WO2013087948A1

WO2013087948A1 - Sistema y método de interconexión de umbilicales para transmisión de energía, fluidos y/o datos en medio marino

Info

Publication number: WO2013087948A1
Application number: PCT/ES2011/070853
Authority: WO
Inventors: Antonio RICO RUBIO; José Luis VILLATE MARTÍNEZ; Pablo RUIZ MINGUELA; Pierpaolo Ricci; Pedro IBAÑEZ EREÑO
Original assignee: Fundacion Tecnalia Research & Innovation
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2013-06-20
Also published as: EP2793333A1; US9395021B2; US20150003916A1

Abstract

Sistema y método de interconexión de mangueras (40) de transmisión de energía, fluidos, datos, o cualquier combinación de ellos en un medio marino mediante un dispositivo estanco (10) en cuyas entradas (230) se pueden intercambiar unas tapas de conexión (30) para el paso de los umbilicales y unas tapas ciegas (80) para el cierre de dichas entradas (230), de modo que se puede conectar y desconectar cada una de las mangueras de forma independiente. Las entradas están dispuestas de forma que los umbilicales queden tendidos según una misma dirección y sentido.

Description

SISTEMA Y MÉTODO DE INTERCONEXIÓN DE UMBILICALES PARA TRANSMISIÓN DE ENERGÍA, FLUIDOS Y/O DATOS EN MEDIO MARINO

D E S C R I P C I Ó N

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se aplica al campo de los sistemas de captación de energía en medios marinos, y en particular, en los sistemas de interconexión de umbilicales de transmisión de energía, fluidos y/o datos en dichos medios entre generadores o captadores de energía y un sistema de transferencia de energía.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La necesidad de producir energía más allá de las formas tradicionales como son las basadas en los combustibles fósiles o las energías renovables, ha impulsado un gran desarrollo de las denominadas "energías renovables", tales como la energía solar, la energía eólica, la energía obtenida de olas o corrientes, etc.

No obstante, en el caso de la generación de energía en instalaciones situadas en mares o lagos, se hace necesario para posibilitar su explotación el desarrollo de sistemas que permiten transportar la energía producida desde el dispositivo captador de energía que la genera, hasta un punto de conexión de una red de distribución en tierra. Adicionalmente, resulta imprescindible que el dispositivo captador de energía pueda ser conectado y desconectado de dicha red para permitir su traslado a tierra con el fin de realizar labores de reparación, mantenimiento, protección ante temporal, etc.

Una configuración habitual es aquella en la que existe un cable eléctrico submarino que, por un extremo, está conectado al captador de energía marina, mientras que el otro extremo se conecta a un punto de conexión de una red de distribución eléctrica situada en tierra.

No obstante, algunos de estos captadores de energías marinas no transforman la energía marina directamente en electricidad, si no que actúan sobre un sistema hidráulico o neumático, generando un cierto caudal de fluido a presión que es necesario transportar a otra ubicación, bien en mar, bien en tierra, donde se transforma ese caudal de fluido a presión en electricidad mediante el equipo adecuado.

Además, comúnmente es necesario transmitir datos entre el captador de energía marina y otra ubicación, de forma que se pueda monitorizar el funcionamiento del sistema, o actuar de forma remota sobre los equipos de estos captadores de energías marinas.

Por este motivo, existen mangueras flexibles que en su interior contienen conductos para la canalización de fluidos, cables eléctricos para el transporte de energía, sistemas de transmisión de datos tales como fibras ópticas, o cualquier combinación de los anteriores elementos. Estas mangueras flexibles se denominan

"umbilicales" (o cables umbilicales) y permiten conectar físicamente al captador de energía marina con tierra a nivel de energía, fluidos, y datos.

Otro aspecto claramente distintivo de este tipo de energías renovables marinas es que, debido al medio marino en el que se desenvuelven, los captadores de esta energía necesitan de un alto grado de mantenimiento e inspección. A menudo, tan solo se instalan en su posición durante escasos días o semanas, con el fin de verificar su comportamiento ante determinadas circunstancias. Otras veces, debido a fallos imprevistos o amenaza de temporales, es necesario retirarlos de su posición de forma rápida para llevarlos a puerto. La instalación o retirada de un captador de energía marina de su ubicación en el mar, por las causas indicadas arriba, siempre conlleva la conexión o desconexión del umbilical asociado mediante un conector apropiado que a tal propósito se intercala en el umbilical.

Así pues, la conexión o desconexión de este umbilical, y por tanto de los cables eléctricos, de fibra óptica o conductos de fluidos, ha de poder hacerse de forma rápida y estar diseñado para la posibilidad de que esta manipulación se haga de forma frecuente.

