de cuatro bolsas de aire 110 sujetas por sus correas respectivas 1 2 a la estructura sumergida de forma enrejada 114.

La Figura 2 describe de manera esquemática una etapa preliminar de ta instalación del equipo de recuperación. Una barcaza 120 que es un lastre que se puede controlar (por ejemplo, con flotación interna controlada) para sumergir selectivamente por lo menos una área de la cubierta 122 que tenga las puntas de ubicación 106 aseguradas (« 1 5 al área de la cubierta 122. La barcaza 120 se lastra para sumergir el área de cubierta 122 y la combinación de las estructuras 100 y 102 flota sobre el área de la cubierta 122 para alinear las cavidades 104 con las puntas 106. La barcaza 120 se deslastra para levantar las puntas 106 a las cavidades 104 que de preferencia se cierran juntas. La barcaza 120 puede transportar ei equipo de recuperación a la ubicación de la torre que se va a 10 recuperar.

Con referencia ahora a la Figura 3, una torre de perforación submarina redundante 114 se prepara para la recuperación con la sujeción de bolsas de aire 110 de ia capacidad adecuada para levantar toda la torre 114 hacia la superficie del océano 108 15 (Figura 3 A) cortando de manera parcial, pero no total, las patas de la torre cerca del fondo del mar (Figura 3 B), e inflando parcialmente las bolsas de aire 110 a una extensión que la combinación de la torre 114 y las bolsas de aire 110 tengan flotabilidad neutral (Figura 3C). w 20 Después, (Figura 4) la barcaza 120 que lleva las estructuras 100 y 102 se lleva a un punto cercano a la torre preparada 114, la barcaza 120 se sumerge ai ser lastrada hasta el armazón de flotabilidad controlable 100 que flota en la superficie del océano 108, y el armazón de flotabilidad controlable 100 desliza la estructura base 102 hacia fuera de manera horizontal por medio de un cabrestante de la cubierta de la 25 barcaza 124.

Cuando la estructura 100 se mueve cerca, pero no fuera, de la estructura base 102 (Figura 5) se mantiene inicialmente mediante auto flotación y después flotar en su extremo fuera de borda (es decir, el extremo apartado de la estructura base 102; el extremo derecho que se ve en la figura 5) para hundir el armazón de flotabilidad controlable 100 a una posición sustancialmente vertical (Figura 6) cuando aún esté acoplado a su ahora extremo superior para la estructura base 102. La barcaza 120 con el armazón de flotabilidad controlable 100 suspendido de manera vertical se mueve a lo largo de la torre 114 (Figura 7) y la estructura 100 se sujeta al lado vertical de la torre 114 (Figura 8) con medios de sujeción adecuados (que no se muestran en la Figura 8). Después la barcaza 120 se deslastra para aplicar una fuerza hacia arriba a la torre 114 (Figura 9) la cual pretende ias patas de la torre, ya que éstas aún no están cortadas y, por lo tanto, la torre 114 permanece anclada en el fondo del mar.

