ES2270076T3 - Construccion de navios de muy alto tonelaje. - Google Patents
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Abstract
Un método para al menos construir un navío (10) de gran tonelaje de producción de hidrocarburos de al menos 40.000 toneladas de peso en acero, el cual tiene un casco (12) y un equipamiento sobre el casco, teniendo el casco una pluralidad de secciones del casco que incluyen las secciones extremas de proa y de popa (20, 22), y teniendo una sección intermedia del navío (24) para situarla entre las secciones de proa y de popa, en el que una de las secciones incluye un acoplamiento del elevador (76) para el acoplamiento a un elevador que se extiende hasta un yacimiento del suelo submarino (74), y en el que las mencionadas secciones del casco están construidas cada una mediante la fijación conjunta de grandes secciones de planchas de acero, que comprende: construir la mencionada sección del casco intermedia en un primer astillero de fabricación (48), y construir las mencionadas seccione de proa y de popa en al menos un segundo astillero de fabricación; hacer flotar y desplazar a lo largo de un medio de agua al menos una de las mencionadas secciones del casco hasta un dique seco de ensamblado (46) y fijando la mencionada pluralidad de secciones del casco en tandem en el mencionado dique seco de ensamblado.
Description
Construcción de navíos de muy alto tonelaje.
El solicitante reivindica la prioridad de la
solicitud provisional de la patente 60/422255 registrada el 28 de
Octubre de 2002.
Los astilleros tienen uno o más diques secos
con intervalos de tiempo (periodos continuos) reservados para la
construcción de navíos. El periodo de tiempo requerido depende de
la velocidad de producción de acero del astillero, la cual es la
velocidad a la cual pueden soldarse conjuntamente las distintas
secciones grandes de acero. Los navíos muy grandes con un peso del
acero del casco de más de 40.000 toneladas precisan de un periodo
largo para su construcción. Puede precisar de un largo espacio de
tiempo y con grandes dificultades para la localización de
intervalos de tiempo suficientemente grandes disponibles en un dique
seco para dichos navíos grandes. Un método del arte previo para
reducir el tiempo en un dique seco es fabricar solo el casco del
navío en el dique seco, y después hacer flotar el casco hasta un
emplazamiento en donde se puedan instalar los grandes conjuntos de
la parte superior (equipos a montar sobre el casco), al igual que a
lo largo de un muelle o dársena. Aunque esto reduce el tiempo
requerido en el dique seco, no reduce de forma notable el tiempo,
porque la mayor parte del tiempo requerido para construir un navío
completo es el tiempo exigido para soldar las placas conjuntamente
para formar el casco. Los conjuntos de la parte superior están
usualmente prefabricados, y pueden ser elevados rápidamente en
posición y conectados, en el supuesto de que se encuentren
disponibles en el dique seco las grúas pesadas. Un sistema para
construir un navío muy grande, y especialmente un complejo FPDSO
(incluyendo las secciones de flotación, producción, perforación,
almacenamiento y de extracción de carga), que utilizara una mínima
cantidad de tiempo de un dique seco muy grande, sería de un valor
estimable. Sería incluso más útil si las distintas secciones del
navío se pudieran construir con una mayor experiencia que la
presente.
Una solución para construir una estructura
flotante muy grande sin la necesidad de un dique seco muy grande
correspondiente es la expuesta en el documento
US-6336419 (véase la figura 5 del documento). No
obstante, esta estructura no está construida por secciones
conectadas en forma fija conjuntamente.
De acuerdo con una realización de la presente
invención, se proporciona un método para construir un navío muy
grande, y especialmente un navío grande de producción de
hidrocarburos, el cual requiere un periodo de tiempo mínimo
reservado en un dique seco muy grande. El método incluye la
construcción del buque en al menos tres secciones distintas,
remolcando al menos algunas de las secciones hasta un dique seco muy
grande, y ensamblando las secciones en el mismo.
