BRPI0804239B1

BRPI0804239B1 - Método para operar e estender e aparelho e sistema para operar um veículo submarino autônomo (auv)

Info

Publication number: BRPI0804239B1
Application number: BRPI0804239-0A
Authority: BR
Inventors: James Andrew Jamieson
Original assignee: Subsea 7 Limited
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2020-03-31
Also published as: AU2008229904B2; AU2008229904A1; GB0818193D0; GB2453645B; RU2008139965A; US8109223B2; US20090095209A1; GB0719946D0; BRPI0804239A2; GB2453645A; NO339562B1; NO20084141L

Abstract

método para operar e estender e aparelho e sistema para operar um veículo submarino autônomo (auv). a presente invenção refere-se a um método e aparelho para operar um veículo submarino autônomo (auy). em uma outra forma de realização, o auv é recebido em um receptáculo de uma estação submersível, e o auv e a estação submersível são lançados a um local submarino. o auv pode engatar com a estação submersível antes, depois ou durante uma missão, e pode retomar à mesma ou a uma estação diferente

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “MÉTODO PARA OPERAR E ESTENDER E APARELHO E SISTEMA PARA OPERAR UM VEÍCULO SUBMARINO AUTÔNOMO (AUV)”.

[1] Esta invenção diz respeito a um método e aparelho para operar Veículos Submarinos Autônomos (AUVs).

[2] AUVs são normalmente lançados na água por uma embarcação de suporte de superfície por um meio de içamento de cabo simples. O AUV não tem um cordão umbilical e, assim, não existem ligações mecânicas/vivas com o veículo, que pode ser usada para facilitar o processo de lançamento e recuperação da embarcação. Uma vez que um AUV foi abaixado do convés da embarcação de suporte na superfície da água, o AUV é manualmente liberado do meio de içamento de maneira que ele pode então submergir e realizar sua missão. O cabo do meio de içamento é anexado manualmente no AUV para recuperação na plataforma depois da missão.

[3] Tanto o lançamento quanto recuperação da embarcação são difíceis em tempo tempestuoso.

[4] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provido um método para operar um Veículo Submarino Autônomo (AUV), o método compreendendo as etapas de:

[5] - prover uma estação submersível que é engatável no AUV;

[6] - submergir a estação submersível; e [7] - engatar o AUV na estação submersível antes, depois ou durante uma missão.

[8] Tipicamente, o AUV engata a estação no convés de uma embarcação de suporte do qual ele é lançado, e o AUV e a estação são lançados na água como uma unidade. Opcionalmente, o AUV pode retornar para a mesma estação, ou uma estação diferente, depois de parte ou toda sua missão ser completada.

[9] Alternativamente, o AUV pode opcionalmente ser lançado

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 12/37

2/14 separadamente da estação, da mesma embarcação ou de uma embarcação diferente, e pode ser ancorado na estação quando submerso, antes do início da missão.

[10] Alternativamente, o AUV pode ser estendido em uma missão diretamente da embarcação sem engatar na estação, antes do início da missão, e pode engatar a estação somente depois que parte (ou toda) sua missão tiver sido completada.

[11] A invenção também fornece, em um segundo aspecto, um aparelho para operar um Veículo Submarino Autônomo (AUV), o aparelho compreendendo uma estação submersível que tem um receptáculo para receber o AUV, a estação sendo adaptada para ser levantada por um dispositivo de elevação para facilitar a extensão da estação e do AUV de uma embarcação em um local submarino.

[12] Tipicamente, a estação submersível é lançada da embarcação em um local no leito do mar ou em uma estrutura fixa, de forma que a estação fique estática nos momentos de engate e desengate do AUV. A estação tipicamente aloja o AUV em um alojamento protetor e assim fornece uma garagem que dá proteção aos elementos à medida que o AUV é lançado através da zona de transição ar/água, e uma base estática no leito do mar que o AUV pode engatar antes, durante ou depois de sua missão.

[13] A estação pode ter um receptáculo para o AUV, que pode ter uma forma adaptada para receber o AUV que está sendo usado, que pode variar em diferentes modalidades. Tipicamente, o receptáculo pode ser montado em uma chapa de base quadrado. A estação pode incorporar pesos ou lastros, e pode incorporar caminhos de fluxo para melhorar a hidrodinâmica da estação quando ela está sendo abaixada de uma embarcação de superfície. Em algumas modalidades, a estação pode ter uma chapa de base com uma construção em treliça, para facilitar sua passagem pela água.

