BRPI0619192A2 - montagem de carregamento de navio-tanque - Google Patents

Abstract

MONTAGEM DE CARREGAMENTO DE NAVIO-TANQUE. A presente invenção refere-se a uma montagem de carregamento de navio-tanque que compreende uma primeira disposição de mangueira a bordo (6) com um primeiro meio de acoplamento (5) e uma segunda disposição submersa de mangueira flutuante (8) provida com um segundo meio de acoplamento (8) para cooperação com o primeiro meio de acoplamento (5) para obter uma conexão estanque ao fluido entre as primeira e segunda disposições de mangueira. O primeiro meio de acopíamento (5) é posicionado em uma passagem vertical interna (2) do navio-tanque, onde os meios de levantamento (12, 18) são providos para engatar o segundo meio de acoplamento (7) e levantá-lo na direção da posição para engate do primeiro meio de acoplamento (5).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção "MONTAGEM DE CARREGAMENTO DE NAVIO-TANQUE".

Antecedentes

A presente invenção refere-se a uma montagem de carregamen- to de navio-tanque que compreende uma primeira disposição de mangueira a bordo com um primeiro meio de acoplamento e uma segunda disposição submersa de mangueira flutuante provida com um segundo meio de aco- plamento para cooperação com o primeiro meio de acoplamento para obter uma conexão estanque ao fluido entre as primeira e segunda disposições de mangueira.

O carregamento de navio-tanque ao largo, por meio do qual é empregado um navio-tanque dinamicamente posicionado, é uma prática bem-estabelecida. Em geral, tais tanques são equipados de tal modo que eles possam atingir uma determinada localização no mar, se posicionar em um modo estável, desprender o segundo meio de acoplamento que está co- nectado em uma extremidade de uma disposição submersa amarrada de mangueira flutuante, e conectar este segundo meio de acoplamento ao pri- meiro meio de acoplamento a bordo correspondente.

O desprendimento do segundo meio de acoplamento é, em ge- ral, um processo que envolve trabalho manual devido à necessidade de desprender fios mensageiros e de conectar estes a guinchos no navio. Uma vez que o trabalho em conveses abertos de navios, particularmente em con- dições de congelamento e ondas altas, é perigoso, é óbvio que uma operabi- lidade razoavelmente inferior é alcançada nos mares mais violentes, tal co- mo o Mar do Norte, por exemplo.

A outra extremidade da disposição de mangueira, que fica per- manentemente conectada a uma facilidade de produção de óleo ou gás, permite que o óleo ou o gás flua para o navio-tanque. Durante esta opera- ção, o navio-tanque mantém sua posição por meio apropriado (por exemplo, sua capacidade DP).

Tal disposição de mangueira, para trabalhar em conjunção com um navio-tanque DP, é descrita na Patente Norte-Americana Ns 5.275.510 "Sistema de Carregamento de Navio-tanque ao Largo".

Uma complicação ocorrerá se tal operação for executada em águas infestadas de gelo. Particularmente, se lençóis de gelo e pedaços de iceberg menores e maiores significativos estiverem presentes, o potencial de danos da disposição de mangueira será muito alto, se tal disposição de mangueira for conectada ao navio-tanque em alguma posição sobre a late- ral. Uma solução lógica seria a de puxar a mangueira para um espaço anular criado dentro dos limites do casco do navio-tanque aonde o lençol de gelo não pode chegar. Foi observado em testes, contudo, que lençóis de gelo, quando eles se rompem sob a ação da embarcação que se move com rela- ção ao gelo, freqüentemente deslizam também sob a chapa inferior do cas- 11 co. Por isso, qualquer parte da mangueira que se projete para baixo a partir de um espaço anular através do fundo do navio-tanque também corre o risco de ser danificada pelos lençóis de gelo.

Objetivo da Invenção

Em um primeiro aspecto da invenção é um objetivo o de prover uma solução para a proteção das mangueiras que se projetam para o fundo do navio-tanque, o de prover um fácil desprendimento do segundo meio de acoplamento e o de simplificar sua conexão ao primeiro meio de acoplamen- to correspondente a bordo.

