BRPI1106074B1

BRPI1106074B1 - conjuntos de ancoragem submarina e método de ancoragem de um objeto a uma âncora submarina

Info

Publication number: BRPI1106074B1
Application number: BRPI1106074-3A
Authority: BR
Inventors: Julek Romuald Tomas
Original assignee: Subsea 7 Limited
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2011-09-19
Publication date: 2020-11-24
Also published as: EP2619078B1; AU2011306737B2; GB201608845D0; US9114858B2; EP2619078A1; GB2535667B; GB2483872B; GB201015888D0; US20140014021A1; BRPI1106074A2; WO2012038729A1; GB2483872A; GB2535667A; EP3470322B1; EP3470322A1; AU2011306737A1

Abstract

CONJUNTO DE ANCORAGEM SUBMARINA. A presente invenção refere-se a um conjunto de ancoragem submarina, que compreende uma cabeça de travamento (11) para a conexão de um cabo de amarração (10) a uma âncora (1). Um soquete (21) é fornecido na âncora (1). O soquete (21) possui uma base adaptada para receber e assentar a cabeça de travamento (11) dentro do mesmo. O soquete (21) possui um pescoço (22) fornecido com um dispositivo guia para direcionar a cabeça de travamento (11) no alinhamento com o soquete (21). Com esta disposição, a cabeça de travamento (11) e o soquete (21) podem se mover entre uma primeira configuração na qual a cabeça de travamento (21) é separada, e uma segunda configuração na qual a cabeça de travamento (11) e o. soquete (21,) são travados juntos. Um método associado também é descrito.

Description

CONJUNTOS DE ANCORAGEM SUBMARINA E MÉTODO DE ANCORAGEM DE UM OBJETO A UMA ÂNCORA SUBMARINA

[0001] A presente invenção refere-se a um conjunto de ancoragem e método de ancoragem de um objeto na água. Modalidades típicas permitem que um objeto seja preso a uma âncora, que pode tipicamente ser uma âncora de fundo do mar, embora em algumas modalidades, a âncora não precisa estar localizada no fundo do mar. O objeto a ser ancorado poderá tipicamente ser flutuante e poderá estar flutuando na superfície da água (por exemplo, no mar) ou poderá estar submerso na água. Em modaldades típicas o objeto pode ser uma boia (por exemplo, uma boia de produção submariana) submersa em uma profundidade abaixo da superfície do mar ou outro corpo de água. O objeto pode ser afixado ao ponto de ancoragem por um cabo (por exemplo, cabo de aço, cabo de fibra, etc.) e poderá ser usado para afixar uma boia de produção submarina a uma âncora (por exemplo, uma âncora de sucção, estacas cravadas, estacas de percussão, ou base de gravidade, etc) no leito do mar. Estas boias com frequência são utilizadas em instalações de produção de hidrocarboneto em águas profundas. A invenção também fornece um método de ancoragem de um objeto.

[0002] Na produção de óleo em campos de produção localizados em águas profundas, um navio flutuante de produção, armazenamento e descarregamento (FPSO) pode ser fornecido em um local adequadamente próximo do campo de óleo como uma alternativa ou em complemento a plataformas de produção. Os fluidos produzidos são recuperados de poço(s) subterrâneo(s) para dutos lançados no leito do mar. Estes dutos se entendem a partir do submarino até o FPSO onde os fluídos produzidos são processados e armazenados antes de serem transportados, normalmente por navio-tanque, até uma instalação em terra para os demais processamentos.

[0003] Como é conhecido, para conectar o duto lançado no leito do mar e o FPSO usando uma coluna de ascenção, tai como uma coluna de ascenção de aço em catenária (SCR). A SCR é suspensa na água por uma boia submarina que é normalmente ancorada no leito do mar. A SCR se estende do duto no leito do mar até a boia submarina, onde é acoplado, através de uma conexão adequada, até uma coluna de ascenção flexível. A coluna de ascenção flexível normalmente se estende entre a boia submarina e a FPSO. Este sistema de conexão às vezes é denominado de "sistema desacoplado" já que o movimento de arfagem do navio de superfície é desacoplado do duto no leito do mar e na boia submarina.

[0004] Todas as estruturas submarinas e especialmente boias submarinas de produção são sucetíveis às forças dos fluxos das marés e outras correntes submarinas que movem a boia em relação ao seu ponto de âncora. Durante o uso, as correntes e boias afixadas a estes se movem em relação ao(s) ponto(s) de âncora. Movimentos repetitivos como passar do tempo enfraquecem um ou mais elos entre duas partes do componente do conjunto e da âncora.

[0005] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um conjunto de ancoragem submarina, compreendendo:
uma cabeça de travamento para conexão de um cabo de amarração a uma âncora;
um soquete fornecido em uma âncora e tendo uma base adaptada para receber e sustentar a cabeça de travamento dentro do soquete;
um soquete tendo um pescoço provido de um dispositivo guia para direcionar a cabeça de travamento no alinhamento com o soquete;
em que a cabeça e o soquete podem se mover dentro de uma primeira configuração na qual a cabeça e o soquete são separados, e uma segunda configuração na qual a cabeça e o soquete são travados juntos.