En las siguientes etapas de la recuperación de la torre, las patas de la torre se cortan por completo (Figura 10), por ejemplo, mediante la detonación de cargas de explosivas de corte, mientras la barcaza 120 maniobra por medio de remolcadores como las corrientes actuales locales del océano desde la barcaza 120 hasta la torre 114. Después se inflan las bolsas de aire 120 del lado de la torre 114 opuesto al lado al que se sujeta el armazón de flotabilidad controlable 100 (Figura 11), para que comience a girar la torre 114 al levantar el extremo inferior de la torre hacia la superficie 108 en donde se suspende el extremo superior de la torre. Cuando la torre 114 gira parcialmente (a casi la extensión posible al inflar las bolsas de aire extemas, es decir la inflación de las bolsas de aire del lado opuesto a ia estructura 100), cesa la inflación posterior de las bolsas de aire y se da una rotación mayor de la torre 114 al inflarse las bolsas de aire internas 110 (es - decir, las bolsas de aire de I lado de la torre 114 a la cual está sujeta la estructura 100) como se muestra en la Figura 12. ?p Conforme la torre 114 gira de manera horizontal bajo la influencia de 5 levantado de la inflación de las bolsas de aire 110 (Figura 13), la barcaza 120 se lastra para bajar el punto del pivote del acoplamiento del armazón de flotabilidad controlable 100 hacia la estructura base 102 hasta que el lado de la torre 114 a la que está sujeta la estructura 100 se vuelve horizontal (Figura 14), donde el armazón de flotabilidad controlable 100 (con la aún sujeta torre 114) se torna hacia atrás en la estructura base 10 102 (Figura 15). Por último, la barcaza 120 se lastra por completo (Figura 16), y la carga de cubierta, incluyendo la torre recuperada 114, se amarra para el tránsito de la barcaza y de la torre, con el equipo de recuperación, a un sitio apartado en donde puedan reciclar, tirar o deshacerse de la torre. 15 Ya se ha hecho referencia a las conexiones deslizables y de pivote entre el armazón de flotabilidad controlable 100 y la estructura base 102. A continuación se darán detalles de varias formas de explicación de dicha conexión. _ Una primera forma de la conexión deslizable/de pivote 200 se muestra en la 20 Figura 17, en donde las figuras 17 A, 17B y 17C son, respectivamente, una vista del plano en elevación, una vista en sección lateral en elevación y una vista en sección de la conexión 200. La conexión 200 se compone de una caja hueca 202 que tiene una ranura 104. Un miembro de marcación 206 consta de un zapato de marcación 208 que tiene una cara plana 210 que empuja en contra de una pared vertical de la barcaza 212 que se 25 extiende de proa a popa de cualquier lado de la ubicación estibada dei armazón de flotabilidad controlable 100 (que no se muestra en la Figura 17). Tanto la fachada del zapato de marcación 210 y como la pared de la barcaza contactada por la cara 210 están recubiertas con forros de polímero reemplazable 214 y 216 para proteger la planta ^^ siderúrgica. Una llave 218 se extiende hacia adentro del zapato de marcación 208 y 5 protege a través de la ranura 204 de la sujeción al armazón de flotabilidad controlable 100. La ranura 204 permite movimiento vertical limitado del armazón de flotabilidad controlable 100.

En una segunda versión 250 de la conexión de pivote que se muestra en la 10 Figura 18, la conexión 250 es ia misma, aparte de una característica que va a detallarse, como la conexión 200 y, por lo tanto, los mismos números de referencia aplicados. La diferencia en la conexión 250 con respecto a la conexión 200 es que la ranura 204 tiene un extremo abierto hacia abajo 252 que permite que el miembro de marcación 206 se jale desde la caja 202 a elección. Cuando el miembro de marcación 206 va a permanecer 15 dentro de la caja 202, el extremo de la ranura 252 se cierra en contra del pasaje dei miembro de marcación 206 por medio de una punta de candado transversal movible 254.

Una tercera forma de la conexión deslizable/de pivote, y su método de W utilización, se describen en las figuras 19 y 20. La estructura base 202 se proporciona con 20 una ranura o rampa horizontal alargada 300 en uno de los lados de la ubicación estibada del armazón de flotabilidad controlable 100 (vea la Figura 1B). El armazón de flotabilidad controlable 100 se proporciona con un par de llaves separadas 302 en cualquiera de los lados de las ranuras 300 y soporta ei armazón de flotabilidad controlable 100 en la estructurá base 102. 25 Durante el almacenaje y el transporte, el deslizamiento longitudinal del armazón de flotabilidad controlable 100 con respecto a la estructura base 102 se previene al asegurar de manera horizontal las llaves 302 a un extremo (el extremo derecho, como se ve en la Figura 19 A) del armazón de flotabilidad controlable 100 por medio de un par de puntas de seguridad verticales 304 que crucen la ranura de cualquier lado de la llave 302 en ese extremo. Para permitir que el armazón de flotabilidad controlable 100 comience su "deplongment" horizontal como se muestra en la Figura 4, se retiran ambas puntas de seguridad 304 (Figura 19B) para que la llave 302 retenida previamente pase fuera de borda de la ranura 300 después de que el par de puntas de seguridad fuera de borda (no la punta de seguridad de la borda) se vuelve a insertar (Figura 19C). Cuando la llave 302 del otro extremo del armazón de flotabilidad controlable 100 llega a las puntas de seguridad, la punta de seguridad 304 de la borda vuelve a insertarse (Figura 19D) para anclar lo que se convertirá en el extremo superior del armazón de flotabilidad controlable 100 para que pivotee el armazón de flotabilidad controlable 100 con respecto a la estructura base como se muestra en la Figura 20 A (que corresponde a la Figura 6). La porción de la rampa 300 adyacente a las puntas de seguridad 304 se muestran a una escala agrandada en la Figura 20B. La rampa 300 se extiende de manera vertical entre las puntas de seguridad 304, que permKen el jalón del armazón de flotabilidad controlable 100 debido a la turbulencia oceánica durante las operaciones de recuperación de la torre.