Em um segundo aspecto da invenção, também é um objetivo da invenção o de prover um traçado/geometria da segunda disposição de man- gueira que proporcione um máximo de oportunidade de excursão do navio- tanque. Isto, por sua vez, permite que o navio-tanque continue a romper os lençóis de gelo se movimentando continuamente na área de operação pelos "restos" ao redor e não seja capturado nos lençóis de gelo de extensão mai- or que, devido às correntes mutantes do mar, podem vagar em direções não alinhadas com o eixo geométrico longitudinal do navio-tanque.

Navios-tanques de tal capacidade e desenho de rompimento de gelo já existem, e um objetivo adicional desta invenção é, portanto, o de po- der aumentar a eficiência destes navios-tanques, quando dispostos em ter- minais de carregamento de óleo em águas infestadas de gelo. Também é um objetivo da invenção o de criar uma disposição de mangueira flexível que apresente um rendimento muito alto, de tal modo que o navio-tanque não precise ficar exposto a severas condições de gelo ao largo durante um longo período de carregamento.

Descrição da Invenção

De acordo com a presente invenção, o primeiro meio de aco- plamento é posicionado em uma passagem vertical interna do navio-tanque, onde são providos meios de levantamento para engatar o segundo meio de acoplamento e de levantá-lo para a posição para engatar o primeiro meio de acoplamento. Isto permite um desprendimento seguro e fácil do segundo meio de acoplamento e a conexão ao primeiro meio de acoplamento.

Em uma concretização preferida, o meio de levantamento com- preende um estojo que é móvel verticalmente dentro da passagem e que sustenta o primeiro meio de acoplamento. Como resultado, o primeiro meio de acoplamento pode ser abaixado para receber o segundo meio de aco- plamento levantado.

Preferivelmente, a disposição submersa de mangueira compre- ende uma bóia de desprendimento posicionada acima do segundo meio de acoplamento e conectada com o mesmo por um meio de cabo, e onde os meios de levantamento adicionalmente compreendem um meio de agarre para agarrar o meio de cabo. Esta combinação de componentes apresenta um posicionamento estável da segunda disposição de mangueira durante o desprendimento.

Além disso, é preferido então que os meios de levantamento a- dicionalmente compreendam um dispositivo de levantamento para engatar e levantar a bóia de desprendimento. Isto permite levantar o segundo meio de acoplamento através da bóia de desprendimento.

Quando, de acordo com ainda outra concretização preferida da invenção, o estojo compreender uma disposição de guia e engate para o segundo meio de acoplamento, o segundo meio de acoplamento poderá ser estabilizado para ser conectado ao primeiro meio de acoplamento.

Também, é preferido que o primeiro meio de acoplamento seja horizontalmente deslocável com relação ao estojo. Desse modo, ele pode ser movido para fora do caminho do dispositivo de levantamento que levanta a bóia de desprendimento.

Além disso, em uma concretização vantajosa, a segunda dispo- sição de mangueira compreende pelo menos uma linha de fluido que des- creve pelo menos parcialmente uma forma de catenária invertida e que cria uma conexão para o fundo do mar. Isto permite que o navio-tanque se mova continuamente de maneira suficiente para romper o gelo, caso necessário.

Então, é possível que cada linha de fluido apresentando a forma de catenária invertida seja conectada a um bloco de lastro posicionado abai- xo do segundo meio de acoplamento e conectado ao mesmo por meio de uma respectiva linha de fluido intermediária. Em uma situação desconecta- da, o bloco de lastro se apóia no fundo do mar. Na situação conectada, o bloco de lastro é levantado do fundo do mar.

Preferivelmente, o bloco de lastro e o segundo meio de acopla- mento adicionalmente são conectados por um cabo que é mais curto do que a linha de fluido intermediária. Isto diminui ou elimina as cargas em cada linha de fluido intermediária.

Adiante, a invenção será explicada adicionalmente com referên- cia aos desenhos que esquematicamente mostram uma concretização da invenção.

Breve Descrição dos Desenhos

As figuras 1-5 mostram uma concretização da montagem de a- cordo com a invenção durante cinco estágios operacionais sucessivos, cada qual em uma vista em elevação lateral esquemática (a) e uma vista vertical esquemática (b).

