ES2837752T3 - Estructura en mar abierto - Google Patents
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Abstract
Una estructura en mar abierto (1) que comprende: una estructura original (10) que comprende una plataforma principal 5 (11) soportada por medio de una cimentación (40) sobre un fondo marino (30); y una estructura de prolongación (20) que comprende una prolongación de plataforma (21) colocada al lado de la plataforma principal y un soporte de prolongación de la plataforma (22), caracterizado por que dicho soporte de prolongación se extiende hacia abajo desde la prolongación de la plataforma, en contacto con la cimentación, para soportar la estructura de extensión directamente sobre la cimentación.
Description
DESCRIPCIÓN
Estructura en mar abierto
La presente invención se refiere a una estructura en mar abierto, por ejemplo, una plataforma de petróleo y/o gas y, en particular, al modo en que se puede prolongar el espacio de plataforma o cubierta disponible sobre dicha estructura.
Las estructuras en mar abierto, tales como plataformas de petróleo y/o gas, son habituales. Las plataformas de petróleo y/o gas están diseñadas para desempeñar una variedad de funciones, tales como la perforación de pozos, la extracción de petróleo o gas natural y el almacenamiento y la realización del procesamiento preliminar en cualquier petróleo o gas natural que se recupere. Para realizar estos diversos procesos, una plataforma en mar abierto debe poder albergar todas las instalaciones necesarias para realizar dichos procesos. Sin embargo, en vista de los desafíos de la ingeniería y los costes asociados a la construcción de una estructura que pueda soportar las condiciones ambientales naturales, tales como fuerzas impartidas por las olas del mar, y accidentes tales como colisiones con embarcaciones en movimiento, las estructuras en mar abierto suelen diseñarse para ser lo más compactas posible. De por sí, las estructuras están diseñadas para hacer un uso del espacio lo más eficiente posible.
Sin embargo, a veces surge la necesidad de que una estructura en mar abierto desempeñe nuevas funciones, por ejemplo, debido a cambios en la tecnología o debido a desafíos de la ingeniería en la extracción de recursos a medida que se agotan. En tales casos, puede que resulte necesario desplegar nueva maquinaria y/o instalaciones en la estructura existente. En algunos casos, esto es posible con la sustitución de instalaciones existentes. Sin embargo, no es lo que suele suceder.
Por tanto, a veces surge la necesidad de proporcionar más espacio sobre una estructura en mar abierto. Una opción es crear más cubiertas o niveles sobre la estructura existente. Otra opción es prolongar la plataforma lateralmente usando secciones en voladizo desde el costado de la estructura existente. Otra opción es crear una estructura en mar abierto completamente nueva cerca de la primera estructura, y luego juntar las dos estructuras mediante un puente, por ejemplo.
Sin embargo, existen varias desventajas asociadas a los métodos existentes para prolongar estructuras en mar abierto. Modificar una estructura existente, introduciendo nuevas cubiertas, reforzando cubiertas existentes, o añadiendo secciones en voladizo al costado de la estructura puede interferir con las funciones continuas de la estructura en mar abierto (tales como procesos de perforación o extracción), requiriendo que la estructura se desconecte mientras se realizan las reformas. Además, dichas modificaciones pueden introducir aumentos de peso que debe soportar la estructura existente, y puede que esto sea poco práctico en algunas circunstancias. Puede que la creación de una segunda estructura separada también sea poco práctica si el fondo marino ya está lleno de equipos y tuberías en la región de la primera plataforma. Además, poner en marcha una estructura completamente nueva es caro.
Como ejemplo de un método anterior para prolongar una estructura en mar abierto, el documento GB-B-1.525.242 desvela una estructura de prolongación en voladizo convencional, sostenida por puntales que se extienden hasta las patas de la estructura original, por encima de la cimentación original. De por sí, la prolongación es soportada por las patas, no la cimentación. Como otro ejemplo, el documento GB-A-2.203.782 desvela una estructura de prolongación construida como una estructura separada sobre una nueva cimentación (diferente de la cimentación de la estructura original).
La presente invención proporciona una forma alternativa de prolongar una estructura en mar abierto existente, y tiene como objetivo resolver al menos parcialmente algunos de los problemas anteriores.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona una estructura en mar abierto que comprende: una estructura original que comprende una plataforma principal soportada mediante una cimentación sobre un fondo marino; y una estructura de prolongación que comprende una prolongación de plataforma colocada al lado de la plataforma principal; y un soporte de prolongación de la plataforma, que depende hacia abajo desde la prolongación de la plataforma en contacto con la cimentación, para soportar la prolongación de la plataforma directamente sobre la cimentación.