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 13/37

3/14 [14] A estação pode ter superfícies guias que são inclinadas, acanaladas ou afuniladas em direção ao receptáculo, que pode facilitar o engate do AUV na estação, guiando-o passivelmente até a borda do receptáculo. Em certas modalidades, as superfícies guias podem compreender faces de inclinação planas arranjadas em um ângulo com a chapa de base, tendendo guiar o movimento do AUV até o nível da entrada no receptáculo. O AUV pode então entrar no receptáculo avançando até que fique em alinhamento com uma abertura para o receptáculo e em seguida opcionalmente descendo para engate com um mecanismo de trava opcional.

[15] A estação pode ter pelo menos um olhal de elevação, tipicamente arranjado em uma armação, e pode ser levantada por um guindaste conectado no olhal. Tipicamente, a armação cobre a extensão do receptáculo e tem um mecanismo de conexão para cooperação com o guindaste provido na superfície superior da armação. Tipicamente, a armação tem porções laterais verticais e uma travessa que define uma abertura que é adaptada para permitir a passagem pelo AUV.

[16] A estação pode ser equipada com absorvedores de choque para prover uma aterrissagem suave no leito do mar, assim, os absorvedores de choque podem facilitar a aterrissagem sem danos no leito do mar. Uma vez aterrissada, a estação pode ser desacoplada do movimento da embarcação por um dispositivo flutuante na linha de elevação, que pode ser deixado folgado, em virtude de ser mantido livre do leito do mar pelo dispositivo flutuante.

[17] O AUV tipicamente é carregado no receptáculo no convés da embarcação na superfície, e o conjunto do AUV e da estação é tipicamente lançado como uma unidade na água a partir da embarcação usando dispositivos de elevação, tal como um guincho, meio de içamento, um guindaste, uma estrutura em A e/ou qualquer outro dispositivo de elevação adequado ou disponível. O dispositivo de elevação

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 14/37

4/14 pode ter uma linha de elevação que pode ser um cabo ou uma corda, ou similares. A operação de lançamento inicial deste tipo é tipicamente bastante similar a uma elevação de rotina do leito do mar, tipicamente evitando a necessidade de usar qualquer forma particular de equipamento de elevação especializado. Outros dispositivos de trava adequados podem ser usados.

[18] O aparelho pode incorporar um sistema de sinalização adaptado para comunicação entre a estação, o AUV e a embarcação de recebimento. A embarcação de recebimento pode ser a embarcação do qual a estação é estendida. Tipicamente, a estação pode incorporar um sistema de sinalização para comunicar (unidirecional ou bidirecional) com o AUV ou com a embarcação de recebimento. O sistema de sinalização pode compreender um transmissor acústico de localização que permite a determinação da posição da estação em relação a um marcador conhecido usando um sistema de posicionamento relativo, tal como um Sistema de Linha de Base Ultra Curta (USBL) convencional, tipicamente provido na embarcação de recebimento. Outros sistemas de posicionamento relativo podem ser usados em substituição. O marcador conhecido pode ser a embarcação de recebimento. O marcador conhecido pode ser uma posição fixa conhecida, e assim pode ter a forma de uma instalação ao largo e/ou marinha, por exemplo, uma instalação de cabeça de poço, uma bóia de navegação ou um farol. Esta informação pode ser combinada com coordenadas GPS da embarcação para prover uma posição precisa da estação no leito do mar. Isto pode prover o AUV com um ponto de partida de dados para um sistema de navegação a bordo opcional.

[19] No caso em que a embarcação de suporte não tem um USBL, a posição da estação absoluta pode ser estimada por outros meios, tal como a posição da linha de elevação observada, e as coordenadas GPS da embarcação.

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 15/37

5/14 [20] Em certas modalidades, a estação pode ser desconectada do meio de içamento de cabo depois do abaixamento do conjunto do AUV e da estação na posição desejada, embora ela possa opcionalmente permanecer conectada durante a missão do AUV, se desejado. A desconexão pode ser por meio de um gancho operado por ROV, ou por um sistema de liberação acústico. A reconexão da estação no meio de içamento de cabo da embarcação depois que o AUV tiver sido estendido (e opcionalmente recuperado) pode tipicamente ser por meio de um gancho operado pelo ROV.

[21] A estação pode tipicamente ter um mecanismo de trava autooperante para reter o AUV opcionalmente dentro do receptáculo. Este pode vantajosamente ser colocado centralmente no receptáculo, tipicamente no piso. O Travamento pode ser conseguido com o AUV entrando no receptáculo, e ativando um soquete embutido sobre a trava. Esta pode ter alavancas de trava carregadas por mola que podem automaticamente retrair e então estender detrás de um aro que estende-se para dentro no soquete do AUV.

