MXPA06010947A - Metodo y dispositivo para la localizacion de anomalias situadas dentro de una estructura ahuecada sumergida. - Google Patents

Abstract

Un metodo para ubicar externamente anomalias ubicadas dentro de una estructura ahuecada sumergida (PL), en donde dichas anomalias son previamente detectadas por un dispositivo (RTE) que circula en el interior de dicha estructura ahuecada sumergida, y posicionadas por conteo, a partir de un origen, de marcas de referencia situadas a intervalos regulares accesibles desde el interior y desde el exterior de dicha estructura ahuecada sumergida (PL), dicho metodo comprende: definir por conteo, a partir de dicho origen, una marca de referencia accesible desde el exterior de la estructura ahuecada sumergida; colocar un modulo transpondedor (T) sobre dicha marca de referencia; identificar el modulo transpondedor (T) por medio de un codigo de identificacion; determinar el numero de marcas de referencia que separan dichas anomalias y dicho modulo transpondedor identificado (T).

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA LA LOCALIZACION DE ANOMALÍAS SITUADAS DENTRO DE UNA ESTRUCTURA AHUECADA SUMERGIDA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método y un dispositivo para la localización de anomalías situadas en el interior de una estructura ahuecada sumergida.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El método se aplica principalmente, pero no de manera exclusiva, para el mantenimiento de "tuberías" submarinas rígidas o suaves, permitiendo el enrutamiento de aceites o de gas entre los lugares de producción y los lugares de almacenamiento o de distribución, y para la identificación de cables submarinos. De manera general, se dice que una "tubería" submarina está formada por una cubierta metálica, formada a partir de tramos de tubo de acero, y una protección exterior de hormigón. Los tramos tienen una longitud aproximada de 12 metros y un diámetro externo compuesto generalmente entre 30.48 y 91.44 centímetros; éstos están unidos entre sí por soldadura.