De acuerdo con este aspecto, la invención proporciona una estructura en mar abierto prolongada. La estructura original es original en comparación con la estructura de prolongación. De por sí, la estructura original puede haberse construido como partes separadas o puede haberse prolongado anteriormente. Toda la estructura prolongada se puede construir con una mínima interferencia en el funcionamiento de la estructura existente, porque la prolongación no interfiere con la plataforma de la estructura existente. Además, el soporte de prolongación de la plataforma depende hacia abajo, opcionalmente, de manera sustancialmente vertical, en contacto con la cimentación de la estructura original. De por sí, con el uso de la cimentación existente de la estructura original, se requiere una mínima preparación bajo el agua. Aunque se requiera cierta preparación, la cantidad de trabajo es mínima, especialmente
cuando se compara con la construcción de una prolongación completamente independiente (unida por medio de un puente a la estructura original, por ejemplo). Además, en comparación con una prolongación en voladizo, por ejemplo, el peso de la prolongación se transmite directamente desde la prolongación a la cimentación, y no por medio de la estructura existente. De por sí, la necesidad de reforzar la estructura existente para permitirle soportar el peso de la prolongación y el equipo asociado se reduce. Por tanto, esta construcción es muy ventajosa en situaciones en las que hay capacidad de carga de sobra en la cimentación de la estructura original, particularmente cuando la plataforma principal de la estructura original no sobresale completamente de la cimentación.
La cimentación puede comprender pilotes introducidos en el fondo marino. La estructura de prolongación puede estar directamente soportada sobre al menos uno de los pilotes, y en una disposición puede estar directamente soportada sobre un solo pilote. Preferentemente, al menos un pilote tiene una superficie superior mecanizada, y/o tiene un extremo superior abierto. Un extremo inferior del soporte de soporte de prolongación de la plataforma puede encajar en el extremo superior abierto del pilote. De por sí, las cimentaciones proporcionan un punto de recepción prefabricado, en forma de los pilotes, para soportar una prolongación. Si se ha retirado la cabeza del pilote mecanizado u otras superficies superiores mecanizadas, son posibles conexiones alternativas.
Se puede colocar una pestaña sobre el extremo inferior del soporte de prolongación de la plataforma, en donde la pestaña tiene un ancho exterior mayor que un ancho del diámetro de extremo superior hueco del pilote. Esto garantiza que la prolongación esté colocada de manera segura.
Un extremo inferior del soporte de prolongación de la plataforma puede comprender una punta sustancialmente cónica.
La estructura de prolongación puede ser una estructura monocolumna. La estructura monocolumna puede depender de manera sustancialmente vertical hacia abajo desde la plataforma de prolongación. En esta disposición, el centro de gravedad de la prolongación se puede equilibrar sobre la cimentación y, por tanto, se reduce la necesidad de arriostramiento lateral intermedio.
La estructura monocolumna puede ahusarse en ancho en un extremo inferior, para encajar dentro de un pilote, por ejemplo. Al ahusar el extremo del soporte de prolongación de la plataforma, resulta más fácil situar y centralizar el extremo en la posición adecuada sobre la cimentación.