[22] A operação de engate do AUV/estação pode também comprimir um colar carregado por mola 17, que pode permanecer energizado contra o soquete do AUV depois que a trava tiver sido operada para reter o veículo. O AUV pode opcionalmente liberar a si próprio, estendendo uma sonda que retrai as alavancas de trava, e o AUV é então solto da trava pela ação da mola energizada.

[23] A fim de estender o tempo de missão do AUV, uma modalidade adicional da garagem pode incluir uma fonte de alimentação, tal como uma bateria. A fonte de alimentação pode opcionalmente ser usada para carregar a bateria à bordo ou outra fonte de alimentação no AUV. Em algumas modalidades, a fonte de alimentação pode compreender um gerador e tipicamente algumas modalidades podem incorporar um gerador acionado pelo fluxo de água. O gerador acionado pelo

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 16/37

6/14 fluxo de água pode incluir uma turbina ou um gerador oscilante. O gerador acionado por fluxo de água pode ser um gerador baseado na energia das marés que pode ser removido ou instalado na chapa de base de acordo com a necessidade. Este gerador baseado na energia das marés pode ser montado e/ou conectado a um invólucro de bateria que carregará, provendo assim um reservatório de energia para recarregar o AUV, estendendo assim seu tempo de missão. O nível da carga na estação e no AUV pode ser monitorado e, opcionalmente, comparado pelo operador. Isto pode permitir que o operador do AUV otimize o regime de recarga, por exemplo, direcionando o AUV para engatar uma estação particular com energia suficiente para recarregar as baterias do AUV à bordo, e evitar engate em estações que têm fontes de alimentação esgotadas. A provisão de uma fonte de alimentação na estação significa que as missões do AUV podem, em princípio, ser estendidas indefinidamente, já que o AUV pode simplesmente retornar para uma estação de recarga cada vez que sua fonte de alimentação à bordo cair abaixo de um certo nível. Tipicamente, o AUV é disparado para retornar para uma estação selecionada para recarga ato atingir um patamar de esgotamento de energia. O alcance do valor patamar pode disparar o retorno do AUV para a estação. O patamar é tipicamente ajustado suficientemente alto para permitir que o AUV atinja a estação com a energia restante armazenada na fonte de alimentação do AUV.

[24] O nível de carga na estação e veículo pode opcionalmente também ser monitorado pelo veículo ou pela estação e, em algumas modalidades, o próprio veículo pode opcionalmente determinar o regime de carregamento de forma que não seja sempre necessário um operador.

[25] A fonte de alimentação pode também servir para acionar um pacote de processamento de dados, que pode aceitar dados transmitidos ou levados para o AUV para transmissão acústica a uma instalação

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 17/37

7/14 de superfície, ou vice-versa. Diversas dessas estações podem ser estrategicamente posicionadas na área de missão do AUV (por exemplo, em torno do desenvolvimento do campo) para permitir que o AUV complete uma pesquisa extensiva e abrangente, ou outras tarefas, sem ser recuperado para a superfície.

[26] A estação pode ser equipada com um conector tipo perfurado que pode ser acessado pelo AUV para prover transferência de sinal e energia. Alternativamente, a transmissão de sinais e energia entre o AUV e a estação pode ser sem fio, por exemplo, por meios de indução ou acústicos. Em certas modalidades, o AUV pode ser encaixado com um conector de associação que pode associar mediante comando com sua contraparte na chapa de base, por meio de um cilindro hidráulico (ou extensor similar).

[27] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é provido um sistema para operar um Veículo Submarino Autônomo (AUV), o sistema compreendendo: uma estação submersível, um AUV e um dispositivo de elevação, em que a estação submersível é estendida de uma embarcação em um local submarino usando o dispositivo de elevação, e o AUV é recebido em um receptáculo da estação submersível antes, depois ou durante uma missão.

[28] De acordo com um quarto aspecto da invenção, é provido um método para operar um Veículo Submarino Autônomo (AUV), o método compreendendo as etapas de:

(a) engatar um AUV em uma estação submersível;

(b) conectar a estação submersível em um cabo de elevação de um dispositivo de elevação localizado em uma embarcação;

(c) estender a estação submersível da embarcação até um local submarino usando o dispositivo de elevação;

(d) desacoplar a estação do movimento da embarcação durante uma missão.

