BRPI0406830B1 - áncora de estaca, e, métodos de ancorar uma áncora de estaca no fundo de um corpo de água, e de produzir reservas de hidrocarbonetos fora da costa. - Google Patents

Description

"ÂNCORA DE ESTACA, Ε, MÉTODOS DE ANCORAR UMA ÂNCORA DE ESTACA NO FUNDO DE UM CORPO DE ÁGUA, E DE PRODUZIR RESERVAS DE HIDROCARBONETOS FORA DA COSTA"

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório U.S. Número 60/451.734, depositado em 4 de março de 2003.

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção é relativa genericamente à tecnologia de âncora de estaca e, em particular, a uma âncora de estaca inovadora que têm aletas externas. As aletas externas ajudam a manter a orientação e apoio da âncora durante a instalação e podem também aprimorar a capacidade de sustentação da âncora.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Estruturas fora da costa tais como aquelas utilizadas pela indústria de petróleo são algumas vezes atracadas ao fundo do mar utilizando âncoras de estaca. Âncoras de estaca existentes podem, genericamente, ser descritas como um único elemento tubular tipicamente circular em seção reta, com um topo fechado e um fundo aberto. A capacidade de uma âncora de estaca atracar um objeto é tipicamente referida como uma "capacidade de sustentação" da âncora. Em geral a capacidade de sustentação de uma âncora aumenta com o tamanho da âncora. Contudo, tipicamente, quando o tamanho da âncora aumenta, aumentam também os custos de material, fabricação e instalação da âncora. Fundamento adicional pode ser encontrado na U.S. .5.915.326 a Karal, GB 1.269.599 A a Joppa e outros, U.S. 5.704.732 a Horton, e U.S. 4.619.218 a Kenny. O que é necessário é um sistema de instalação de âncora de estaca que reduza os elevados custos de material, fabricação e instalação, sem reduzir substancialmente a capacidade de sustentação da âncora.

Existe também uma necessidade na indústria por uma âncora de estaca que possa manter sua capacidade de sustentação em um tamanho reduzido ou, alternativamente, que tenha uma capacidade de sustentação aumentada para uma dado tamanho. Aumentando uma capacidade de sustentação de âncora de estaca pode-se ser capaz de reduzir o número total de âncoras de estaca requeridas para atracar uma estrutura flutuante. Diminuir o número de âncoras de estaca reduz os custos de material e tempo de instalação, o que pode ser um componente de custo significativo de construção fora da costa. A presente invenção pode satisfazer estas necessidades.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Esta invenção inclui uma âncora de estaca para utilização no atracamento de uma estrutura fora da costa ao fundo do mar. A âncora inclui um elemento oco alongado que tem uma extremidade superior, uma extremidade inferior aberta e um eixo longitudinal, um dispositivo de transferência de carga ou dispositivo para conectar uma linha de âncora ao elemento oco alongado, uma primeira aleta disposta longitudinalmente que se estende para fora a partir da superfície externa do elemento oco alongado. O elemento oco alongado pode ser um elemento tubular circular. A extremidade superior do elemento oco alongado, alternativamente, tem a capacidade de regular escoamento de fluido. O dispositivo de transferência de carga é fixado à superfície externa do elemento oco alongado. O elemento oco alongado, alternativamente, tem uma segunda aleta disposta longitudinalmente que se estende para fora a partir da superfície externa do elemento oco alongado.

A invenção também inclui um método de ancorar uma âncora de estaca no fundo de um corpo de água. O método inclui instalar uma âncora de estaca no fundo do corpo de água. A âncora de estaca inclui (i) um elemento oco alongado que tem uma extremidade superior, uma extremidade inferior aberta, um eixo longitudinal e uma seção reta transversal, (ii) um dispositivo de transferência de carga para conectar uma linha de âncora ao elemento oco alongado, o dispositivo de transferência de carga fixado à superfície externa do elemento oco alongado e posicionado sobre a circunferência do elemento oco alongado, e (iii) uma primeira aleta disposta longitudinalmente que se estende para fora a partir da superfície externa do elemento oco alongado.