[0006] A invenção também fornece um método de ancoragem de um objeto até uma âncora submarina, o método compreendendo:
fornecer uma cabeça de travamento em um cabo de amarração;
fornecer uma âncora possuindo um soquete e uma base adaptada para receber e assentar a cabeça de travamento dentro do soquete, em que o soquete possui um pescoço fornecido com um dispositivo guia para direcionar a cabeça de travamento no alinhamento com o soquete; e
mover a cabeça no alinhamento com o soquete, movendo a cabeça para dentro do soquete e travando a cabeça dentro do soquete.

[0007] O dispositivo guia poderá opcionalmente possuir braços estendidos (normalmente um par de braços estendidos) que se estendem a partir do soquete, normalmente em diferentes direções, para guiar a cabeça ou o cabo de amarração lateralmente no pescoço do soquete.

[0008] Normalmente o dispositivo guia se encaixa no cabo de amarração ou a cabeça, e direciona-o ao pescoço e para o interior do soquete.

[0009] Normalmente a cabeça poderá ter dispositivos de travamento, opcionalmente na forma de um encaixe que poderá se encaixar em um recesso e pode ser travado no recesso por um membro de travamento. Normalmente o membro de travamento restringe ou evita movimentos do ressalto para fora do recesso, e assim impede-se o movimento da cabeça para fora do soquete é impedida. O ressalto é normalmente mantido no recesso por um dispositivo de travamento, como opção na forma de um ou mais pinos de travamento, o qual permite que o ressalto se movimente para dentro do suporte, contude restringe o movimento do ressalto para fora do recesso. Quando o ressalto é posicionado no suporte, a cabeça é normalmente alinhada axialmente com o a base no soquete. Assim, a retenção do ressalto no suporte mantém o alinhamento da cabeça com a base.

[00010] O conjunto de ancoragem submarina pode opcionalmente possuir uma rampa adaptada para guiar a cabeça do cabo de amarração pelo pescoço e para dentro do soquete. Normalmente a rampa poderá estar embaixo do soquete. Normalmente a cabeça é movida para cima da rampa. Mover o ressalto para cima da rampa normalmente move a cabeça pelo menos parcialmente dentro do soquete. Quando a cabeça é movida para cima da rampa a cabeça é normalmente alinhada em forma axial com a base e poderá opcionalmente se espaçada axialmente para longe da base pronta para ser puxada para cima quando o cabo de amarração é tensionado de forma que a cabeça se posicione na base na configuração travada.

[00011] A rampa pode normalmente possuir pernas com uma fenda entre elas. As pernas podem ser fornecidas na forma de um garfo, e o ressalto opcionalmente se estende entre as pernas em forma de garfo, localizada no recesso entre as pernas. As pernas podem ser alargadas, se estendendo nos mesmos ângulos dos braços alargados. Normalmente as pernas da rampa são paralelas aos braços alargados. O recesso pode ser alinhado axialmente com um soquete.

[00012] O recesso é normalmente guiado entre as pernas da rampa, dessa forma, a cabeça para dentro do soquete. A rampa pode ser fornecida de pinos de travamento para reter o ressalto dentro do recesso da rampa.

[00013] Normalmente a base do soquete faceia para a rampa. Em algumas modalidades da invenção, a base fica com a face para baixo, para reagir a uma tração ascendente no cabo de amarração.

[00014] Normalmente a base é parcialmente esférica, e normalmente está conectada com um mancal esférico ou parcialmente esférico na cabeça, por meio do qual a cabeça é capaz de girar girar na base, o qual poderá reduzir a fatiga pela qual o conjunto é submetido.

[00015] Normalmente o soquete possui sua parede radial externa envolvendo pelo menos uma parte da base, retendo a cabeça no soquete. A parede pode ser anular e pode envolver toda a base, ou pode ser discontínua, e pode ser espaçada circunferencialmente separadamente em torno da circunferência externa da base. A parede normalmente faceia a rampa, normalmente se estendendo para baixo da base, de forma que quando a a cabeça é assentada no soquete (a configuração travada do conjunto), a parede restringe o movimento lateral da cabeça fora da base.

[00016] A cabeça normalmente se estende axialmente entre o soquete e a rampa.

[00017] Opcionalmente o dispositivo guia compreende um par de braços alargados com suas terminações internas que definem a entrada para o pescoço e extremidades externas livres que divergem uma da outra. Em algumas modalidades, o dispositivo guia pode compreender de um invólucro de assentamento com limite substancialmente contínuo se estendendo de um lado do pescoço a outro. Isto pode opcionalmente ser formado ao estender as terminações externas dos braços de forma que eles se conectam um ao outro para formar um limite, o qual normalmente possui um diâmetro interno maior do que o diâmetro interno do soquete. Em certas modalidades, o invólucro de assentamento fornece um alvo mais fácil de aterrisar a cabeça de cima, antes de movê-lo lateralmente através do pescoço. O invólucro de assentamento pode opcionalmente ser anular, apesar de que outras formas poderão ser usadas. A entrada do pescoço normalmente poderá ter paredes arqueadas para guiar o cabo de amarração ou a cabeça para dentro do pescoço, e dentro do alinhamento com o soquete.

