WO2011140622A1 - Dispositivo coletor de vazamento de óleo e dispositivo armazenador de óleo - Google Patents

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WO2011140622A1
WO2011140622A1 PCT/BR2011/000146 BR2011000146W WO2011140622A1 WO 2011140622 A1 WO2011140622 A1 WO 2011140622A1 BR 2011000146 W BR2011000146 W BR 2011000146W WO 2011140622 A1 WO2011140622 A1 WO 2011140622A1
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WO
WIPO (PCT)
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oil
ring
collector device
oil leak
funnel
Prior art date
Application number
PCT/BR2011/000146
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nelson Buiano Fiedler
Claudio Amadeo Rodriguez
Original Assignee
Engenhoca 18 Administração De Patentes Ltda;
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Publication date
Application filed by Engenhoca 18 Administração De Patentes Ltda; filed Critical Engenhoca 18 Administração De Patentes Ltda;
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
    • E21B43/0122—Collecting oil or the like from a submerged leakage

Definitions

  • the present invention relates to an oil collecting device from a seafloor leak. More precisely, the device of the present invention consists of a flexible funnel for directing and collecting leaky seabed oil.
  • the present invention relates to an oil storage device, more precisely, it consists of an inflatable oil storage water floating device.
  • an oil collecting device which consists of a flexible inverted funnel, which is a few meters away from the opening of the leak and in said funnel has a rigid structural opening ring which allows the funnel mouth to be always open. Said device is fixed over the leak by ballasts connected by steel bars. At the top of the funnel is a second smaller structural rigid ring that serves as a force transmitter and adjustment of the flexible duct that originates from this ring and follows to the surface. This device then has the function of collecting oil near the spill, but there is an inconvenience of this invention, since it does not perform the storage of this oil and its future transfer to another location.
  • DIFIS Double Inverted Funel for Intervention on Ship wrecks
  • This device works to be equipped with an inverted seabed funnel, near the leak (and this leak in a sunken ship) and collecting it through this funnel, so that the lower density of oil in relation to water, raise this oil to a storage device located a few feet from the funnel. Due to the rising force of oil this storage apparatus will rise to the sea surface where it can be collected by a ship.
  • This method however has some drawbacks such as serving only to store a fixed volume of oil contained in a sunken ship and not being able to store a continuous stream of oil that reaches the storage apparatus.
  • Another drawback is that this apparatus has to travel from the bottom of the sea to the surface and is thus susceptible to finding a sea current and moving several meters across the sea or allowing oil to escape.
  • petroleum exiting a natural reservoir contains significant volumes of volatile and explosive gases such as methane, and it is one of the proposals of the present invention to address the processing of this gas in the storage device.
  • oil will be used to refer to "petroleum” or any non-water miscible oil of lower density than water. Additionally said oil may consist of pure oil or a mixture of oils, gas and water from any known oil reservoir.
  • the present invention is primarily concerned with an oil collecting device which consists of a flexible funnel which is a few meters away from the leakage opening, wherein said funnel comprises a rigid structural opening ring which allows the funnel mouth is always open. Said device is fixed over the leak by ballasts connected by steel bars. At the top of the funnel is a second smaller structural rigid ring, which serves as a force transmitter and flexible duct adjustment that originates from this ring and travels to the surface.
  • the oil is naturally pumped to the surface or to a store through the flexible duct, taking advantage of the physical laws that allow this to happen.
  • the oil (petroleum) is less dense than water in a ratio of 0.8: 1, and thus it tends to follow the surface for floating 200km / m 3 at a speed of 240m / h. This way there is no need to pump the oil to the surface.
  • the present invention has been developed in such a way that it can be easily transported by helicopter or airplane, but mainly helicopter, since such accidents usually occur in areas far from the coast and at the same time require urgency. Additionally, the present invention relates to a water-float and oil storage device which is formed of inflatable flexible synthetic laminate material. In the circumference of said device, there is an outer float ring which gives a biconvex lens shape to said inflated device which is further encompassed by wire ropes which assist in anchoring and transporting it. The oil enters said device through an advisory duct located at its lower end, which is additionally provided with a one-way valve for the outflow of water only.
  • the upper end of the present invention is provided with a valve that allows the passage of volatile and explosive gases from crude oil extracted from oil reserves, but does not allow oil to escape. Additionally, said device is capable of containing large amounts of oil at one time and receiving a continuous flow thereof over an extended period of time, with an oil withdrawal duct from the storage location.
  • the present invention provides an oil storage device which is capable of providing a quick and practical solution to assist in the containment of oil leaks, the device being able to connect to various seabed oil collecting devices known in the art. through the advisory tube located at the lower end. Said device is still capable of allowing volatile and explosive gases from a natural oil tank to be burned after passing through the upper end of said invention.
  • the present invention has been further developed so that it can be easily compacted and transported before use and does not require rigid and fixed structures to stabilize it, thus allowing it to be stored in oil rigs or transported by any ordinary transport vehicle to the place where it will be requested.