Uma outra configuração da invenção fornece um método de produzir reservas de hidrocarbonetos fora da costa. O método inclui ancorar uma estrutura fora da costa ao leito do mar através da utilização de uma âncora de estaca. A âncora de estaca inclui, (i) elemento oco alongado que tem uma extremidade superior, uma extremidade inferior aberta, um eixo longitudinal e uma seção reta transversal; (ii) um dispositivo de transferência de carga para conectar uma linha de âncora ao elemento oco alongado, o dispositivo de transferência de carga fixado à superfície externa do elemento oco alongado e posicionado sobre a circunferência do elemento oco alongado; e (iii) uma primeira aleta disposta longitudinalmente que se estende para fora a partir da superfície externa do elemento oco alongado. O método ainda inclui conectar o dispositivo de transferência de carga a uma estrutura fora da costa e produzir reservas de hidrocarbonetos.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A Figura 1 ilustra uma configuração de uma âncora de estaca de acordo com a invenção.

A Figura 2 é uma vista superior de uma configuração de uma âncora de acordo com esta invenção, que ilustra um olhai como o ponto de referência de 0 graus.

A Figura 3 é uma vista esquemática de uma configuração de uma âncora feita de acordo com esta invenção.

A Figura 4 é uma vista esquemática de uma configuração de uma âncora feita de acordo com esta invenção, com uma aleta adicional disposta longitudinalmente ligada à traseira da âncora. A Figura 5 é uma vista esquemática de uma configuração desta invenção na qual fendas são utilizadas para prender as aletas dispostas longitudinalmente ao elemento tubular.

A Figura 6 é uma vista esquemática de uma configuração da invenção que tem aletas planas de duas peças.

A Figura 7 é uma vista superior de uma configuração da invenção que tem aletas planas de duas peças.

A Figura 8 é uma vista esquemática de uma configuração da invenção que tem aletas não planas encurvadas.

A Figura 9 é uma vista superior de uma configuração da invenção que têm aletas não planas encurvadas.

A Figura 10 é uma vista esquemática do lado da frente de uma configuração da invenção que têm aletas planas de duas peças.

A Figura 11 é uma vista esquemática do lado de trás de uma configuração da invenção que têm aletas planas de duas peças.

A Figura 12 é uma vista superior de uma configuração da invenção que têm aletas planas de duas peças.

A Figura 13 é uma vista esquemática do lado da frente de uma configuração da invenção que tem uma única aleta plana.

A Figura 14 é uma vista esquemática do lado de trás de uma configuração da invenção que tem uma única aleta plana.

A Figura 15 é uma vista superior de uma configuração da invenção que tem uma única aleta plana.

A Figura 16 ilustra uma vergôntea fora da costa que é ancorada utilizando as âncoras da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Como aqui utilizado e nas reivindicações anexas, a frase "elemento oco alongado" deseja se referir a qualquer dispositivo que forma uma envoltória em todos os seus lados exceto que suas extremidades de topo e de fundo podem ser abertas ou fechadas com uma tampa. Por exemplo, à guisa de ilustração e não de limitação, um conduto circular retangular ou elíptico com uma extremidade fechada ou aberta superior e inferior. Um elemento oco alongado pode ser completamente oco dentro de seu interior ou pode ser apenas parcialmente oco, por exemplo, incluindo contraventamento estrutural interno dentro do elemento oco alongado. Os elementos ocos alongados de acordo com a invenção podem ter uma extremidade inferior aberta.

Em geral, âncoras de estaca podem ser instaladas sendo abaixadas para o solo em uma descida controlada, com o peso da âncora sendo a força de acionamento inicial. Cabos podem ser utilizados para ajudar a controlar a descida da âncora de estaca e mecanismos de liberação de pressão, tais como válvulas de escoamento bidirecionais sobre a âncora de estaca são abertas para permitir evacuar água do interior da âncora de estaca permitido com isto penetração da âncora de estaca no solo. Este processo é referido como penetração de por peso próprio. Usualmente a penetração por peso próprio é seguida pela aplicação de uma outra força sobre a âncora, para obter a profundidade de penetração final. Tipicamente esta força é aplicada por meio de penetração por sucção. Em penetração por sucção uma bomba de evacuação de água pode ser ligada à sucção da âncora de estaca e água é bombeada para fora do interior da âncora. A pressão diferencial de água que é criada, resulta em uma força líquida para baixo que é utilizado para empurrar a âncora de estaca por sucção até a penetração final. Uma força direta pode também ser aplicada sobre a âncora tal como utilizando um bate-estacas para alcançar a penetração final. A força direta pode ser utilizada sozinha ou em combinação com penetração por sucção.

