BRPI0804243A2 - conector de tendão inferior de anel de travamento giratório - Google Patents

Abstract

CONECTOR DE TENDAO INFERIOR DE ANEL DE TRAVM(ENTO GIRATóRIO Descreve-se um conjunto conector inferior detendão que possuí um receptáculo com um orifício possuindo um perfil de travamento anular dividido em segmentos por fendas estendendo axialmente. O conector possui um alojamento que é inserido e trava no receptáculo. O alojamento e o receptáculo possuem elementos anti-rotação coincidentes, O anel de travamento possui uma superfície externa com um perfil de travamento anular dividido em segmentos pelas fendas estendendo axialmente. O anel de travamento é portado pelo alojamento inicíalmente na posição de instalação com seus segmentos alinhados com as fendas do receptáculo. Essa posição permite que o alojamento seja completamente inserido no receptáculo. Um ROV então gira o anel da posição de instalação para uma posição travada, com os segmentos do anel de travamento engatando os segmentos do receptáculo. Alternativamente, um anel dividido com uma extremidade fixada gira o anel de travamento.

Description

"CONECTOR DE TENDAO INFERIOR DE ANEL DE TRAVAMENTOGIRATÓRIO"

Campo da Invenção

Essa invenção refere-se em geral à fixação de umeixo de uma estrutura flutuante a uma estaca de ancoragemsubmarina e, em particular, a um conector inferior paraconectar um tendão de uma plataforma de pernas tencionadasa um receptáculo no leito do mar.

Fundamentos da Invenção

Em determinados tipos de perfuração offshore eprodução de hidrocarbonos, um eixo se estendedescendentemente a partir de uma estrutura flutuante etrava em um receptáculo em uma estaca de ancoragem no leito·do mar. A tensão é aplicada ao eixo, que é transmitida paraa estaca de ancoragem. Essa técnica é utilizada paraconexão do fundo de um tendão de uma plataforma de pernastencionadas para um receptáculo montado no leito do mar.

Esse método também é utilizado para ancorar uma torre decondutor submarino (riser). Por motivos de conveniência,esses conectores serão referidos aqui como conectoresinferiores de tendão se forem utilizados para ancorar umaplataforma de pernas tencionadas, uma torre de condutorsubmarino ou outra estrutura flutuante.

No passado, os conectores inferiores de tendãoutilizavam um receptáculo bem longo no leito do mar. 0 eixona extremidade inferior do tendão possuía um elemento detrava que era inserido no receptáculo e travado noreceptáculo pelo posicionamento axial. Em um tipo, oconector era inserido até que o elemento de trava estivesseabaixo da interface de carga do receptáculo, então eraerguido. Em outro tipo, o elemento de ' trava eraparcialmente inserido além da interface de carga, entãoerguido. Para desengate, o conector era inserido maisprofundamente no receptáculo e erguido. Outro tipo envolviaa rotação do conector quando o conector estava totalmenteabaixado no receptáculo. Esses conectores da técnicaanterior exigiam tipicamente um receptáculo longo e omovimento vertical significativo ou rotação de todo oconector para fins de operação.

Além disso, nesses conectores da técnicaanterior, o eixo na extremidade inferior do tendão é fixadocom relação ao corpo do conector ou alojamento ao qual éfixado. Normalmente, o eixo sofrerá apenas tensão depois daconexão ser realizada. Em raros casos, no entanto, devidoao movimento ondulado ou outros fatores, o tendão pode cairsuficientemente para eliminar completamente a tensão noeixo. Os tipos da técnica anterior normalmente não permitemo movimento descendente do eixo no caso de uma perdamomentânea de tensão no eixo. Se o eixo mover para baixo, omesmo poderá ser desengatado.

Sumário da Invenção

O conjunto de conector dessa invenção possui umreceptáculo com um perfil de travamento anular que édividido em segmentos por uma pluralidade de fendasestendendo axialmente. O conector possui um alojamento oucorpo que insere e trava no receptáculo. O alojamentopossui uma superfície externa com pelo menos uma saliênciaque desliza em engate com uma das fendas para impedir arotação do alojamento com relação ao receptáculo.

Um anel de travamento é portado pelo alojamento epossui uma superfície externa com um perfil de travamentoanular dividido em segmentos por uma pluralidade de fendasestendendo axialmente. O anel de travamento possui umaposição de instalação na qual seus segmentos se alinhamverticalmente com as fendas do receptáculo para permitirque o alojamento seja inserido no receptáculo. O anel detravamento é então girado da posição de instalação para umaposição travada na qual os segmentos do anel de travamentoengatam os segmentos do receptáculo.

Em uma segunda modalidade, o anel de travamentogira automaticamente da posição de instalação para aposição travada à medida que o alojamento é abaixado dentrodo receptáculo. Nessa modalidade, um anel dividido émontado em torno do corpo e possui uma extremidade fixadaao corpo. A outra extremidade do anel dividido flutua e épresa ao anel de travamento. O anel dividido é contraído deseu estado natural à medida que entra em contato com ossegmentos do receptáculo. A contração faz com que aextremidade flutuante do anel dividido se mova por umincremento rotativo, que, por sua vez, muda o anel detravamento para a posição de instalação. À medida que oanel dividido passa sob os segmentos de receptáculo, omesmo se expande e gira o anel de travamento de volta paraa posição travada.