  • Figure 1 shows a front view of the oil leakage collecting device, object of the present invention, composed of 12 ballasts
  • Figure 2 shows a top view of the embodiment of figure 1;
  • Figure 3 shows a perspective view of the embodiment of figure 1;
  • Figure 4 shows a front view of a second preferred embodiment of the present invention composed of 6 ballasts
  • Figure 5 shows a top view of the embodiment of figure 4.
  • Figure 6 shows a perspective view of the embodiment of figure 4.
  • Figure 7 shows a front view of the oil storage device object of the present invention
  • Figure 8 shows a perspective view of the oil storage device, pointing out the upper part
  • Figure 9 shows a top view of the present invention
  • Figure 10 shows a perspective view of the oil storage device, with the bottom part pointing out.
  • the oil collecting device consists of a flexible funnel.
  • the funnel (1) is connected to a flexible duct (5) through an upper ring (6), wherein said duct (5) connects said funnel (1) to the surface, and wherein at least two wire ropes (4) accompany the flexible duct (5) until it meets the upper ring (6). From the upper ring (6), each wire rope (4) extends in three more cables to the lower ring (2), where said wire rope (4) connects to the ballasts (3).
  • the lower ring 2 has a geometric shape of 6 to 24 sides, preferably 12 sides.
  • the flexible duct (5) is all interlocked so as not to risk breaking with the force of buoyancy, that is, the very fluctuation within the duct (5) can rupture it.
  • the duct is locked every 48 m.
  • the funnel (1) is designed to present a parabolic curve, so that its angle creates acceleration. Moreover, because it is a double and opposite curvature, there is a greater dimensional stability of the structure, as it decreases the tensions of the synthetic membrane. Thus, if there is a pressure jet, the funnel inflates but does not rupture, because in addition to dimensional stability the synthetic membrane has an elastic capacity of around 20%.
  • the device of the present invention were a structure made of straight steel plates, for example, it would be somewhat costly, low-yielding and high risk of rupture, as the plate would tend to bend due to differences in internal and external pressure, and perhaps it would need reinforcement with metal trusses.
  • An important factor of the present invention is always to keep it at least 1 m high from the location of the leak, as water must enter the structure so that it does not risk freezing.
  • the opening of the lower ring (2) is from 6 m to 15 m, preferably 12 m. in deep regions there may be sea currents that reach about 5 knots.
  • the opening of the ring (2) is wide enough to still catch the rising oil.
  • the distance between the lower ring (2) and the upper ring (6) may be from 8 m to 15 m, preferably 10 m.
  • the distance between the ballast base (3) and the lower ring (2) is 1 m to 5 m, preferably 2.5 m.
  • the upper ring (6) may be from 1 m to 5 m in diameter, preferably 1.5 m in diameter.
  • the upper ring (6) is made of a rigid material, such as steel, to support and transmit cable forces, as well as to adjust the flexible duct (5).
  • the synthetic membrane of the present invention is preferably made of PVC + PTFE (polyvinyl chloride and polytetrafluoroethylene), but may also be made of PVDF (polyvinylidene fluoride) or any other flexible and resistant synthetic material.
  • the membrane applied in the present invention is capable of withstanding about 5 t / m 2 and is easily foldable and transportable.
  • the funnel (1) is anchored to the seabed through the ballasts (3) secured by the wire ropes (4).
  • Preferably, about 6 tons of 10 tons each are applied to the present invention.
  • Each ballast (3) shall not exceed 3 meters.
  • the steel cables (4) that support the ballasts (3) and maintain the structure of the present invention are also easy to transport as they are wound up.
  • the lower ring (2) of the funnel (1) is mountable and therefore easy to transport, since it is a dodecagonal structure made up of 12 iron bars.
  • the ballasts (3) may be concrete or metal, preferably concrete.
  • the ballasts maintain the shape of the structure by traction.
  • the present invention relates to an oil storage device, as can be seen from Figure 7, which is provided with a float outer ring (15), which forms the structural base responsible for supporting at least one flexible synthetic membrane. (20) which is attached to said ring (15), forming with respect thereto, an upper membrane (20a) and a lower membrane (20b). In the circumference of said float ring (15) there are cables (100) which allow the entire structure to be towed and anchored as required. In Said The bottom membrane 20b is provided with at least one opening 30 adjacent the outer float ring 100 for engaging a riser 30 'which will carry the oil into the device.
  • Said riser riser may be connected to any other oil collecting device known in the art and through this connection, crude oil from an underground reservoir or a wreck may be transferred to the storage device. .
  • At least one water outlet duct (40) which only allows its outlet through a valve consisting of a float (70) with a density lower than water, but greater than that of oil, 0.99 to 0.81, preferably 0.9.
  • This float when in the presence of water, rises and allows its exit from said device so that only oil is stored, allowing a larger volume of it to be stored.
  • the oil comes into contact with said sinking float, blocking the water inlet from the water outlet (40).