O dispositivo de ancoragem desta invenção tem a configuração genérica de um elemento oco alongado, porém em adição tem uma ou mais aletas dispostas longitudinalmente sobre o exterior da âncora. Em uma configuração alternativa a âncora tem duas aletas localizadas em cada lado do ponto de conexão de transferência de carga. As aletas podem ser construídas dos mesmos materiais que a âncora de estaca de sucção ou de outros materiais estruturais, como seria evidente para alguém de talento ordinário na técnica.

Uma âncora de estaca pode ser qualquer elemento oco alongado, inclusive um elemento cilíndrico circular. Ele pode ser fabricado em outras geometrias, contudo, tal como um cilindro elíptico, conduto retangular etc., e pode ter diversas relações de comprimento para diâmetro.

Um exemplo de uma configuração de uma âncora de estaca está fornecido na Figura 1 que mostra a âncora de estaca (100) como constituída de um corpo cilíndrico (160) que é fechado no topo por uma tampa (150) e aberto em sua extremidade inferior. Um ponto de conexão de transferência de carga, tal como um olhai (120), é localizado na lateral da âncora de estaca (100) para ligar uma corrente de âncora (130) que transfere a carga a partir de uma estrutura fora da costa (não mostrado) tal como uma estrutura flutuante, DDCV, tubo ascendente de perfuração ou produção, tubulação, semi-submersível, navio de perfuração, estrutura submarina ou outra estrutura. A âncora 100 inclui pelo menos uma aleta (275A) ligada ao corpo principal da âncora e alternativamente uma segunda aleta (275B). A tampa (150), alternativamente, contém duas válvulas de escoamento bidirecionais (110). A bomba de evacuação de água (20) pode ser conectada a uma válvula de escoamento (110) para regular escoamento de fluido entre o interior e o exterior da âncora para fornecer instalação por sucção. Durante o processo de instalação a âncora de estaca (100) é suportada por hardware de desenvolvimento tal como uma barra distribuidora (140) que, por sua vez, pode ser suportada por um guindaste (ou outro equipamento de superfície) através do gancho de guindaste (30). A âncora de estaca (100) pode ser embutida no fundo do mar (10) através de métodos de instalação anteriormente descritos e aqueles descritos daqui em diante. Fazendo referência agora à Figura 2, para as finalidades de descrever esta configuração da invenção, o ponto de conexão de transferência de carga ou olhai (120) será considerado como ponto de referência de zero graus. A medição do desvio deste ponto de referência é feita em uma direção horária. Fazendo referência novamente à Figura 2, de acordo com uma configuração desta invenção, pelo menos uma aleta disposta longitudinalmente (275A) é localizada alternativamente entre cerca de 45 graus e cerca de 135 graus do olhai (120), e opcionalmente uma segunda aleta disposta longitudinalmente (275B) é localizada alternativamente entre cerca de 225 graus e cerca de 315 graus do olhai (120). Contudo, as âncoras de acordo com a invenção podem ser construídas de tal modo que as aletas delineadas na Figura 2 são ligadas ao elemento oco alongado (160) em ângulos maiores ou menores do que aqueles especificados neste parágrafo, por exemplo, a cerca de 35 até 145 e cerca de 215 até 325 graus, a cerca de 25 até 155 e cerca de 205 até 335 graus, ou cerca de 55 até 125 e cerca de 235 até .305 graus.

O comprimento das aletas (275A e 275B) que se salientam a partir do elemento oco alongado, pode variar em ambas as direções, longitudinal e radial. Genericamente, estes comprimentos podem ser utilizados projetando comprimentos de aleta com referência às condições de solo no local de instalação desejado utilizando o julgamento de engenharia. Neste parágrafo as dimensões referidas se aplicam à porção da paleta que é saliente a partir de, e exterior ao elemento oco alongado. Em uma configuração as aletas podem estar entre cerca de 2 a 200 por cento do diâmetro médio do elemento oco alongado 160 na direção radial. As aletas podem, alternativamente, estar entre cerca de 5 até 90, 10 até 70, 15 até 60 ou .20 até 55 por cento do diâmetro médio do elemento oco alongado, na direção radial. As aletas também podem ser construídas até um certo comprimento na direção longitudinal. Em uma configuração as aletas são desde 5 até 150 por cento do comprimento médio do elemento oco alongado na direção longitudinal. As aletas podem ser alternativamente desde 1 até 100, 25 até 100,50 até 100, 45 até 100 ou 45 até 95 por cento do comprimento médio do elemento oco alongado na direção longitudinal.

