BRPI0919568A2 - método e aparelho para instalações submarinas - Google Patents

Abstract

  MÉTODO PARA BAIXAR UMA CARGA PARA UM LEITO, MÉTODO PARA ELEVAR UMA CARGA DE UM LEITO E APARE LHO PARA BAIXAR OU ELEVAR UMA CARGA PARA OU DE UM LEITO. A presente invenção refere-se a um método para baixar uma carga para um leito (78) de um corpo de água. O método compreendendo as etapas de prover um conjunto formado de um aparelho de flutuação (10) e uma carga (40), em que o aparelho de flutuação (10) torna o conjunto positivamente flutuante, submergir o conjunto para uma posição em uma primeira altura acima do leito, estender um peso de controle de uma embarcação (60) para o conjunto para superar a flutuação positiva do conjunto e por meio disto baixar a carga da primeira altura para o leito, e destacar a carga (40) do aparelho de flutuação no leito do corpo de água. A presente invenção refere se ainda a um método para elevar uma carga de um leito e a um aparelho para baixar ou elevar uma carga para ou de um leito.

Description

, Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO " PARA BAIXAR UMA CARGA PARA UM LEITO, MÉTODO PARA ELEVAR

UMA CARGA DE UM LEITO E APARELHO PARA BAIXAR OU ELEVAR UMA CARGA PARA OU DE UM LEITO".

A presente invenção refere-se a métodos e aparelhos para utiliza- ção na instalação de estruturas ou cargas sobre o leito de um corpo de água. Os aspectos da invenção referem a um método e aparelho para baixar uma carga para o leito de um corpo de água. Outros aspectos da invenção referem a um método para recuperar uma carga do leito de um corpo de água.

Antecedentes da Invenção Indústrias tais como a indústria de exploração e produção de óleo e gás offshore ou a indústria de energia renovável marinha requerem uma infraestrutura e instalações submarinas para suportar as operações off- shore, incluindo, por exemplo, coletores, árvores, arcos de tubo ascendente, fundações de leito do mar e oleodutos. Um exemplo de um item de infraes- trutura é um coletor submarino, o qual provê uma interface entre os oleodu- tos e os poços no leito do mar. Um coletor pode ser projetado para manipular o fluxo de hidrocarbonetos produzidos de múltiplos poços e direcionar o fluxo para diversas linhas de fluxo de produção. Um coletor típico compreenderá me- didoresde fluxo, sistemas de controle e componentes elétricos e hidráulicos. O coletor suporta e protege os oleodutos e o sistema de válvulas, e também provê uma plataforma de suporte para as operações de veículo remotamente operado (ROV). Os coletores e outros itens de infraestrutura têm um peso e tamanho significativos o que introduz complicações no processo de instalação.

Os coletores e outros itens de infraestrutura submarina são fa- bricados em terra e transportados para um local de instalação por uma em- barcação marinha. Um método de instalação convencional envolve o trans- porte da carga sobre o convés de uma embarcação até que esta esteja na vizinhança do local de instalação. A carga é então içada do convés da em- barcação por um guindaste e baixada para o corpo de água até que esta fique suspensa. A carga será então manobrada para a sua localização dese- jada por uma embarcação marinha, antes da carga ser depositada sobre o leito do mar na sua posição designada. . Tal método de instalação tem um número de desvantagens.

Por exemplo, o peso e o tamanho da carga é inerentemente limitado pela capa- . cidade e o alcance do guindaste.

Além disso, onde uma instalação é reque- ridaem água profunda, o peso do cabo de guindaste contribui significativa- mente para a carga sobre o guindaste, o que reduz a capacidade de guin- daste efetiva.

Apesar dos efeitos do peso de cabo de guindaste poderem ser eliminados pela utilização de cabos de guindaste de peso neutro, estes têm a desvantagem que estes contribuem para a complexidade da operação e podem aumentar a duração do processo de instalação.

Durante o processo de içamento, um carregamento dinâmico e hidrodinâmico sobre a embarca- , ção pode ser significativo, o que também requer uma redução na capacidade de guindaste efetiva. “ Este tipo de método de instalação também expõe os aparelhos que estão sendo içados ao batimento de ondas conforme a carga passa atra- vés da zona de pancada e da superfície da água.