Otra característica a considerar es que, de forma habitual, se requiere que varios umbilicales procedentes de los captadores de energía marinas se interconexionen de forma independiente en una única manguera submarina o umbilical de evacuación que concentre la energía generada y los datos para su transmisión a tierra. De esta forma se simplifica significativamente el trazado submarino de las mangueras o umbilicales de evacuación. Tan solo es necesario el tendido de una única manguera o umbilical de evacuación, que concentra toda la energía y datos de diferentes captadores, en vez de instalar hasta tierra tantos umbilicales como captadores de energía existan en una determinada ubicación.

Así pues, una configuración típica de un parque de captadores de energías marinas es el descrito en las figuras 1 1 y 12, donde se representa un conjunto de captadores de energías marinas que, mediante sus umbilicales, se concentra su energía y datos en un dispositivo de interconexión para transmitir éstos a tierra mediante una única manguera de evacuación. Usualmente esa manguera de evacuación se conecta a la red eléctrica a través de una subestación eléctrica en tierra. Para la conexión y desconexión del umbilical se emplean conectores intercalados en dicho umbilical.

Así pues, en un parque de captadores, es necesario que existan elementos capaces de realizar dos funciones diferenciadas:

1 . - Conectar y desconectar los umbilicales para la retirada de los dispositivos captadores de energía, empleándose para ello conectores submarinos.

2. - Interconectar la energía y datos para concentrar éstos y evacuarlos a tierra en una única manguera o umbilical, empleándose para ello un dispositivo de interconexión.

Es de señalar que los conectores intercalados en el umbilical son elementos caros ya que se diseñan para poder conectar y desconectar cables eléctricos de media y alta tensión en medio marino, así como para poder ser usados de forma frecuente.

En general, los dispositivos capaces de llevar a cabo la interconexión de varios umbilicales han de instalarse en el fondo marino a profundidades considerables, ya que es allí donde menores esfuerzos han de soportar debido a los agentes marinos como el oleaje, las corrientes o el viento.

En consecuencia a medida que la profundidad a la que se instalan estos dispositivos de interconexión aumenta, el trazado de los umbilicales que deben interconectarse, habitualmente apoyados en el lecho marino, también discurre a mayor profundidad. Esto dificulta la interconexión submarina de estos umbilicales, ya que los trabajos submarinos con buzos en profundidades superiores a 50 metros se hacen difíciles, y prácticamente imposibles en profundidades superiores a los 100 metros.

A partir de dichas profundidades es necesario el uso de robots submarinos, aumentando tremendamente el coste y el tiempo de operación de las labores de conexión o desconexión, por lo que esta opción no es operativa para un caso como el descrito, con operaciones frecuentes y que requieren una realización rápida y sencilla. Para evitar el uso de buzos y robots submarinos, existen sistemas de interconexionado que permiten su extracción desde el fondo marino a la superficie para poder llevar a cabo las operaciones necesarias de conexión y desconexión. En el caso de dos o más umbilicales interconexionados entre sí es necesario poner especial atención en la maniobra de extracción del dispositivo de interconexión del fondo marino, ya que al tratar de izar el equipo a la superficie, tanto los umbilicales como el equipo pueden sufrir esfuerzos por tensionado de los umbilicales, de forma que puede dañarse gravemente cualquiera de los componentes. De igual forma, al depositar en el fondo marino de nuevo el dispositivo de interconexión, los umbilicales pueden enredarse entre sí o el equipo puede posarse sobre los umbilicales, ya que éstos llegarán antes al fondo, con los consiguientes daños que esto puede provocar.

Se hace necesario, también, que cada umbilical proveniente de un captador de energía marina pueda desconectarse del dispositivo de interconexión de forma independiente al resto de umbilicales conectados a este dispositivo de interconexión, por si es necesario retirar de su ubicación un solo captador de energías marinas para mantenimiento.

Otro aspecto de importancia en el campo de los captadores de energías marinas es que en el elemento de interconexión puedan ubicarse equipos de protección eléctrica, regulación de caudal, corte, aparatos de medida o cualquier otro dispositivo, de forma que, en caso de fallo pueda desconectarse individualmente del circuito eléctrico, hidráulico o de transmisión de datos una sola unidad, o puedan tomarse medidas de la calidad y cantidad de corriente eléctrica suministrada o sobre el caudal del fluido suministrado o de las señales enviadas o llevar a cabo cualquier otra acción sobre un único umbilical sin interferir sobre el funcionamiento del resto de los captadores de energía marina conectados al dispositivo de interconexión.

EP 2,237,380 presenta un sistema de interconexión de cables submarinos con capacidad para ser izado a superficie. No obstante, dicho sistema no permite la extracción individual e independiente de cada cable eléctrico. Asimismo, no soluciona los problemas anteriormente descritos de tensionado durante la extracción y de depositado del dispositivo de interconexión encima de los cables eléctricos. Tampoco es posible con este sistema intercalar aparatos eléctricos como los descritos, de forma individual e independiente en cada cable eléctrico.