Fazendo referência agora à Figura 3, uma configuração da atual invenção está mostrada com aletas (275A) e (275B) localizadas sobre a âncora (100) em cada lado do olhai (120) de acordo com uma configuração desta invenção.

Aletas adicionais dispostas longitudinalmente podem se estender desde a âncora 100. A aleta ou aletas adicionais podem ser localizadas na traseira e/ou na frente da âncora. O "quarto frontal" da âncora inclui a porção da âncora que se estende desde cerca de 315 graus até cerca do ponto de referência de 0 graus e desde cerca do ponto de referência de zero graus até cerca de 45 graus ou, em outras palavras, desde cerca de 45 graus de cada lado do olhai (120). O "quarto traseiro" da âncora é aquela seção da âncora que se situa entre cerca de 135 graus até cerca de 225 graus a partir do olhai (120). Fazendo referência à Figura 4, uma configuração preferencial da invenção está mostrada contendo uma aleta adicional disposta longitudinalmente (275C) ligada ao quarto traseiro da âncora.

A conexão das aletas à âncora (100) pode ser realizada por meio de métodos conhecidos comumente. Em uma outra configuração preferencial mostrada na Figura 5, fendas (215) são fornecidas na âncora (100) e as aletas são ligadas à âncora (100) inserindo-as através das fendas (215) e então ligando as aletas às fendas utilizando técnicas comuns, tais como soldagem. Ao conectar as aletas à âncora (100) através de fendas, uma vedação relativamente estanque é necessária entre a aleta e a fenda, para impedir que água escoe para o interior da âncora durante a instalação por sucção. Aletas diametralmente alinhadas, por exemplo aletas (275A) e (275B) mostradas na Figura 4 podem ser fabricadas em uma peça e montadas para se ajustarem através de ambas as fendas (215A) e (215B) na âncora de estaca por sucção (100). Nesta configuração as aletas em combinação com outras treliças internas associadas (não mostrado) também poderiam fornecer suporte estrutural para o olhai (120).

As aletas (275A) e (275B) são delineadas nesta configuração como elementos planos retos que vem do corpo principal (160) da âncora (100) perpendiculares a um plano tangente ao corpo principal da âncora (160) e paralelas ao eixo longitudinal do corpo principal de âncora (160); contudo, as aletas de acordo com a invenção não estão limitadas a aletas planas retas, a aletas que são ligadas perpendiculares ao plano tangente à superfície externa do corpo principal da âncora, nem a aletas paralelas ao eixo longitudinal do corpo principal da âncora. As aletas de acordo com a invenção podem ser de diversas formas variadas, que incluem, porém não limitadas a aletas encurvadas ou aletas constituídas de diversos elementos planos ligados em diversos ângulos em uma maneira articulada. As diversas formas de aletas podem ser ligadas em uma maneira substancialmente longitudinal com relação ao corpo principal da âncora, ou serem ligadas em um ângulo com relação ao eixo longitudinal do corpo principal da âncora. As aletas podem também ser ligadas em um ângulo diferente de 90 graus (isto é, perpendicular), a partir de um plano que é tangente à superfície externa do corpo principal da âncora.

A Figura 6 delineia uma âncora (100) com duas aletas (275A e .275B) que são ligadas ao elemento oco alongado (160) em um ângulo em ralação ao plano tangente ao elemento oco alongado circular (160). As aletas (275A e 275B) não são também uma forma plana única, porém são localizadas em dois planos separados que formam um ângulo no ponto de ligação. A Figura 7 delineia uma vista superior da âncora (100) delineada na Figura 6, que ainda apresenta a ligação inclinada das aletas (275A e 275B) e a forma biplanar das aletas (275A e 275B). A Figura 8 delineia uma âncora (100) com duas aletas não planas semi-circulares encurvadas (275A e 275B). A Figura 9 delineia uma vista superior da âncora (100) e aletas (275A e 275B) delineadas na Figura 8.