A figura 6 mostra uma vista completa de um navio-tanque com montagem em uma situação desconectada.

E a figura 7 mostra um vista completa de um navio-tanque com montagem em uma situação conectada.

Descrição Detalhada da Concretização Preferida

O casco do navio-tanque 1 é provido com uma passagem 2 (um espaço anular assim denominado) na qual um estojo 3 é verticalmente mó- vel. O espaço anular 2 e o estojo 3 geralmente se conformam em seção transversal que pode ser arredondada, ou quadrada, conforme mostrado nas figuras.

O estojo 3 pode ser posicionado por meio auxiliar apropriado 4 (por exemplo, cabos de içar) em qualquer posição elevada predefinida. Em sua posição mais baixa (conforme será descrito posteriormente em deta- lhes), um primeiro meio de acoplamento 5 de uma primeira disposição de mangueira 6 pode ser acoplado com um segundo meio de acoplamento 7 de uma segunda disposição submersa de mangueira flutuante 8 para permitir o. fluxo de óleo ou gás. Esta posição mais baixa pode ser de 5 a 20 metros abaixo da quilha da embarcação.

A primeira disposição de mangueira compreende uma primeira parte 6a conectada ao primeiro meio de acoplamento 5 com uma posição vertical fixa com relação ao estojo 3, uma segunda parte 6b conectada ao convés 9 do navio-tanque, e uma parte flexível 6c (aqui, uma parte articula- da) que conecta as primeira e segunda partes de tal modo a permitir o mo- vimento desimpedido do estojo 3 no espaço anular do navio-tanque 2.

Em sua posição mais alta, o estojo 3 pode ser travado no casco 1 (por meio não mostrado) para uma viagem normal no mar. Esta posição mais alta pode estar entre 0 e 10 metros acima da quilha da embarcação. Conforme será descrito posteriormente, uma elevação intermediária para a extremidade inferior do estojo 3 é selecionada durante um desprendimento do segundo meio de acoplamento 7.

Este segundo meio de acoplamento 7 é provido com uma seção muito curta de cabo ou fio mensageiro 10, na extremidade livre da qual é conectada uma bóia de desprendimento 11.

O lado inferior do estojo 3 é adicionalmente provido com um gar- fo de levantamento móvel 12, preferivelmente de uma natureza dobrável pa- ra permitir o armazenamento no estojo 3 ou adjacente ao mesmo. Este garfo 12 compreende dois braços de agarre 13 pivotáveis em torno de respectivos eixos geométricos verticais 14, e duas seções de guia separadamente pivo- táveis 15. Este garfo 12 é conectado a uma parte do estojo verticalmente extensível 16, podendo, portanto, ser desdobrado adicionalmente para baixo do que o estojo 3 para engatar o fio mensageiro 10. O garfo 12 apresenta em sua posição desdobrada um lado aberto (entre as seções de guia 15) de uns 6 metros ou mais. Próximo de sua extremidade fechada (nas pontas dos braços de agarre 13 na posição de agarre) ele é localizado sob a linha de centro vertical 17 do estojo 3. O garfo 12 em sua extremidade aberta pode também ser ajustado com um detentor (não ilustrado) que impede que o fio 10 seja desengatado do garfo, uma vez capturado no mesmo.

Um macaco 18 é-imontado no estojo 3 e apresenta uma haste de pistão extensível 19 para engatar a bóia de desprendimento 11.

O estojo é adicionalmente provido com uma disposição de guia e engate cônica com um canal cônico 20 e engates 21 em seu topo para enga- tar as contrapartes (não mostradas) no segundo meio de acoplamento 7.

O primeiro meio de acoplamento 5 é deslocável horizontalmente com relação ao estojo 3, por exemplo, por um movimento pivotal.

A figura 1 mostra a posição inicial na qual o navio-tanque se a - próxima da segunda disposição de mangueira 8. O estojo 3 é retraído para o espaço anular 2 e a parte do estojo 16 é retraída para o estojo 3. O garfo de levantamento 12 está em uma posição de armazenamento dentro dos limites do estojo 3 (vide figura 1b).