El revestimiento de hormigón, que permite la protección de la cubierta metálica, tiene un espesor aproximado de 2 a -5 centímetros. La soldadura de los tramos metálicos y el revestimiento de la cubierta en hormigón se realizan en la el navio que contiene las "tuberías"; el cual coloca la "tubería" de una forma continua sobre el fondo del medio marino de acuerdo con un trayecto definido previamente y controlado por un sistema de posicionamiento en valor absoluto. Por otra parte, las "tuberías" pueden ser colocadas de una forma no rectilínea, debido a la naturaleza del terreno; los fondos marinos no son obligatoriamente horizontales; otras "tuberías" pueden estar presentes y constituidas de obstáculos a rodear o a traslapar. La identificación de cada una de las "tuberías" submarinas o de cables submarinos, indispensable para asegurar su mantenimiento, se realiza por medio de elementos pasivos, tal como placas numeradas o de colores diferentes o por medio de elementos activos, tal como radio balizas acústicas alimentadas eléctricamente por medio de una batería. Los dispositivos pasivos son, en general, recubiertos rápidamente con concreciones, haciendo difícil su lectura, por no decir, imposible; los dispositivos activos tienen una eficacia limitada teniendo en cuenta la autonomía de las baterías. Por otra parte, se dice que el mantenimiento de las "tuberías" submarinas está precedido por un control visual y, en ocasiones, radiográfico de la cubierta metálica por medio de un robot que circula dentro de la "tubería". Este puede entonces detectar las anomalías, tales como la corrosión del metal de la cubierta, una degradación de una soldadura que enlace tramos, una deformación de la cubierta metálica provocada por un desplazamiento accidental de la "tubería". Esta información puede ser memorizada al nivel del robot mismo, o puede ser transmitida en tiempo real a una estación de control, con la ayuda de un cordón umbilical. La localización de anomalías eventuales se realiza por medio de soldaduras entre tramos, constituyendo así, por conteo a partir de un origen, la referencia asociada con la "tubería" considerada. Por lo tanto, la localización de una anomalía comprobada, por el robot de observación, al nivel de la soldadura N, o de una anomalía comprobada entre la soldadura N y la soldadura N+l, se podrá realizar exteriormente, en un segundo tiempo, por medio de un conteo idéntico, a partir del mismo origen, de las soldaduras, considerando que éstas son aparentes indirectamente por la naturaleza del revestimiento en hormigón efectuado al nivel de dichas soldaduras. Esas operaciones de control interno de las "tuberías" submarinas son costosas, tomando en cuenta los medios que se emplean y que, por otra parte, generan costos de inmovilización de dichos medios así como pérdidas de explotación vinculadas con el paro momentáneo de la producción. La localización de anomalías eventuales debe ser, en consecuencia, precisa y sin riesgos de error. Los medios de identificación, anteriormente mencionados, no responden más que parcialmente a los objetivos buscados.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Por lo tanto, la invención tiene por objetivo suprimir esos inconvenientes. La presente invención propone realizar una localización externa de las anomalías situadas en una estructura ahuecada sumergida, dichas anomalías han sido previamente detectadas por un dispositivo que circula en el interior de dicha estructura ahuecada sumergida, y han sido ubicadas por conteo, a partir de un origen, de marcas de referencia colocadas a intervalos regulares accesibles desde el interior y el exterior de dicha estructura ahuecada sumergida, que consiste en: - definir por conteo, a partir de dicho origen, una marca de referencia accesible desde el exterior de la estructura ahuecada sumergida, - colocar un módulo transpondedor sobre dicha marca de referencia, - identificar el módulo transpondedor por medio de un código de identificación, - determinar el número de marcas de referencia que separan dichas anomalías y dicho módulo transpondedor identificado . Así el conteo, a partir de un origen generalmente definido como la abertura de acceso a la "tubería", del número de marcas de referencia tales como las soldaduras que unen los diferentes tramos entre los mismos, las cuales son visibles directamente desde el interior de la cubierta metálica, e indirectamente desde el exterior de la "tubería", constituye una referencia asociada con la "tubería" considerada. Por lo tanto, esa referencia relativa a la "tubería" no constituye una referencia de posicionamiento en valor absoluto de dicha "tubería". Se deben poner en práctica otros medios que permitan definir la relación topográfica entre esa referencia relativa de la "tubería" y el sistema de posicionamiento en valor absoluto accesible en la superficie. De forma más precisa, la identificación de la referencia relativa a la "tubería", constituida por marcas de referencia accesibles desde el interior y desde el exterior que están en la ocurrencia de las soldaduras que unen los tramos, se realiza por medio de transpondedores, los cuales comprenden un código de identificación. Por lo tanto, cerca de todas las n soldaduras (que no son igual o superior a 1) , los transpondedores serán partes mecánicamente solidarias de la "tubería", cada uno de esos transpondedores incluye por lo menos un código de identificación propio de la "tubería" y de la soldadura asociada al transpondedor correspondiente. Un dispositivo de lectura a distancia de potencia débil del transpondedor que comprende medios de recepción acoplados a una antena de recepción para captar a distancia la señal emitida por el transpondedor mientras está colocado cerca de ésta, y medios para tratar la señal recibida y para proporcionar la información correspondiente a la señal recibida, permitirá identificar, sin riesgo de error, la soldadura asociada con dicho transpondedor. Gracias a esas disposiciones, el conteo de soldaduras efectuado después de la fase de observación interna de la "tubería" que permite ubicar una anomalía eventual, asociado con la identificación externa de soldaduras efectuadas por la lectura del código de identificación del transpondedor correspondiente, permitirá localizar exteriormente dicha anomalía observada interiormente . De acuerdo con una particularidad de la invención, el dispositivo de lectura podrá comprender medios de memorización de información