  • At least one gas outlet duct 50 which allows only gas to escape through a valve consisting of a float 80 having a lower density than oil , this density being less than 0.79, preferably 0.7.
  • a valve consisting of a float 80 having a lower density than oil , this density being less than 0.79, preferably 0.7.
  • said float (80) will allow gas to pass through the duct to the external environment and when oil comes into contact with said float (80) it will rise and prevent the passage of oil out of the device.
  • the removal of gas from inside the device is of fundamental importance for the viability of said invention, since These gases, consisting mainly of methane, ethane, propane and butane, which are volatile and explosive organic compounds, may cause a possible accident when under pressure or heat and thus need to be removed from the storage location.
  • At least one oil withdrawal duct (60) is provided through a float (90) that allows only the oil to escape, thus being less dense than water and denser than oil, with density between 0.99 to 0.81, preferably 0.9.
  • This float (90) when in contact with water floats and prevents its passage through said duct and when in contact only with oil sinks and leaves the duct open for oil passage.
  • Said float outer ring may be formed of any rigid synthetic oil-inert laminate material known in the art, preferably consisting of PVC, Teflon or fiberglass and may optionally be reinforced with polyester. Such a ring thus provides structural support to said device and allows, once inflated, the structure to adopt a biconvex lens shape thereby maximizing storage volume and imparting greater structural resistance to marine ripples and storms.
  • Said cables (100) may be of steel or synthetic.
  • inflatable floats may be attached to said outer float ring (15), increasing its buoyancy and giving greater resistance against possible vessel impacts.
  • the upper end for the gas outlet (50) may contain a combustion device for burning the gas leaving the said device.
  • the present invention may be carried out with diameters between 10 and 35m and 20m f preferably the distance between the upper and lower end may vary between 4 and 10 m, preferably 8 m, and so in a preferred embodiment, said device being capable of withstanding approximately 1.000.000L oil volumes.
  • Said riser (30 ') and oil withdrawal (60) are comprised of any synthetic laminate material which is inert to the oil known in the art.
  • Said floats 70, 80 and 90 may be comprised of any oil-inert material known in the art and which gives said desired density for its function to be exercised.
  • buoys 70, 80, 90 may be attached to a motor boat or anchor, or in some cases anchored by the riser duct itself which is anchored by the lower funnel and the latter. by cables and piles, or ballasts and cables that anchor to the seabed.
  • the flexible synthetic membrane may be formed of any oil-inert flexible synthetic material known in the art, preferably of PVC, Teflon or fiberglass.
  • the present device and its components described above thus provide a practical and rapid solution for storing oil from a leak or from a sunken vessel.
  • the present invention can be easily transported by helicopter or stored on an oil rig, and once placed at sea can be inflated by any method known in the art to give the device its characteristic shape, allowing it to begin storing oil.
  • the present invention does not attempt to contain oil spills on the seabed, quite the contrary, the present invention has been developed so that it is still You can still enjoy the oil that is leaking.
  • the object of the present invention is thus to "discipline" oil spills so that they do not spread through the ocean, contaminating marine species or even the sea coast.

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Abstract

A presente invenção refere-se a um dispositivo coletor de óleo/petróleo proveniente de um vazamento no fundo do mar. Mais precisamente, o dispositivo da presente invenção consiste em um funil flexível para direcionamento e coleta de óleo/petróleo de vazamento no fundo do mar. Adicionalmente, a presente invenção se refere a um dispositivo armazenador de óleo, mais precisamente, consiste em um dispositivo flutuante em água armazenador de óleo que pode ser inflado, sendo que recebe um fluxo contínuo de óleo, permitindo que o óleo, a água e os gases voláteis e explosivos provenientes de um poço de petróleo sejam separados dentro do dito dispositivo.

Description

DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO E DISPOSITIVO ARMAZENADOR DE ÓLEO CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção trata de um dispositivo coletor de óleo proveniente de um vazamento no fundo do mar. Mais precisamente, o dispositivo da presente invenção consiste em um funil flexível para direcionamento e coleta de óleo de vazamento no fundo do mar .
Adicionalmente, a presente invenção trata de um dispositivo armazenador de óleo, mais precisamente, consiste em um dispositivo flutuante em água armazenador de óleo que pode ser inflado.
ESTADO DA TÉCNICA
A recente diminuição das reservas naturais de petróleo torna necessária cada vez mais a sua busca em localidades de difícil acesso ou em ambientes que no passado eram considerados instáveis demais. Um desses ambientes é o mar, que se tornou o novo foco de busca por reservas de petróleo e consequentemente de novas tecnologias a fim de tornar essa exploração cada vez mais viável economicamente e segura .