También son conocidas en el estado de la técnica varias soluciones similares, las cuales emplean además terminales como los empleados usualmente en tierra, lo que abarata considerablemente el dispositivo. Sin embargo, la forma en que los cables eléctricos penetran en el dispositivo requiere de una preparación "in situ" de los terminales eléctricos, así como de los mecanismos que otorgan la estanqueidad de los conductores cuando penetran en la cámara de conexión, por lo que la maniobra de conexión y desconexión no es rápida y tampoco está pensada para hacerse de forma frecuente.

No existe, por lo tanto, en el estado de la técnica de los sistemas de generación de energía marina, un sistema y método de interconexión, basados en dispositivos de interconexión que puedan ser izados a superficie, que permitan conectar y desconectar umbilicales de manera sencilla e independiente, y garantizando la integridad de todos los elementos involucrados durante el izado y posterior depósito del mismo. DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN

La presente invención soluciona los problemas anteriormente descritos mediante un sistema y método de interconexión estanco de umbilicales (se entiende por umbilical o cable umbilical a una manguera flexible que puede contener cables eléctricos, canalizaciones de fluido y/o fibras ópticas destinadas a la transmisión de datos o cualquier combinación de los anteriores) entre al menos un generador de energía (por ejemplo, un aerogenerador, un sistema de captación de energía de las olas, un captador de energía a partir de corrientes, etc.) y un sistema de transferencia de energía (el término "sistema de transferencia de energía" debe interpretarse de forma amplia, y puede abarcar cualquier sistema para transmitir o distribuir la energía generada en un lugar, por ejemplo, en un generador situado en el mar hasta, por ejemplo, un sistema terrestre de distribución de energía) según el contenido de las reivindicaciones.

El sistema comprende al menos un umbilical de transmisión conectable al generador de energía, un umbilical de evacuación conectable al sistema de transferencia y un dispositivo estanco que comprende una base adaptada para su apoyo sobre un fondo marino.

El dispositivo estanco comprende medios de conexión para la conexión en el interior del dispositivo estanco de los umbilicales (por ejemplo, la conexión entre varios umbilicales de transmisión procedentes de diferentes generadores de energía al umbilical de evacuación).

El dispositivo comprende elementos de izado para permitir la extracción del dispositivo y su elevación a la superficie marina por parte de una embarcación auxiliar destinada a tal efecto.

Asimismo, el dispositivo comprende una pluralidad de entradas, cada una de las cuales permite el paso independiente de un umbilical. Las entradas están situadas en una zona del dispositivo estanco distinta de la base del dispositivo estanco (por ejemplo, en sus paredes o perímetro lateral) para evitar su enredo y deterioro, y dispuestas (por ejemplo, distribuidas en sus paredes o perímetro lateral) de forma que todos los umbilicales conectados a ellas quedan tendidos en una misma dirección y sentido.

El sistema comprende dos tipos distintos de elementos para el cierre estanco de las entradas, que pueden intercambiarse libremente y de manera sencilla para conectar, desconectar, e intercambiar umbilicales:

- Tapas de conexión adaptadas para conectarse a una de las entradas y que permiten el paso de un umbilical al interior del dispositivo por la citada entrada. Puesto que dichas tapas de conexión se conectan y desconectan en una embarcación auxiliar fuera del agua, y resultan en un cierre estanco una vez conectados, los elementos de conexión de electricidad, fluidos, y/o datos son preferentemente elementos de conexión convencionales diseñados para su uso tradicional en tierra, sin requerir por lo tanto un tratamiento especial por estar en medio marino. Para la conexión de un umbilical, éste se preparará previamente en tierra con los terminales adecuados.

- Tapas ciegas adaptadas para conectarse a una de las entradas que cierran de forma estanca la entrada sin que por ellas pase ninguna manguera. Preferentemente la geometría, forma exterior y medios de cierre de las tapas ciegas son los mismos que los de las tapas de conexión, facilitando su intercambio con dichas tapas de conexión El dispositivo estanco comprende también equipos que permiten medir, regular o transformar (o llevar a cabo cualquier acción) la energía, fluidos y/o datos directamente en el interior del dispositivo estanco. Para permitir el izado del dispositivo de forma sencilla, todos los umbilicales conectados al dispositivo estanco están tendidos (bien sea este tendido sobre el fondo marino, en flotación o a medias aguas) en una misma dirección y sentido respecto a dicho dispositivo, siendo preferentemente la longitud o tendido de dichos umbilicales igual o mayor que la profundidad del fondo marino en el que está dispuesto dicho dispositivo estanco. Para ayudar a dicha configuración de tendido, pueden existir elementos auxiliares de agrupación y/o sujeción de los umbilicales. El sistema de la invención comprende además un elemento auxiliar de anclaje ubicado en el fondo marino en la misma dirección y sentido opuesto respecto al dispositivo estanco que la dirección y sentido de tendido de los umbilicales. Preferentemente, las tapas de conexión comprenden cierres estancos para el sellado del umbilical, mordaza de sujeción del umbilical para evitar su movimiento con respecto a la tapa de registro y restrictores de movimiento, para evitar daños en el umbilical debidos a la flexión de éste.