Depois, na figura 2, a parte do estojo 16 é abaixada e o garfo 12 é trazido para uma posição na qual as seções de guia 15 definem um canal de guia estreito para o fio mensageiro 10 e onde as pontas dos braços de agarre 13 estão em uma relação de toque. A direção de deriva da embarca- ção é indicada pela seta 28.

Uma vez que o fio mensageiro 10 é capturado no garfo 12 e cen- tralizado sob o estojo 3 (figura 3), o estojo é abaixado (por seu meio auxiliar 4) de tal modo que a bóia de flutuação 11 entre no estojo 3 através do canal cônico ou na forma de funil 20. O garfo 12 pode ser retraído para sua posi- ção de armazenamento bem antes de a bóia 11 passar o canal 20.

Simultaneamente ou em seguida, o macaco hidraulicamente o- perado 18 abaixa sua haste de pistão 19 (figura 3) e esta engata o topo da bóia de desprendimento 11 por meio de um dispositivo de engate (não ilus- trado). Este macaco 18 levanta então a bóia de desprendimento 11 (figura 4) e com ela toda a segunda disposição de mangueira 8 com o segundo meio de acoplamento 7. O primeiro meio de acoplamento 5 será deslocado para uma posição alinhada com o segundo meio de acoplamento 7 (figura 5b), quando a bóia de desprendimento 11 tiver passado o canal 20 e o primeiro meio de acoplamento.

Quando o segundo meio de acoplamento 7 tiver sido levantado suficientemente, ele se casará com o canal 20 e será engatado pelos enga- tes 21 e então poderá ser acoplado com seu primeiro meio de acoplamento correspondente 5.

O conector de mangueira definido pelos primeiro e segundo meios de acoplamento pode ser executado como um elemento estrutural, incluindo uma disposição de suporte para permitir que o navio-tanque seja posto a barlavento enquanto conectado à segunda disposição de mangueira.

Vantajosamente, enquanto o navio-tanque está sendo carrega- do, o estojo 3 é progressivamente elevado dentro do espaço anular 2 para ajustar a geometria global ao aumento do calado da embarcação. Assim, tal desconexão, uma vez totalmente carregada ou em uma emergência, poderá ser prontamente executada em uma configuração bem-definida.

Com referência às figuras, o segundo meio de acoplamento 7 é conectado a um bloco de lastro 22 que ficará apoiado no fundo do mar quando não estiver em uso. O segundo meio de acoplamento 7 também se apresenta conectado em sua extremidade inferior uma, mas preferivelmente mais de uma linha de fluido intermediária 23. Cada linha de fluido intermedi- ária 23 em sua extremidade inferior é conectada ao bloco de lastro 22. As- sim, quando o sistema não estiver em uso, o bloco de lastro ficará apoiado no fundo do mar 24, o segundo meio de acoplamento 7 apresentará flutua- ção suficiente para se manter em um modo amarrado, por meio do que um cabo (não mostrado) conectando o bloco de lastro 22 e o segundo meio de acoplamento 7 assume as cargas de amarração, as linhas de fluido interme- diárias 23 ficando geralmente não-esticadas. Em certos casos, o cabo pode ser omitido.

A partir do bloco de lastro 22, linhas de fluido flexíveis 25 correm em uma catenária invertida para uma extremidade de tubulação 26 no fundo do mar. Pode haver uma ou mais extremidades de tubulação e catenárias invertidas. As catenárias são criadas pelo ajuste de módulos de flutuação distribuídos 27 ao longo do comprimento das linhas de fluido 25. Com a vari- ação da quantidade e da localização de tais módulos de flutuação 27, a con- figuração pode ser adaptada para se adequar a qualquer limite de profundi- dade ou a qualquer nível de quilha de gelo.

A geometria global das catenárias invertidas e da corda levanta- dora vertical longa (linhas de fluido intermediárias 23) permite ao navio- tanque grandes excursões. As extremidades de tubulação 26 podem ser lo- calizadas de tal modo que todo o sistema apresente uma posição de equilí- brio resistente de uma natureza simétrica.