Consequentemente, a segurança na exploração de petróleo em ambiente marítimo, é de fundamental importância, uma vez que qualquer vazamento de maior proporção de petróleo no mar causa um extenso dano ambiental. Os principais motivos desses vazamentos serem tão desastrosos se deve à imiscibilidade e menor densidade do óleo frente a água, que, dessa forma, quando derramado no mar, forma uma película de espessura desprezível, mas com área superficial elevada. Adicionalmente, o mar com seus movimentos ondulatórios, ajuda na dispersão dessa película, e assim danos significativos se estabelecem na natureza. Entre os danos mais graves estão o dano, em águas mais rasas, à algas marinhas que necessitam da radiação solar afim de conseguirem sobreviver, e uma vez que a película de óleo é translúcida, acaba por impedir a adequada passagem dessa radiação. Adicionalmente, animais que vivem próximos ou no ambiente marinho são muito prejudicados, devido a uma diminuição da luminosidade dentro do mar, dificultando a sua visão e esse óleo acabar por grudar nesses animais, principalmente em aves, prejudicando sua mobilidade e originando diversos problemas a sua saúde .
Estes vazamentos de petróleo podem ocorrer através de acidentes nas plataformas em si, como nos navios transportadores desse insumo, ou em vazamentos no poço aberto no fundo do mar, sendo esse último o foco da presente invenção .
Vazamentos de petróleo no fundo do mar que ocorrem nos poços, são de difícil contenção, sendo um exemplo o vazamento que ocorreu no Golfo do México numa plataforma da British Petroleum em 10 de Abril de 2010, onde milhares de barris de óleo vazaram por dia, causando um extenso dano ambiental e originando uma pressão para que dispositivos e métodos de contenção desse tipo de vazamento fossem desenvolvidos. Porém, muitos não tiveram sucesso na prática e não conseguiram conter o vazamento, outros conseguiram atacar somente parte do problema.
Dentre um dos dispositivos realizados com o intuito de conter todo o petróleo vazado pelo poço no fundo do mar, está um dispositivo coletor de óleo, o qual consiste de um funil invertido flexível, que fica a alguns metros de distancia da abertura do vazamento e em que o dito funil possui um anel estrutural rígido de abertura, o qual permite que a boca do funil esteja sempre aberta. O dito dispositivo é fixado sobre o vazamento através de lastros conectados por barras de aço. No topo do funil há um segundo anel rígido estrutural menor, que serve como transmissor de forças e ajuste do duto flexível que se origina deste anel e segue até a superfície. Esse dispositivo acaba por ter então a função de coletar o petróleo próximo ao vazamento, porém ocorre um inconveniente dessa invenção, uma vez que ela não realiza o armazenamento de desse óleo e sua futura transferência para outra localidade.
Outra invenção que há na técnica é um dispositivo conhecido como DIFIS ( "Double Inverted Funel for the Intervention on Ship wrecks"). Este dispositivo funciona de forma a ser dotado de um funil invertido no fundo do mar, próximo ao vazamento (sendo esse vazamento em um navio afundado) e coletando-o através desse funil, de forma que a menor densidade do petróleo em relação a água, faça com que esse petróleo suba até um aparato armazenador localizado à alguns metros do funil. Devido à força de ascensão do petróleo esse aparato armazenador se elevará até a superfície do mar, onde poderá ser coletado por um navio. Esse método porém possui alguns inconvenientes como servir somente para armazenar um volume fixo de petróleo contido em um navio afundado e não ser capaz de armazenar um fluxo contínuo de petróleo que chegue ao aparato armazenador. Outro inconveniente se deve ao fato desse aparato ter de se locomover do fundo do mar até a superfície, sendo assim suscetível à encontrar uma corrente marítima e se deslocar diversos metros pelo mar, ou permitir que o petróleo escape.
Adicionalmente, o petróleo que sai de um reservatório natural, contém volumes significativos de gases voláteis e explosivos, como o metano, sendo uma das propostas da presente invenção tratar do processamento desse gás no dispositivo de armazenamento.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO
Primeiramente, durante o decorrer dessa patente, o termo "óleo" será utilizado para se referir à "petróleo" ou a qualquer óleo não miscível em água e de menor densidade do que a água. Adicionalmente o dito óleo poderá consistir de óleo puro ou de uma mistura de óleos, gás e água provindos de qualquer reservatório de óleo conhecido.
A presente invenção trata primeiramente de um dispositivo coletor de óleo, o qual consiste em um funil flexível, que fica a alguns metros de distância da abertura do vazamento, em que o dito funil compreende um anel estrutural rígido de abertura, o qual permite que a boca do funil esteja sempre aberta. O dito dispositivo é fixado sobre o vazamento através de lastros conectados por barras de aço. No topo do funil há um segundo anel rígido estrutural menor, que serve como transmissor de forças e ajuste do duto flexível que se origina deste anel e segue até a superfície.