correspondiente a la señal recibida y medios de transmisión a distancia del código de identificación leído en una estación receptora que comprende una terminal informática. De acuerdo con otra particularidad de la invención, el dispositivo de lectura podrá comprender medios de escritura de información en una memoria de escritura y lectura del transpondedor, relacionada, a título de ejemplo, con las características de la intervención de mantenimiento, las condiciones operativas en las cuales se realizaron las operaciones de mantenimiento. La lectura y escritura de información en la memoria de escritura y lectura del transpondedor se podrían efectuar en sitio, en un medio sumergido, pero de igual manera previamente en superficie antes de la inmersión de dicho transpondedor; en ese caso, en la memoria del transpondedor se escriben los datos que definen las condiciones iniciales propuestas para la estructura sumergida relacionada, principalmente previo a su inmersión. De manera conveniente, las frecuencias de explotación para la lectura y escritura de información en la memoria de escritura y lectura del transpondedor serán aquellas normalizadas al día vigente en propagación libre en el aire, es decir 125 kHz y 134kHz; tomando en cuenta que en el medio marino no existe normalización alguna por el momento, las frecuencias de explotación serán, de preferencia, más bajas para favorecer la propagación del componente magnético del campo electromagnético generado por el dispositivo de lectura y escritura; las frecuencias de explotación podrán estar comprendidas entre 1 kHz y 50 kHz. En cuanto a las potencias generadas por el dispositivo de lectura y escritura, éstas estarán compuestas entre 1W y 100W, de preferencia entre 4W y 20W. A título de ejemplo, las características del funcionamiento podrán ser las siguientes: Frecuencia: 125 kHz; potencia: 4W; distancia de lectura y escritura que separa al dispositivo de lectura y escritura del transpondedor: 50 cm. Convenientemente, los modos de unión en sitio del transpondedor sobre la estructura ahuecada sumergida podrán ser el encolado, el uso de correas, o el uso de collares abiertos; en proceso de montaje en fábrica, los modos de unión serán esencialmente del tipo armella fija o incorporada en el recubrimiento de la estructura ahuecada realizada en hormigón o en resina.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS A continuación se describirá un modo de realización del método, de acuerdo con la invención, con referencia a las figuras anexas en las cuales: La figura 1 representa un organigrama de localización de anomalías en el interior de una estructura ahuecada sumergida, La figura 2 representa una vista esquemática de un primer medio de unión del transpondedor, La figura 3 representa una vista esquemática de un segundo medio de unión del transpondedor, La figura 4 representa un esquema en bloques de un ejemplo de arquitectura de un transpondedor, La figura 5 representa un esquema en bloques de un ejemplo de arquitectura de un dispositivo de lectura y de escritura, La figura 6 representa un esquema simplificado de un sistema de control de una "tubería" submarina.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En el ejemplo representado en la figura 1, el método para la localización de anomalías situadas en el interior de una estructura ahuecada sumergida comprende las siguientes etapas: - definición de marca de referencia de origen (bloque 1) que permite atribuir el mismo origen para las fases de observación interna de la estructura y de localización externa de una eventual anomalía en dicha estructura, - observación interna de la estructura y conteo de marcas de referencia (bloque 2), - prueba presente de anomalía (bloque 3) : • No hay anomalía: prueba trayecto efectuado (bloque 4); si la respuesta es "sí", fin del procedimiento de localización, si la respuesta es "no", continuación del procedimiento y retorno (bloque 2) , • Presencia de anomalía: siguiente etapa. posicionamiento de la anomalía observada (bloque 5) : • Ya sea en las inmediaciones de una marca de referencia N, • Ya sea entre las marcas de referencia N y N+l - memorización de marcas de referencia asociadas a las anomalías observadas (bloque 6) , - prueba trayecto efectuado (bloque 7) : sí la respuesta es "sí", fin del procedimiento de localización; si la respuesta es "no", continuación del procedimiento y retorno (bloque 2) . Tal como se definió previamente, dichas marcas de referencia accesibles desde el interior y desde el exterior se encuentran en las soldaduras que unen los tramos de la "tubería" submarina. Por otra parte, cerca de las n soldaduras (que no son igual a, o superiores a 1), los transpondedores se unen mecánicamente a la cubierta externa de la "tubería" . Esta cubierta, realizada en hormigón, asegura una protección de los tramos metálicos; se pueden presentar dos casos : - la "tubería" está sumergida y la unión del transpondedor se debe efectuar en sitio, - la "tubería" está en proceso de ser colocada y la unión del transpondedor se debe efectuar durante la operación del revestimiento de la capa de hormigón. En el ejemplo que se muestra en la figura 2, la "tubería" representada en corte, está formada por una cubierta metálica 4, recubierta por un revestimiento en hormigón 3; el ensamble yace sobre el fondo marino 5. En consecuencia, el posicionamiento del transpondedor se debe realizar en sitio. El transpondedor 1 está unido por un collar abierto 2, realizado en materiales suaves e inalterables en el agua de mar; dicho collar, gracias a su elasticidad, permite colocar el transpondedor 1 en las inmediaciones de la soldadura que une dos tramos formando la cubierta metálica 4. Por otra parte, el transpondedor 1 será colocado en las inmediaciones del generador superior de la "tubería", para facilitar la lectura del código de identificación del transpondedor y, en consecuencia, de la soldadura correspondiente. En el ejemplo que se muestra en la figura 3, la "tubería" representada en corte, está formada por una cubierta metálica 4, recubierta con un revestimiento en hormigón 3; el ensamble yace sobre el fondo marino 5; sin embargo, la realización del revestimiento en hormigón se ha realizado previamente a bordo del navio que contiene la "tubería" . En ese caso, el transpondedor 1 comprenderá un elemento de empotramiento 2 que permite la unión del transpondedor de la "tubería" después del curado del hormigón del revestimiento.