La estructura en mar abierto también puede comprender una riostra lateral que conecte la estructura de prolongación a la estructura original. Esto proporciona estabilización lateral de la estructura de prolongación. La riostra puede tener forma de montante, como un montante bidimensional. El montante se puede conectar a la estructura de prolongación mediante al menos un apoyo que permita tanto un movimiento de rotación como de traslación de la estructura de prolongación con respecto al montante. Esto reduce al menos parcialmente la transmisión de cualquier fuerza de torsión o tensiones fuera de plano en el montante a medida que la estructura de prolongación se mueve en respuesta a cargas o fuerzas ambientales tales como olas. El al menos un apoyo puede comprender un casquillo sujeto a la estructura de prolongación, y el montante puede conectarse mediante dos de dichos apoyos, y en donde los casquillos de cada apoyo son sustancialmente paralelos entre sí para permitir un movimiento vertical relativo de la monocolumna (22 ) al montante (50). Alternativamente, el montante podría tener forma de un diseño tridimensional.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un equipo para prolongar una estructura en mar abierto, estando la estructura en mar abierto soportada por medio de una cimentación sobre un fondo marino, comprendiendo el equipo: una estructura de prolongación que comprende una prolongación de plataforma que puede ponerse al lado de una plataforma principal de la estructura en mar abierto; y un soporte de prolongación de la plataforma que depende hacia abajo, durante el uso, desde la prolongación de la plataforma para entrar en contacto con una cimentación de la plataforma principal, para soportar la prolongación de la plataforma directamente sobre las cimentaciones de la estructura en mar abierto.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para prolongar una estructura en mar abierto, comprendiendo la estructura en mar abierto una plataforma principal soportada por medio de una cimentación sobre un fondo marino, comprendiendo el método: proporcionar una estructura de prolongación, que comprende una prolongación de plataforma y un soporte de prolongación de la plataforma; colocar la prolongación de la plataforma al lado de la plataforma principal; y colocar el soporte de prolongación de la plataforma, que depende hacia abajo desde la prolongación de la plataforma, en contacto con la cimentación para soportar la prolongación de la plataforma directamente sobre la cimentación.
La presente invención se describe a continuación, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a las Figuras adjuntas, en las que:
la Figura 1 es un dibujo de una estructura en mar abierto, que incorpora una estructura original y una prolongación;
la Figura 2 es un dibujo que muestra cómo se interconectan la prolongación y la estructura original de la Figura 1;
la Figura 3 es una vista transversal esquemática de una disposición alternativa para conectar una prolongación y una estructura original;
la Figura 4 es un dibujo de una prolongación conectada a una sección de montante que se extiende desde la estructura original; la Figura 5 es una vista en primer plano de la conexión entre la prolongación y la sección de montante de la Figura 4;
la Figura 6 es una representación esquemática de la junta de apoyo entre la sección de montante y la prolongación de las Figuras 4 y 5; y
la Figura 7 es una sección transversal esquemática más detallada del lado izquierdo de la junta de apoyo de la Figura 6.
Como se ha analizado anteriormente, la presente invención se refiere a proporcionar una nueva forma de prolongar estructuras en mar abierto existentes.
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de una estructura en mar abierto (1), que comprende una estructura original (10). La estructura original (10) es una estructura que está fijada al fondo marino (30). La estructura original (10) comprende una plataforma principal o sección de cubierta (11), que está soportada encima de la superficie del mar. Aunque no se muestra en detalle en la Figura 1, la plataforma principal (11) normalmente soportará el equipo necesario para realizar las funciones normales de la estructura en mar abierto (1).
La plataforma principal (11) está soportada por medio de una cimentación (40) sobre el fondo marino. En la Figura 1, la plataforma principal (11) es soportada por la sección de envoltura (12). Normalmente, dichas secciones de envoltura (12) se pueden construir a partir de secciones de acero soldadas entre sí, y están hechas de secciones tubulares que se entrecruzan unas con otras. Como puede verse en la Figura 1, la sección de envoltura (12) puede comprender secciones de patas (13) que se extienden desde el fondo marino (30) hasta la sección de cubierta (11). Estas patas (13) se refuerzan después mediante el uso de riostras (14).
La sección de envoltura (12) incluye las cimentaciones (40). Las cimentaciones (40) comprenden normalmente pilotes (41) (ver Figura 2) que se introducen en el fondo marino a través de tubos de acero (42) formados en las cimentaciones (40).
Los pilotes (41) suelen ser tubos de acero que se introducen en el fondo marino. Los pilotes (41) suelen tener un extremo superior mecanizado reforzado que tiene una pared de tubo más gruesa (por ejemplo, 100 mm en lugar de 70 mm) con el fin de introducir el pilote hacia abajo en el fondo marino.
En algunos casos, los pilotes (41) no se introducen del todo en el fondo marino, sino que se introducen hasta el punto en el que no se pueden introducir más o han logrado la penetración requerida por golpes de martillo para satisfacer la capacidad diseñada. En ese caso, la longitud no utilizada de los pilotes (41), no introducida en las cimentaciones, se suele acortar encima de las cimentaciones, para que el extremo libre del pilote no se extienda una distancia significativa lejos de las cimentaciones. Sin embargo, si un pilote (41) se introduce en toda su profundidad, no se requiere dicho corte del pilote, y el extremo superior mecanizado se deja intacto. En cualquier caso, el pilote (41) tendrá normalmente un extremo superior hueco.