Assim, através da presente invenção o óleo é bombeado naturalmente para a superfície ou para um armazenador através do duto flexível, aproveitando-se das leis físicas que permitem que isso aconteça. O óleo (petróleo) é menos denso que a água numa proporção de 0.8:1, e desta forma ele tende a seguir para a superfície flutuando 200km/m3, numa velocidade de 240m/h. Desta forma, não há necessidade de bombear o óleo para a superfície. Conforme o óleo sobe pelo duto, ele "suga" também um pouco de água do mar para dentro do duto. Sabe-se que a água no fundo do mar não congela, devido à alta pressão ali presente. Dessa forma, a temperatura da água se mantém em cerca de 4°C. Assim, enquanto o óleo estiver levando água para dentro do duto, não haverá risco de congelamento.
A presente invenção foi desenvolvida de uma maneira que possa ser facilmente transportável por helicóptero ou avião, mas principalmente helicóptero, uma vez que esse tipo de acidente geralmente ocorre em áreas muito distantes da costa e ao mesmo tempo requerem urgência. Adicionalmente, a presente invenção trata de um dispositivo flutuante em água e armazenador de óleo, o qual é formado de material laminado sintético flexível que pode ser inflado. Na circunferência do dito dispositivo, há um anel externo flutuador que confere uma forma de lente biconvexa ao dito dispositivo inflado que é adicionalmente englobado por cabos de aço que ajudam na ancoragem e no transporte do mesmo. 0 óleo entra no dito dispositivo através de um duto assessor localizado em sua extremidade inferior, a qual é adicionalmente dotada de uma válvula unidirecional para a saída unicamente da água. A extremidade superior da presente invenção é dotada de uma válvula que permite a passagem de gases voláteis e explosivos provenientes do óleo cru extraído de reservas de petróleo, porém não permitindo a saída do óleo. Adicionalmente o dito dispositivo é capaz de conter grandes quantidades de óleo de uma só vez e receber um fluxo contínuo do mesmo durante um período de tempo prolongado, sendo que há um duto de retirada de óleo do local de armazenamento .
Dessa forma a presente invenção fornece um dispositivo armazenador de óleo que é capaz de fornecer uma solução prática e rápida para ajudar na contenção de vazamentos de óleo, sendo o dispositivo capaz de se conectar à diversos dispositivos coletores de óleo do fundo do mar conhecidos na técnica através do tubo assessor localizado na extremidade inferior. O dito dispositivo ainda é capaz de permitir que os gases voláteis e explosivos provenientes de um depósito natural de petróleo possam ser queimados após passarem pela extremidade superior da dita invenção.
A presente invenção ainda foi desenvolvida de forma que possa ser facilmente compactada e transportada antes de ser usada e não necessitando de estruturas rígidas e fixas para estabilizá-la, permitindo assim que seja armazenada em plataformas de petróleo ou que seja transportada por qualquer veículo de transporte comum até o local em que será requisitado .
Para melhor entendimento serão apresentadas a seguir figuras esquemáticas de uma realização particular da invenção, cujas dimensões e proporções não são necessariamente as reais, pois as figuras têm apenas a finalidade de apresentar didaticamente uma das aplicações preferidas, cuja abrangência de proteção está determinada pelo escopo das reivindicações anexas .
A invenção será descrita a seguir com base nos desenhos anexos, os quais representam:
A Figura 1 apresenta uma vista frontal do dispositivo coletor de vazamento de óleo, objeto da presente invenção, composto por 12 lastros;
A Figura 2 apresenta uma vista superior da realização da figura 1;
A Figura 3 apresenta uma vista em perspectiva da realização da figura 1;
A Figura 4 apresenta uma vista frontal de uma segunda realização preferida da presente invenção, composta por 6 lastros;
A Figura 5 apresenta uma vista superior da realização da figura 4;
A Figura 6 apresenta uma vista em perspectiva da realização da figura 4 ;
A Figura 7 apresenta uma vista frontal do dispositivo armazenador de óleo, objeto da presente invenção;
A Figura 8 apresenta uma vista em perspectiva do dispositivo armazenador de óleo, salientando a parte superior;
A Figura 9 apresenta uma vista superior da presente invenção ; e A Figura 10 apresenta uma vista em perspectiva do dispositivo armazenador de óleo, salientando a parte inferior .
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Em uma realização preferida da presente invenção, o dispositivo coletor de óleo consiste em um funil flexível
(1) , feito de uma membrana sintética flexível (7) , em que a boca do funil é sustentada aberta através de um anel inferior
(2) . O funil (1) é ligado a um duto flexível (5) através de um anel superior (6) , em que o dito duto (5) conecta o dito funil (1) à superfície, e em que pelo menos dois cabos de aço (4) acompanham o duto flexível (5) até encontrar o anel superior (6) . Do anel superior (6) , cada cabo de aço (4) se prolonga em mais três cabos até o anel inferior (2) , de onde os ditos cabos de aço (4) se ligam aos lastros (3) .
0 anel inferior (2) tem um formato geométrico de 6 a 24 lados, sendo preferencialmente 12 lados.
O duto flexível (5) é todo intertravado para não correr o risco de se romper com a força do empuxo, ou seja, a própria flutuação dentro do duto (5) pode rompê-lo. Assim, para uma profundidade de 1600 m, o duto é travado a cada 48 m .