[00018] Opcionalmente, a cabeça poderá possuir uma bota, normalmente na forma de um cone no topo da cabeça que guia a cabeça lateralmente na base. A cabeça poderá opcionalmente ter uma superfície de mancal para conectar a base. A superfície de mancal poderá ser opcionalmente localizada abaixo da bota. A bota pode como opção restringir o movimento lateral da cabeça no soquete. A bota é opcionalmente removível da cabeça após fixar a cabeça no soquete, normalmente quando a superfície de mancal da cabeça está conectada com a base. A bota poderá opcionalmente centralizar o mancal durante a instalação, e pode evitar ou reduzir a entrada de fragmentos na área de mancal a partir da parte superior. Como opção pode ser deixada no lugar durante a operação do conjunto.

[00019] Opcionalmente o ressalto permite articulação (por exemplo, girar e/ou articular) da cabeça dentro do soquete quando a cabeça está travada no soquete (por exemplo, conectada na base), e poderá opcionalmente ser dimensionda para liberar as pernas da rampa quando a cabeça está conectada a base, de forma que a cabeça esteja totalmente conectada com a base, a cabeça poderá girar em relação ao soquete.

[00020] Opcionalmente poderá haver mais de uma cabeça de travamento e soquete em cada âncora. Por exemplo, em algumas modalidades, dois, três ou quatro soquetes (ou mais) poderão ser fornecidos em uma âncora, permitindo a conexão de dois, três, quatro ou mais cabos de amarração. Opcionalmente onde mais de um soquete é fornecido em uma âncora, os soquetes são separados para restringir a extensão onde os cabos de amarração interagem um com o outro, por exemplo, com o espaço de 4-7m, por exemplo, 5-6m.

[00021] Normalmente a base e a superfície do mancal na cabeça possuem superfícies conectadas cooperativas (por exemplo, combinadas). Normalmente as superfícies são superfícies de mancal pelo menos parcialmente esféricas. A interface entre a cabeça e o soquete poderá ser uma superfície de mancal. As superfícies de mancal podem compreender uma camada ou revestimento de material de baixa friccção para reduzir a fricção entre a cabeça e o soquete. As superfícies de mancal podem compreender um material projetado composto do tipo D-Glide ou similar; um material laminado elastomérico; PTFE; material fluoropolímero, ou uma borracha.

[00022] Opcionalmente a extremidade do cabo de amarração pode ser formada na cabeça, normalmente por moldagem em pelo menos uma porção da cabeça em torno da extremidade do cabo.

[00023] O diâmetro interno do invólucro de assentamento poderá ser de três vezes o diâmetro interno do soquete. Preferencialmente o diâmetro interno do invólucro de assentamento é duas vezes o diâmetro interno da cavidade.

[00024] A cabeça poderá se compreendida de uma esfera afixada a uma extremidade do cabo de amarração.

[00025] O invólucro de assentamento pode opcionalmente ser fornecido com mais de um soquete que é contíguo com o invólucro de assentamento.

[00026] A cabeça pode opcionalmente possuir uma manga. A manga pode opcionalmente possuir um flange conectando a base.

[00027] Modalidades da invenção admitem um sistema flexível de ancoragem que pode ser feito e desconectado quando localizado submerso.

[00028] Os vários aspectos da presente invenção poderão ser realizados sozinhos ou em combinação com um ou mais de outros aspectos, como será avaliado por aqueles versados nas técnicas pertinentes. Os vários aspectos da invenção podem opcionalmente ser fornecidos em combinação com uma ou mais das características opcionais de outros aspectos da invenção. Além disso, aspectos opcionais descritos em relação a uma modalidade podem normalmente ser combinados isoladamente ou com outras características em diferentes modalidades da invenção.

[00029] Várias modalidades e aspectos da invenção serão agora descritos em detalhes com referência às suas respectivas figuras. Ainda outros aspectos, características e vantagens da presente invenção ficarão claras a partir de toda descrição da mesma, incluindo as gravuras, que ilustra um número de modalidades exemplares e aspectos e implementações. A invenção também é capaz de outros e diferentes modalidades e aspectos, e seus vários detalhes podem ser modificados em vários aspectos, todos sem sair do espírito e escopo da presente invenção. Por conseguinte, as gravuras e descrições deverão ser consideradas como de natureza ilustrativa, e não como restritiva. Além disso, a terminologia e fraseologia usadas aqui são usadas somente com propósitos descritivos e não deverão ser interpretadas como limitantes do escopo. As palavras tais como "inclusive", "compreendendo", "tendo", "contendo", ou "envolvendo", e varições das mesmas, têm a pretensão de ampliar e envolver a matéria listada neste, seus equivalentes, e matérias adicionais não narradas, e não se pretende excluir outros aditivos, componentes, números inteiros ou etapas. Do mesmo modo o termo "compreendido de" é considerado sinônimo como os termos "incluindo" ou "contendo" para os propósitos legais aplicáveis.

[00030] Qualquer discussão de documentos, atos, materiais, dispositivos, artigos e similares estão incluídos somente na especificação com o propósito de fornecer um contexto para a presente invenção. Não é sugerido ou declarado que todo ou qualquer dos assuntos formou parte da técnica anterior ou que era de conhecimento geral comum no campo relevante da presente invenção.