O conector inclui um eixo que se estende paracima e é conectado a um tendão ou um componente de torre decondutor submarino. O eixo é montado em um corpo internoque possui preferivelmente uma passagem que permite que oeixo deslize axialmente para o corpo interno. Um flange naparte inferior do eixo é localizado abaixo do corpo internopara fornecer um limite para o movimento ascendente do eixocom relação ao corpo interno quando a tensão é aplicada aoeixo. O eixo possui um ombro voltado para baixo acima docorpo tubular para fornecer um limite para o movimentodescendente do eixo com relação ao corpo interno. Adistância axial entre o flange e o ombro voltado para baixoé maior do que o comprimento da passagem no corpo interno.A distância entre o flange e o ombro permite que o eixo semova para baixo com relação ao còrpo interno e oreceptáculo no caso de a tensão no eixo pararmomentaneamente.

0 alojamento cerca o corpo interno e o eixo. Umconjunto de junta flexível une o corpo interno aoalojamento para permitir que o eixo e o corpo interno seinclinem com relação ao alojamento.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma vista em elevação e uma vista emcorte de um conector de tendão inferior sendo inserido emum receptáculo, o conector de tendão e receptáculo sendoconstruídos de acordo com essa invenção;

A fiçfura 2 é uma vista em corte do alojamento doconector de tendão da figura 1, tirada ao longo da linha 2-2 da figura 1;

A figura 3 é uma vista em corte do alojamentosimilar à figura 2, mas também ilustrando o alojamentoinserido no receptáculo, mas antes do anel de travamentoter sido movido para a posição travada;

A figura 4 é uma vista em corte de parte doconector e receptáculo depois de terem sido inseridosjuntos, mas antes do travamento e tirada ao longo da linha4-4 da figura 3;

A figura 5 é uma vista em corte do conectorsimilar à figura 3, mas ilustrando o anel de travamentogirado para a posição travada;

A figura 6 é uma vista superior de uma parte doanel de tampa do conector, mas ilustrando o braço acionadorem uma posição liberada;

A figura 7 é uma vista em corte do conector ereceptáculo na posição travada e tirada ao longo da linha7-7 da figura 5;A figura 8 é uma vista em corte do conector dafigura 1, ilustrado inserido no receptáculo e o eixo sobtensão;

A figura 9 é uma vista em corte similar à figura8, mas ilustrando o eixo na ausência de tensão;

A figura 10 é uma vista similar à figura 9, masilustrando o eixo de tendão inclinado;

A figura 11 é uma vista em corte de umamodalidade alternativa de um conector, ilustrado antes dainserção no receptáculo;

A figura 12 é uma vista em elevação lateralampliada de uma parte do conector da figura 11, ilustrandoum anel dividido antes da entrada no receptáculo;

A figura 13 é uma vista superior esquemática doanel dividido empregado com a modalidade da figura 11,ilustrado destacado do conector da figura 11 e na condiçãoexpandida natural;

A figura 14 é uma vista superior esquemática çloanel dividido da figura 13, ilustrado em uma posiçãocontraída;

A figura 15 é uma vista superior do anel detravamento do conector da figura 11, ilustrado removido doconector e ilustrando o anel dividido por linhaspontilhadas e em uma condição natural;

A figura 16 é uma vista superior do anel detravamento da figura 15, e ilustrando o anel dividido porlinhas pontilhadas em uma posição contraída;

A figura 17 é uma vista em corte do conector dafigura 11, e ilustrado em uma posição parcialmente inseridano receptáculo;

A figura 18 é uma vista em elevação lateralfragmentada de uma parte do conector da figura 17,ilustrando o anel dividido em uma posição contraída;A figura 19 é uma vista em corte do conector dafigura 11, ilustrando o conector totalmente inserido etravado no receptáculo;

A figura 20 é uma vista em corte parcial doalojamento do conector da figura 11, tomada ao longo dalinha 20-20 da figura 12.

Descrição Detalhada da Invenção

Com referência à figura 1, o conjunto de conectorsubmarino 11 inclui um receptáculo 13 localizado no leitodo mar e voltado para cima. 0 receptáculo 13 é um elementocilíndrico soldado ou de outra forma fixado a uma estaca 14que é embutida no leito do mar. O receptáculo 13 possui umorifício cilíndrico 15 com uma pluralidade de segmentos dereceptáculo 17 espaçados circunferencialmente em torno dasuperfície interna do orifício 15. Cada segmento dereceptáculo 17 possui um perfil de travamento com sulcos 19formado no mesmo. O perfil 19 pode variar e, nesse exemplo,compreende dois sulcos paralelos, como ilustrado na figura4, os sulcos sendo perpendiculares ao eixo geométrico doorifício 15. Os segmentos de receptáculo 17 são espaçadoscircunferencialmente um do outro por fendas de receptáculoverticais 21 que são recessos suaves formados na paredelateral do orifício 15.