La Figura 1 también muestra una estructura de prolongación (20). La prolongación (20) tiene la forma de una monocolumna (22) y un módulo (21). El módulo es una forma de sección de plataforma adicional (21) sobre el nivel del mar. La prolongación de la plataforma (21) está colocada al lado de la plataforma principal (11). No es necesario que la prolongación de la plataforma (21) esté colocada a la misma altura que la plataforma principal (11), aunque esto puede ser ventajoso en algunas circunstancias. Además, la prolongación de la plataforma (21) puede estar junto a, o incluso sobresalir de, la plataforma principal (11) en algunas circunstancias.
La prolongación (20) tiene una sección de soporte de prolongación (22) que se extiende hacia abajo desde la sección de plataforma de prolongación (21) y hacia las cimentaciones (40) de la estructura original (10). La sección de soporte (22) se extiende en contacto con las cimentaciones (40), para que la prolongación (20) esté directamente soportada sobre las cimentaciones (40). Es decir, la cimentación (40) soporta el peso de la prolongación (20). Además, la cimentación (40) soporta el peso de la prolongación (20) directamente, y no a través de la envoltura (12) de la estructura principal, por ejemplo, en contraste con una prolongación en voladizo desde una sección de envoltura.
De por sí, aunque se conocen plataformas monocolumna independientes propiamente dichas, la prolongación (20) se distingue de las columnas convencionales, porque no tiene su propia base de soporte. Además, dichas estructuras convencionales se utilizan normalmente en aguas poco profundas (por ejemplo, aproximadamente 50 m) y, por tanto, proporcionar un montante de estabilización intermedio lateral (50) no suele ser una preocupación importante. Por el contrario, en la presente invención, la prolongación monocolumna se puede utilizar en aguas de hasta 140 m de profundidad o incluso más.
La monocolumna (22) también se conecta a la estructura original (10) por medio de una sección de montante (50), que actúa como riostra lateral para la monocolumna (22). La sección de montante (50) está encima de la superficie
del mar. La sección de montante (50) proporciona una conexión estabilizadora a la estructura original, para mantener la monocolumna (22) en su lugar. La conexión del montante (50) a la monocolumna (22) se analiza con más detalle a continuación.
Una sección superior de la monocolumna (22) comprende una construcción de montante de celosía alrededor del núcleo de monocolumna central. El núcleo de monocolumna también reduce de ancho dentro de esta sección. Esto reduce la carga dinámica ambiental desde la monocolumna (22) sobre la estructura principal (10) por medio del montante (50) al proporcionar un área de superficie reducida para que las olas impacten. Esto reduce la fuerza que pueden aplicar cualesquiera ondas a la monocolumna (22), garantizando al mismo tiempo que la prolongación se mantenga fuerte (para protegerla, por ejemplo, frente a impactos de buques que se acerquen). Por tanto, esta disposición mitiga la fatiga que se produce en las conexiones entre la envoltura (12) y el montante (50) y el montante (50) y la monocolumna (22).
La Figura 2 muestra un primer plano de cómo la parte inferior de la monocolumna (22) está directamente soportada sobre las cimentaciones (40) y el/los pilote/s (41). La parte inferior de la monocolumna (22) comprende una sección ahusada (23). La sección ahusada (23) tiene sustancialmente forma de cono y puede, por ejemplo, formar un cono en dos etapas tal como se muestra en la Figura 2. En la Figura 2, la etapa en el cono se produce debajo de la pestaña (24) (analizada más adelante). No es importante que la sección ahusada (23) tenga una forma cónica perfecta. El propósito de la sección ahusada (23) es reducir el ancho del soporte de prolongación (22) para ayudar a situar y centralizar la monocolumna (22) en las cimentaciones (40).
En la Figura 2, la monocolumna (22) se soporta sobre las cimentaciones (40) situando la sección ahusada (23) dentro de un extremo superior del pilote (41). El pilote (41) se ha introducido en la estructura de tubos (guías de pilotes) (42) de las cimentaciones (40). De por sí, el extremo superior del pilote (41) es el extremo mecanizado proporcionado para introducir el pilote en el fondo marino. No obstante, si el pilote se había cortado después de haberse introducido en el fondo marino (por ejemplo, porque el pilote (41) no se introdujo en toda su profundidad), el extremo superior del pilote (41) se puede volver a mecanizar in situ, con el fin de proporcionar un hueco o receptáculo adecuado para recibir la sección ahusada (23) de la monocolumna (22).