[00031] Nesta invenção, sempre que uma composição, elemento ou um grupo de elementos for precedido de uma frase de transição "compreendendo", é entendido que também considera-se a mesma composição, elemento ou grupo de elementos com frases transacionais "consistindo essencialmente em", "consistindo em", "incluindo", ou "é" precedendo a narração da composição, elemento ou grupo de elementos e vice-versa.

[00032] Todos os valores numéricos desta invenção são entendidos como sendo modificados por "em torno de". Todas as formas de elementos singulares, ou quaisquer outros componentes aqui descritos são entendidos como incluindo formas plurais das mesmas e vice-versa.

[00033] Nas figuras apensas:
figura 1 é uma vista em perspectiva de um conjunto de ancoragem submarina instalado no leito do mar;
figura 2 é uma vista plana de um conjunto de ancoragem submarina da figura 1;
figura 3A-F é uma série de vistas de um soquete e rampa da figura 1;
figuras 4 e 5 são vistas perspectivas e figuras 6 e 7 são vistas frontais de um pórtico do conjunto da figura 1 mostrando várias etapas envolvidas na junção do cabo de amarração até a âncora submarina;
figuras 8 e 9 são vistas perspectivas de uma disposição alternativa de um conjunto de ancoragem;
figuras 10A e Β mostram uma seção cruzada e uma vista perspectiva de uma disposição alternativa mostradas nas figuras 8 e 9;
figura 11A-F mostram diferentes vistas de soquete e dispositivo guia das figuras 8 a 10; e
figuras 12A-E mostram diferentes vistas de uma cabeça de travamento na extremidade do cabo de amarração.

[00034] Com referência às figuras 1 e 2, é exibida uma âncora submarina 1 instalada no leito do mar 2. Um cabo de amarração 10 e cabeça de travamento 11 são compostos para e desengatados da âncora submarina 1 quando localizada no leito do mar.

[00035] A âncora submarina 1 está presa a uma estaca 3 que se extende acima 3a e abaixo 3b do leito do mar 2. A estaca pode opcionalmente ser uma estaca cravada, ou pode ser uma estaca dirigida. Uma placa ou esteira de lama 4 separa a âncora 1 do leito do mar 2 para ajudar a evitar sedimentos do leito do mar 2 de incrustar partes dos componentes da âncora submarina 1. Os cabos de amarração 10 conectam a boia submarina (não exibida, mas normalmente submersa na água acima da âncora 1) para a âncora 1. Cada cabo de amarração 10 possui uma cabeça de travamento 11 em seu mais baixo término. A cabeça de travamento 11 fornece a conexão entre o cabo de amarração 10 e âncora submarina 1. O cabo de amarração 10 possui uma manga 12 que se estende em torno de sua extremidade mais inferior do cabo de amarração 10. Uma bota 14 se estende em torno de sua extremidade mais inferior da manga 12 e cobre o topo da cabeça de travamento 11.

[00036] A âncora submarina 1 possui pórticos 20 se projetando radialmente para fora da parede lateral da estaca 3. Cada pórtico 20 possui um soquete 21 para dentro do qual a cabeça de travamento 11 pode ser afixada. O soquete 21 possui um pescoço 22 definindo uma abertura do soquete 21. Um dispositivo guia 21 possui um pescoço 22 definindo uma abertura para o soquete 21. O dispositivo guia tendo braços 23a e 23b direcionando o cabo de amarração 10 através do pescoço 22 e para dentro do soquete 21. Os braços guias 23a, 23b são normalmente alargados para fora para facilitar guiar o cabo de amarração ou a cabeça de travamento 11 entre os braços 23 e para dentro do pescoço 22.

[00037] A extremidade inferior da cabeça 11 possui um ressalto 13 se estendendo axialmente para baixo da cabeça 11. O ressalto 13 normalmente se encaixa em um recesso 30 de um bloco de de engate 35. O ressalto 13 é travado no recesso 30 por pinos de travamento 31 se estendendo por tubos de pino horizontais 311 normalmente alojando molas resilientes que inclinam o pino 31 para o interior do tubo 311. Os pinos de engate 31 são normalmente retidos em alinhamento um com o outro em cada lado do intervalo de abertura 30, e são normalmente inclinados para dentro de maneira resiliente para fecharem e resistir à separação do pino 31, e assim resistir à passagem do ressalto para dentro e para fora do recesso 30. As terminações internas do pino 31 são chanfrados para criarem um formato "V" que permite que leves forças separem o pino 31 para permitir a passagem para dentro do intervalo 30, mas o chanfro fica normalmente somente na parte externa da borda do pino 31 de forma que o pino 31 resiste a separação em resposta a forças de empurrando do ressalto 13 para fora do recesso 30. Desta forma os pinos 31 retêm o ressalto dentro do recesso 30.

[00038] O bloco de engate 35 normalmente possui uma rampa 32 disposta abaixo da cavidade 21. A rampa 32 inclina para cima em direção do recesso 30, para guiar a cabeça de travamento 11 para cima do soquete 21.0 ressalto é recebido na fenda 33 entre as pernas 34 da rampa 32 e é, portanto, guiado para dentro do recesso 30. Por esta razão, a rampa e o recesso guiam o movimento o lateral da cabeça (pelas pernas 34 e o recesso 30 agindo no ressalto 13) para o topo da rampa até um local onde o eixo da cabeça 11 é coaxial com o eixo da cavidade 21 localizado acima do recesso 30.