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 18/37

8/14 [29] O método pode incluir a etapa de montar um dispositivo flutuante no cabo de levantamento para desacoplar a estação do movimento da embarcação. O método pode incluir a etapa de desconectar o cabo de levantamento da estação.

[30] De acordo com um quinto aspecto da invenção, é provido um método para estender um Veículo Submarino Autônomo (AUV), o método compreendendo as etapas de:

(a) receber um AUV em um receptáculo de uma estação submersível;

(b) abaixar a estação e o AUV como uma unidade de uma embarcação até um local submarino;

(c) mover o AUV da estação para realizar uma missão.

[31] De acordo com um sexto aspecto da invenção, é provido um método para operar um Veículo Submarino Autônomo (AUV), o método compreendendo as etapas de:

(a) submergir uma primeira estação submersível; e (b) engatar o AUV na primeira estação submersível antes, depois ou durante uma missão.

[32] De acordo com um sétimo aspecto da invenção, é provido um aparelho para operar um Veículo Submarino Autônomo (AUV), o aparelho compreendendo um AUV, uma estação submersível adaptada para engatar no AUV antes, depois ou durante uma missão, e um dispositivo de elevação adaptado para estender pelo menos um do AUV e da estação submersível da embarcação em um local de extensão submarino.

[33] Deve-se entender que o aparelho e métodos de qualquer do terceiro ao sétimo aspectos da invenção podem incluir um ou mais dos recursos e/ou etapas definidos com relação ao primeiro ou segundo aspectos supramencionados da invenção, quando apropriado.

[34] Uma modalidade da presente invenção será agora descrita

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 19/37

9/14 a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, em que:

[35] A figura 1 é uma vista lateral esquemática do método e embarcação para operar um Veículo Submarino Autônomo (AUV);

[36] A figura 2 é uma vista em perspectiva esquemática de uma estação usada no método da figura 1;

[37] As figuras 3^a, 3b e 3c são vistas laterais esquemática de um mecanismo de trava conectando o AUV na estação nas figuras 1 e 2 mostrando a seqüência de travamento;

[38] As figuras 4a, 4b, 4c e 4d são vistas mais detalhada similar à figura 3, mostrando a seqüência de liberação; e [39] A figura 5 é uma vista lateral esquemática de uma modalidade alternativa da estação com uma fonte de alimentação opcional.

[40] Referindo-se agora aos desenhos, a estação 1 para engate em um AUV 2 tem uma chapa de base 3 com uma estrutura geral de pirâmide tendo uma superfície inferior plana 3s e pelo menos três (tipicamente quatro) paredes laterais inclinadas 3w. As paredes laterais inclinadas 3w são tipicamente formadas em painéis e anexadas a uma armação 3f que define a estrutura de pirâmide. As paredes laterais 3w tipicamente têm faces planas que convergem para o ápice, mas as paredes laterais 3w tipicamente não se encontram no ápice, mas, em vez disso, definem uma abertura na superfície superior da estrutura de pirâmide, na face oposta à superfície inferior plana 3s. A abertura é tipicamente definida por porções da armação 3f e define a entrada de um receptáculo do AUV 4 com lados 4s e um piso 4f. O receptáculo 4 é adaptado para receber o AUV 2 e opcionalmente tem um mecanismo de trava 15 para travar o AUV 2 no lugar dentro do receptáculo. Tipicamente, o mecanismo de trava 15 pode ficar localizado no piso 4f do receptáculo, mas outros locais (parede lateral 4s ou armação 3f) podem ser usados com este propósito.

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 20/37

10/14 [41] A chapa de base 3 tipicamente tem uma estrutura de elevação 6 com montantes 6u e uma travessa 6b, tipicamente com um olhal de elevação 6e adequado para cooperar com um meio de içamento de cabo em uma embarcação para ser usado para lançamento e recuperação do AUV 2. Uma vez que o AUV 2 esteja travado no receptáculo 4 no convés da embarcação, o olhal de elevação 6e é conectado no meio de içamento de cabo da embarcação e o conjunto combinado da estação 1 e do AUV 2 é então elevado pelo meio de içamento de cabo, suspenso externamente e abaixado na água, conforme mostrado na figura

1.

[42] O conjunto da estação 1 e do AUV 2 é abaixado na água rapidamente, minimizando assim o tempo para transitar na interface ar/água. Em seguida, o conjunto é abaixado até um local fixo no leito do mar. A real aterrissagem da estação pode ser sincronizada para minimizar os efeitos de movimento da embarcação no meio de içamento de cabo. Opcionalmente, a base 3 pode ser provida com absorvedores de choque 5 montados na superfície inferior 3s da base a fim de minimizar o impacto na aterrissagem. Uma vez aterrissado, o cabo de elevação é afrouxado, mas permanece suportado acima da armação 6 por um dispositivo flutuante 14. Isto desacopla a estação 1 do movimento da embarcação.