Cada una de las secciones a remolcar hasta el
dique seco muy grande tienen extremos que son estancos al agua,
para facilitar el remolcado. Los conjuntos de la parte superior se
instalan preferiblemente en el astillero de fabricación que
construya la sección del casco. Esto es especialmente deseable para
una sección del casco intermedia, la cual transportará el equipo de
perforación y el equipo de conexión de izado, de forma que el
astillero de fabricación especializado puede ser utilizado para la
construcción de la sección intermedia del navío, y para la
instalación del equipo sobre la misma, para minimizar los defectos y
asegurar un calidad muy alta. Los tanques de almacenamiento del
petróleo se construyen durante la construcción del casco de los
extremos de proa y popa, pero no incluye la sección del casco
intermedia, para mantener el petróleo almacenado lejos del equipo
de perforación y de las operaciones de perforación.
Las nuevas características de la invención se
encuentran expuestas en particular en las reivindicaciones
adjuntas. La invención se comprenderá mejor a partir de la siguiente
descripción, al ser leída con conjunción con los dibujos
adjuntos.
La figura 1 es una vista isométrica de la parte
frontal o de proa de un navío muy grande de acuerdo con la presente
invención, que se muestra acoplada conjuntamente a un depósito de
hidrocarburos de suelo marino.
La figura 2 es una vista isométrica del extremo
de proa de tres secciones del navío de la figura 1, las cuales
tienen que ser conectadas conjuntamente para formar el navío
completo de la figura 1.
La figura 3 incluye una vista en planta
simplificada de un dique seco grande en el cual se están desplazando
todas las tres seccione del navío de la figura 2, para la soldadura
conjunta, y una vista en planta simplificada de un dique seco más
pequeño en donde se muestra la sección intermedia del casco en línea
de puntos.
La figura 4 es una vista lateral en sección del
navío de la figura 1.
La figura 5 es una vista superior en sección del
navío de la figura 4.
La figura 1 muestra un complejo FPDSO
(incluyendo las secciones de flotación, producción, perforación,
almacenamiento y de extracción de carga) o el navío 10 de un tipo
que está diseñado en campo petrolífero en alta mar, para la
perforación de pozos submarinos y para la producción de
hidrocarburos a partir de los pozos. El navío está construido
también para procesar los hidrocarburos, incluyendo la separación de
gas y agua de los hidrocarburos líquidos, reduciendo al mismo
tiempo las altas presiones. El navío almacena los hidrocarburos y
descarga los hidrocarburos almacenados a depósitos que se aproximan
regularmente a la proximidad del navío para el transporte de los
hidrocarburos.
El solicitante construye el navío FPDSO 10
mediante la construcción del casco 12 de la forma mostrada en la
figura 2, de forma que el casco sea construido inicialmente en tres
secciones separadas y unidas en las líneas de soldadura 14, 16.
Estas tres secciones del casco incluyen una sección 20 del casco de
proa, una sección 22 del casco de popa, y una sección 24 intermedia
del casco. Al menos la sección 24 intermedia del casco está
construida en unos astilleros de fabricación distintos, y usualmente
en un astillero distinto al construir las secciones del casco de
proa y de popa. Dichos astilleros de fabricación incluyen
usualmente, aunque no siempre, un dique seco en el cual se haya
construido la sección del casco. Las secciones del casco de proa y
de popa están construidas preferiblemente, aunque no necesariamente,
en distintos astilleros de fabricación. Esto reduce el intervalo de
tiempo en un dique seco muy grande que tiene que estar disponible
para construir la correspondiente sección del casco, haciendo más
fácil la fabricación del navío grande dentro de un periodo de
tiempo moderado. La construcción de cada sección del casco tiene
lugar después de proporcionar la autorización, lo cual puede tener
lugar después de haber conseguido la financiación y que se haya
acordado un contrato para la exploración de un campo de yacimientos
de petróleo, etc.