[00039] Em certas modalidade alternativas (não exibidas) a rampa não necessita de fenda entre a perna 34 e fornece uma superfície planar sem a fenda 33. A cabeça então age na face da rampa 32 para guiar a cabeça na direção da cavidade 21.

[00040] O pórtico 20 e o bloco de engate 35 são presos na estaca 3a por um anel de retenção 5. Como opção, a porca poderá formar parte da estaca, por exemplo, poderá ser integral com a própria estrutura da estaca. Em alguns casos, a(s) porca(s) pode(m) ser formada(s) separadamente da estaca e conectada(s) à estaca após ou durante a instalação da estaca, por exemplo, por sedimentação, curvagem, pregagem, fixação, etc.

[00041] As figuras 1 e 2 mostram uma âncora submarina 1 com quatro pórticos 20 e quatro cabos de amarração 10. Em modalidades alternativas poderá haver qualquer número de pórticos 20 e correntes 10, por exemplo, 1,2, 3 ou mais de 4.

[00042] A estaca poderá ser uma estaca cravada como as exibidas nas figuras 1 e 2 ou alternativamente poderá ser uma estaca de sucção ou de gravidade.

[00043] A figura 3A mostra a parte inferior da porca 20 com um soquete 21 e braços guia 23 a, b. As figuras 3B-F mostram vistas alternativas do pórtico 20 e bloco de engate 35. Os braços guia 23 são normalmente abertos no mesmo ângulo que as pernas 34 no bloco de engate 35.

[00044] As figuras 4 a 6 mostram várias etapas envolvidas na junção da cabo de amarração 10 da âncora submarina 1. O cabo de amarração 10 possui uma bota 14 na forma de um cone no topo da cabeça de travamento 11. A bota 14 guia a cabeça de travamento 11 na base 26 na medida em que a cabeça 11 se move para frente da base 26. A cabeça travamento 11 possui um anel do mancal 15 para engatar a base 26. O anel do mancal pode normalmente compreender de material de mancal como o D-glide, disponibilizado pela Drie-D. O anel do mancal 15 pode opcionalmente ter uma superficie de mancal inferior esférica 15b, melhor exibido na figura 12D, o que se encaixa com a superfície de apoio superior 11b da cabeça 11, o que normalmente também é pelo menos parcialmente esférica e normalmente possui o mesmo raio de curvatura da superficie do mancal inferior 15b. Opcionalmente, a superficie do mancal superior 15s do anel do mancal também poderá ser esférica, mas neste caso ο anel do mancal 15 possui uma superfície anular superior 15s para suportar axialmente em relação à superficie com a frente para baixo da base 26 (vide Figura 3D) e uma superficie de mancal de frente para o exterior na forma de uma seção cilíndrica. A cabeça de travamento 11 normalmente possui um anel do mancal 16 contra a deformação sob compressão quando o cabo de amarração é tensionado.

[00045] A cabeça de travamento 11 é oferecida ao soquete pelo movimento da cabeça 11 lateralmente em sua direção, de forma que a cabeça 11 se move entre os braços 23 no pórtico 20 e entre os braços e as pernas em forquilha 34 no bloco de engate 35. As pernas 34 e os braços guia 23 guiam a cabeça 11 lateralmente de forma que o ressalto 13 se move entre as pernas 34 na direção do recesso. O ressalto 13 empurra o pino 31 radialmente para fora de dentro dos tubos 311 a partir da abertura para o recesso 30 como resultado das faces externas chanfradas dos pinos 31, que são separados por pressão pelo ressalto 13 na medida em que passa pelo recesso 30. Os pinos 31 são inclinados para dentro de forma resiliente, de modo que o pino se separe contra a inclinação das molas nos tubos 311 confome o ressalto 13 passa entre os mesmos no recesso 30, e quando o ressalto 13 tiver entrado no recesso 30, os pinos 31 ficarão livres para moverem-se de volta sob a força de molas resilientes para travar o ressalto dentro do intervalo 30. As extremidades internas dos pinos 31 são chanfradas somente na parte externa dos pinos de forma que o ressalto é preso dentro do intervalo 30 quando os pinos 31 se fecham simultaneamente. Antes que o ressalto 13 esteja fixado no recesso 30 do conjunto está em uma primeira configuração não travada, como exibida na figura 4. Nesta configuração, a cabeça 11 está livre para se mover em relação à cavidade 20 e a cabeça de travamento 11 e o ressalto 13 são soltos da cavidade 21 e o bloco de engate 35 respectivamente.

[00046] Quando o ressalto 13 estiver no interior do recesso 30, o conjunto se encontra na segunda configuração travada, como exibido na figura 5. Nesta configuração, o eixo da cabeça 11 é alinhado ao eixo do soquete 20. O ressalto 13 da cabeça de travamento 11 fica conectado no recesso 30 do bloco de engate 35.