El dispositivo estanco puede comprender una escotilla de acceso para operarios, de cierre estanco, que permite el acceso al dispositivo una vez en cubierta de la embarcación auxiliar para labores de operación o mantenimiento.

El sistema puede comprender una boya de superficie que marca la posición del dispositivo y está unida a éste mediante un cabo, cadena o cable adecuado.

En un segundo aspecto de la invención, se presenta un método de interconexión estanco de umbilicales para transmisión de energía, fluidos y/o datos (o cualquier combinación de los anteriores) entre al menos un generador de energía dispuesto en un medio marino (por ejemplo, un aerogenerador, un sistema de captación de energía de las olas, un captador de energía a partir de corrientes, etc.) y un sistema de transferencia de energía (el término "sistema de transferencia de energía" debe interpretarse de forma amplia, y puede abarcar cualquier sistema para transmitir o distribuir la energía generada en un lugar, por ejemplo, en un generador situado en el mar hasta, por ejemplo, un sistema terrestre de distribución de energía), que comprende los siguientes pasos:

- Izar con una embarcación auxiliar un dispositivo estanco como el descrito en el sistema de la presente invención, con múltiples entradas para la entrada de umbilicales individuales. Preferentemente, el método cuenta con un paso previo de anclar la embarcación a un elemento auxiliar de anclaje situado a una cierta distancia del dispositivo estanco, opuesto al tendido de los umbilicales. Más preferentemente, dicho anclaje se realiza sin tensión durante el paso de izado, de modo que la embarcación realiza un movimiento natural hacia el dispositivo en la dirección del tendido, y el dispositivo se eleva en una trayectoria curvilínea.

- Intercambiar de manera independiente cualquier número de tapas de conexión y/o tapas ciegas en las entradas del dispositivo por otras tapas de conexión y/o tapas ciegas. Dado que tanto las tapas de conexión como las tapas ciegas realizan cierres estancos, y que cada Tapa de conexión permite el paso independiente de un umbilical, se consigue conectar, desconectar, o reemplazar los umbilicales de forma sencilla y accediendo independientemente a cada una de ellas.

- Depositar el dispositivo en el fondo marino. Preferentemente, durante este paso el anclaje con el elemento auxiliar de anclaje está en tensión, de modo que la embarcación se desplaza hacia dicho elemento de anclaje, y el dispositivo realiza una trayectoria curvilínea de descenso que garantiza que los umbilicales quedan tendidos en la dirección y sentido deseados, y sin presentar dobles ni quedar atrapados debajo del dispositivo. El método y sistema descritos permiten por lo tanto conectar, desconectar e intercambiar umbilicales de forma sencilla y accediendo de manera independiente a cada una de ellas. Asimismo, permiten el uso de elementos tradicionales de conexión, no diseñados con requisitos especiales para su uso en medio marino, y la instalación de equipos que monitorizan u operan los datos, fluidos, o energía de los umbilicales dentro del propio dispositivo. Ésta y otras ventajas de la invención serán aparentes a la luz de la descripción detallada de la misma.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo y para complementar esta descripción, se acompaña como parte integrante de la misma las siguientes figuras, cuyo carácter es ilustrativo y no limitativo: La figura 1 muestra una primera vista en perspectiva del dispositivo de interconexión estanco, según una posible realización de la invención.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva de los elementos exteriores representativos del dispositivo de interconexión según dicha realización de la invención.

La figura 3 muestra una vista en perspectiva del interior del dispositivo de interconexión estanco para un caso particular en el que el umbilical tan solo contiene cables eléctricos.

La figura 4 muestra una vista en perspectiva de la terminación de un umbilical.

La figura 5 muestra una vista en perspectiva de la preparación del umbilical para la conexión al dispositivo de interconexión según una realización de la invención.

La figura 6 muestra una vista en perspectiva del interior del dispositivo de interconexión, para el caso en el que los umbilicales tan solo contienen cables eléctricos.

La figura 7 muestra un esquema del paso de anclaje al elemento auxiliar de anclaje de acuerdo con una realización preferente del método de la invención.

La figura 8 muestra un esquema del paso del inicio de izado del dispositivo de acuerdo con una realización preferente del método de la invención.

La figura 9 muestra un esquema del paso de izado del dispositivo de acuerdo con una realización preferente del método de la invención.

La figura 10 muestra un esquema del paso de colocación del dispositivo en el fondo marino de acuerdo con una realización preferente del método de la invención.

La figura 1 1 muestra una vista en planta de una configuración típica de parque de captadores de energías marinas.

La figura 12 muestra una vista en alzado de una configuración típica de parque de captadores de energías marinas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

En este texto, el término "comprende" y sus derivaciones (como "comprendiendo", etc.) no deben entenderse en un sentido excluyente, es decir, estos términos no deben interpretarse como excluyentes de la posibilidad de que lo que se describe y define pueda incluir más elementos, etapas, etc.