[43] A posição absoluta da base 1 pode então ser determinada opcionalmente usando GPS combinado com USBL da embarcação, ou por GPS e um local no fundo oceânico estimado baseado na posição da linha de elevação. Os dados para o sistema de navegação AUV podem então ser atualizados correspondentemente (e outros detalhes da missão também transferidos/atualizados, se necessário).

[44] Mediante comando da embarcação, ou de um cronômetro, o AUV 2 então se destravará, e continuará sua missão, no final da qual tipicamente ele retornará para a estação 1. Nesse ínterim, a estação 1

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 21/37

11/14 pode ser recuperada para subseqüente re-extensão em qualquer lugar, ou no mesmo lugar, ou desconectada da embarcação de suporte e deixada no leito do mar no mesmo local para subseqüente ré-anexação do AUV 2. A desconexão do meio de içamento de cabo e da estação 1 pode ser pelo ROV ou por liberação acústica, e a ré-conexão pode opcionalmente ser pelo ROV. A instalação para desconectar ou recuperar a garagem significa que a embarcação de suporte pode deixar o sítio, e realizar tarefas adicionais, enquanto o AUV 2 executa sua missão.

[45] Quando o AUV 2 tiver completado sua missão, ou quando sua energia à bordo disponível cair a um certo nível, o AUV 2 é opcionalmente disparado automaticamente para retornar para o local da estação 1 pela energia restante na bateria do AUV 2. Este gatilho pode ser provido por um sistema à bordo, tal como um sensor de bateria ou um cronômetro, ou pode ser um comando da embarcação. Quando o AUV 2 está aproximando-se da estação, a configuração geométrica da armação de elevação com os dois montantes 6u e a travessa 6b assiste na identificação do AUV do alvo correto, e na sua avaliação do vetor de aproximação, velocidade e distância, etc.. O AUV 2 pode ser programado para aproximar-se da estação em um ângulo predeterminado que é favorável ao procedimento de ancoragem no receptáculo 4, por exemplo, onde os montantes 6u e travessa 6b ficam arranjados em um plano que é perpendicular à aproximação do AUV 2. As paredes laterais inclinadas 3w da chapa de base 3 também assistem em guiar o AUV para a entrada do receptáculo 4, à medida que ele desliza para cima nas rampas e para a entrada do receptáculo 4. Outras superfícies de guia que controlam o desvio lateral do caminho de ancoragem ideal do AUV podem também ser usados para afunilar o AUV para a entrada do receptáculo durante a aproximação. Outras configurações de estação podem ser usadas para guiar a aproximação do AUV 2.

[46] O AUV 2 e a estação 1 podem ter transmissores acústicos

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 22/37

12/14 de localização 30 para comunicar com o sistema USBL da embarcação.

[47] Em certas modalidades, o AUV 2 ou a estação 1 pode ter um mecanismo de desengate que é energizado pelo processo de ancoragem. Conforme mostrado na figura 3, o AUV pode ser ancorado no receptáculo por meio de uma camisa de ancoragem 12 e uma sonda de trava 11, que associam com um mecanismo de trava 15 com uma mola 13. Quando a camisa 12 passa sobre o mecanismo de trava, ela comprime a mola 13 entre um colar 17 e o piso do receptáculo 4f, conforme mostrado na figura 3. Quando o AUV tem que ser liberado do mecanismo de trava, o AUV insere a sonda de trava 11 no furo do mecanismo de trava no receptáculo 4. Isto retrai as alavancas de trava 16 e libera a camisa 12 do AUV do mecanismo de trava. A mola 13 fica então livre para expandir-se e empurrar o AUV para fora do piso do receptáculo 4, mostrado na figura 4.