El solicitante observa que ciertos astilleros
tiene una experiencia acrecentada en la construcción de ciertos
tipos de navíos. Por ejemplo, ciertos astilleros tienen experiencia
en la construcción de navíos de perforación, los cuales pueden
tener uno o más depósitos en forma de luna ("moonpools") a
través de los cuales los sistemas de perforación pueden extenderse
mediante una grúa de carga, y en donde los elevadores pueden ser
conectados posteriormente para transportar los hidrocarburos desde
un depósito submarino. Otros astilleros tienen experiencia en la
construcción de navíos que puedan procesar los hidrocarburos
producidos de los campos petrolíferos en alta mar. Teniendo así
cada una de las secciones del casco, que pueden servir para
distintos fines, en los astilleros que tienen experiencia en dicho
tipo de construcción, el solicitante consigue una construcción de
una mayor calidad. El solicitante prefiere construir cada una de las
secciones del caso 20, 22, 24 en condiciones de navegación, para
ser remolcadas o transportadas a un dique seco de ensamblado. Los
extremos de la proa y popa 30, 32 de la sección 24 intermedia del
casco están sellados mediante planchas de acero 38, soldadas a
través del ancho y alto de los extremos de la sección del casco,
para hacer estanca la sección 24 intermedia del casco. De forma
similar, el extremo 34 de la popa de la sección 20 y el extremo
frontal 36 de la sección del casco de popa están sellados en forma
estanca contra el agua. Después de que al menos dos de las tres
secciones estén en condiciones de navegar, se remolcan hasta un
dique seco muy grande, en donde puedan soldarse en tandem. Es
posible para una de las secciones del casco, especialmente la
sección 24, que no esté en condiciones de navegar y que permanezca
en un dique seco grande hasta que las otras secciones sean
transportadas al mismo. No obstante, esto requeriría en general que
se cerrara un dique seco muy grande hasta que se terminara la
sección del casco estacionaria, lo cual en general no es
económico.
económico.
Cuando las tres secciones del casco 20, 22, 24
hayan sido transportadas al dique seco grande, el cual pueda
acomodar las tres secciones en tandem, sus extremos adyacentes se
soldarán conjuntamente. Es decir, el extremo de popa 34 de la
sección del casco frontal se soldará al extremo frontal 30 de la
sección del casco intermedia, y los extremos 32, 36 de las otras
secciones del casco se soldarán conjuntamente. El solicitante
prefiere construir las secciones del casco con ataguías de
compuertas tales como las mostradas en 40 y 42 en los extremos de
las secciones del casco para ser soldadas conjuntamente. La figura
2 muestra las estructuras de las ataguías de compuertas 40, 42 en
los extremos de babor de popa y en las secciones del casco
intermedias 22, 24. Preferiblemente, se proporcionan dos secciones
de ataguías de compuertas adicionales, una en el extremo de popa 32
de la sección del casco intermedia, y una en el extremo de popa 34
de la sección del casco de babor. La figura 3 muestra las tres
secciones del casco 20, 22, 24 desplazándose en un dique seco muy
grande 46 que se está utilizando como un dique seco de ensamblado,
en donde pueden soldarse conjuntamente en tandem. Es posible
determinar que las tres secciones del casco puedan fabricarse
independientemente, es decir, en astilleros de fabricación
distintos, inspeccionando cuidadosamente las soldaduras. Se muestra
también la presencia de las ataguías de compuertas.
Tal como se ha mencionado, el solicitante
prefiere soldar las planchas a través de los extremos 30, 32 de la
sección del casco intermedia para sellar permanentemente las mismas.