Os segmentos de receptáculo 17 podem ser formadosprimeiro pela usinagem de um perfil sulcado anular 19completamente em torno do diâmetro interno do receptáculo13, então pela usinagem de fendas verticais de receptáculo21 através do perfil para definir os segmentos doreceptáculo 17. Preferivelmente, cada fenda de receptáculo21 possui a mesma largura que cada segmento de receptáculo17, como ilustrado na figura 3. Cada fenda de receptáculo21 possui um comprimento axial maior do que o perfilsulcado 19 nessa modalidade, resultando na parte inferiorde cada segmento de receptáculo 17 abaixo do perfil 19sendo suave e tendo o mesmo diâmetro interno que o orifício15.

Um ombro batente anular 23 é localizado noorifício 15. 0 ombro batente 23 está voltado para cima eestá localizado perto da extremidade superior doreceptáculo 13.

O conector submarino 11 também inclui um corpo oualojamento 25 que insere dentro do orifício 15 doreceptáculo 13. 0 alojamento 25 e o receptáculo 13possuindo elementos anti-rotação coincidentes para impedira rotação do alojamento 25 no receptáculo 13. Várioselementos podem ser empregados. Nesse exemplo, o alojamento25 possui uma superfície externa geralmente cilíndrica compelo menos uma saliência 27 formada no mesmo para servircomo um elemento anti-rotação. Pode haver tantas saliências27 quanto fendas de receptáculo 21, e cada saliência 27possui uma largura que é ligeiramente menor do que alargura de cada fenda de receptáculo 21 de forma que possadeslizar para dentro de uma das fendas de receptáculo 21.As saliências 27 são circunferencialmente separadas uma daoutra por fendas de alojamento 29, como ilustrado também nafigura 2. Cada fenda de alojamento 2 9 possui a mesmalargura que cada saliência 27 e que cada segmento dereceptáculo 17. Na modalidade preferida, as saliências 27são fabricadas separadamente e presas à superfície externado alojamento 25 por fixadores ou solda. Alternativamente,as saliências 27 podem ser formadas pela usinagem derecessos na superfície externa para a formação de fendas dealojamento 29.

Preferivelmente, pelo menos uma ou mais dassaliências 27 possui uma extremidade pontiaguda estendida31 que ajudará a orientar o alojamento 25 à medida que omesmo é inserido no receptáculo 13. Os pontos 31 giram oalojamento 25 ligeiramente, se necessário, para alinhar assaliências do alojamento 27 com as fendas de receptáculo21. As saliências 27 possuem superfícies externas suavessem qualquer travamento ou perfil sulcado necessário. Assaliências 27 estão localizadas dentro das fendas doreceptáculo 21 para impedir a rotação do alojamento 25.Apesar de existirem tantas saliências 27 quanto fendas dereceptáculo 21 na modalidade preferida, apenas umasaliência 27 serve para impedir a rotação do alojamento 25.

Ainda com referência à figura 1, um anel detravamento sólido 33 é portado de forma rotativa em umrecesso anular 34 do alojamento 25. O anel de travamento 33também possui uma pluralidade de segmentos de anel detravamento 35, cada um possuindo um perfil sulcado formadono mesmo para combinar com o perfil sulcado 19 do segmentode receptáculo 17. Os segmentos de anel de travamento 35são separados um do outro por recessos de anel detravamento 37. Os recessos de anel de travamento 37 possuemas mesmas larguras que os segmentos de anel de travamento35 e são ligeiramente mais estritos do que as fendas doreceptáculo 21. As saliências 27, os segmentos de anel detravamento 35, e os segmentos de receptáculo 17 devem serligeiramente mais estreitos. Na posição liberada ou deinstalação ilustrada na figura 1, o anel de travamento 33está em uma posição com seus recessos 37 verticalmentealinhados com as fendas de alojamento 29. Cada segmento deanel de travamento 35 está localizado acima e emalinhamento vertical com uma das saliências de alojamento27. Nessa posição, o alojamento 25 pode ser totalmenteinserido no receptáculo 13. As fendas de alojamento 27deslizarão sobre os segmentos de receptáculo 17. Assaliências de alojamento 27 e os segmentos de anel detravamento 35 deslizarão para dentro das fendas dereçeptáculo 21. A figura 3 ilustra essa posição.

0 anel de travamento 33 pode ser girado por umincremento a partir de sua posição de instalação dasfiguras 1 e 3 para uma posição travada ilustrada nasfiguras 5 e 7. Quando girados, os segmentos de anel detravamento 35 deslizarão por poucos graus em uma direçãoaté que entrelacem em engate com os perfis com sulco 19 dossegmentos de receptáculo 17. Uma vez que o anel detravamento 33 está na posição travada, o alojamento 25 nãopode ser puxado para cima a partir do receptáculo 13 devidoao engate dos segmentos de anel de travamento 35 esegmentos de receptáculo 17. O alojamento 25 não pode sergirado devido ao engate das saliências de alojamento 27 comas fendas do receptáculo 21.