La parte inferior de la monocolumna (22) también comprende una pestaña de acero (24) alrededor de la sección ahusada (23). La pestaña de acero se puede soldar completamente alrededor de la sección cónica de la monocolumna. La pestaña (24) proporciona una superficie que puede apoyarse en la parte superior del pilote (41), contribuyendo más a situar la monocolumna en las cimentaciones y ayudando en la transferencia de carga desde el módulo (21) y la monocolumna (22) en los pilotes de cimentación (41). La pestaña (24) puede tener un ancho (generalmente un diámetro) que sea mayor que el ancho exterior (generalmente un diámetro) del pilote (41) en el que se sitúa la sección de prolongación (22). Esto garantiza que la prolongación (20) se sitúe de la manera más segura posible.
Aunque la Figura 2 muestra la monocolumna (22) encajada en un solo pilote (41) de las cimentaciones (40), puede que sea conveniente soportar la monocolumna (22) sobre más de un solo pilote. Esto puede suceder, por ejemplo, si no hay suficiente capacidad de sobra en un solo pilote para soportar el peso adicional de la prolongación. En ese caso, como se muestra esquemáticamente en la Figura 3, la parte inferior del soporte de prolongación (22) puede comprender una viga transversal (25) sobre la que se soporta la monocolumna principal (22), y que se conecta a múltiples (dos, en el caso de la Figura 3) secciones ahusadas (23) que pueden encajar en pilotes (41) de las cimentaciones (40). En tales casos puede que sea necesario preparar las cimentaciones adecuadamente, para que la carga de la prolongación pueda soportarse uniformemente a lo largo de los pilotes (41).
La Figura 4 muestra la monocolumna (22) (sin la sección de prolongación de plataforma (21)) sujeta a una riostra, en forma de sección de montante (50). La sección de montante (50) se extiende para conectarse a dos patas de envoltura (13). La sección de montante (50) comprende dos miembros de cuerda principales (51), que están internamente arriostrados por secciones de riostra (52). De por sí, la sección de montante (50) es una sección de montante "bidimensional", (aunque son posibles opciones de montante tridimensionales), lo cual significa que las secciones de arriostramiento (52) están dentro del plano entre los dos miembros de cuerda (51). En general, se puede usar cualquier forma de riostra, y la riostra se puede conectar a cualquier parte de la prolongación (20), tal como el módulo (21) o la monocolumna (22).
En la Figura 4, la sección de montante (50) está sujeta rígidamente (por ejemplo, mediante soldadura) a las patas de la envoltura (13). El empernado y el gunitado son opciones alternativas para realizar la sujeción. Sin embargo, entre la sección de montante (50) y la prolongación de monocolumna (20) se realiza una conexión diferente.
La Figura 5 muestra un dibujo en primer plano de la parte superior de la monocolumna (22) de la Figura 4. Como puede verse en la Figura 5, la sección de montante (50) está sujeta a la monocolumna (22) por medio de una junta de apoyo (60) que actúa como junta en el extremo de cada cuerda (51). Las juntas de apoyo (60) están conectadas rígidamente a la sección de riostra y, en este caso, están soldadas a las cuerdas (50). Además, las juntas de apoyo (60) se colocan sobre postes de soporte de la monocolumna (22), de una manera que permita tanto un movimiento rotatorio como vertical entre la monocolumna (22) y la sección de montante (50). Esto crea esencialmente una
conexión de pasador entre el montante (50) y la monocolumna (22), y así aísla el montante de las fuerzas de torsión y flexión debidas al movimiento de la monocolumna (22) con respecto a la estructura original (10).
Aunque la prolongación (20) y la estructura original (10) comparten las mismas cimentaciones, la monocolumna (22) y la estructura original (10) estarán sujetas a fuerzas diferentes, debidas a olas o al impacto de un buque, por ejemplo. De por sí, la monocolumna (22) puede torcerse y/o doblarse con respecto a la estructura original (10). La junta de apoyo (60) se muestra con más detalle en la Figura 6. El poste de soporte (26) de la prolongación de monocolumna (20) está rodeado por un casquillo cilíndrico (63). El casquillo (63) se sujeta a la columna de soporte (26) mediante gunitado (64), para que el casquillo se mantenga sustancialmente inmóvil con respecto a la columna de soporte (26).