Muitos itens de infraestrutu- ra submarina compreendem equipamentos sensíveis os quais podem ser ex- postos ao risco de danos de ação de onda.

Além disso, limitações de clima podem ser impostas para evitar a exposição da carga a grandes forças de aceleração ou desaceleração durante o erguimento ou a deposição sobre o leito do mar ou o convés de uma embarcação o que pode causar danos ao equipamento.

Para resolver isto, muitos guindastes estão providos com siste- mas de compensação de levantamento ativos que permitirão uma deposição suave de cargas, mas tais sistemas de compensação de levantamento ativos — podem ser deficientes quando utilizados em operações de água profunda.

Uma embarcação de içamento pesado (HLV) pode ser utilizada para superar algumas das dificuldades acima descritas para instalar cargas grandes e/ou pesadas.

No entanto, uma HLV requer blocos de guindaste multifortalecidos com velocidades lentas de içamento e baixamento.

As car- gas são baixadas ou içadas muito lentamente, o que aumenta o tempo du- rante o qual o equipamento é exposto a riscos de danos na ou próximo da superfície da água. |

Os problemas acima descritos são afetados pelo estado do mar, . com as condições ambientais adversas reduzindo adicionalmente a capacida- de do guindaste e o tempo no qual a embarcação marinha é capaz de traba- * lhar. O aumento do estado do mar também aumenta o risco de danos à carga. Umafalhado sistema de içamento é potencialmente catastrófica para a carga e pode colocar em perigo a embarcação marinha e/ou a sua tripulação.

Para aliviar as desvantagens do método de instalação descrito, sistemas de rebocamento suspenso foram previstos. Em um sistema de suspensão direta, a carga é içada e baixada para dentro do corpo de água e suspensa diretamente abaixo da embarcação de transporte. O sistema de suspensão é provido por meio de resistir ao carregamento hidrodinâmico , total associado com a embarcação e o movimento de ondas. Um sistema de suspensão direta tem muitas das limitações do transporte de superfície con- Y vencional acima descrito, mas tem a vantagem que o içamento e o baixa- mentono ar através da superfície da água podem ser feitos próximo da terra em águas protegidas. Isto reduz as cargas dinâmicas e portanto pode ser executado com uma capacidade de guindaste reduzida. Além disso, o ponto — do qual a carga é suspensa está usualmente próximo do meio do navio, e é portanto sujeito a uma menor dinâmica devido à inclinação e ao rolamento da embarcação. No entanto, a operação permanece altamente sensível ao clima, devido à suspensão da carga diretamente sob a embarcação através de toda a fase de transporte. O processo também tem a desvantagem que a operação de suspensão de içamento em terra adicional é requerida.

Um método de suspensão W é uma alternativa aos métodos de instalação e suspensão direta convencionais acima descritos. Um método de suspensão W provê tanques de flutuação sobre a carga de modo que esta seja ligeiramente positivamente flutuante. A carga é conectada na frente e atrás a embarcações rebocadoras através de linhas de reboque, e é lançada rebocando a carga na superfície até que exista um calado suficiente. Pesos de ancoragem são então adicionados aos cabos de reboque para fazer a estrutura submergir abaixo da superfície. A profundidade da estrutura abaixo da superfície é controlada pelo comprimento e a tensão das linhas de rebo- | que. A carga é então rebocada para a vizinhança do local de instalação, e as . linhas de reboque podem ser desenroladas até que os pesos de ancoragem venham apoiar sobre o leito do mar. A deposição final da carga é consegui- * da inundando os tanques de flutuação para superar a flutuação positiva.

O método de suspensão W tem a vantagem que a necessidade por uma embarcação de guindaste é evitada, e a transição através da super- fície da água pode ser executada próximo de terra em águas protegidas. Como a estrutura é rebocada em uma posição submersa, a fase de transpor- te é menos sensível ao clima. Além disso, o carregamento hidrodinâmico sobre a estrutura é reduzido devido ao acoplamento da estrutura nas embar- cações através de cabos de reboque de peso de ancoragem. A GB 1576957 ' refere-se a um sistema de suspensão W para submergir e içar um objeto flutuante pela extensão de correntes de peso de ancoragem de embarca- v ções. As correntes são fixas nos cantos da carga e estão presas a lanças de guindaste nasembarcações.