Quando o sistema estiver em uso, o bloco de lastro 22 ficará a- penas livre a partir do fundo do mar 24 por um grau nominal, permitindo um movimento do navio-tanque em resposta às ondas e a quaisquer marés bai- xas sem tocar o fundo do mar. Isto permite que uma desconexão de emer- gência seja executada em um modo virtual "isento de queda".

É notado que quaisquer das características acima descritas do sistema e do método da invenção podem ser usadas separadamente ou em qualquer combinação adequada. Por isso, a invenção não é restrita às con- cretizações específicas descritas que podem ser variadas em inúmeras ma- neiras dentro do escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas.

Claims (16)

1. Montagem de carregamento de navio-tanque que compreende uma primeira disposição de mangueira a bordo com um primeiro meio de acoplamento e uma segunda disposição submersa de mangueira flutuante provida com um segundo meio de acoplamento para cooperação com o pri- meiro meio de acoplamento para obter uma conexão estanque ao fluido en- tre as primeira e segunda disposições de mangueira, caracterizada pelo fato de que o primeiro meio de acoplamento é posicionado em uma passagem vertical interna do navio-tanque, onde os meios de levantamento são provi- dos para engatarem o segundo meio de acoplamento e levantá-lo na direção da posição para engatar o primeiro meio de acoplamento.

2. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com a reivindicação 1, na qual o meio de levantamento compreende um estojo que é móvel verticalmente dentro da passagem e que sustenta o primeiro meio de acoplamento.

3. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com a reivindicação 2, na qual a disposição de mangueira submersa compreende uma bóia de desprendimento posicionada acima do segundo meio de aco- plamento e conectada com o mesmo por um meio de cabo, e na qual os meios de levantamento adicionalmente compreendem um meio de agarre para agarrar o meio de cabo.

4. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com a reivindicação 3, na qual o meio de agarre compreende dois braços de a- garre opostos móveis entre uma posição de agarre e uma posição de soltu- ra.

5. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com a reivindicação 4, na qual os braços de agarre são pivotáveis em torno dos respectivos eixos geométricos que se estendem verticalmente.

6. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com a reivindicação 5, na qual cada braço de agarre compreende uma seção de guia de meio de cabo separadamente pivotável.

7. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com uma das reivindicações de 3 a 6, na qual os meios de agarre são providos em uma parte do estojo verticalmente extensível.

8. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com uma das reivindicações de 2 a 7, na qual os meios de levantamento adicio- nalmente compreendem um dispositivo de levantamento para engatar e le- vantar a bóia de desprendimento.

9. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com a reivindicação 8, na qual o dispositivo de levantamento compreende uma montagem de pistão-cilindro ou um cabo de içar.

10. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, na qual o estojo compreende uma " disposição de guia e engate para o segundo meio de acoplamento.

11. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com a reivindicação 10, na qual a disposição de guia e engate compreende um canal ascendentemente cônico com engates em sua extremidade superior para engatar respectivas contrapartes no segundo meio de acoplamento.

12. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com uma das reivindicações de 2 a 11, na qual o primeiro meio de acoplamento é horizontalmente deslocável com relação ao estojo.

13. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com uma das reivindicações de 2 a 12, na qual a primeira disposição de man- gueira compreende uma primeira parte conectada ao primeiro meio de aco- plamento com uma posição vertical fixa com relação ao estojo, uma segunda parte conectada ao convés do navio-tanque, e uma parte flexível conectando as primeira e segunda partes.

14. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, na qual a segunda disposição de mangueira compreende pelo menos uma linha de fluido que descreve pelo menos parcialmente uma forma de catenária invertida e que cria uma cone- xão para o fundo do mar.

15. Montagem de carregamento de navio-tanque, de acordo com a reivindicação 14, na qual cada linha de fluido apresentando a forma de catenária invertida é conectada a um bloco de lastro posicionado abaixo do segundo meio de acoplamento e conectado ao mesmo por meio de uma respectiva linha de fluido intermediária.

16. Sistema de carregamento de navio-tanque, de acordo com a reivindicação 15, no qual o bloco de lastro e o segundo meio de acoplamen- to são adicionalmente conectados por um cabo que é mais curto do que a linha de fluido intermediária.