El gunitado (64) entre el casquillo (63) y la columna de soporte (26) permite cierto ajuste al colocar el casquillo (63) sobre la columna de soporte (26). Esto es útil cuando hay múltiples juntas de apoyo (60), ya que permite alinear los casquillos cilíndricos sustancialmente paralelos entre sí, facilitando así los mismos movimientos que se producen en los apoyos individuales al mismo tiempo.
Un apoyo esférico, que comprende un miembro de apoyo exterior (61) y un apoyo interior (62) están colocados alrededor del casquillo (63). La superficie interior del miembro de apoyo interior (62) se apoya contra la superficie exterior del casquillo cilíndrico (63). La superficie interior del elemento de apoyo interior (62) es preferentemente de forma cilíndrica. El elemento de apoyo interior (62) puede moverse así paralelo al eje cilíndrico del casquillo (63) (es decir, moverse desde un extremo del casquillo (63) al otro) y también puede rotar alrededor del casquillo (63) (es decir, dentro de un plano perpendicular al eje cilíndrico del casquillo (63). Las superficies de apoyo están lubricadas para proporcionar superficies de muy baja fricción. Las superficies son la superficie interior del elemento de apoyo interior (62) y la superficie exterior del casquillo (63). De manera similar, es deseable lubricar la superficie exterior del elemento de apoyo interior (62) y la superficie interior del elemento de apoyo exterior (61). Puede usarse lubricación en forma de aceite, grasa, cinta impregnada de PTFE, por ejemplo.
La superficie exterior del elemento de apoyo interior (62) es curvada. La superficie exterior del elemento de apoyo interior (62) se apoya contra el elemento de apoyo exterior (61). El elemento de apoyo exterior tiene una superficie de apoyo de forma complementaria a la superficie de apoyo exterior del elemento de apoyo interior (62). Preferentemente, la superficie de apoyo exterior del elemento de apoyo interior (62) es convexa, y la superficie de apoyo del elemento de apoyo exterior (61) es cóncava. Preferentemente, la superficie de apoyo exterior del elemento de apoyo interior (62) es la superficie de un segmento esférico. Es decir, preferentemente, la superficie de apoyo exterior del elemento de apoyo interior (62) forma parte de la superficie de una esfera. Esto permite la máxima libertad de movimiento entre los elementos de apoyo interior y exterior (61) y (62).
El apoyo esférico (61) (62) permite un movimiento de rotación entre la sección de montante y la columna de soporte (26). De por sí, la combinación del apoyo esférico y el apoyo a lo largo del casquillo (63) permite tanto un movimiento de rotación como de traslación entre el montante (50) y la monocolumna (22), minimizando así la transmisión de cualesquiera tensiones de torsión en el montante (50) debido al movimiento de la monocolumna (22).
Los elementos de apoyo (61) y (62) están alojados dentro de un alojamiento que comprende los elementos (65) y (66). Los elementos del alojamiento (65) y (66) están diseñados para deslizarse juntos en una formación de cuña con el fin de ayudar a colocar la junta de apoyo sobre la columna de soporte (26).
Debido a las duras condiciones ambientales que se experimentan en las estructuras en mar abierto, la junta de apoyo (60) incorpora varias medidas para garantizar que las superficies de apoyo se mantienen limpias. La Figura 7 muestra un primer plano de un lado del apoyo. Como puede observarse, los elementos del alojamiento (67) se extienden por encima y por debajo del elemento de apoyo exterior (61), hacia el casquillo (63). Sin embargo, los elementos del alojamiento (67) no tocan en sí el casquillo (63). Un sello de reborde (68) colocado en el extremo de cada elemento de alojamiento (67) cerca del casquillo (63) se extiende para hacer contacto con la cara del casquillo. El sello de reborde se puede activar incorporando un resorte de anillo, para desviar el sello contra el casquillo. Además, se crea un vacío (69) entre el sello de reborde (68) y el elemento de apoyo interior (62). Este vacío se puede llenar con grasa para ayudar a evitar que los contaminantes alcancen las superficies de apoyo de baja fricción entre el elemento de apoyo interior (62) y el casquillo (63), y también el elemento de apoyo interior (62) y el elemento de apoyo exterior (61).