Asimismo, el término "umbilical" hace referencia en el presente texto a cualquier manguera utilizada en medio marino para la transmisión de energía, datos, fluidos, o cualquier combinación de estos. También son conocidos como "cables umbilicales". En concreto, parte de la descripción detallada de las realizaciones preferentes se describe para umbilicales que transportan exclusivamente energía eléctrica, pero el sistema es igualmente válido para umbilicales que transportan solamente datos, solamente energía, solamente fluidos, y cualquier combinación de datos, energía y fluidos. Nótese que los umbilicales descritos pueden ser mangueras de conexión entre cualquiera de los siguientes elementos: captadores de energía, sistemas de interconexión, bases marinas, sistemas de conexión con una red eléctrica terrestre, o cualquier otro elemento del sistema de generación de energía marina.

Nótese también que, a pesar de referirse a la embarcación auxiliar para explicar el sistema de extracción, dicha embarcación no forma parte del objeto del sistema de la invención tal y como se ha reivindicado, y por lo tanto su inclusión en la descripción de dicho sistema tiene carácter explicativo y no limitativo. La figura 1 muestra una vista externa de una realización preferente de un dispositivo estanco 10 de interconexión con flotabilidad negativa que queda apoyado en el fondo marino. El dispositivo estanco 10 disponiendo de elementos de izado 20 mediante grúa, y una escotilla 190 de cierre estanco para el paso de operarios al interior del mismo una vez izado el dispositivo estanco 10 hasta la superficie. La posición de este dispositivo estanco 10 de interconexión queda marcada mediante una boya 150 en superficie, unida al dispositivo 10 mediante un cabo, cadena o cable 160.

La figura 2 presenta una segunda vista externa en la que uno de los umbilicales 40 se ha desconectado del dispositivo estanco 10 para permitir visualizar el hueco o entrada 230 de umbilicales habilitada a tal efecto. El dispositivo estanco 10 comprende:

- Tapas de conexión 30, cada una preparada para el paso del umbilical 40 al interior por la entrada 230. Como se observa en la figura 3, estas tapas de conexión 30 están dotados de cierres estancos 50 para sellado del umbilical

40, mordaza de sujeción 60 del umbilical 40 para evitar su movimiento con respecto a la tapa de conexión 30 y restrictor de movimientos 70 para evitar daños en el umbilical 40 debidos a la flexión del umbilical 40 durante el depósito del dispositivo estanco 10 en el fondo marino. Asimismo, como se observa en la figura 4, la manguera puede comprender tres tipos de terminales 120:

-Terminales de conexión eléctrica 122.

-Conexiones de fibra óptica 124.

-Conexiones hidráulicas o neumáticas 126.

Dado que la interconexión de dichos terminales 120 se realiza en el interior del dispositivo 10, y que las mangueras pasan al interior del dispositivo 10 a través de un cierre estanco, dichos terminales pueden ser terminales convencionales para uso terrestre, sin ningún diseño especial para su uso en medio marino.

-Tapas ciegas 80 que impiden la entrada de agua al dispositivo estancól o a través de las entradas 230. Tanto las tapas de conexión 30 como las tapas ciegas 80, tienen la misma geometría en su área exterior, y disponen de la misma tornillería o agujeros previstos para el alojamiento de tornillos y cierre estanco para fijación a los registros 230 del dispositivo estanco 10, de forma que el hueco o entrada 230, dejado por cualquiera de uno de ellos puede ser ocupado por cualquier otra tapa de registro, independientemente de su tipo.

La figura 5 presenta una vista interior del dispositivo 10 en el que se aprecian medios de conexión configurado para interconectar los umbilicales 40, y por lo tanto, a través de dichos umbilicales 40, los dispositivos generadores de energía y el sistema de transmisión de energía a la red eléctrica. Estos medios de conexión constan de un embarrado eléctrico 90 (en inglés, "electrical bus bar"), dotado de medios para la conexión de los terminales eléctricos 100 así como de los equipos 1 10 de medida, interruptores de corte y conexión y/o cualquier otro equipo eléctrico destinado a regular, transformar, proteger, interrumpir, medir o cualquier otro fin, encontrándose en este caso los medios de conexión para los terminales eléctricos en los equipos eléctricos.

La figura 6 muestra con mayor detalle la conexión entre los terminales eléctricos 100 y los equipos de medida 1 10, observándose además una mordaza de sujeción interna 220, que asegura el umbilical 40 a la estructura del dispositivo estancól o, pudiendo aprovecharse para conexión a toma de tierra de los elementos metálicos del dispositivo estanco 10 a través, si es el caso, de la armadura de los umbilicales (40). Los medios de conexión cuentan además de un colector de fluidos, para la interconexión de diversos conductos de fluidos, dotado de medios para la conexión de los terminales hidráulicos o neumáticos, así como de los equipos de medida, válvulas de corte y/o cualquier otro equipo hidráulico o neumático destinado a regular, proteger, interrumpir, medir o cualquier otro fin, encontrándose en este caso los medios de conexión para los terminales hidráulicos o neumáticos en los equipos hidráulicos o neumáticos.