No entanto, o método de suspensão W tem a desvantagem que este requer tanques de flutuação, os quais devem ser integrais com a carga ou temporariamente acoplados a esta. Onde os tanques de flutuação integrais são providos, a estrutura torna-se maior e mais pesada. Onde os tanques de flutuação temporários são providos, estes precisarão ser recuperados subse- quente à operação. Os tanques de flutuação estão sujeitos a um carregamen- to hidrostático o qual limita a profundidade na qual o método pode ser utiliza- do. A posição lateral da estrutura durante o baixamento final pode ser difícil de controlar através dos pesos de ancoragem, especificamente em áreas com fortes correntes. A posição das duas embarcações rebocadoras precisa ser cuidadosamente controlada. Finalmente, no sistema de suspensão W, uma falha dos tanques de flutuação é catastrófica para a carga.

A WO 06/125791 descreve um sistema de instalação o qual utili- za uma embarcação de instalação submersa positivamente flutuante. Uma corrente catenária em forma de J controla a flutuação e a profundidade da embarcação de instalação em um modo similar a um sistema de suspensão W, A carga é baixada para o leito do mar desenrolando uma linha de um sis- | tema de guincho na embarcação. O requisito de tal guincho é uma desvan- . tagem, já que este aumenta o peso e a complexidade da embarcação. O sistema também baseia-se em tanques de flutuação. Uma falha do siste- * ma de guincho ou dos tanques de flutuação é catastrófica para a operação.

A US 2003/221602 descreve um sistema de instalação alternati- vo, o qual está baseado em parte no sistema de suspensão W acima descri- to. Uma corrente de peso de ancoragem é utilizada para ajustar a posição vertical de uma carga a qual está suspensa por tanques de flutuação. A car- ga é suspensa a uma profundidade sob as boias a qual é maior do que a distância entre a boja e o centro do peso de ancoragem. Isto permite baixar o peso de ancoragem para o leito do mar para assegurar a deposição da ' carga. O sistema sofre da desvantagem que o comprimento entre a flutua- ção e o fundo da carga deve exceder aquele do peso de ancoragem se a “ carga deve ser depositada. Isto também significa que não existe nenhuma provisão para estacionar o sistema; a carga deve ser baixada para o leito do mar se a operação tiver que ser interrompida. A US 5190107 descreve um sistema similar, o qual inclui uma provisão para ancorar o sistema no leito do mar utilizando um peso de ancoragem separado.

Um sistema alternativo adicional para baixar grandes estruturas sobre oleito do mar está descrito na US 4828430. A carga é içada da em- barcação por um guindaste e baixada através da superfície da água. A carga tem um tanque de flutuação integral o qual provê uma pequena flutuação positiva. A carga é baixada da superfície para o leito do mar superando a flutuação utilizando um peso baixado do guindaste sobre a carga. No entan- to, adisposição da US 4828430 baseia-se em um tanque de flutuação inte- gral na carga, o que aumenta o tamanho e o peso. O método de instalação também requer um guindaste para a fase de içamento inicial do convés da embarcação para o corpo da água, e está sujeito às limitações do método de transporte de superfície convencional acima descrito.

É um objetivo da invenção prover um método e aparelho o qual supera ou alivia pelo menos uma desvantagem de cada um dos sistemas acima descritos, |

Objetivos e objetos adicionais da invenção ficarão aparentes da . leitura da descrição seguinte.

Sumário da Invenção . De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é provido um método para baixar uma carga para um leito de um corpo de água, o método compreendendo: Formar um conjunto de um aparelho de flutuação e uma carga, em que o aparelho de flutuação torna o conjunto positivamente flutuante; Submergir o conjunto para uma posição em uma primeira altura acimadoleito;, Estender um peso de controle de uma embarcação para o con- : junto para superar a flutuação positiva do conjunto e por meio disto baixar a carga da primeira altura para o leito. . O método pode compreender submergir o conjunto para a pri- meira altura acima do leito utilizando uma linha de peso de ancoragem, o qual pode ser uma extensão controlada da linha de peso de ancoragem de uma embarcação de superfície, por exemplo, um rebocador.