A Figura 10 delineia uma âncora (100) com duas aletas (275A e 275B), que embora ligadas perpendiculares ao plano tangente ao elemento oco alongado circular (160), contém dois elementos aleta plana que são ligados com um ângulo. As aletas são ligadas ao lado traseiro da âncora (100) a cerca de 135, 225 graus respectivamente a partir do olhai (120). As Figuras .11 a 12 apresentam o ângulo inverso e vista superior da âncora (100) delineada na Figura 10. Contudo, as âncoras de acordo com a invenção podem ser construídas de tal modo que as aletas delineadas nas Figuras 10, 11 e 12 são ligadas ao elemento oco alongado (160) em ângulos maiores ou menores do que aqueles especificados neste parágrafo, por exemplo, cerca de 125 e .235 graus respectivamente a partir do olhai 120 ou cerca de 145 a 215 graus respectivamente a partir do olhai (120).

A Figura 13 delineia a vista do lado da frente de uma âncora .100 que tem uma única aleta plana 280 ligada ao lado traseiro do corpo principal da âncora 160, de tal modo que extremidades opostas da aleta atuam como aletas separadas como na configuração divulgada nas Figuras 1, 2 e 3. A Figura 14 apresenta a vista do lado traseiro enquanto a Figura 15 apresenta uma vista superior do mesmo arranjo de aleta única. A aleta única desta configuração pode requerer treliças externas adicionais 290 como delineado na Figura 15.

Nas diversas configurações descritas aqui, aletas dispostas longitudinalmente (275A) e (275B) irão também aumentar a área de apoio do solo da âncora (100) contra deslocamento lateral, e irão portanto aumentar a capacidade de sustentação da âncora. Conseqüentemente, com aletas (275A), (275B), uma âncora (100) pode ser projetada menor em dimensão, ao mesmo tempo que mantém uma capacidade de sustentação fornecida, obtendo com isto benefícios de custo para material e instalação.

As dimensões, configuração é número de aletas incorporadas na âncora 100 podem ser determinados por alguém de talento ordinário na técnica com base em fatores que incluem a aplicação, as propriedades de engenharia do solo, o apoio e orientação da âncora, a magnitude e tipos de condições de carregamento e as economias de operações de fabricação e de instalação.

As aletas ajudam na instalação da âncora (100) mantendo o apoio e a orientação da âncora durante a penetração por peso próprio e instalação por sucção, ou durante instalação por meio de outros métodos. Esta capacidade de manter um apoio e orientação de âncora é particularmente útil para o método de instalação descrito no Pedido de Patente U.S. também pendente Número 10/382.291 depositado em 5 de março de 2003, intitulado "Method for installing a pile anchor", cuja totalidade é aqui com isto incorporado para referência. O Pedido referenciado também pendente divulga um método de instalação que aprimora a capacidade de sustentação de uma âncora de estaca, instalando a âncora de estaca com um ângulo em relação ao fundo do mar, de modo que o topo da âncora é inclinado em uma direção oposta à carga aplicada. A âncora é posicionada com um ângulo inclinado com relação ao fundo do mar, com o topo da âncora inclinado em uma direção para longe da direção do carregamento lateral e então inserindo pelo menos parcialmente no fundo do mar enquanto o ângulo de inclinação é substancialmente mantido. A presente invenção, portanto, também inclui um método para instalar uma âncora de estaca no fundo do mar e, em particular, a invenção permite reduzir ou eliminar a carga vertical que atua sobre uma âncora de estaca e de forma correspondente aumentando o componente de carga lateral, aprimorando com isto a capacidade de sustentação da âncora. Um elemento oco alongado tal como a âncora de estaca (100) embutido em uma estratigrafia de fundo de mar típico (10) pode alcançar uma capacidade de sustentação mais elevada quando ele é deslocado através do solo perpendicular a seu eixo longitudinal, em oposição a deslocamento ao longo de seu eixo longitudinal. Estes componentes de carga representam resistência lateral do solo (resistência de apoio) e resistência vertical do solo (resistência de atrito de deslizamento), respectivamente. O método preferencial para desenvolver o elemento tubular descrito aqui irá permitir que a âncora de estaca (100) seja instalada de modo que o componente de carga vertical pode ser reduzido de maneira incrementai ou completamente eliminado.