Los medios de conexión cuentan también con un concentrador de fibras ópticas, para la interconexión de diversas fibras ópticas de diferentes dispositivos, dotado de medios para la conexión de los terminales de fibra óptica, así como de los equipos de medida, alineación, corte y/o cualquier otro equipo de transmisión de datos por fibra óptica destinado a regular, proteger, interrumpir, medir o cualquier otro fin, encontrándose en este caso los medios de conexión para los terminales de fibra óptica en los equipos de fibra óptica.

En el caso de que el sistema conecte al menos un captador de energía con una red eléctrica de tierra, el sistema cuenta con un umbilical 45 para la evacuación a tierra de la energía generada por dicho captador, bien de carácter eléctrico o de carácter hidráulico o neumático. Para el correcto funcionamiento de la maniobra de interconexión todos los umbilicales 40 y 45 conectados al dispositivo de interconexión 10 deben seguir una configuración de tendido 180 con la misma dirección en su tendido, bien sea éste sobre el fondo marino, en flotación o a medias aguas, durante una distancia superior a la profundidad a la que se encuentre el dispositivo estanco 10. Para ayudar a dicha configuración de tendido 180 pueden existir elementos auxiliares de agrupación y sujeción de los umbilicales.

Finalmente, el sistema comprende un elemento auxiliar a la maniobra de recuperación, conexión y recolocación del dispositivo a su posición original, que consta de punto de anclaje 130 al fondo marino y cuerda, cable o cadena de maniobra 140, y opcionalmente de cualquier otro dispositivo o dispositivos de anclaje al fondo marino o de tracción mecánica para ayudar a la maniobra. En una realización preferente, el punto de anclaje 130 al fondo marino consiste en un muerto de hormigón, pudiendo ser este punto de anclaje cualquier otro sistema posible según el estado de la técnica.

Para llevar a cabo la maniobra de conexión de un umbilical 40 al dispositivo estanco 10 descrito, se presenta un método, que en una de sus realizaciones preferentes comprende los siguientes pasos:

(i) Preparación del umbilical 40 a conectar. Esta preparación puede hacerse en tierra o sobre la cubierta de una embarcación auxiliar 170. Para ello se dota al umbilical 40 de terminales de conexión 120 adecuados, bien eléctricos 122, de fibra óptica 124 o hidráulicos o neumáticos 126, según el caso. Se pasa el umbilical 40 por el agujero habilitado a tal efecto en la tapa de conexión 30, donde existe una junta estanca 50 que asegura la estanqueidad entre el umbilical y la tapa de conexión 30. Existe una mordaza 60 que asegura la sujeción del umbilical 40 a la tapa de conexión 30, así como la transmisión de esfuerzos. Además, se contempla la inclusión de un restrictor de movimientos 70 para evitar daños al umbilical. Existen múltiples soluciones para conseguir la estanqueidad, sujeción mediante mordazas y restringir los movimientos del umbilical en el estado de la técnica.

(ii) Ubicación del punto de anclaje 130 al fondo marino, de acuerdo a la figura 7 y, si fuera necesario, otros elementos auxiliares. Este punto de anclaje 130 se coloca en el fondo marino, en el lado contrario al que discurren los umbilicales 40, según la configuración de su tendido 180 representado. Una vez posicionado dicho punto de anclaje 130 y, si es el caso, otros elementos auxiliares, éstos pueden permanecer en su posición para futuras maniobras, sin necesidad, pues, de retirarse finalizada la maniobra objeto de la invención, teniendo en este caso que marcarse la posición mediante una boya de señalización. Para facilitar la maniobra puede atenderse a las direcciones predominantes de viento, corriente u oleaje de la zona, orientándose adecuadamente la configuración del tendido 180 de umbilicales en la instalación inicial y, por tanto, la posición del punto de anclaje 130 al fondo marino.

La cuerda, cable o cadena 140 de la que dispone el punto de anclaje 130 está sujeta a dicho punto de anclaje 130 por un extremo, permaneciendo el otro extremo sujeto a la embarcación auxiliar 170 de forma que la cuerda, cable o cadena 140 permanece libre de tensión.

(iii) Extracción del fondo marino a la superficie del dispositivo estanco 10. Para ello la embarcación auxiliar 170 recupera la cuerda, cable o cadena 160 de la boya con los medios de izado apropiados, comenzando a tirar de dicha cuerda, cable o cadena 160 y manteniendo sin tensión la cuerda, cable o cadena del punto de anclaje 140 al fondo marino. El inicio de este proceso se observa en la figura 8.

A medida que el barco auxiliar 170 recupere la cuerda, cable o cadena 160 la embarcación realiza un primer desplazamiento 210, hacia el dispositivo estanco 10, ya que la cuerda, cable o cadena 140 sujeta al punto de anclaje 130 permanece sin tensión.