Una incorporación posterior del equipo de recuperación de acuerdo con la presente invención se describe esquemáticamente en las Figuras 21 y 22 que son, respectivamente, una elevación y una vista lateral de la tercera incorporación.

La tercera incorporación 400 se compone de un armazón de flotabilidad controlable 402 en cinco secciones 404 unidas mutuamente por bisagras de intersección €< 406. Cada sección 404 es un enrejado planar de brazos cruzados que tiene varios 5 miembros transversales 408 que soportan las bolsas de aire de inflación controlable 410. Cada sección 404 también se compone de un par broches 412 con los que se asegura el armazón de flotabilidad controlable 402 a la barcaza de transporte. Cada sección 404 puede asegurarse a la torre 114 por medio de un par de correas de trabajo pesado 414. 10 Como se muestra en la Figura 22, una estructura similar con bolsas de aire integrales puede sujetarse al lado opuesto de la torre 114 para proporcionar funciones de flotación de una manera análoga a la descrita con referencia a la primera incorporación.

El armazón de flotabilidad controlable 402 con bisagras de multi sección 15 permite que su inmersión y sujeción a ia torre en varías etapas que probablemente serán más fáciles que el manejo del armazón de flotabilidad controlable solo rígido de la primera incorporación. Al sujetar ¡nicialmente sólo la parte superior del armazón de flotabilidad controlable 402 a la parte superior de la torre 114 (Figura 23) y después sumergir de f manera progresiva la sección 404, (Figuras 23, 24 y 25) hasta que toda la estructura 402 20 quede sobre el lado de la torre 114 (Figura 26), es posible un mayor control del despliegue que con la estructura rígida del mismo tamaño.

La tercera incorporación 400 tiene ventajas con respecto a la primera incorporación, ya que consta de bolsas de aire montadas de manera integral que no 25 requieren despliegue ni sujeción separada, cuenta con una función mejorada de fortalecimiento de ia torre y una distribución mejorada de las tensiones dinámicas, así como con una capacidad de deslizamiento, es decir, fa capacidad para actuar como un trineo que lleve la carga cuando se arrastra a través de la cubierta o de otra superficie sólida (como el suelo). <* Todas las incorporaciones del equipo de recuperación tienen las ventajas, en comparación al equipo de recuperación alternativo de torres, de ser económicas y permitir ia recuperación de torres en aguas poco profundas. 10 Aunque se han descrito ciertas modificaciones y variaciones de la invención, la invención no se restringe. Por ejemplo, se ha descrito que el armazón de flotabilidad controlable va de proa a popa a lo largo de la barcaza, pero de manera alternan también puede ir de banda a banda de la barcaza, sobresaliendo en cada lugar. En vez de instalarse a lo largo o ancho de una sola barcaza, el equipo de recuperación puede 15 desplegarse entre dos barcazas o navios de soporte.

Aunque se han hecho referencias al "océano", la aplicación de la invención es para la recuperación de estructuras sumergidas de manera parcial o total en cualquier lugar de agua, ya sea medio océano, aguas de la costera o ríos y canales; las referencias 20 a "océano" y "aguas" se generalizan.