Vários dispositivos podem ser empregados paragirar o anel de travamento 33 para a posição travada depoisque o alojamento 25 foi embutido no receptáculo 13. Afigura 1 ilustra dois braços de projeção ascendente 39,apesar de apenas um ser suficiente. Cada braço 39compreende um pino que é unido ao lado superior do anel detravamento 33 e se projeta para cima acima do alojamento25. Nesse exemplo, um anel de tampa 41 é preso aoalojamento 25 acima do anel de travamento 33 para reter oanel de travamento 33. Como ilustrado na figura 6, umafenda alongada e curva 43 se estende através do anel detampa 41 para cada braço 39. O braço 39 se projeta atravésda abertura 43 e é capaz de mover de uma extremidade daabertura 43 para sua outra extremidade. Na posição dafigura 6, o anel de travamento 33 (figura 1) está em suaposição liberada ou de instalação. Nessa posição, o braço39 se apóia em uma extremidade da abertura alongada 43. Umveiculo operado remotamente (ROV) pode ser empregado paramover o braço 39 até que se apóie na extremidade oposta daabertura alongada 43. Nessa posição, que não é ilustrada, oanel de travamento 33 estará em sua posição travada.

Se for desejado, o anel de travamento 33 tambémpode ter um furo de pino circular (não ilustrado) quealinhará com um furo de pino circular 45 no anel de tampa41 apenas quando o anel de travamento 33 estiver na posiçãotravada. Um pino (não ilustrado) pode ser inserido atravésdo furo de pino 45 e o furo de pino no anel de travamento33 para prender o anel de travamento 33 na posição travada.

Como ilustrado também nas figuras 4 e 7, o anelde tampa 41 possui um ombro voltado para baixo 47 nessamodalidade. O ombro 47 apóia o ombro batente 23 noreceptáculo 13 quando o alojamento 25 é totalmenteinserido. Quando totalmente inserido, os segmentos do anelde travamento 35 serão circunferencialmente alinhados com operfil sulcado 19.

Com referência à figura 8, o alojamento 25 éportado por um eixo 51 que é preso à extremidade inferiorde um tendão (não ilustrado) ou um componente de uma torrede condutor submarino. O eixo 51 se estende de formadeslizante através de uma passagem 53 em um corpo interno55. 0 eixo 51 possui um flange externo 57 em suaextremidade inferior. 0 flange 57 é ilustrada como sendo umelemento integral, mas pode ser separado e conectado aoeixo 51 por vários meios. O flange 57 possui um diâmetroexterno maior do que a passagem 53, permitindo que a tensãoimposta ao eixo 51 seja transmitida para o corpo interno55. O eixo 51 também possui um ombro batente 59 localizadoacima do corpo interno 55. O ombro batente 59 possui umdiâmetro maior do que a passagem 53, dessa forma limita atéonde o eixo 51 pode se mover descendentemente. A distânciado flange 57 para o ombro batente 59 é maior do que ocomprimento axial da passagem do corpo interno 53 de formaa permitir uma quantidade limitada de movimento axial doeixo 51 com relação ao corpo interno 55 e ao receptáculo13. A figura 8 ilustra o flange 57 em contato com o corpointerno 55, com o eixo 51 em sua posição mais superior. Asfiguras 9 e 10 ilustram o ombro batente 59 em contato com aextremidade superior do corpo interno 55, com o eixo 51 emsua posição mais inferior.

Um suporte 61 é preso à extremidade inferior docorpo interno 53. O suporte 61 possui uma superfícieexterna parcialmente esférica para engatar um furo centralcoincidente 63 em um centralizador 65. O centralizador 65 éum elemento cônico ou em formato de cuba que possui umdiâmetro maior em sua extremidade superior do que naextremidade inferior. A extremidade superior docentralizador 65 é presa ao alojamento 25, que também podeser considerado um corpo externo. Um elemento de flexãoconvencional 67 se estende entre o alojamento 25 e o corpointerno 55. O elemento de flexionamento 67 permite que oeixo 51 se incline com relação ao eixo geométrico doreceptáculo 13, como ilustrado na figura 10. A inclinação épossível enquanto o eixo 51 está em uma posição superior,como ilustrado na figura 8, e na posição inferior ilustradana figura 10. A posição inferior deve ocorrer raramente, seocorrer, visto que a tensão é normalmente mantida contínuano eixo 51.

Durante a operação, para se prender o conector11, o operador gira o anel de travamento 33 para a posiçãode instalação ilustrada na figura 1, onde os segmentos deanel de travamento 35 se alinham verticalmente com assaliências de alojamento 27. O operador então abaixa oalojamento 25 no eixo 51, que seria fixado a um tendão ousimilar. O alojamento 25 será embutido dentro doreceptáculo 13, e extensões pontiagudas 31 guiarão assaliências do alojamento 27 para dentro das fendas doreceptáculo 21. O movimento descendente será interrompidoquando o ombro do anel de tampa 47 entrar em contato com oombro batente 23, como ilustrado nas figuras de 8 a 10. Ooperador então aciona um ROV para engatar o braço 39 egirar o anel de travamento 33 por uma distância curta atéque os segmentos de anel de travamento 35 engatem os perfisde sulco 19 do segmento de receptáculo 17. Nesse ponto, obraço 39 será localizado na extremidade oposta da aberturaalongada 43 a partir do que foi ilustrado na figura 6. Ooperador pode então inserir um pino retentor através dofuro de pino 45 para reter o anel de travamento 33 naposição travada.