El solicitante puede soldar las planchas contra los extremos 34, 36
de las otras dos secciones del casco, o bien puede proporcionar un
sellado temporal de bajo costo contra el agua, con el fin de
prevenir las inundaciones durante el remolcado hasta el dique seco
final. Los extremos sellados en forma permanente 30, 32 de la
sección del casco intermedia se suministran para mantener grandes
cantidades de petróleo alejadas de dicha sección, porque la sección
24 del casco intermedia se utiliza para las perforaciones, que
pueden crear altas temperaturas y chispas. Cualquier acumulación
significativa de petróleo en la zona podría ser peligrosa. Es
posible tener las secciones del casco 20, 22, 24 en forma no
flotable, para permitir el remolcado normal hasta un dique seco,
pero en su lugar poder aplicar grandes flotadores a las mismas, o
bien colocarlas en una grúa pesada especial y en un buque de
transporte. No obstante, esto incrementa los costos, y el
solicitante prefiere fabricar las secciones del casco flotables sin
precisar de flotadores semi-sumergibles para que un
buque especial pueda flotarlas.
La mayor parte del equipo en el navío se instala
en conjuntos en la parte superior. Los conjuntos de la parte
superior incluyen un equipo de perforación completo 50 en la
sección del casco intermedia. El equipo de perforación incluye las
grúas 60 para el equipo pesado de izado tales como las utilizadas en
las perforaciones, una estructura 62 de soporte de las grúas de
carga de la perforación, para soportar una grúa de carga 64 de
perforación deslizable, y los sistemas de tensado elevadores para
tensar los elevadores. Los elevadores pueden transportar los
hidrocarburos desde el depósito submarino hasta el navío, y pueden
transportar fluidos o señales (por ejemplo, agua de reinyección,
señales de control de las válvulas, etc.) hasta abajo hasta la
estructura submarina. La figura 1 muestra un elevador 70 y una
plataforma submarina 72, para extraer los hidrocarburos desde un
depósito submarino 74 de un campo petrolífero, y un acoplamiento 76
del elevador en el buque.
El equipo de perforación de la sección 24 del
casco intermedia se muestra en la figura 2, que incluye también al
menos un depósito en forma de luna ("moonpool"), un dique
auxiliar, y una estructura que cubre el depósito en forma de luna
("moonpool"), y que puede soportar la grúa de carga (grúa de
carga 64 de perforación deslizable o fija). Debido al peligro de la
caída del equipamiento o también con el peligro de las chispas
durante la perforación, el solicitante almacena solo agua y el
equipo de perforación y acoplamiento en la sección 24 del casco
intermedia. Este equipamiento es generalmente más fiable si se
instala y se comprueba por un astillero especializado, que esté
especializado en la construcción y reparación de los navíos de
perforaciones.
Las figuras 4 y 5 muestran el navío en el que
el extremo de proa 80 se encuentra más bien a la derecha que a la
izquierda, y el extremo de popa 88 está a la derecha. Estas figuras
muestran que la sección 20 del casco de los portones de proa 20
contiene cinco depósitos de almacenamiento de hidrocarburos en crudo
(o bien otros hidrocarburos) 81-85, teniendo cada
uno una capacidad de varios metros cúbicos. El depósito más frontal
90 retiene un lastre de agua. Se encuentran dos plumas de las grúas
de carga salientes 92, 94, que se extienden en gran parte en forma
vertical desde la parte frontal de proa. Los módulos 96 del lado
superior adicionales están montados sobre la parte superior de la
sección 20 del casco de proa. El extremo de popa de la sección de
proa incluye una pared de sellado 102 que sella el extremo de proa
de dicha sección.
La sección del casco de popa 22 incluye una
pluralidad de depósitos de almacenamiento de petróleo crudo 111 -
115, que tienen cada uno una capacidad de varios metros cúbicos.
Los módulos 120 del lado superior adicionales incluyen un modulo de
generación de energía 122, que genera energía eléctrica, tal como en
forma de electricidad que acciona todo el equipamiento alimentado
con energía eléctrica en el navío, incluyendo las bombas
hidráulicas. Los módulos del lado superior en la sección del casco
intermedia incluyen los módulos de utilidad 124. La sección del
casco de popa retiene también un bloque de acceso 126 y una
plataforma de un helicóptero 130. El depósito 132 de lastre de agua
se opera en conjunción con el depósito de lastre de agua 90 en el
extremo de proa.