O funil (1) foi projetado para apresentar uma curva parabólica, de modo que o seu ângulo cria uma aceleração. Além disso, por ser uma curvatura dupla e oposta há uma maior estabilidade dimensional da estrutura, pois diminui as tensões da membrana sintética. Assim, se houver um jato de pressão, o funil infla, mas não rompe, porque além da estabilidade dimensional a membrana sintética possui uma capacidade elástica em torno de 20%.
Além disso, como a estrutura é aberta, e os cabos de aço são vazados, não há a pressão de 1000 kg/m3, que no caso de uma profundidade de 1600 m, seria uma pressão em torno de 1,6 x IO6 kgf/m2.
Ainda, como a estrutura toda é flexível, a pressão se equilibra interna e externamente conforme a estrutura for descendo para ser colocada no local do vazamento.
Se fosse o dispositivo da presente invenção fosse uma estrutura formada por chapas retas de aço, por exemplo, seria algo de alto custo, baixo aproveitamento e alto risco de rompimento, pois a chapa tenderia a entortar devido às diferenças de pressão interna e externa, e necessitaria talvez de reforço com treliças metálicas.
Um fator importante da presente invenção é sempre mantê-la há no mínimo 1 m de altura com do local do vazamento, uma vez que é imprescindível que entre água na estrutura para que a mesma não corra o risco de congelar.
Ainda, a abertura da o anel inferior (2) é de 6 m a 15 m, sendo preferencialmente 12 m. em regiões profundas, podem haver correntes marinhas que chegam a cerca de 5 nós . Assim, como geralmente as saídas dos vazamentos não possuem mais que 0,5 m, mesmo que haja correntes marinhas empurrando o vazamento, a abertura do anel (2) é larga o suficiente para ainda sim captar o óleo que estiver subindo.
A distância entre o anel inferior (2) e o anel superior (6) pode ser de 8 m a 15 m, preferencialmente 10 m. A distância entre a base dos lastros (3) e o anel inferior (2) é de 1 m a 5 m, preferencialmente 2,5 m.
O anel superior (6) pode ter de 1 m a 5 m de diâmetro, preferencialmente 1,5 m de diâmetro.
Ainda, o anel superior (6) é feito de um material rígido, como aço, para sustentar e transmitir as forças dos cabos, bem como para ajuste do duto flexível (5) . Porém, nada impede que um material flexível também seja aplicado ao anel superior (6) , desde que apresente as mesmas capacidades mecânicas de sustentar e transmitir as forças dos cabos. A membrana sintética da presente invenção é preferencialmente de PVC+PTFE (policloreto de vinila e politetrafluoretileno) , podendo ser também em PVDF (fluoreto de polivinilideno) ou qualquer outro material sintético flexível e resistente. A membrana aplicada na presente invenção é capaz de resistir cerca de 5 t/m2 e é facilmente dobrável e transportável.
O funil (1) é ancorado ao fundo do mar através dos lastros (3) presos pelos cabos de aço (4) . São cerca de 6 a 24 lastros, pesando no total cerca de 60 toneladas (6 lastros de 10 toneladas cada, 12 lastros de 5 toneladas cada ou 24 lastros de 2,5 toneladas cada). Preferencialmente, aplica-se à presente invenção cerca de 6 lastros de 10 toneladas cada. Cada lastro (3) não terá mais que 3 metros. Os cabos de aço (4) que suportam os lastros (3) e mantém a estrutura da presente invenção são também de fácil transporte, uma vez que vão enrolados. Assim como o anel inferior (2) do funil (1) é montável e, portanto de fácil transporte, uma vez que se trata de uma estrutura dodecagonal formada por 12 barras de ferro. Os lastros (3) podem ser de concreto ou metal, sendo preferencialmente de concreto.
Assim, os lastros mantêm a forma da estrutura por tração .
Adicionalmente, a presente invenção é referente a um dispositivo armazenador de óleo, conforme pode ser observado a partir da figura 7, que é dotado de um anel externo flutuador (15) , que forma a base estrutural responsável por suportar pelo menos uma membrana sintética flexível (20) que é presa ao dito anel (15) , formando com relação a este, uma membrana superior (20a) e uma membrana inferior (20b) . Na circunferência do dito anel flutuador (15) há a disposição de cabos (100) que permitem que a estrutura inteira seja rebocada e ancorada conforme necessário. Na dita membrana inferior (20b) é previsto pelo menos uma abertura (30) , adjacente ao anel externo flutuador (100) para o encaixe de um duto de subida (30') ("riser") que transportará o óleo para dentro do dispositivo.
O dito duto de subida "riser" poderá se conectar a qualquer outro dispositivo coletor de óleo conhecido na técnica e através dessa conexão, o óleo em sua forma bruta proveniente de um reservatório subterrâneo ou de um navio naufragado pode ser transferido para o dispositivo de armazenamento .