Quando o conector inferior 11 tiver sidoconectado, a tensão irá puxar o eixo 51 para cima até queseu flange 57 se apóie contra a extremidade inferior docorpo interno 55. A tensão no eixo 51 passa do corpointerno 55 para o alojamento 25 e para o receptáculo 14. Nocaso de uma perda de tensão, tal como devido a ondas oucorrentes externas, o eixo 51 está livre para moverdescendentemente até que seu ombro batente 59 engate com aextremidade superior do corpo interno 55, como ilustradonas figuras 9 e 10.

Em uma segunda modalidade, o anel de travamento33 (figura 1) é mudado automaticamente para dentro de umaposição travada em resposta ao movimento descendente doconector 11 (figura 1) para dentro do receptáculo 13 aoinvés de utilizar o braço 39 e um ROV. Com referência ' àfigura 11, o alojamento do conector. 69 possui um sulcocircunferencial 71. Um anel dividido 73 é portado no sulco71. O anel dividido 73 possui um estado ou condiçãonatural, tal como ilustrado na figura 11, onde éligeiramente maior no diâmetro externo do que no alojamento69. 0 anel dividido 73 se contrai de forma a estar maistotalmente alojado dentro do sulco 71.

Com referência à figura 13, o anel dividido 73possui uma extremidade fixa 75 que é presa ao alojamento 69(figura 11) como indicado de forma esquemática na figura13. 0 anel dividido 73 possui uma extremidade flutuante 77que se move quando o anel dividido 73 está contraído apartir de sua condição natural ilustrada na figura 13. Comopode ser observado pela comparação das figuras 13 e 14,quando o anel dividido 73 é contraído, a extremidadeflutuante 77 se moverá para mais perto da extremidade fixacomo indicado pela seta na figura 14. A extremidadeflutuante 77 se move em uma direção de rotação à medida quemove na direção da extremidade fixa 75.

Com referência à figura 12, a extremidade fixa 75pode ser fixada ao alojamento 69 de muitas formasdiferentes e é ilustrada fixada por um pino 76 que seestende entre a extremidade fixa 75 e uma parte doalojamento 69. Uma haste 79 é ilustrada fixada àextremidade flutuante 77 para realizar um movimento com amesma. A haste 7 9 se estende através de uma aberturaalongada 80 (figura 20) que é formada no alojamento 69 deforma a permitir que a haste 7 9 se mova com a extremidadeflutuante 77 na direção da extremidade fixa 75. A haste 79se estende para cima em engate com um anel de travamento81. Nesse exemplo, o anel de travamento 81 é portado acimado anel de travamento 73 em um sulco e separado do aneldividido 7 3 por uma parte do alojamento 69. 0 anel detravamento 81 é de outra forma construído igual ao daprimeira modalidade. O anel de travamento 81 possuisegmentos de anel de travamento 83, cada um dos quaispossui um perfil sulcado no exterior. Os segmentos de anelde travamento 83 são separados por fendas de anel detravamento 85.

A distância pela qual a extremidade flutuante 77se move do estado natural para o estado contraído épreferivelmente quase igual à largura de um dos segmentosde anel de travamento 83. Como ilustrado nas figuras 15 e16, a haste 79 está localizada em um sulco vertical 89formado no diâmetro interno do anel de travamento 81. Àmedida que a extremidade flutuante 77 se move na direção daextremidade fixa 75, a haste 79 girará o anel de travamento81 pela largura de um segmento 83. Quando da expansão devolta para o estado natural da figura 15, o anel dividido73 girará o anel de travamento 81 de volta para a posiçãoilustrada na figura 15.

Com referência novamente à figura 12, oalojamento 69 possui pelo menos uma saliência de alojamento91 da mesma forma que na primeira modalidade. Na modalidadepreferida, existe uma pluralidade de saliências dealojamento 91, cada uma separada por uma fenda dealojamento 93 que tem a mesma largura que um dos segmentosde anel de travamento 83. Como ilustrado na figura 7, oconector possui uma junta flexível 95 que suporta um eixo97 da mesma forma que na primeira modalidade.

O receptáculo 99 é construído igual ao daprimeira modalidade, possuindo uma pluralidade de segmentosde receptáculo 101, cada um separado do outro por uma fendade receptáculo, tal como a fenda 21 (figura 1) . O diâmetroexterno do anel dividido 73 é maior do que o diâmetrointerno do receptáculo 99 nos segmentos de receptáculo 101e igual ou inferior ao diâmetro interno do receptáculo 99abaixo dos segmentos de receptáculo 101.