El equipamiento en la sección 24 del casco
intermedia incluye un sistema de tensado del elevador 140, y los
sistemas de tuberías y de cableado 142, además de un depósito en
forma de luna ("moonpool") 144. Dicho equipamiento es
adicional a las grúas 60, grúa de carga 64 y la estructura de
soporte de perforación 62. Tal como se mencionó anteriormente, la
sección 24 del casco intermedia y el equipamiento complicado y
peligroso instalado sobre dicha sección, se fabrica mejor en un
astillero que esté especializado para dicho casco y en el mencionado
equipamiento, y que tenga una excelente reputación para dicho
equipamiento de perforación y de producción.
Así pues, la invención proporciona un método
para construir un navío de gran tonelaje, y especialmente un navío
de producción de hidrocarburos de al menos 40.000 toneladas de peso
en acero, mediante la construcción del mismo de forma que el
intervalo de tiempo necesario para un dique seco muy grande sea el
mínimo, y de forma que el navío y especialmente una sección que
contenga el equipamiento de perforación y de elevación, pueda
fabricarse con una alta experiencia. Esto se puede llevar a cabo
mediante la construcción del casco del navío en una pluralidad de
secciones en distintos astilleros de fabricación. En consecuencia,
el periodo largo de tiempo requerido para la soldadura de las
planchas de acero conjuntamente para fabricar cada sección del
casco puede desarrollarse en un dique seco de un tamaño moderado.
Posteriormente, algunas y preferiblemente todas las secciones del
casco se trasladan a un dique seco muy grande en donde son soldadas
conjuntamente en tandem. Los módulos del lado superior se instalan
preferiblemente en el astillero, en donde se construirá dicha
sección del casco. Esto es especialmente importante para la sección
del casco que contenga el equipamiento de perforación y de
acoplamiento de elevación, puesto que la experiencia es
especialmente importante para esta sección. Posteriormente, los
hidrocarburos se producen a través del equipo de conexión del
elevador en la sección del casco intermedia y de almacena en
depósitos en las secciones de proa y de popa del casco.
Aunque se han descrito las realizaciones
particulares de la invención, habiéndose mostrado e ilustrado aquí,
se reconoce que pueden tener lugar modificaciones y variaciones por
parte de los técnicos especializados en el arte, y consecuentemente
se pretende que las reivindicaciones sean interpretadas para poder
cubrir dichas modificaciones y equivalentes.
Claims (11)
1. Un método para al menos construir un navío
(10) de gran tonelaje de producción de hidrocarburos de al menos
40.000 toneladas de peso en acero, el cual tiene un casco (12) y un
equipamiento sobre el casco, teniendo el casco una pluralidad de
secciones del casco que incluyen las secciones extremas de proa y de
popa (20, 22), y teniendo una sección intermedia del navío (24)
para situarla entre las secciones de proa y de popa, en el que una
de las secciones incluye un acoplamiento del elevador (76) para el
acoplamiento a un elevador que se extiende hasta un yacimiento del
suelo submarino (74), y en el que las mencionadas secciones del
casco están construidas cada una mediante la fijación conjunta de
grandes secciones de planchas de acero, que comprende:
construir la mencionada sección del casco
intermedia en un primer astillero de fabricación (48), y construir
las mencionadas seccione de proa y de popa en al menos un segundo
astillero de fabricación;
hacer flotar y desplazar a lo largo de un medio
de agua al menos una de las mencionadas secciones del casco hasta
un dique seco de ensamblado (46) y fijando la mencionada pluralidad
de secciones del casco en tandem en el mencionado dique seco de
ensamblado.