Como ainda descrito no Pedido de Patente U.S. também pendente 10/382.291, depositado em 5 de março de 2003 intitulado "Method for installing a pile anchor" uma configuração preferencial da invenção onde a âncora é instalada com um ângulo a âncora de estaca por sucção (100) pode ser instalada utilizando uma estrutura guia para criar e manter o ângulo de inclinação desejado. Em uma outra configuração preferencial da invenção, o ângulo de inclinação desejado é criado e mantido conectando um dispositivo de tracionamento para fornecer tensão para cima à lateral da âncora de estaca (100) sobre a qual a conexão de carga lateral é aplicada, isto é, olhai (120). Por exemplo, a corrente de âncora (130) pode servir como o dispositivo de tracionamento para esta configuração. Dispositivos de tracionamento alternativos podem ser utilizados, os quais incluem, porém não estão limitados a, um cabo ou barra de levantamento ou outro elemento rígido. Uma outra configuração desta invenção fornece uma âncora de estaca com compartimentos internos que podem ser evacuados de maneira seletiva de água para fornecer flutuação seletiva para a âncora de estaca (100). Ajustando de maneira seletiva a flutuação da âncora de estaca (100), o ângulo de inclinação desejado pode ser alcançado durante a instalação. Em uma outra configuração preferencial a barra distribuidora (140), ou outro hardware de desenvolvimento, é ligado à âncora de estaca (100) em uma posição deslocada de modo que o eixo de rotação não é através do centro de gravidade da estaca (100). A barra distribuidora (140), ou outro hardware de desenvolvimento, é posicionada de tal modo que a âncora de estaca por sucção (100) assume naturalmente o ângulo de inclinação desejado quando ela é desenvolvida. Cabos de cordoalha ou eslingas podem ser empregados nestas configurações para estabilizar a âncora de estaca por sucção (100) durante abaixamento e inserção inicial no fundo do mar (10).

O método de instalação divulgado acima e no Pedido de Patente U.S. Número 10/382.291, depositado em 5 de março de 2002, intitulado "Method for installing a pile anchor", aprimora a capacidade de sustentação da âncora. Conseqüentemente, a instalação do sistema inovador de ancoragem (100) em conjunto com o método divulgado no Pedido de Patente referido também pendente pode fornecer uma âncora que pode manter a mesma capacidade de sustentação em um tamanho reduzido.

A Figura 16 delineia uma configuração da invenção onde âncoras de estaca (100) são utilizadas para ancorar uma estrutura fora da costa (200) através da utilização de correntes de âncora (130) conectadas a tais âncoras de estaca (100) através da utilização de um dispositivo de transferência de carga (120). A estrutura fora da costa (200) pode ser, por exemplo, uma vergôntea (por exemplo, um navio de caixão de águas profundas ("DDCV") ou uma vergôntea de treliça) que é equipado com uma plataforma (230). A plataforma (230) pode suportar operações de exploração, perfuração e produção de reservas de hidrocarbonetos fora da costa, isto é, petróleo e gás. A plataforma pode ser utilizado para conduzir a coleta de dados sísmicos fora da costa. Alternativamente, a plataforma pode suportar equipamento de perfuração fora da costa para operações de perfuração para petróleo e/ou gás. A plataforma também pode suportar equipamento de produção para petróleo e/ou gás para produção de reservas de petróleo e gás natural. O óleo e/ou gás produzidos podem então ser descarregados a partir da plataforma por meio de, por exemplo, tubulação para a costa ou um navio ou barcaça de transporte, e então movidos para a costa. O petróleo e gás podem então ser refinados para produtos de petróleo utilizáveis, tais como, por exemplo, gás natural, gás liqüefeito de petróleo, gasolina, combustível para jato, combustível diesel, óleo de aquecimento, ou outros produtos de petróleo.

A presente invenção foi descrita em conexão com suas configurações preferenciais. Contudo, na extensão que a descrição precedente é específica para uma configuração particular, ou uma utilização particular da invenção, isto tem a intenção de ser apenas ilustrativo e não deve ser construído como limitativo do escopo da invenção. Ao contrário, ela é projetada para cobrir todas as alternativas, modificações, equivalentes, que estão incluídos no espírito e escopo da invenção como definida pelas reivindicações anexas.