[00047] Na modalidade exibida nos desenhos, o bloco de engate 35 possui uma rampa 32, se estendendo a partir da face externa das pernas 34 para a sua junção com o recesso 30. A rampa 32 guia a cabeça axialmente com relação ao intervalo 21, cuja pernas 34 e braços 23 guiam a cabeça lateralmente. Ao mover o ressalto 13 entre as pernas 34, a cabeça é levantada na rampa 32 para mover para cima axialmente para dentro do soquete 21.

[00048] Uma vez que a cabeça alcança a configuração travada exibida na figura 5, a mesma é empurrada por tensionamento do cabo de amarração 10, para empurrar o anel do mancal 15 na face mais alta da cabeça 11 se engatando com a base 26 do soquete 21. Na figura 5 a configuração antes da cabeça 11 é empurrada para dentro do soquete, o ressalto é lacrado no recesso 30 do bloco de engate 35, de forma que a cabeça 11 fique impedida de se mover para trás na rampa 32 e não pode se separar do pórtico 20. Além disso, a bota 14 entrou no soquete 21, e resiste ao movimento da cabeça fora do alinhamento com o intervalo com o soquete. Uma vez que a cabeça de travamento 11 esteja alinhada com o soquete como exibido na figura 5, o conjunto pode ser movido para uma configuração travada conforme mostrado na figura 6. Nesta configuração a cabeça de travamento 11 é totalmente empurrada para cima no soquete 21 e encaixada na base 26 do pórtico 20 e o ressalto 13 foi levantado para acima do recesso 30 do bloco de engate 35. Os pinos de engate 31 são exibidos no recesso 30. Na configuração da figura 6, a cabeça 11 é travada no intervalo 21 com o anel do mancal mantido na compressão entre a superfície de apoio superior esférico 11b da cabeça 11 e a base 26. A cabeça não pode se mover fora do intervalo já que o anel do mancal 15 é mais largo do que o pescoço. O ressalto 13 pode remover o recesso e, portanto, não é retido no interior do mesmo, permitindo que a cabeça 11 gire e se articule dentro do soquete como o resultado dos mancais esféricos 11b, 15b, e então o recesso pode se mover para fora dos limites do recesso 30 no bloco de engate 35. No entanto, a cabeça não consegue desengatar do soquete 21 enquanto a tensão é mantida no cabo de amarração 10 à medida que não pode liberar o pescoço do soquete 21.

[00049] A figura 7 é similar à figura 6, porém exibe um cabo de amarração 10 e uma cabeça de travamento 1,1 mas neste caso, a bota 14 foi removida da cabeça 11. A remoção da bota 14 após a configuração de travamento ser obtida permite a inspeção da superfície do mancal 15 e soquete 21 a partir da parte superior do pórtico 20. Sem a bota a flexibilidade do cabo de amarração 10 em relação ao soquete 21 poderá também ser aperfeiçoado. Opcionalmente a bota 14 poderá ser mantida em posição na cabeça, e pode ser benéfico em algumas modalidades, pois pode reduzir a quantidade de fragmentos coletados na área do mancal.

[00050] As figuras 8, 9 e 10 mostram uma disposição alternativa do conjunto de ancoragem no qual componentes similares possuem números de referência similares acrescidos de 100. Na segunda modalidade, o soquete 121 é fornecido com uma face superior 120 de uma estaca ou outra âncora 103. O soquete 121 recebe e retém o mesmo cabo de amarração 10 com a cabeça 11 como a modalidade anterior, e possui braços 123a e 123b, mas diferente da modalidade anterior, onde os braços 23 possuem extremidades livres, na presente modalidade, os braços são estendidos e conectados para definir o gabinete de pouso 124, o qual nesta modalidade é geralmente circular, embora outras formas podem ser usadas. O invólucro de assentamento 124 normalmente possui um limite contínuo, porém isto não é essencial e as modalidades do conjunto podem possuir invólucros de assentamento que não são circuitos fechados. A figura 8 mostra um soquete 121 e um invólucro de assentamento 124. As figuras 9 e 10 mostram duas cavidades 121a, 121b, para fixar dois cabos de amarração 10, que compartilham um invólucro de assentamento em comum 124. As figura 8, 9 e 10 mostram os soquetes 121 e invólucro de pouso 24 dentro da estaca 103a.

[00051] A circunferência ou limite do invólucro de assentamento 124 possui um diâmetro interno mais largo que o diâmetro interno ou interior do(s) soquete(s) 121. Consequentemente a cabeça 11 pode ser assentada no invólucro de assentamento 124 e subsequentemente movida lateralmente para dentro do soquete. O diâmetro mais largo do invólucro de assentamento 124 significa que é um alvo mais fácil de atingir quando abaixar a cabeça de um navio de lançamento. Quando a cabeça 11 é recebida dentro do invólucro de assentamento 124, o ressalto 13 na base da cabeça é guiado para o ápice 140 de uma calha na forma de V 141 (vide figura 10). O ápice 140 da calha se extende por baixo do soquete 121, de forma que depois de puxar a cabeça 11 na direção do soquete 121 com o ressalto 13 encaixado no ápice 140 da calha assegura-se que a cabeça 11 seja guiada corretamente alinhada com o soquete e com a base. Uma vez a cabeça 11 é puxada lateralmente de forma que o cabo de amarração 10 está passando através do soquete 121, o cabo de amarração 10 pode ser tensionado para puxar a cabeça 11 e se encaixar na base como descrito anteriormente.