2. El método descrito en la reivindicación 1,
que incluye:
planchas de fijación (38) a través de un primer
extremo (30, 32, 34, 36) de al menos una de las mencionadas
secciones del casco que se hace flotar y que se desplaza a lo largo
de un medio de agua hasta el mencionado dique seco de ensamblado
para mantenerla fuera del agua, estableciendo mientras tanto un
segundo extremo de las mencionadas secciones del casco de forma que
sea estanco al agua.
3. El método descrito en la reivindicación 1,
que incluye:
la instalación del equipamiento de perforación y
de producción (50, 76) en la mencionada sección intermedia del
navío;
la instalación de los depósitos de
almacenamiento de hidrocarburos (81-85 y
111-115), teniendo cada uno el volumen de una
pluralidad de metros cúbicos, sobre cada una de las seccione
extremas del casco mencionadas pero no sobre la mencionada sección
intermedia del navío.
4. El método descrito en la reivindicación 1,
que incluye:
la instalación del equipo de perforación en la
mencionada sección intermedia del navío en el mencionado astillero
(48) de fabricación.
5. El método descrito en la reivindicación 1,
que incluye:
la formación de una pluralidad de extremos de
las mencionadas secciones del casco con ataguías de compuertas (40,
42), para facilitar la unión de los extremos adyacentes de las dos
secciones.
6. El método descrito en la reivindicación 1,
que incluye:
la formación de un extremo de proa (36) de la
mencionada sección (22) del extremo de popa, con un ataguía de
compuerta (40, para facilitar la unión de la sección de popa y la
sección intermedia del navío.
7. El método descrito en la reivindicación 1,
que incluye:
planchas de acero de fijación (38) a través de
los extremos de proa y de popa de la mencionada sección intermedia
del navío, con antelación a la fijación de las mencionadas secciones
del caso en tandem.
8. El método descrito en la reivindicación 1,
que incluye:
la producción de hidrocarburos a partir de un
yacimiento submarino (74) haciendo fluir los hidrocarburos hacia
arriba a través de un elevador (70) y a través de un acoplamiento
elevador (76) en la mencionada sección del casco intermedia, y
almacenando los hidrocarburos producidos en depósitos
(81-85 y 11-115) situados en las
mencionadas secciones de proa y popa, pero no en la mencionada
sección del casco intermedia.
9. Un navío (10) de alto tonelaje de producción
de hidrocarburos de al menos 40.000 toneladas de peso en acero, que
comprende:
un casco del navío (12) que incluye las
secciones (20, 22) extremas del casco de proa y popa, y una sección
(24) del casco intermedia, siendo cada una de las mencionadas
secciones fabricadas en forma independiente, con los extremos de
proa y popa (30, 32) de la sección del casco intermedia (24)
respectivamente soldados al extremo de popa (34) de la sección del
casco de proa, y al extremo de proa (36) de la sección del casco de
popa.
10. El navío descrito en la reivindicación 9,
que incluye:
un ataguía de compuertas (40, 42) construido en
un extremo (30, 32, 34, 36) de al menos una de las mencionadas
secciones del casco, para facilitar la unión de dos secciones.
11. El navío descrito en la reivindicación 9,
que incluye:
una pluralidad de líneas de soldadura en los
extremos de popa y de proa de la mencionada sección del casco
intermedia, en donde la mencionada sección del casco intermedia del
navío está unida a las mencionadas secciones extremas del
casco;
las mencionadas secciones (20, 22) de proa y
popa del casco que tienen cada una varias planchas soldadas (38)
formando una pluralidad de depósitos de almacenamiento de
hidrocarburos (81-85 y 111-115), con
un volumen cada una de una pluralidad de metros cúbicos, pero en
donde la mencionada sección del casco (24) intermedia del navío
está desprovista del depósito de almacenamiento de hidrocarburos,
con un volumen de varios metros cúbicos.
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