Así mismo, el dispositivo estanco 10 asciende a la superficie debido a la tracción mediante la cuerda, cable o cadena 160, describiendo una trayectoria curvilínea ascendente 200. Esta maniobra permite que el dispositivo de interconexión 10 ascienda a la superficie sin que los umbilicales 40 sufran ningún esfuerzo de tensión.

(iv) Conexión de un umbilical. Una vez situado el dispositivo estanco 10 sobre la cubierta del barco auxiliar 170, se retira la tapa ciega 80, según la figura 2, permitiendo colocar en su lugar conectarla tapa de conexión 30 con al umbilical 40 preparado de acuerdo al paso (i). La tapa de conexión 30 queda fijada al dispositivo estanco 10 mediante tornillería o cualquier otro sistema, debiendo disponerse de cualquier elemento que otorgue estanqueidad entre la tapa de conexión 30 y la entrada 230.

En esta disposición, el umbilical 40 junto con sus terminales de conexión 120 queda en el interior del dispositivo de estanco 10 a través de la entrada 230, según la figura 5, quedando fijado mediante la tapa de registro 30 y todos sus accesorios.

Opcionalmente se puede disponer de otra mordaza de sujeción interna 220 que asegure el umbilical 40 a la estructura del dispositivo estanco 10, pudiendo aprovecharse para conexión a toma de tierra de los elementos metálicos del dispositivo estanco 10 a través, si es el caso, de la armadura de los umbilicales 40. Una vez introducido el umbilical 40 en el interior del dispositivo estanco 10 y fijado éste mediante la tapa de conexión 30 se pueden conectar los cables eléctricos, conductos de fluidos o fibras ópticas, bien directamente al embarrado eléctrico 90, al colector hidráulico o neumático, o al concentrador de fibras ópticas, o bien a los equipos 1 10 mediante los medios de conexión adecuados 100 y los terminales de conexión 120 asociados al umbilical.

Para facilitar la conexión del umbilical 40 a los medios de conexión 100 puede accederse al interior del dispositivo de interconexión 10 a través de la escotilla 190.

Nótese que si bien se ha descrito la sustitución de una tapa ciega 80 por una tapa de conexión 30 con un umbilical 40, el cambio inverso es también posible, así como la sustitución de un umbilical 40 por otro umbilical 40. Asimismo, puesto que cada registro de entrada 230 puede operarse directamente y de forma independiente, múltiples sustituciones de tapas de registro pueden realizarse en una misma extracción del dispositivo.

(v) Colocación en la posición original del dispositivo estanco 10. Una vez realizada la conexión del umbilical, según el paso 4, y asegurada la estanqueidad del dispositivo estanco 10, para devolver éste a su posición original en el fondo marino sin que se deposite sobre los umbilicales 40 o 45, se procede a bajar dicho dispositivo, con la ayuda de los medios de carga de la embarcación auxiliar 170 que va largando la cuerda, cable o cadena 160 de la boya a la vez que se recupera, manteniéndolo en tensión, la cuerda, cable o cadena 140 unida al punto de anclaje 130. Siguiendo esta configuración, y tal como se observa en la figura 10, el dispositivo estanco 10 desciende a su posición en el fondo marino siguiendo una trayectoria curvilínea de descenso 250, a la vez que la embarcación auxiliar 170 realiza un segundo desplazamiento 260 en sentido contrario al dispositivo.

De esta forma, el dispositivo de interconexión 10 vuelve a su posición original en el fondo marino, quedando los umbilicales 40 y 45 tendidos correctamente y sin posibilidad de que éstos queden atrapados bajo el dispositivo estanco 10.

En las figuras 1 1 y 12 se representa una configuración correspondiente al estado de la técnica anterior y, en concreto, un parte de captadores de energías marinas donde se representa un conjunto de captadores de energías marinas (1 ) que, mediante sus umbilicales (40) se concentra su energía y datos en un dispositivo de interconexión (10) para transmitir éstos a tierra mediante una única manguera o umbilical de evacuación (45). Usualmente esa manguera de evacuación se conecta a la red eléctrica a través de una subestación eléctrica de tierra (240). Para la conexión y desconexión del umbilical se emplean conectores (5) intercalados en dicho umbilical.

A la vista de esta descripción y figuras, el experto en la materia podrá entender que la invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de la misma, pero que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes, sin salir del objeto de la invención tal y como ha sido reivindicada.