En el ejemplo que se muestra en la figura 4, la arquitectura de un transpondedor comprende, esencialmente: - un procesador 1, destinado a la gestión de los periféricos, es decir: - una memoria ROM 2, destinada a contener las instrucciones del "Sistema Operativo", una memoria RAM 3, destinada a almacenar temporalmente los datos durante las operaciones de lectura y escritura, - una memoria de tipo EEPROM 4, destinada a la escritura y la lectura de los datos de identificación, - una interfaz de emisión/recepción HF 5, - una antena 6. Los transpondedores utilizados, de acuerdo con la invención, de preferencia podrán ser de tipo pasivo; en efecto, los transpondedores activos son alimentados por una fuente de energía eléctrica, y en consecuencia, tienen una autonomía limitada. En el caso de transpondedores pasivos, la energía electromagnética emitida por el dispositivo de lectura y de escritura induce, a nivel de la antena del transpondedor, una energía eléctrica que permite alimentar los diferentes elementos del transpondedor. Las frecuencias de explotación de los transpondedores autorizados son las siguientes: 125 kHz, 13.56 MHz, 2.45 GHz, así como la banda 860-926 MHz y 433 MHz. En el caso presente, considerando la inmersión del transpondedor en un medio acuático, la frecuencia portadora será de 125 kHz; la potencia de emisión del dispositivo de lectura y escritura será aproximadamente de 4 W; esas características permiten, por lo tanto, leer el transpondedor a una distancia de alrededor de 50 cm, y escribir los datos en la memoria del transpondedor estando cerca de éste. En el ejemplo que se muestra en la figura 5, la arquitectura de un dispositivo de lectura y de escritura comprende esencialmente: - una unidad central 1, - una pantalla de visualización 2, - un teclado de escritura 3, - un emisor HF de potencia 4, - un receptor HF de gran ganancia 5, - un duplexor 6, - una antena 7, - una interfaz de unión externa 8. Esos diferentes elementos son alimentados por una batería eléctrica autónoma o por una fuente de energía eléctrica externa, a través de un cordón umbilical, dicha fuente de energía se puede colocar a bordo de un navio en superficie de mantenimiento o a bordo de un robot submarino que realice la inspección de las estructuras sumergidas. Por lo tanto, se puede considerar que los elementos 4, 5, 6, 7 constituyen la parte "transmisora" y los elementos 1, 2, 3, 8 constituyen la parte de "lectura/escritura" . La interfaz 8 permite entablar comunicación con un centro de gestión encargado de realizar las operaciones de mantenimiento. En el ejemplo que se muestra en la figura 6, se representan a los diferentes actores encargados del mantenimiento de las "tuberías" submarinas. La escala de algunos actores no es respetada, en lo que respecta al objetivo de facilitar la descripción de la estructura esquemática de un sistema de control de una "tubería" submarina. Una "tubería" PL yace sobre el fondo marino y está sumergida cerca de una terminal TE; esto permite, principalmente, tener acceso al interior de la "tubería" a fin de realizar el mantenimiento. En el caso presente, un robot RTE de observación y, eventualmente, de radiografía, del tipo por ejemplo: "ROV" ("Vehículo Operado Remotamente") , ubicado en el interior de la "tubería" que está conectado por medio de un cordón umbilical CTE en la estación de control y de comando del robot RTE situada en la terminal TE; el cordón umbilical CTE comprende, principalmente, los circuitos de alimentación eléctrica, la unión de telecomando, así como la unión de video asociada a una cámara embarcada. Una pluralidad de transpondedores T0, Ti, T2,...