Un sello de reborde adicional (70) está presente en los bordes exteriores de la superficie de apoyo interior del elemento de apoyo interior (62). Una vez más, este sello de reborde proporciona una barrera adicional a cualquier suciedad o contaminantes, permitiendo así que la superficie de apoyo (62) se mueva lo más libremente posible sobre el casquillo (63).
De manera similar, se toman medidas para mantener la integridad de la superficie de apoyo entre el miembro de apoyo interior (62) y el miembro de apoyo exterior (61). Un relleno protector (71) está colocado entre el elemento de alojamiento (67) y el elemento de apoyo (61) y (62). El relleno protector (71) está colocado en la interfaz exterior de
la superficie de apoyo entre los dos elementos de apoyo y forma una barrera física para evitar que entren contaminantes entre los dos elementos de apoyo. Además, una junta tórica (72) está colocada hacia el borde de la superficie de apoyo del elemento de apoyo exterior, para proporcionar una barrera adicional a cualquier contaminante.
Además de estas precauciones, tomadas cerca de las caras de apoyo individuales, el alojamiento también está sellado por un material de fuelle de goma flexible (73), proporcionando así un sello total entre el elemento de alojamiento más externo (60) y la columna de soporte (26). La naturaleza flexible del sello de fuelle (73) permite que el sello se mantenga aunque la prolongación (20) y el montante (50) se muevan uno respecto a otro (es decir, aunque se muevan las juntas de apoyo (60)).
Cualquiera de los sellos de reborde (68) y (70), o ambos, se pueden desviar hacia el casquillo (63) mediante el uso de un resorte de anillo, por ejemplo.
Durante el uso, la monocolumna (22) se soporta verticalmente sobre las cimentaciones (40) de la estructura original (10). La monocolumna (22) contacta directamente con la cimentación (40). Es decir, la monocolumna (22) descansa sobre la cimentación (40). El montante (50) proporciona un medio para transferir cualquier carga lateral desde la monocolumna (22) (es decir, inducida por el movimiento de las olas) a la envoltura (12) de la estructura original, proporcionando así un soporte lateral para la monocolumna (22). Debido a que el montante (50) está fijado rígidamente a la envoltura (12) (por ejemplo, mediante soldadura), la posibilidad de que se induzcan tensiones en el montante (50) debido a fuerzas verticales/desplazamiento en la conexión de monocolumna se minimiza mediante el uso de las juntas de apoyo (60), que forman eficazmente conexiones de pasador que se liberan por momentos. La supervisión del rendimiento de los apoyos y las cargas de torsión en el montante se supervisan por medio de galgas extensométricas convenientemente colocadas y un sistema de registro y supervisión para detectar cualquier aumento de carga de torsión en el montante en caso de producirse problemas con los apoyos. Esto permite llevar a cabo un mantenimiento preventivo en lugar de detener la plataforma cuando se producen problemas irremediables.
Para garantizar aún más que las juntas de apoyo de pasador (60) tengan libertad para moverse verticalmente, puede que sea conveniente soportar el peso del montante (50) usando colgadores adicionales desde la estructura original (10).
La monocolumna (22) puede instalarse en su lugar mediante un recipiente de carga pesada, por ejemplo. Una vez que la plataforma de prolongación se ha colocado al lado de la estructura original, se puede proporcionar soporte vertical mientras se baja la prolongación y se coloca en el pilote (41) de las cimentaciones (40) al tiempo que se puede proporcionar soporte lateral mediante brazos que se extienden desde el montante (50). A medida que se instala la monocolumna, el montante también se puede utilizar para montar equipos que ayuden a alinear la columna en la alineación vertical correcta con respecto a la plataforma, una vez que la columna esté soportada sobre el pilote. De por sí, la prolongación de monocolumna se puede proporcionar como un equipo para prolongar una estructura en mar abierto existente.
Aunque la descripción anterior se ha centrado en proporcionar una prolongación (20) que comprende una monocolumna (22), el concepto de utilizar una cimentación de una estructura en mar abierto existente para soportar directamente una prolongación es aplicable a cualquier forma de prolongación. Por ejemplo, la prolongación podría tener dos patas de soporte que se soportasen cada una sobre una sección diferente de la cimentación. Además, la sección de soporte de prolongación no tiene que ser recta (aunque esto aporta beneficios en términos de equilibrio) y podría incorporar deformaciones en S, por ejemplo. Cualquier alteración del centro de gravedad podría compensarse sujetando la prolongación a la estructura original en puntos más altos, para absorber la carga lateral.