Ainda na membrana inferior (20b) é previsto pelo menos um duto para a saída de água (40) , que permite unicamente sua saída através de uma válvula que consiste de uma bóia (70) com densidade menor que a da água, porém maior do que a do óleo, 0,99 a 0,81, preferencialmente 0,9. Essa bóia quando na presença de água, eleva- se e permite a sua saída do dito dispositivo a fim de que somente óleo esteja armazenado, permitindo que um maior volume do mesmo seja armazenado. Dessa forma, uma vez que toda a água for removida, o óleo entra em contato com a dita bóia, que afunda, bloqueando a entrada do duto para saída de água (40) .
Na membrana superior (20a) da presente invenção, é previsto pelo menos um duto para saída de gás (50) que permite a saída unicamente de gás através de uma válvula que consiste em uma bóia (80) que possui densidade menor do que o óleo, essa densidade sendo menor do que 0,79, preferencialmente 0,7. Dessa forma, quando há a presença de gás dentro do dito dispositivo, a dita bóia (80) permitirá a passagem do gás pelo duto para o ambiente externo e quando óleo entrar em contato com a dita bóia (80) essa se elevará, e impedirá a passagem do óleo para fora do dispositivo. A retirada do gás de dentro do dispositivo é de fundamental importância para a viabilidade da dita invenção, uma vez que esses gases, constituídos principalmente de metano, etano, propano e butano, que são compostos orgânicos voláteis e explosivos, podendo causar um possível acidente quando sob pressão ou calor e necessitando assim serem removidos do local de armazenamento.
Ainda na membrana superior (20a) é previsto pelo menos um duto de retirada de óleo (60) , através de uma bóia (90) que permite unicamente a saída de óleo, sendo assim menos densa que a água e mais densa que o óleo, com densidade entre 0,99 a 0,81, preferencialmente, 0,9. Essa bóia (90), quando em contato com a água flutua e impede sua passagem pelo dito duto e quando em contato unicamente com o óleo afunda e deixa o duto aberto para a passagem de óleo.
Dito anel externo flutuador (15) pode ser formado por qualquer material laminado sintético rígido e inerte ao óleo conhecido na técnica, sendo preferencialmente constituído de PVC, teflon ou fibra de vidro e podendo ser opcionalmente reforçado por poliéster. Esse anel assim fornece um suporte estrutural ao dito dispositivo e permite que, uma vez inflado, a estrutura adote um formato em lente biconvexa maximizando assim o volume de armazenamento e conferindo uma maior resistência estrutural frente às ondulações marítimas e tempestades. Ditos cabos (100) podem ser de aço ou sintéticos.
Adicionalmente, flutuadores infláveis podem ser presos ao dito anel (15) externo flutuador, aumentando sua capacidade de flutuação e conferindo maior resistência contra possíveis impactos de embarcações.
Em uma realização da presente invenção a extremidade superior para a saída de gás (50) pode conter um dispositivo combustor a fim de realizar a queima do gás que sai do dito dispositivo.
A presente invenção pode ser realizada com diâmetros entre 10 e 35mf preferencialmente 20m e a distância entre a extremidade inferior e superior pode variar entre 4 e 10m, preferencialmente 8m, e assim em sua realização preferida, o dito dispositivo sendo capaz de suportar volumes de óleo de aproximadamente 1.000.000L.
O dito duto de subida (30') ("riser") e o duto de retirada de óleo (60) são constituídos de qualquer material laminado sintético que é inerte ao óleo conhecido na técnica.
As ditas bóias (70) , (80) e (90) podem ser constituídas de qualquer material inerte ao óleo conhecido na técnica e que confira a dita densidade desejada para que sua função seja exercida.
Ainda, as bóias (70) , (80) , (90) podem ficar presas a um barco com motor ou por âncoras, ou em alguns casos ficam ancoradas pelo próprio duto "riser" que por sua vez está ancorado pelo funil inferior e este por cabos e estacas, ou lastros e cabos que ancoram ao fundo do mar.
A membrana sintética flexível pode ser formada de qualquer material sintético flexível inerte ao óleo conhecido na técnica, sendo preferencialmente de PVC, teflon ou fibra de vidro.
O presente dispositivo e seus componentes descritos acima conferem então uma solução prática e rápida para armazenar o óleo proveniente de um vazamento ou de um navio afundado. A presente invenção pode ser facilmente transportada por helicóptero ou estocada em uma plataforma de petróleo, e uma vez colocada no mar pode ser inflada por qualquer método conhecido na técnica a fim de conferir ao dispositivo sua forma característica, permitindo que comece a armazenar óleo.
Por fim, a presente invenção não tenta conter os vazamentos de petróleo no fundo do mar, muito pelo contrário, a presente invenção foi desenvolvida de modo que ainda seja possível continuar usufruindo do óleo que está vazando. O objetivo da presente invenção é, desta forma, "disciplinar" os vazamentos de óleo para que não se espalhem pelo oceano, contaminando as espécies marinhas ou até a costa marítima.