TN,... Tp, Tp+?,... está colocada sobre la cubierta de la "tubería" PL, cerca de las soldaduras correspondientes que unen los tramos metálicos. Un navio de mantenimiento BM, que navega por encima de de la "tubería", controla el recorrido de un robot submarino RBur por medio de un cordón umbilical Bu! el robot RBM comprende, principalmente, una cámara de observación que permite visualizar la "tubería" y un dispositivo de escritura y lectura DBM. Una unión de radiofrecuencia une al navio de mantenimiento BM y la terminal TE por medio de un satélite de telecomunicaciones ST y de sus antenas respectivas ABt Por lo tanto, gracias al despliegue de esos medios, es posible intervenir en tiempo real en una "tubería" submarina después de la detección de una anomalía observada en el interior de la "tubería". El ensamble de la información recopilada se almacenará a bordo del centro de gestión del navio de mantenimiento BM.

Por otra parte, el robot submarino RBM podrá inscribir, en los diferentes transpondedores, información consecutiva a la operación de mantenimiento, es decir: - la referencia del cliente, - la referencia geográfica: longitud, latitud, profundidad, la referencia de la "tubería": fecha de colocación, número de soldadura,... - la referencia de la intervención: nombre del buceador, fecha,... y transmitir al centro de gestión los datos de intervención (fecha, hora, persona que intervino, referencias de los transpondedores leídos,...), las condiciones de la intervención (temperatura, salinidad, pH,...), y otros datos pertinentes. Por lo tanto, el método de acuerdo con la invención, de localización de anomalías situadas en el interior de una estructura ahuecada sumergida, permite efectuar operaciones de mantenimiento en respuesta a los objetivos buscados, es decir: - un riesgo de errores casi nulo, - tiempos de intervención reducidos y, en consecuencia, costos de inmovilización y de pérdidas de explotación disminuidos. Por otra parte, la explotación de los transpondedores instalados en sitio permite un mejor conocimiento de las condiciones de mantenimiento y el enriquecimiento de las bases de datos garantizadoras de una mejor calidad de las operaciones de mantenimiento.

Claims (15)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1.- Un método de localización externa de anomalías situadas en una estructura ahuecada sumergida (PL) , dichas anomalías han sido previamente detectadas por un dispositivo (RTE) que circula en el interior de dicha estructura ahuecada sumergida, y ubicadas por conteo, a partir de un origen, de marcas de referencia situadas a intervalos regulares accesibles desde el interior y desde el exterior de dicha estructura ahuecada sumergida (PL) , caracterizado porque éste consta de: a) definir por conteo, a partir de dicho origen, una marca de referencia accesible desde el exterior de la estructura ahuecada sumergida, b) colocar un módulo transpondedor (T) sobre dicha marca de referencia, c) identificar el módulo transpondedor (T) por medio de un código de identificación, d) determinar el número de marcas de referencia que separan dichas anomalías y dicho módulo transpondedor identificado (T) .

2. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura ahuecada sumergida (PL) es una "tubería" submarina.

3.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado las marcas de referencia situadas a intervalos regulares accesibles desde el interior y el exterior de dicha estructura ahuecada sumergida (PL) son soldaduras que unen los tramos metálicos que constituyen la cubierta de la estructura ahuecada (PL) .

4.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el transpondedor (T) se localiza cerca de dicha soldadura.

5. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la identificación del módulo transpondedor por medio de un código de identificación se realiza a través de un dispositivo de lectura y escritura (DBM)

6.- El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la identificación del módulo transpondedor por medio de un código de identificación se realiza a una frecuencia comprendida entre 1 kHz y 150 kHz, de preferencia, a 125 kHz y a 134.2 kHz y a una potencia comprendida entre 1 W y 100 W, de preferencia entre 4 W y 20 W.

7. - El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo de lectura y escritura (DBM) comprende medios de memorización y medios de transmisión a distancia.

8.- Un dispositivo para la puesta en marcha del método de conformidad con la reivindicación 1, destinado a la localización externa de anomalías situadas en una estructura ahuecada sumergida (PL) , dichas anomalías han sido previamente detectadas por un dispositivo (RTE) que circula en el interior de dicha estructura ahuecada sumergida (PL) , y ubicadas por conteo, a partir de un origen, de marcas de referencia situadas a intervalos regulares accesibles desde el interior y desde el exterior de dicha estructura ahuecada sumergida (PL) , caracterizado porque comprende : a) medios para definir por conteo, a partir de dicho origen, una marca de referencia accesible desde el exterior de la estructura ahuecada sumergida (PL) , b) medios para colocar un módulo transpondedor (T) sobre dicha marca de referencia, c) medios para identificar el módulo transpondedor (T) por medio de un código de identificación, d) medios para determinar el número de marcas de referencia que separan dichas anomalías y dicho módulo transpondedor identificado (T) .

9.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de posicionamiento del módulo transpondedor sobre dicha marca de referencia comprenden un collar (2) abierto realizado en material suave e inalterable en el agua de mar.

10.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de posicionamiento del módulo transpondedor sobre dicha marca de referencia comprenden una correa realizada en material suave e inalterable en el agua de mar.

11.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de posicionamiento del módulo transpondedor sobre dicha marca de referencia consta de un encolado inalterable en el agua de mar.

12.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de posicionamiento del módulo transpondedor sobre dicha marca de referencia comprenden un elemento de empotramiento (2) en el hormigón o la resina de recubrimiento de dicha estructura ahuecada sumergida.

13.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de identificación del módulo transpondedor a través de un código de identificación comprenden un dispositivo de lectura y de escritura (DBM) .

14.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque dicho dispositivo de lectura y de escritura (DBM) puede inscribir datos iniciales en el módulo transpondedor antes de la inmersión.

15.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la estructura sumergida (PL) es una "tubería" submarina suave o rígida, o un cable submarino.