Na operação da modalidade das figuras 11 a 20,antes de entrar no receptáculo 90, o anel de travamento 85estará em uma posição de pré-entrada com seus segmentos 83espaçados acima das fendas de alojamento 93. Na posição depré-entrada, os segmentos de anel de travamento 83interferirão com os segmentos de receptáculo 101, e oalojamento 69 não será capaz de assentar totalmente noreceptáculo 99. Na posição de pré-entrada da figura 12, oanel dividido 73 está em sua condição natural expandida coma extremidade flutuante 77 espaçada por uma distânciamáxima da extremidade fixa 75.

À medida que o anel dividido 73 contata asextremidades superiores dos segmentos de receptáculo 101,como ilustrado na figura 17, o mesmo se contrairá. Acontração faz com que a extremidade flutuante 77 se movamais para perto da extremidade fixa 75, como ilustrado nafigura 18. A haste 79 moverá o anel de travamento 81 deforma rotativa da posição de pré-entrada da figura 12 paraa posição de instalação da figura 18. Na posição deinstalação, os segmentos de anel de travamento 83 são agoralocalizados acima dos segmentos de alojamento 93. As fendasde anel de travamento 85 serão agora alinhadas com ossegmentos de receptáculo 101 para permitir que o alojamento69 deslize para a posição totalmente assentada noreceptáculo 99.

Com referência à figura 19, à medida que oalojamento 69 se move para baixo, o anel dividido 73passará abaixo dos segmentos de receptáculo 101 para umaárea maior em diâmetro do que seu diâmetro externo enquantono estado expandido natural. Esse espaço permite que o aneldividido 73 flexione para fora. A extremidade flutuante 77moverá para longe da extremidade fixa 75 para a posiçãoilustrada na figura 12. Esse movimento faz com que o anelde travamento 81 gire para a posição travada ilustrada riafigura 12. Enquanto gira, os perfis nos segmentos de anelde travamento 83 deslizarão para o engate entrelaçado comos perfis nos segmentos de receptáculo 101. 0 alojamento 69estará agora travado no receptáculo 99.

Para desengatar o alojamento 69 do receptáculo99, o usuário pode empregar um ROV para golpear o braço 39(figura 1), o que moveria o anel de travamento 81 de voltapara a posição liberada. 0 braço 39 não é ilustrado nasegunda modalidade, mas seria o mesmo que o da primeiramodalidade.

A invenção tem vantagens significativas. 0receptáculo pode ter um comprimento axial consideravelmentemenor do que na técnica anterior, visto que não hánecessidade de se abaixar a parte de travamento do conjuntode conector abaixo do perfil de travamento do receptáculo eentão puxar o mesmo para cima para travar no lugar. 0conector é movido rapidamente de uma posição de instalaçãopara uma posição travada com o auxilio de um ROV. Nasegunda modalidade, o movimento de travamento ocorreautomaticamente. 0 conector permite o movimento descendentedo eixo sem a liberação do mecanismo de travamento no casode perda de tensão.

Apesar de a invenção ter sido ilustrada em apenasduas de suas formas, deve ser aparente aos versados natécnica que a mesma não está limitada a isso, mas ésuscetível a várias mudanças sem de distanciar do escopo dainvenção.

Claims (22)

1. Conjunto conector submarino, compreendendo:um receptáculo possuindo um orifício contendo umperfil de travamento anular dividido em segmentos por umapluralidade de fendas estendendo axialmente;um alojamento que insere dentro do receptáculo;o alojamento e o receptáculo possuindo elementosanti-rotação coincidentes para impedir a rotação doalojamento com relação ao receptáculo;um anel de travamento portado pelo alojamento epossuindo uma superfície externa com um perfil detravamento anular dividido em segmentos por uma pluralidadede fendas estendendo axialmente; eo anel de travamento possuindo uma posição deinstalação na qual os segmentos do anel de travamento sealinham verticalmente com as fendas do receptáculo parapermitir que o alojamento seja inserido no receptáculo, oanel de travamento sendo rotativo a partir da posição deinstalação para uma posição travada onde os segmentos doanel de travamento engatam os segmentos do receptáculo.

2. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente:um braço se estendendo a partir do anel detravamento para mover de forma rotativa o anel detravamento.

3. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, noqual o conjunto compreende adicionalmente:um anel de retenção preso ao alojamento acima doanel de travamento, o anel de retenção possuindo um furoalongado formado no mesmo; eum braço se projetando para cima a partir do anelde travamento através do furo alongado para mover de formarotativa o anel de travamento.

4. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, noqual a largura de cada fenda no receptáculo ésubstancialmente igual à largura de cada segmento noreceptáculo.

5. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente:um ombro batente no orifício do receptáculo;o ombro batente sendo posicionado para parar ainserção do alojamento quando os segmentos do anel detravamento se tornam circunferencialmente alinhados com ossegmentos do receptáculo.

6. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente um eixo montado no alojamentoe se estendendo para cima a partir do receptáculo, o eixosendo axialmente móvel com relação ao alojamento entre asposições superior e inferior.

7. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente:um anel dividido montado em torno do alojamento epossuindo um diâmetro externo natural que é maior do que umdiâmetro interno do receptáculo nos segmentos doreceptáculo, fazendo com que o anel dividido contraiaquando o anel dividido entra em contato com os segmentos doreceptáculo;o diâmetro externo natural do anel dividido nãosendo maior do que um diâmetro interno do receptáculoimediatamente abaixo dos segmentos do receptáculo, fazendocom que o anel dividido se expanda quando desengata dossegmentos do receptáculo; euma extremidade do anel dividido sendo fixada aoalojamento e a outra ao anel de travamento, de forma que acontração do anel dividido cause um incremento de rotaçãodo anel de travamento para a posição de instalação, e aexpansão do anel dividido cause um incremento de rotação doanel de travamento para a posição travada.

8. Conjunto conector submarino para ancoragem deuma estrutura flutuante, compreendendo:um receptáculo para prender a uma estaca embutidaem um leito de mar, o receptáculo possuindo um orifícioaxial definido por uma superfície de parede interna;uma pluralidade de segmentos de receptáculoespaçados circunferencialmente em torno da superfície daparede interna do receptáculo, cada um dos segmentos dereceptáculo sendo separados dos segmentos de receptáculoadjacentes por fendas de receptáculo estendendo axialmente,cada um dos segmentos de receptáculo possuindo um perfil detravamento voltado para dentro;um eixo para conexão da estrutura flutuante;um alojamento portado pelo eixo, o alojamentopossuindo uma superfície externa cilíndrica que insere oorifício;um conjunto de junta flexível unindo o eixo aoalojamento para permitir que o eixo incline com relação aoaloj amento;o alojamento e o receptáculo possuindo elementosanti-rotação coincidentes para impedir a rotação doalojamento com relação ao receptáculo;um anel de travamento montado na superfícieexterna do alojamento, o anel de travamento possuindo umapluralidade de segmentos de anel de travamento espaçadoscircunferencialmente em torno do anel de travamento, cadaum dos segmentos de anel de travamento do anel detravamento sendo separado dos segmentos de anel detravamento adjacentes por fendas de anel de travamentoestendendo axialmente, cada um dos segmentos de anel detravamento possuindo um perfil de travamento voltado parafora; eo anel de travamento possuindo uma posição deinstalação na qual os segmentos de anel de travamento são5axialmente alinhados com as fendas do receptáculo parapermitir que o alojamento seja inserido no receptáculo, oanel de travamento sendo rotativo com relação ao alojamentoda posição de instalação para uma posição travada na qualos segmentos de anel de travamento deslizam para dentro deum engate coincidente com os segmentos de receptáculo.

9. Conjunto, de acordo com a reivindicação 8,compreendendo adicionalmente:um braço se estendendo para cima a partir do anelde travamento para mover de forma rotativa o anel detravamento.

10. Conjunto, de acordo com a reivindicação 8,compreendendo adicionalmente:um anel retentor preso ao alojamento sobre o anelde travamento, o anel de retenção possuindo um furoalongado formado no mesmo; eum braço se projetando para cima a partir do anelde travamento através do furo alongado para mover o anel detravamento de forma rotativa.

11. Conjunto, de acordo com a reivindicação 8,compreendendo adicionalmente:um anel dividido montado em torno do alojamento epossuindo um diâmetro externo natural que é maior do que umdiâmet ro interno do receptáculo nos segmentos doreceptáculo, fazendo com que o anel dividido contraiaquando o anel dividido entra em contato com os segmentos doreceptáculo;o diâmetro externo natural do anel dividido nãosendo superior a um diâmetro interno do receptáculoimediatamente abaixo dos segmentos do receptáculo, fazendocom que o anel dividido expanda quando desengata dossegmentos do receptáculo; euma extremidade do anel dividido sendo fixada aoalojamento e a outra ao anel de travamento, de forma que acontração do anel dividido cause um incremento da rotaçãodo anel de travamento para a posição de instalação, e aexpansão do anel dividido cause um incremento na rotação doanel de travamento para a posição travada.

12. Conjunto, de acordo com a reivindicação 8,compreendendo adicionalmente:um ombro batente na superfície de parede internado receptáculo;o ombro batente sendo posicionado parainterromper a inserção do alojamento quando os segmentos deanel de travamento se tornam circunferencialmente alinhadoscom os segmentos de receptáculo.

13. Conjunto, de acordo com a reivindicação 8, noqual o eixo é axialmente móvel com relação ao alojamentoentre as posições superior e inferior.

14. Conjunto, de acordo com a reivindicação 8, noqual os elementos anti-rotação compreendem pelo menos umasaliência na superfície externa do alojamento e pelo menosuma das fendas de receptáculo.

15. Conjunto, de acordo com a reivindicação 14,no qual a pelo menos uma saliência possui uma extremidadeinferior afunilada para orientar a saliência para dentro doalinhamento com uma das fendas de receptáculo.

16. Conjunto, de acordo com a reivindicação 8, noqual o eixo compreende uma extremidade inferior de umtendão de uma plataforma flutuante.