[48] Uma modalidade alternativa de uma estação 21 está mostrada na figura 5, na qual uma fonte de alimentação opcional é provida. Na estação 21, componentes similares são usados na estação 1, e números de referência iguais foram usados, como o prefixo 2, e assim o AUV 22, chapa de base 23 e armação de elevação 26 são todos basicamente similares aos componentes correspondentes supradescritos. Na estação 21, a diferença baseia-se nas conexões entre a estação 21 e o AUV 22, e na fonte de alimentação. A fonte de alimentação compreende um gerador baseado na energia das marés 27 e um invólucro de bateria opcional 28. O gerador baseado na energia das marés 27 tem um rotor com paletas acionada pelos movimentos da maré, que são convertidos em energia elétrica pelo gerador 27. O gerador carrega a bateria 28 sempre que o rotor é girado a velocidade suficiente. A bateria pode ser conectada no AUV 22 por meio de conectores de energia e sinal 29 no receptáculo 24, de maneira que o AUV 22 possa ser carre

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 23/37

13/14 gado depois da ancoragem na estação 21. A bateria 28 é mantida carregada pelo gerador 27, de forma que, se a bateria à bordo do AUV for esgotada durante uma missão, ela pode retornar para a estação 21 e a bateria à bordo no AUV pode ser recarregada pela bateria 27 e/ou diretamente pelo gerador. Assim, o AUV 22 pode permanecer submerso durante inúmeras missões sem retornar para a embarcação. Isto liberta a embarcação de permanecer na estação durante cada missão do AUV

22.

[49] Em algumas modalidades da invenção, um único AUV (ou múltiplos AUVs) pode ser estendido de inúmeras estações 1, 21 estrategicamente localizadas em torno de um canteiro de perfuração, e um AUV pode simplesmente ser programado para localizar a estação de energia mais próxima 21 quando sua bateria à bordo for esgotada até um nível estabelecido. O AUV pode ser provido com um dispositivo de navegação para determinar sua posição, e sistemas de comunicação à bordo, tal como um transmissor acústico de localização 30, necessários para transferir dados acústicos entre o AUV e a embarcação. Quando o AUV tiver ancorado na estação base (ou estiver na faixa sem fio ou acústica) ele pode opcionalmente descarregar dados e atualizar seus parâmetros de missão através do conector de encaixe 29 ou por meio do transmissor acústico de localização 30.

[50] O uso das estações 1, 21 pode economizar o consumo de energia do AUV, já que não é necessário acionar o AUV da superfície até o leito do mar. Com o manuseio do AUV em uma garagem submarina, o início e a conclusão de missões tipicamente são significativamente menos dependentes do tempo, já que as necessidades de arranjos de liberação/ré-conexão de superfície manuais durante operações de lançamento e recuperação convencionais são evitadas. Depreendese disto que a necessidade de terminar uma missão, a fim de recuperar seguramente o veículo no caso de mau tempo, é também evitada. Em

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 24/37

14/14 virtude de as estações poderem ser recuperadas para a embarcação depois do desengate do AUV ou logo depois de deixar o leito do mar, a embarcação de suporte do AUV pode ficar livre para realizar outras tarefas em paralelo com a missão do AUV.

[51] Modificações e melhorias podem ser incorporadas sem fugir do escopo da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para operar um Veículo Submarino Autônomo (AUV) engatável com uma primeira estação submersível (21), o método caracterizado por:

prover uma primeira estação submersível (21) que é configurada para engatar no AUV (22), a primeira estação submersível (21) incorporando um dispositivo de lastro, caminhos de fluxo e uma fonte de alimentação compreendendo um gerador acionado pelo fluxo de água (27) em local submarino, o AUV (22) tendo uma bateria a bordo, a fonte de alimentação sendo configurada para carregar a bateria a bordo do AUV (22);

submergir a primeira estação submersível (21) de uma embarcação, os caminhos de fluxo configurados para facilitar a passagem da primeira estação submersível (21) através da água quando esta é abaixada da embarcação; e engatar o AUV (22) na primeira estação submersível (21), em que engatar o AUV (22) na primeira estação submersível (21) compreende engatar o AUV (22) com a primeira estação submersível (21) em um convés de uma embarcação de suporte da qual o AUV (22) é lançado, e em que submergir a primeira estação submersível (21) compreende lançar o AUV (22) e a primeira estação submersível (21) na água como uma unidade.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por retornar o AUV (22) para a primeira estação depois que sua missão tiver sido completada.
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o método inclui prover uma segunda estação submersível (21), e engatar o AUV (22) na segunda estação submersível (21) submersa depois que parte de uma missão tiver sido completada.