Cabe ressaltar ainda que, embora a invenção tenha sido descrita em relação ao que é atualmente considerado como a realização mais prática e preferida, deve ficar compreendido que a invenção não deve ser limitada à realização apresentada, mas ao contrário, se presta a cobrir várias modificações e arranjos equivalentes incluídos dentro do caráter e do âmbito das reivindicações anexas . Por conseguinte, o âmbito das reivindicações anexas deverá estar de acordo com uma interpretação mais ampla, de modo a abranger todas essas modificações e ajustes semelhantes.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo consiste em um funil flexível (1) que compreende uma abertura através de um anel inferior (2) , em que o dito funil (1) é ligado a um duto flexível (5) através de um anel superior (6) , cujo de diâmetro é menor que o do anel inferior (2), em que pelo menos um cabo de aço (4) acompanha o duto flexível (5) , em que o dito pelo menos um cabo de aço (4) ao chegar ao anel superior (6) se prolonga em mais três cabos até o anel inferior (2) , de onde se liga aos lastros (3) , em que os ditos lastros (3) fazem o peso do dispositivo para baixo.
2. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o funil (1) é feito de uma membrana sintética flexível (7) .
3. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a membrana sintética flexível (7) é PVC com PTFE .
4. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que anel inferior (2) tem um formato geométrico de 6 a 24 lados.
5. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que anel inferior (2) tem um formato geométrico de 12 lados.
6. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o duto flexível (5) é intertravado em todo o seu comprimento para que não haja rompimento com a força do empuxo.
7. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o funil (1) possui uma curvatura parabólica dupla e oposta.
8. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o funil fica a uma distância mínima de 1 m a 5 m do vazamento de óleo.
9. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o funil fica a uma distância mínima de 2,5 m do vazamento de óleo .
10. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a abertura da o anel inferior (2) é de 6 m a 15 m.
11. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a abertura da o anel inferior (2) é 12 m.
12. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância entre o anel inferior (2) e o anel superior (6) é de 8 m a 15 m.
13. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a distância entre o anel inferior (2) e o anel superior (6) é de 10 m.
14. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância entre a base dos lastros (3) e o anel inferior (2) é de I m a 5 m.
15. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância entre a base dos lastros (3) e o anel inferior (2 ) é de 2 , 5 m .
16. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o diâmetro do anel superior (6) é de l m a S m.
17. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o diâmetro do anel superior (6) é de 1,5 m.
18. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o anel superior (6) é feito de aço.
19. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade de lastros varia de 6 a 24 lastros.
20. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que são 12 lastros.
21. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com as reivindicações 1, 19 e 20, caracterizado pelo fato de que o peso total dos lastros é de no máximo 60 toneladas .
22. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com as reivindicações 1 e 19 a 21, caracterizado pelo fato de que o tamanho de cada lastro não supera 3 metros .
23. DISPOSITIVO COLETOR DE VAZAMENTO DE ÓLEO, de acordo com as reivindicações 1 e 19 a 22, caracterizado pelo fato de que os lastros são feitos de concreto ou de metal.
24. DISPOSITIVO ARMAZENADOR DE ÓLEO, caracterizado pelo fato de ser dotado de um anel externo flutuador (15) , que forma a base estrutural responsável por suportar pelo menos uma membrana sintética flexível (20) que é presa ao dito anel (15) , formando com relação a este, uma membrana superior (20a) e uma membrana inferior (20b) , sendo que na circunferência do dito anel flutuador (15) há a disposição de cabos (100) que permitem que a estrutura inteira seja rebocada e ancorada conforme necessário e na dita membrana inferior (20b) é previsto pelo menos uma abertura (30) , adjacente ao anel externo flutuador (15) para o encaixe de um duto de subida (30') ("riser") que transportará o óleo para dentro do dispositivo e pelo menos um duto para a saída de água (40) , que permite unicamente sua saída através de uma válvula que consiste de uma bóia (70) com densidade menor que a da água, porém maior do que a do óleo; e de que na membrana superior (20a) é previsto pelo menos um duto para saída de gás (50) que permite a saída unicamente de gás através de uma válvula que consiste em uma bóia (80) e também pelo menos um duto de retirada de óleo (60) , através de uma bóia (90) que permite unicamente a saída de óleo, sendo assim menos densa que a água e mais densa que o óleo.
25. DISPOSITIVO ARMAZENADOR DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que flutuadores infláveis são presos ao dito anel (15) externo flutuador .
26. DISPOSITIVO ARMAZENADOR DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a extremidade superior para a saída de gás (50) contém um dispositivo combustor a fim de realizar a queima do gás que sai do dito dispositivo.
27. DISPOSITIVO ARMAZENADOR DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o dispositivo possui diâmetros entre 10 e 35m e a distância entre a extremidade inferior e superior pode variar entre 4 e 10m.
28. DISPOSITIVO ARMAZENADOR DE ÓLEO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o dispositivo possui diâmetro de 20m, e distância entre a extremidade inferior e superior é de 8m.
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