El alcance de la invención está definido en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (10)
1. Una estructura en mar abierto (1) que comprende:
una estructura original (10) que comprende una plataforma principal (11) soportada por medio de una cimentación (40) sobre un fondo marino (30); y
una estructura de prolongación (20) que comprende una prolongación de plataforma (21) colocada al lado de la plataforma principal y un soporte de prolongación de la plataforma (22), caracterizado por que dicho soporte de prolongación se extiende hacia abajo desde la prolongación de la plataforma, en contacto con la cimentación, para soportar la estructura de extensión directamente sobre la cimentación.
2. Una estructura en mar abierto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la cimentación comprende pilotes (41) introducidos en el fondo marino;
y, opcionalmente, en donde la estructura de prolongación está directamente soportada sobre al menos uno de los pilotes;
y además, opcionalmente, en donde la estructura de prolongación está directamente soportada sobre un solo pilote.
3. Una estructura en mar abierto de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el al menos un pilote tiene una superficie superior mecanizada.
4. Una estructura en mar abierto de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en donde el pilote tiene un extremo superior hueco;
y, opcionalmente, en donde un extremo inferior del soporte de prolongación de la plataforma encaja en el extremo superior hueco del pilote;
y que también comprende opcionalmente una pestaña (24) colocada sobre el extremo inferior del soporte de prolongación de la plataforma, en donde la pestaña tiene un ancho exterior mayor que un ancho del extremo superior hueco del pilote.
5. Una estructura en mar abierto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde un, o el, extremo inferior del soporte de prolongación de la plataforma comprende una punta sustancialmente cónica.
6. Una estructura en mar abierto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la estructura de prolongación es una estructura de monocolumna,
y, opcionalmente, en donde la estructura de monocolumna depende de manera sustancialmente vertical hacia abajo desde la plataforma de prolongación;
y/u, opcionalmente, en donde la estructura de monocolumna se ahúsa en ancho en un extremo inferior.
7. Una estructura en mar abierto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una riostra lateral (50) que conecta la estructura de prolongación a la estructura original, y opcionalmente en donde la riostra tiene forma de montante, y también opcionalmente en donde el montante es un montante bidimensional.
8. Una estructura en mar abierto de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la riostra o el montante se conecta a la estructura de extensión mediante al menos un apoyo (60) que permite tanto un movimiento de rotación como de traslación de la estructura de extensión con respecto al montante;
y, opcionalmente, en donde el al menos un apoyo comprende un casquillo (63) sujeto a la estructura de prolongación;
y también opcionalmente en donde la riostra o el montante está conectado mediante dos de dichos apoyos, y en donde los casquillos de cada apoyo son sustancialmente paralelos entre sí.
9. Un equipo para prolongar una estructura en mar abierto (1), estando la estructura en mar abierto (1) soportada por medio de una cimentación (40) sobre un fondo marino (30), comprendiendo el equipo:
una estructura de prolongación (20) que comprende una prolongación de plataforma que puede colocarse al lado de una plataforma principal (21) de la estructura en mar abierto (1); y un soporte de prolongación de la plataforma (22), caracterizado por que dicho soporte de prolongación se extiende hacia abajo, durante el uso, desde la prolongación de la plataforma para entrar en contacto con una cimentación de la plataforma principal, para soportar la prolongación de la plataforma directamente sobre las cimentaciones de la estructura en mar abierto.
10. Un método para prolongar una estructura en mar abierto (1), comprendiendo la estructura en mar abierto una plataforma principal (11) soportada por medio de una cimentación (40) sobre un fondo marino (30), comprendiendo el método:
proporcionar una estructura de prolongación (20), que comprende una prolongación de plataforma (21) y un soporte de prolongación de la plataforma (22);
colocar la prolongación de la plataforma al lado de la plataforma principal; y
colocar el soporte de prolongación de la plataforma, caracterizado por que dicho soporte de prolongación se extiende hacia abajo desde la prolongación de la plataforma, en contacto con la cimentación para soportar la prolongación de la plataforma directamente sobre la cimentación.
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