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 26/37

2/8
4. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por prover uma segunda estação submersível (21); e engatar o AUV (22) na segunda estação submersível (21) submersa.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que engatar o AUV (22) na segunda estação submersível (21) compreende localizar o AUV (22) em um receptáculo provido na segunda estação submersível (21).
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que engatar o AUV (22) na primeira estação submersível (21) compreende localizar o AUV (22) em um receptáculo provido na primeira estação submersível (21).
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o método inclui localizar a primeira estação submersível (21) em um local no leito do mar antes de lançar o AUV (22) da primeira estação submersível (21), de forma que a primeira estação submersível (21) fique estática nos momentos de engate e desengate do AUV (22).
8. Aparelho para operar um Veículo Submarino Autônomo (AUV), o aparelho compreendendo uma estação submersível (21) que tem um receptáculo (24) para receber o AUV (22), caracterizado pelo fato de que a estação submersível (21) é adaptada para ser elevada por um dispositivo de elevação para facilitar a implantação da estação submersível (21) e do AUV (22) de uma embarcação em um local submarino, a estação submersível (21) incorporando um dispositivo de lastro e incorporando percursos de fluxo para facilitar a passagem da estação submersível (21) através da água, quando esta é abaixada da embarcação, em que a estação submersível (21) é configurada para prover um alojamento protetor para o AUV (22) e em que a estação submersível (21) inclui uma fonte de alimentação sendo um gerador acionado

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 27/37

3/8 pelo fluxo de água (27) em local submerso, o AUV (22) tendo uma bateria a bordo, a fonte de alimentação sendo configurada para carregar a bateria a bordo do AUV (22).
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os percursos de fluxo da estação submersível (21) estão em uma construção em treliça.
10. Aparelho de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a estação submersível (21) compreende um dispositivo de funil compreendendo faces de inclinação adaptadas para guiar o movimento do AUV (22) para uma entrada no receptáculo (24).
11. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que a estação submersível (21) tem pelo menos um olhal de elevação.
12. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que a estação submersível (21) compreende:

uma armação com partes laterais verticais, e uma travessa que define uma abertura através do receptáculo (24), em que a abertura é configurada para permitir a passagem pelo AUV (22).
13. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que a estação submersível (21) compreende absorvedores de choque.
14. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizado pelo fato de que a estação submersível (21) compreende um mecanismo de trava auto-operante para reter o AUV (22) dentro do receptáculo (24).
15. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 14, caracterizado pelo fato de que o aparelho compreende adi-

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 28/37

4/8 cionalmente um sistema de sinalização adaptado para comunicação entre a estação, o AUV (22) e uma embarcação receptora.
16. Aparelho de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o sistema de sinalização compreende um transmissor acústico de posicionamento provido na estação submersível (21) para determinar a posição da estação submersível (21) em relação a um marcador conhecido usando um sistema de posicionamento relativo.
17. Aparelho de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o sistema de posicionamento relativo é um sistema de Linha de Base Ultra Curta (USBL) provido na embarcação.
18. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 17, caracterizado pelo fato de que o aparelho inclui um sistema de posicionamento absoluto para estimar a posição absoluta da estação.
19. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 18, caracterizado pelo fato de que o gerador acionado por fluxo de água (27) é configurado para conectar a um invólucro de bateria para ser carregado para prover um reservatório de energia para recarregar o AUV (22).
20. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 19, caracterizado pelo fato de que a fonte de alimentação é configurada para acionar um pacote de processamento de dados, que aceita dados transmitidos pelo AUV (22) e permite transmissão adicional dos dados para uma instalação de superfície.
21. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 20, caracterizado pelo fato de que a estação submersível (21) compreende um conector adaptado para associar com o AUV.
22. Aparelho de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o conector é um conector de encaixe adaptado para prover transferência de sinal e energia entre a estação submersível

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 29/37

5/8 (21) e o AUV (22).
23. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 22, caracterizado pelo fato de que o aparelho compreende um dispositivo de transmissão sem fio para transmitir pelo menos um de dados e energia sem fio entre o AUV (22) e a estação submersível (21).
24. Sistema para operar um Veículo Submarino Autônomo (AUV), o sistema compreendendo:

uma estação submersível (21);

um AUV (22), e um dispositivo de elevação, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de elevação é configurado para estender a estação submersível (21) e o AUV (22) de uma embarcação em um local submarino, e em que a estação submersível (21) inclui um receptáculo (24) configurado para receber o AUV (22), a estação submersível (21) incorporando um dispositivo de lastro e incorporando percursos de fluxo para facilitar a passagem da estação submersível (21) através da água quando esta é abaixada da embarcação e em que a estação submersível (21) inclui uma fonte de alimentação sendo um gerador acionado pelo fluxo de água (27) em local submerso, o AUV (22) tendo uma bateria a bordo, a fonte de alimentação sendo configurada para carregar a bateria a bordo do AUV (22).
25. Sistema de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de elevação é selecionado do grupo que compreende: um gindaste, um guincho, um meio de içamento, uma grua, uma estrutura em A.
26. Sistema de acordo com a reivindicação 24 ou 25, caracterizado pelo fato de que o sistema é operável seletivamente em uma primeira configuração estendida, em que a estação submersível (21) é conectada no dispositivo de elevação, e uma segunda configuração es