[00052] A figura 11A mostra uma modalidade adicional com um soquete 121 e um invólucro de assentamento 124 posicionado ao lado da estaca 103a. Um "hang-off" 106 anexado a uma cinta 107 prende o pórtico 220 à estaca 103a. A cinta 107 se estende em volta da estaca 103a. Opcionalmente o soquete 121 poderá formar parte da estaca (isto é, poderá ser formado integralmente com a estaca) ou poderá ser formado separadamente e anexado durante e após a instalação da estaca. Pórticos podem ser opcionalmente instalados em qualquer ângulo de forma que podem ser usados com amarras abertas.

[00053] A figura 12 mostra uma cabeça de travamento 11 na extremidade do cabo de ancoragem 10 e a manga 12. A cabeça de travamento 11 possui um anel do mancal para acoplar a base 26 mostrada na figura 3A. A superfície do anel do mancal 15 é opcionalmente parcialmente esférica e é normalmente formadao com um material de baixa fricçãoo. Isto reduz a fricção entre a cabeça de travamento 11 e a base 26 do soquete 21. O anel do mancal 15 pode opcionalmente ser formado ou ter a face de uma camada de material fluoropolímero. A cabeça de travamento 11 é normalmente formada integralmente com umo cabo de amarração 10, ou pode opcionalmente ser incorporada a uma esfera afixada à extremidade do cabo de amarração 10.

[00054] Modificações e aperfeiçoes podem ser incorporadas sem sair do escopo da invenção.