17. Conjunto conector submarino para ancoragem deuma estrutura flutuante, compreendendo:um receptáculo adaptado para ser preso a umaestaca embutida em um leito do mar, o receptáculo possuindoum orifício axial e uma extremidade superior aberta;um eixo para conexão a uma extremidade inferiorda estrutura flutuante;um corpo interno possuindo uma passagem paradentro da qual uma parte inferior do eixo se estende deforma deslizante;um alojamento circundando o eixo;um conjunto de junta flexível unindo o corpointerno ao alojamento para permitir que o eixo e o corpointerno inclinem com relação ao alojamento;um elemento de travamento portado pelo alojamentopara travar o alojamento no orifício axial do receptáculo;um flange na parte inferior do eixo que élocalizado abaixo do corpo interno para fornecer um limitepara o movimento ascendente do eixo com relação ao corpointerno quando a tensão é aplicada ao eixo; eum ombro voltado para baixo no eixo acima docorpo tubular para fornecer um limite para o movimentodescendente do eixo com relação ao corpo interno, adistância axial entre o flange e o ombro voltado para baixosendo maior do que um comprimento axial da passagem nocorpo interno de forma a permitir que o eixo se movadescendentemente com relação ao corpo interno e oreceptáculo no caso de a tensão no eixo parar.

18. Conjunto conector, compreendendo:um elemento externo possuindo um orifíciocontendo um perfil de travamento anular dividido emsegmentos por uma pluralidade de fendas estendendoaxialmente;um elemento interno que insere no elementoexterno;um anel de travamento portado pelo elementointerno e possuindo uma superfície externa com um perfil detravamento anular dividido em segmentos por uma pluralidadede fendas estendendo axialmente;o anel de travamento possuindo uma posiçãodestravada onde os segmentos do anel de travamento alinhamaxialmente com as fendas do elemento externo para permitirque o elemento interno seja inserido no elemento externo, oanel de travamento sendo rotativo a partir da posiçãodestravada para uma posição travada na qual os segmentos doanel de travamento engatam os segmentos do elementoexterno;um anel dividido montado em torno do elementointerno e possuindo um diâmetro externo natural que é maiordo que um diâmetro interno do elemento externo nossegmentos do elemento externo, fazendo com que o aneldividido contraia quando o anel dividido contata ossegmentos do elemento externo;o diâmetro externo natural do anel dividido nãosendo maior do que um diâmetro interno do elemento externoimediatamente além dos segmentos do elemento externo,fazendo com que o anel dividido se expanda quando move alémdos segmentos do elemento externo; euma extremidade do anel dividido sendo fixada aoelemento interno e a outra ao anel de travamento, de formaque a contração do anel dividido cause um incremento derotação do anel de travamento para a posição destravada, ea expansão do anel dividido cause um incremento de rotaçãodo anel de travamento para a posição travada.

19. Método para conectar um eixo submarino de umaestrutura flutuante a um receptáculo preso a um leito domar, o receptáculo possuindo um orifício, o eixo sendoconectado por uma junta flexível a um alojamento deconector que insere no orifício, o método compreendendo:a) fornecer um perfil de travamento anular noorifício do receptáculo, o perfil de travamento anularsendo dividido em segmentos por uma pluralidade de fendasestendendo axialmente;b) fornecer um anel de travamento com umasuperfície externa possuindo um perfil de travamento anulardividido em segmentos por uma pluralidade de fendasestendendo axialmente, e montando o anel de travamento noaloj amento;c) alinhar os segmentos do anel de travamento comas fendas do alojamento e inserir o alojamento no orifíciodo receptáculo; entãod) girar o anel de travamento com relação aoalojamento e ao receptáculo para uma posição de travamentocom os segmentos do anel de travamento engatando ossegmentos do receptáculo.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, noqual a etapa c) compreende inserir o alojamento não maispara dentro do receptáculo do que o ponto no qual ossegmentos do anel de travamento se alinhamcircunferencialmente com os segmentos do receptáculo.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19,compreendendo adicionalmente:depois da etapa d), aplicar tensão ao eixo; ese a tensão parar como resultado de ondas oucorrentes, permitir que o eixo se mova para baixo noreceptáculo com relação ao alojamento.

22. Método, de acordo com a reivindicação 19,compreendendo adicionalmente:montar um anel dividido em torno do alojamentoque possui um diâmetro externo natural que é superior a umdiâmetro interno do receptáculo nos segmentos doreceptáculo e não superior a um diâmetro interno doreceptáculo imediatamente abaixo dos segmentos doreceptáculo;fixar uma extremidade do anel dividido aoalojamento e a outra ao anel de travamento; e ondealinhar os segmentos do anel de travamento com asfendas do alojamento na etapa c) compreendendo contrair oanel dividido à medida que contata os segmentos doreceptáculo; egirar o anel de travamento com relação aoalojamento e ao receptáculo para uma posição de travamentona etapa d) compreendendo expandir o anel dividido à medidaque se move abaixo dos segmentos do receptáculo.