Claims

REIVINDICACIONES

1 . Sistema de interconexión estanco de umbilicales para la transmisión de energía, fluidos y/o datos en medio marino, entre al menos un generador de energía dispuesto en un medio marino y un sistema de transferencia de energía, comprendiendo el sistema de interconexión al menos un umbilical de transmisión (40) conectable al generador de energía, un umbilical de evacuación (45) conectable al sistema de transferencia de energía y un dispositivo estanco (10) adaptado para su disposición en un fondo marino, comprendiendo dicho dispositivo estanco (10):

- una base adaptada para su apoyo sobre dicho fondo;

- medios de conexión (90) para la conexión entre dichos umbilicales (40, 45)en el interior del dispositivo estanco (10);

- elementos de izado (20) adaptados para elevar el dispositivo hasta superficie mediante una embarcación auxiliar (170);

Caracterizado porque el dispositivo estanco (10) comprende:

- una pluralidad de entradas (230) en una zona del dispositivo estanco (10) distinta a la base, estando cada entrada (230) adaptada para permitir el paso de un umbilical (40, 45), y estando las entradas (230) dispuestas para que los umbilicales (40, 45) queden tendidos siguiendo una misma dirección y sentido; - una pluralidad de tapas de conexión (30), permitiendo cada tapa de conexión

(30) el paso de un umbilical (40, 45), y estando cada tapa de conexión (30) adaptada para conectarse a una entrada (230) creando un cierre estanco;

- una pluralidad de tapas ciegas (80), estando cada tapa ciega (80) adaptada para conectarse a una entrada (230) creando un cierre estanco, y siendo cada tapa ciega (80) intercambiable por una tapa de conexión (30);

- equipos (1 10) de medición, regulación o transformación de energía, fluidos y/o datos;

Y porque el sistema de interconexión comprende además un elemento auxiliar de anclaje (130) ubicado en dicho fondo marino en la misma dirección y sentido opuesto respecto al dispositivo estanco (10) que la dirección y sentido de tendido de los umbilicales (40,45).

2. Sistema de interconexión según la reivindicación 1 en el cual la pluralidad de tapas de conexión (30) y la pluralidad de tapas ciegas (80) comprenden unos mismos medios de cierre estanco y sujeción al dispositivo estanco (10).

3. Sistema de interconexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el cual los umbilicales (40, 45) tienen una longitud igual o mayor que una profundidad del fondo marino en el que se ubica el dispositivo estanco (10).

4. Sistema de interconexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el cual las tapas de conexión (30) comprenden tubos restrictores de movimiento (70) de mayor rigidez que los umbilicales (40, 45) que impiden el doblado de dichos umbilicales (40, 45).

5. Sistema de interconexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el cual el dispositivo estanco (10) comprende también una escotilla (190) de cierre estanco para el acceso de operarios al interior del dispositivo estanco (10).

6. Sistema de interconexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el cual los umbilicales (40, 45) comprenden terminales de conexión eléctrica, de datos y/o de fluidos convencionales diseñados para uso en entornos no marinos.

7. Sistema de interconexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el cual el dispositivo estanco (10) comprende también una boya de superficie (150).

8. Método de interconexión estanco de umbilicales (40, 45) para transmisión de energía, fluidos y/o datos entre al menos un generador de energía dispuesto en un medio marino y un sistema de transferencia de energía que comprende:

- izar desde un fondo marino y mediante una embarcación auxiliar (170) un dispositivo estanco (10) con una pluralidad de entradas (230), estando cada entrada (230) adaptada para el paso de un umbilical (40, 45);

- conectar y/o desconectar al menos una tapa de conexión (30), permitiendo cada tapa de conexión (30) el paso de un umbilical (40, 45), y estando cada tapa de conexión (30) adaptada para conectarse a una entrada (230) creando un cierre estanco;

- tapar con una tapa ciega (80) cada entrada (230) no ocupada por una tapa de conexión (30), estableciendo un cierre estanco de dicha entrada (230); - depositar el dispositivo estanco (10) en el fondo marino.

9. Método de interconexión según la reivindicación 8 que comprende además un paso previo de tendido de umbilicales (40, 45) según una misma dirección y sentido de tendido para todas los umbilicales (40, 45), y teniendo todos los umbilicales (40, 45) una longitud igual o mayor que una profundidad de un fondo marino en el que se ubica el dispositivo estanco (10).

10. Método de interconexión según la reivindicación 9 que comprende además un paso previo de anclar la embarcación auxiliar (170) a un dispositivo auxiliar de anclaje (130) mediante un elemento de anclaje (140), estando dicho dispositivo auxiliar de anclaje ubicado en el fondo marino en la misma dirección y sentido opuesto respecto al dispositivo estanco (10) que la dirección y sentido de tendido de los umbilicales (40, 45).

1 1 . Método de interconexión según la reivindicación 10 en el cual el paso de izar el dispositivo estanco (10) comprende a su vez no tensar los elementos de anclaje (140), realizando por tanto la embarcación auxiliar (170) un primer desplazamiento (210) hacia la dirección de tendido de los umbilicales (40, 45) y realizando el dispositivo estanco (10) una trayectoria curvilínea de ascenso (200).

12. Método de interconexión según la reivindicación 1 1 en el cual el paso de depositar el dispositivo estanco (10) comprende a su vez tensar los elementos de anclaje (140), realizando por tanto la embarcación auxiliar (170) un segundo desplazamiento (260) en el sentido opuesto de tendido de los umbilicales (40,45) y realizando el dispositivo estanco (10) una trayectoria curvilínea de descenso (250).