Claims (30)

1. Âncora de estaca, caracterizada pelo fato de compreender: a) um elemento oco alongado que tem uma extremidade superior, uma extremidade inferior aberta e um eixo longitudinal; b) uma válvula de escoamento bidirecional localizada sobre dito elemento oco alongado; c) um dispositivo de transferência de carga para conectar uma linha de âncora a dito elemento oco alongado, dito dispositivo de transferência de carga fixado à superfície externa de dito elemento oco alongado e posicionado sobre a circunferência de dito elemento oco alongado; e d) uma primeira aleta disposta longitudinalmente que se estende para fora a partir da superfície externa de dito elemento oco alongado.

2. Âncora de estaca de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender uma pluralidade de válvulas de escoamento bidirecionais localizada sobre dito elemento oco alongado.

3. Âncora de estaca de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de ainda compreender uma segunda aleta disposta longitudinalmente que se estende para fora a partir de dita superfície externa de dito elemento oco alongado.

4. Ancora de estaca de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de dita primeira aleta disposta longitudinalmente e dita segunda aleta disposta longitudinalmente terem um comprimento longitudinal que é cerca de 50 até 100 por cento do comprimento longitudinal médio do elemento oco alongado.

5. Âncora de estaca de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de dita primeira aleta disposta longitudinalmente e dita segunda aleta disposta longitudinalmente terem um comprimento radial que é cerca de 5 até 90 por cento do diâmetro médio do elemento oco alongado.

6. Ancora de estaca de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de dito elemento oco alongado ser substancialmente tubular em forma e ter uma área de seção reta substancialmente circular.

7. Âncora de estaca de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de dita extremidade superior de dito elemento oco alongado ser fechada e na qual ditas válvulas são localizadas na extremidade superior de dito elemento oco alongado, ditas válvulas adaptadas para regular escoamento de fluido através de dita extremidade superior de dito elemento oco alongado.

8. Ancora de estaca de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de dito dispositivo de transferência de carga ser posicionado na localização de 0 graus sobre a circunferência de dito elemento oco alongado, dita primeira aleta disposta longitudinalmente ser posicionada entre cerca de 25 graus e cerca de 155 graus a partir de dita localização de 0 graus, e dita segunda aleta disposta longitudinalmente ser posicionada entre cerca de 205 graus e cerca de 335 graus a partir de dita localização de zero graus.

9. Âncora de estaca de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de dita primeira aleta disposta longitudinalmente ser posicionada entre cerca de 45 graus e cerca de 135 graus a partir de dita localização de zero graus, e dita segunda aleta disposta longitudinalmente ser posicionada entre cerca de 225 graus e cerca de 315 graus a partir de dita localização de 0 graus.

10. Ancora de estaca de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de ainda compreender pelo menos uma aleta adicional disposta longitudinalmente que se estende para fora a partir da superfície externa de dito elemento oco alongado posicionada entre cerca de 135 graus e cerca de 225 graus a partir de dita localização de zero graus.

11. Ancora de estaca de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de ainda compreender pelo menos uma aleta adicional disposta longitudinalmente que se estende para fora a partir da superfície externa de dito elemento oco alongado posicionada entre cerca de 45 graus sobre cada lado de dita localização de 0 graus sobre a superfície externa de dito elemento tubular.

12. Âncora de estaca de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de dito dispositivo de transferência de carga compreender um olhai.

13. Âncora de estaca de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de dita primeira aleta disposta longitudinalmente ser ligada através de uma primeira fenda em dito elemento oco alongado e dita segunda aleta disposta longitudinalmente ser ligada através de uma segunda fenda em dito elemento oco alongado.

14. Âncora de estaca de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de ditas primeira e segunda fendas serem diametralmente opostas, e ditas primeira e segunda aletas dispostas longitudinalmente compreenderem uma única aleta que se estende através de ditas primeira e segunda fendas em dito elemento oco alongado.