Aunque ia invención tiene aplicación particular a la recuperación de torres de perforación submarinas, el equipo y los procedimientos de la invención pueden aplicarse a ia recuperación de otras formas de estructuras sumergidas, ya sea o no que dichas 25 estructuras se relacionen a la exploración para y/o la producción de hidrocarburos.

Pueden adoptarse otras modificaciones y variaciones sin apartarse del campo ión como se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (14)

CAPITULO REIVINDICATORÍO Habiendo descrito la invención, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un aparato de recuperación para la recuperación de una estructura sumergida, el aparato de recuperación se compone de una combinación de medios de estructura, un medio de flotabilidad controlable, y un medio de sujeción para sujetar el medio de estructura a la estructura sumergida.

2. El aparato de recuperación de acuerdo con la reivindicación 1 , en el que el medio de estructura es por lo general una construcción planar de dimensiones para conformar una faceta planar de la estructura sumergida.

3. El aparato de recuperación de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la estructura sumergida es una torre de perforación submarina y la faceta planar es un lado sustancialmente vertical de la torre.

4. Ei aparato de recuperación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de flotabilidad controlable se compone de bolsas de aire que pueden inflarse o desinflarse de manera controlada para la variación controlada de su volumen de desplazamiento y, por consiguiente, de su flotabilidad al sumergirse.

5. El aparato de recuperación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de flotabilidad controlable está sujeto de manera permanente al medio de estructura.

6. El aparato de recuperación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a ia 4, en el que el medio de flotabilidad controlable se sujeta de manera selectiva a la estructura sumergida sin estar sujeta directamente al medio de estructura.

7. Ei aparato de recuperación de acuerdo con la reivindicación 6, en ei que el medio de estructura se proporciona con su propio medio de flotabilidad controlable suficiente por lo menos para proporcionar una flotación/inmersión controlable del medio de estructura cuando éste no está sujeto a la estructura sumergida.

8. El aparato de recuperación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de sujeción para sujetar el medio de estructura a la estructura sumergida se compone de una pluralidad de abrazaderas y/o de una pluralidad de correas flexibles capaces de asegurarse alrededor de las partes de la estructura sumergida como las patas y/o los postes de una torre de perforación submarina.

9. El aparato de recuperación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato de recuperación además consta de un medio base al que el medio de estructura se acopla de manera deslizable y rotatoria.

10. El aparato de recuperación de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el medio base se compone de medios de montaje por medio de los cuales el medio base puede ser desmontable en un navio como una barcaza o un barco de auto propulsión con C« 5 el cual puede transportarse el aparato de recuperación a la ubicación de la estructura sumergida, y mediante el cual el aparato de recuperación junto con la estructura recuperada puede transportarse a cualquier lugar.

11. El aparato de recuperación de acuerdo con cualquiera de las 10 reivindicaciones anteriores, en el que el medio de estructura consta de una pluralidad de secciones de estructura que tienen bisagras mutuamente para formar una estructura articulada.

12. El aparato de recuperación de acuerdo con la reivindicación 11, en el que 15 el medio de flotabilidad controlada se distribuye entre las secciones de la estructura, para que por lo menos la mayoría de ias secciones de la estructura puedan aplicar de manera individual ias fuerzas de flotación a la estructura sumergida cuando el medio de estructura esté sujeto a ésta. i 20

13. Un método para recuperar una estructura sumergida, el método se compone de los pasos de: proporcionar un aparato de recuperación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, transportar el aparato de recuperación a la ubicación de la estructura sumergida, sumergir de manera controlada el medio de estructura del aparato de recuperación para colocarlo junto a la estructura sumergida, 25 sujetar el medio de estructura a la estructura sumergida, sujetar el medio de flotabilidad controlada a la estructura sumergida en caso de que aún no esté sujeto ai medio de estructura, y controlar la flotabilidad del medio de flotabilidad controlable para elevar la estructura sumergida hacia la superficie del océano.

14. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la estructura sumergida se alarga de manera vertical y el aparato de recuperación se compone de un medio base montado en un navio, la estructura y el medio de estructura sujeto se inclinan hacia una alineación sustancialmente horizontal después de que se elevan hacia la superficie del océano, y se transportan a bordo del navio para la transportación subsecuente a otra ubicación.