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 30/37

6/8 tendida, em que a estação submersível (21) é desconectada do dispositivo de elevação.
27. Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que, na primeira configuração estendida, o dispositivo de elevação compreende uma linha de elevação provida com um dispositivo flutuante que desacopla a estação submersível (21) do movimento da embarcação.
28. Sistema de acordo com a reivindicação 26 ou 27, caracterizado pelo fato de que o sistema inclui um dispositivo de desconexão para desconectar a estação submersível (21) do dispositivo de elevação para operação do sistema na sua segunda configuração estendida.
29. Sistema de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de desconexão é selecionado do grupo que compreende um gancho operado por ROV e um sistema de liberação acústico.
30. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 29, caracterizado pelo fato de que o AUV (22) e a estação submersível (21) são arranjados seletivamente em uma primeira configuração travada, na qual o AUV (22) é retido de forma liberável na estação submersível (21) por meio de um mecanismo de trava operável por AUV (22), e uma segunda configuração liberada, na qual o AUV (22) é móvel para fora da estação submersível (21).
31. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que, na configuração engatada, um colar carregado por mola do mecanismo de trava é comprimido e permanece energizado contra o AUV (22).
32. Método para operar um Veículo Submarino Autônomo (AUV), caracterizado pelo fato de que o método compreende as etapas de:

(a) engatar um AUV (22) em uma estação submersível (21),

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 31/37

7/8 a estação submersível (21) incorporando um dispositivo de lastro, percursos de fluxo, e uma fonte de alimentação sendo um gerador acionado pelo fluxo de água (27) em local submerso, o AUV (22) tendo uma bateria a bordo, a fonte de alimentação sendo configurada para carregar a bateria a bordo do AUV (22);

(b) conectar a estação submersível (21) em um cabo de elevação de um dispositivo de elevação localizado em uma embarcação;

(c) estender a estação submersível (21) da embarcação até um local submarino usando o dispositivo de elevação, os percursos de fluxo da estação submersível (21) configurados para facilitar a passagem da estação submersível (21) através da água quando esta é abaixada da embarcação; e (d) desacoplar a estação submersível (21) do movimento da embarcação.
33. Método de acordo com a reivindicação 32, caracterizado por encaixar um dispositivo flutuante para o cabo de elevação para desacoplar a estação do movimento da embarcação.
34. Método de acordo com a reivindicação 33, caracterizado por desconectar o cabo de elevação da estação.
35. Método para estender um Veículo Submarino Autônomo (AUV), caracterizado pelas etapas de:

(a) receber de forma removível um AUV (22) em um receptáculo (24) de uma estação submersível (21), a estação submersível (21) incorporando um dispositivo de lastro, percursos de fluxo, e uma fonte de alimentação sendo um gerador acionado pelo fluxo de água (27) em local submerso, o AUV (22) tendo uma bateria a bordo, a fonte de alimentação sendo configurada para carregar a bateria a bordo do AUV (22);

(b) abaixar a estação submersível (21) e o AUV (22) como uma unidade de uma embarcação até um local submarino, os percursos

Petição 870190066408, de 15/07/2019, pág. 32/37

8/8 de fluxo da estação submersível (21) configurados para facilitar a passagem da estação submersível (21) através da água quando esta é abaixada da embarcação; e (c) mover o AUV (22) da estação para realizar uma missão.
36. Método para operar um Veículo Submarino Autônomo (AUV), caracterizado pelas etapas de:

(a) prover uma primeira estação submersível (21) que é configurada para engatar com o AUV (22), a estação submersível (21) incorporando um dispositivo de lastro, percursos de fluxo, e uma fonte de alimentação sendo um gerador acionado pelo fluxo de água (27) em local submerso, o AUV (22) tendo uma bateria a bordo, a fonte de alimentação sendo configurada para carregar a bateria a bordo do AUV (22);

(b) submergir a primeira estação submersível (21) de uma embarcação em que engatar o AUV (22) com a primeira estação submersível (21) compreende engatar o AUV (22) com a estação submersível (21) em um convés de um veículo de suporte do qual o AUV (22) é lançado, e em que submergir a primeira estação submersível (21) compreende lançar o AUV (22) e a primeira estação submersível (21) na água como uma unidade.