15. Método de ancorar uma âncora de estaca no fundo de um corpo de água, caracterizado pelo fato de compreender: instalar uma âncora de estaca no fundo de dito corpo de água, dita âncora de estaca incluindo (i) um elemento oco alongado que tem uma extremidade superior, uma extremidade inferior aberta, um eixo longitudinal e uma seção reta transversal, (ii) uma válvula de escoamento em duas direções localizada sobre dito elemento oco alongado, (iii) um dispositivo de transferência de carga para conectar uma linha de âncora a dito elemento oco alongado, dito dispositivo de transferência de carga fixado à superfície externa de dito elemento oco alongado e posicionado sobre a circunferência de dito elemento oco alongado e, (iv) uma primeira aleta disposta longitudinalmente que se estende para fora a partir da superfície externa de dito elemento oco alongado.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de dito elemento oco alongado ainda compreender uma pluralidade de válvulas de escoamento em duas direções.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de dito elemento oco alongado ainda compreender uma segunda aleta disposta longitudinalmente que se estende para fora a partir de dita superfície externa de dito elemento oco alongado.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de dita primeira aleta disposta longitudinalmente e dita segunda aleta disposta longitudinalmente terem um comprimento radial que é cerca de5 até 90 por cento do diâmetro médio do elemento oco alongado.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de dita primeira aleta disposta longitudinalmente e dita segunda aleta disposta longitudinalmente terem um comprimento longitudinal que é cerca de 50 até 100 por cento do comprimento longitudinal médio do elemento oco alongado.

20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de dito dispositivo de transferência de carga ser posicionado na localização de 0 graus sobre a circunferência de dito elemento oco alongado, dita primeira aleta disposta longitudinalmente ser posicionada entre cerca de45 graus e cerca de 135 graus a partir de dita localização de 0 graus, e dita segunda aleta disposta longitudinalmente ser posicionada entre cerca de 225 graus e cerca de 315 graus a partir de dita localização de 0 graus.

21. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de dito elemento oco alongado ser substancialmente tubular em forma e ter uma área de seção reta substancialmente circular.

22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de dita extremidade superior de dito elemento oco alongado ser fechada e por ditas válvulas serem localizadas sobre a extremidade superior de dito elemento oco alongado, ditas válvulas adaptadas para regular escoamento de fluido através de dita extremidade superior de dito elemento oco alongado.

23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de dito elemento oco alongado ainda compreender pelo menos uma aleta adicional disposta longitudinalmente que se estende para fora a partir da superfície externa de dito elemento oco alongado posicionado entre cerca de135 graus e cerca de 225 graus a partir de dita localização de 0 graus.

24. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de dito elemento oco alongado ainda compreender pelo menos uma aleta adicional disposta longitudinalmente que se estende para fora a partir da superfície externa de dito elemento oco alongado posicionado entre cerca de45 graus de cada lado de dita localização de 0 graus sobre a superfície externa de dito elemento tubular.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de dito dispositivo de transferência de carga compreender um olhai.

26. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de dita primeira aleta disposta longitudinalmente ser ligada através de uma primeira fenda em dito elemento oco alongado e dita segunda aleta disposta longitudinalmente ser ligada através de uma segunda fenda a dito elemento oco alongado.

27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de ditas primeira e segunda fendas serem diametralmente opostas e ditas primeira e segunda aletas dispostas longitudinalmente compreenderem uma única aleta que se estende através de ditas primeira e segunda fendas em dito elemento oco alongado.

28. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de dita etapa de instalação incluir: a) posicionar dita âncora de estaca em um ângulo inclinado com relação ao fundo do mar, o topo de dita âncora de estaca sendo inclinado em uma direção para longe da direção de um carregamento lateral; e b) inserir dita âncora de estaca pelo menos parcialmente para o interior de dito fundo do mar, dita âncora de estaca substancialmente mantendo dito ângulo inclinado.

29. Método de produzir reservas de hidrocarbonetos fora da costa, caracterizado pelo fato de compreender: a) ancorar uma estrutura fora da costa no leito do mar através da utilização de um sistema de âncora de estaca, dito sistema de âncora de estaca incluindo (i) um elemento oco alongado que tem uma extremidade superior, uma extremidade inferior aberta, um eixo longitudinal e uma seção reta transversal, (ii) uma válvula de escoamento bidirecional localizada sobre dito elemento oco alongado, (iii) um dispositivo de transferência de carga para conectar uma linha de âncora, dito elemento oco alongado, dito dispositivo de transferência de carga fixado à superfície externa de dito elemento oco alongado e posicionado sobre a circunferência de dito elemento oco alongado, e (iv) uma primeira aleta disposta longitudinalmente que se estende para fora a partir da superfície externa de dito elemento oco alongado; b) conectar dito dispositivo de transferência de carga a uma estrutura fora da costa; e c) produzir reservas de hidrocarbonetos.

30. Método de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de ainda compreender transportar ditas reservas de hidrocarbonetos para a costa.