Claims

Conjunto de ancoragem submarina, compreendendo:
uma âncora (1);
uma cabeça de travamento (11) para conexão de um cabo de amarração (10) a uma âncora (1) e;
um soquete (21) fornecido na âncora (1) e tendo uma base (26) adaptada para receber e assentar a cabeça de travamento (11) dentro do soquete (21);
o soquete (21) tendo um pescoço (22) fornecido com um dispositivo guia (23a, 23b) para direcionar a cabeça de travamento (11) em alinhamento com o soquete (21);
em que a cabeça de travamento (11) e o soquete (21) podem se mover entre uma primeira configuração em que a cabeça de travamento (11) e o soquete (21) estão separados, e uma segunda configuração na qual a cabeça de travamento (11) e o soquete (21) estão travados juntos;
caracterizado pelo fato de que a âncora (1) compreende um recesso (30) e um membro de travamento (31), e a cabeça (11) possui um dispositivo de travamento possuindo um ressalto (13) adaptado para engatar no recesso (30), e para ser travado no recesso (30) pelo membro de travamento (31); e em que o membro de travamento (31) permite que o ressalto (13) se mova para dentro do recesso (30), mas restringe ou impede o movimento do ressalto (13) para fora do recesso (30).
Conjunto de ancoragem submarina de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro de travamento (31) restringe ou evita o movimento do ressalto (13) para fora do recesso (30), e assim evita o movimento da cabeça (11) para fora do soquete (21).
Conjunto de ancoragem submarina de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o membro de travamento (31) compreende um ou mais pinos de travamento (31), que permitem que o ressalto (13) se mova dentro do recesso (30), mas os quais restringem o movimento do ressalto (13) fora do recesso (30).
Conjunto de ancoragem submarina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que quando o ressalto (13) é localizado no recesso (30), a cabeça (11) é alinhada axialmente com a base (26) no soquete (21).
Conjunto de ancoragem de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a base (26) é parcialmente esférica.
Conjunto de ancoragem submarina de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a base (26) é adaptada para se acoplar a um mancal (15) esférico ou parcialmente esférico na cabeça (11), possibilitando que a cabeça (11) gire e se articule na base (26).
Conjunto de ancoragem submarina de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o soquete (21) possui uma parede externa radial em torno de pelo menos uma parte da base (26) e adaptada para reter a cabeça (11) no soquete (21).
Conjunto de ancoragem submarina de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a parede é discontínua, e pode ser espaçada circunferencialmente em torno da circunferência externa da base.
Conjunto de ancoragem submarina de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a entrada do pescoço (22) possui paredes arqueadas adapatadas para guiar o cabo de amarração (10) ou a cabeça (11) para dentro do pescoço (22), e em alinhamento com o soquete (21).
Conjunto de ancoragem submarina, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a cabeça (11) compreende uma bota (14) na forma de um cone na parte superior da cabeça (11) adaptada para guiar a cabeça (11) lateralmente para a base (26).
Conjunto de ancoragem submarina, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a cabeça (11) tem uma superfície de apoio (11b) para engatar na base (26) localizada abaixo da bota (14).
Conjunto de ancoragem submarina, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a bota (14) é removível da cabeça (11) quando a superfície de apoio (11b) da cabeça (11) está engatada na base (26).
Conjunto de ancoragem submarina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que a bota (14) é adaptada para restringir o movimento lateral da cabeça (11) no soquete (21).
Conjunto de ancoragem submarina, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o conjunto compreende uma pluralidade de cabeças de travamento (11) e soquetes (21) em cada âncora (1) para permitir que uma pluralidade de cabos de ancoragem (10) seja conectada a essa âncora (1).
Conjunto de ancoragem submarina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de guia compreende um par de braços alaergados (23a, 23b), cada um se estendendo em uma direção diferente.
Conjunto de ancoragem submarina, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a cabeça (11) e o soquete (26) têm superfícies de mancal cooperativas.
Conjunto de ancoragem submarina, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que as superfícies de mancal compreendem uma camada ou revestimento de material de baixo atrito para reduzir o atrito entre a cabeça (11) e o soquete (26); e
em que as superfícies de mancal compreendem um material compósito modificado como D-glide ou semelhante; um material elastomérico laminado; PTFE; material de fluoropolímero ou borracha.
Conjunto de ancoragem submarina, de acordo com a reivindicação 16 ou reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que as superfícies de mancal cooperativas são pelo menos parcialmente esféricas e permitem que a cabeça (11) articule e gire na base (26).
Conjunto de ancoragem submarina, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a extremidade do cabo de amarração (10) é formada na cabeça (11) moldando pelo menos uma porção da cabeça (11) ao redor da extremidade do cabo (10)
Conjunto de ancoragem submarina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que a cabeça (11) compreende uma esfera presa a uma extremidade do cabo de amarração (10).
Conjunto de ancoragem submarina, de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que a cabeça (11) compreende uma manga (12);
e em que a manga (12) tem um flange engatando na base.
Conjunto de ancoragem submarina, compreendendo:
uma âncora (103);
uma cabeça de travamento (11) para conexão de um cabo de amarração (10) a uma âncora (103); e
um soquete (121) fornecido na âncora (103) e tendo uma base adaptada para receber e assentar a cabeça de travamento (11) dentro do soquete (121);
o soquete (121) tendo um pescoço fornecido com um dispositivo guia para direcionar a cabeça de travamento (11) em alinhamento com o soquete (121);
em que a cabeça de travamento (11) e o soquete (121) podem se mover entre uma primeira configuração em que a cabeça de travamento (11) e o soquete (121) estão separados, e uma segunda configuração na qual a cabeça de travamento (11) e o soquete (121) estão travados juntos,
caracterizado pelo fato de que o dispositivo guia compreende um par de braços alargados (123a, 123b) e um invólucro de assentamento (124) com um limite substancialmente contínuo se estendendo de um lado do pescoço a outro, e em que as extremidades externas dos braços alargados (123a, 123b) se estendem de forma a se conectarem um ao outro para formar um limite.
Conjunto de ancoragem submarina de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o invólucro de assentamento (124) é anular.
Conjunto de ancoragem submarina de acordo com a reivindicação 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que o diâmetro interno do invólucro de assentamento (124) é de até três vezes o diâmetro interno do soquete (121).
Conjunto de ancoragem submarina de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o diâmetro interno do invólucro de assentamento (124) é duas vezes o diâmetro interno do soquete (121).
Conjunto de ancoragem submarina de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 26, caracterizado pelo fato de que o invólucro de assentamento (124) é fornecido com mais de um soquete (121, 121b) que é contíguo com o invólucro de assentamento (124).
Método de ancoragem de um objeto a uma âncora (1) submarina, caracterizado por compreender:
fornecer uma cabeça de travamento (11) em um cabo de amarração (10);
fornecer uma âncora (1) tendo um soquete (121) e uma base adaptada para receber e assentar a cabeça de travamento (11) dentro do soquete (121), em que o soquete (121) possui um pescoço fornecido com um dispositivo guia para direcionar a cabeça de travamento (11) em alinhamento com o soquete (21), o dispositivo guia possuindo um invólucro de assentamento (124) com um limite substancialmente contínuo se estendendo de um lado do pescoço a outro, em que o dispositivo guia compreende ainda um par de braços alargados (123a, 123b), de modo que as extremidades externas dos braços alargados (123a, 123b) se estendam de modo que eles se conectem entre si para formar o limite;
o método compreendendo ainda:
apoiar a cabeça (11) sobre o invólucro de assentamento (124), antes de mover a cabeia (11) lateralmente através do pescoço para mover a cabeça (11) em alinhamento com o soquete (121);
mover a cabeça (11) para dentro do soquete (121) e
travar a cabeça dentro do soquete (121).
Método de acordo com a reividincação 27, caracterizado por compreender uma etapa em que o dispositivo guia (23a, 23b) engata ao cabo de amarração (10) ou a cabeça (11), e o(a) direciona através do pescoço (22) e para dentro do soquete (21).
Método de acordo com a reivindicação 27 ou 28, caracterizado pelo fato de que na posição travada, a cabeça (11) é alinhada axialmente com a base (26) no soquete (21).
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 29, caracterizado pelo fato de que a base (26) é parcialmente esférica, e se acopla com a um mancal (15) esférico ou parcialmente esférico na cabeça (11), em que a cabeça (11) é capaz de girar e se articular na base (26).
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 30, caracterizado pelo fato de que são providos uma pluralidade de cabeças de travamento (11) e soquetes (121a, 121b) em cada âncora, e o método compreende conectar uma variedade de cabos de amarração (10) àquela âncora (1).