O método pode compreender estacionar o conjunto na primeira altura acima do leito do mar, de modo que o conjunto possa ser seguramente deixado se a operação for interrompida.

Subsequentemente o peso de controle, o qual está de prefe- rência na forma de uma corrente de controle, pode ser acoplado no conjunto na primeira altura acima do leito.

Neste contexto, acoplar ou acoplado significa uma interação físi- ca entre dois componentes, mas não necessariamente implica em uma fixa- ção ou acoplamento positivo físico.

Nas modalidades descritas, o acopla- mento é conseguido pela localização de um peso de controle dentro de um receptáculo.

Receptáculo neste contexto significa uma formação a qual é capaz de receber e/ou reter pelo menos uma porção de um peso de controle em um modo que permita que o peso de controle e o aparelho interajam.

Corrente será compreendida encapsular um sistema de objetos ligados tais como pesos articulados.

O método pode compreender suportar uma primeira porção da | corrente de controle sobre uma superfície inferior do receptáculo, e pode . compreender suspender uma segunda porção da corrente de controle acima da primeira porção dentro do receptáculo. Uma terceira porção da corrente ? de controle pode ser suspensa entre a embarcação de controle e uma aber- turaparaoreceptáculo, O método pode ainda compreender lastrear o conjunto com um peso de lastro, o qual pode corresponder ao peso da carga do conjunto, an- tes de destacar a carga. O peso de controle pode ser recuperado do apare- lho de flutuação para elevar o aparelho do leito.

O peso de lastro pode compreender um ou mais pesos discre- tos, ou alternativamente pode compreender um fluido ou um líquido espesso A (slurry) imposto pelo conjunto. O método do primeiro aspecto e suas modalidades, ou certas ” suas etapas selecionadas, pode ser invertido. Um segundo aspecto da in- -venção, portanto refere a um método para elevar uma carga de um leito de um corpo de água, o método compreendendo: Prover um conjunto sobre um leito formado de um aparelho de flutuação e a carga, em que o aparelho de flutuação tem uma flutuação sufi- ciente para içar a carga; reter o conjunto sobre o leito utilizando um peso de controle; utilizar uma embarcação para recuperar o peso de controle do conjunto para tornar o conjunto positivamente flutuante, por meio disto ele- vando o conjunto do leito. Os métodos podem compreender adicionar ou remover um peso * 25 delastrodo conjunto. Por exemplo, o lastro pode ser adicionado com um peso equivalente àquele da carga, de modo que o aparelho sem a carga (isto é, após a liberação ou antes de formar um conjunto) tenha uma flutuação positiva sufi- ciente para içar o aparelho e o lastro. Alternativamente, o lastro pode ser re- movido ou desacoplado do conjunto do aparelho e da carga de modo que o — conjuntoreverta para uma flutuação positiva suficiente para içar a carga.

O método pode compreender desacoplar um peso de lastro do conjunto subsequente à formação do conjunto.

|

De acordo com um terceiro aspecto da invenção, está provido . um aparelho para baixar ou elevar uma carga para ou de um leito de um corpo de água, o aparelho compreendendo: um aparelho de flutuação confi- ' gurado para ser acoplado a uma carga, o aparelho de flutuação tendo uma flutuação positiva suficiente para içar a carga; e pelo menos um receptáculo para receber um peso de controle baixado de uma embarcação para baixar ou elevar o conjunto.

O aparelho pode compreender uma linha de peso de ancora- gem. O peso de controle pode ser uma corrente de controle, e o receptáculo pode compreender uma superfície inferior para suportar uma primeira porção da corrente de controle. De preferência, o receptáculo está configurado para a a suspensão de uma segunda porção da corrente de controle acima da pri- meira porção dentro do receptáculo. Isto facilita o controle lateral do apare- . lho em um estado submergido. O receptáculo pode compreender uma torre alongada orientada substancialmente verticalmente sobre o aparelho de flu- tuação.

O aparelho pode compreender uma câmara de lastro para reter um peso de lastro sobre o aparelho, a qual pode ser um compartimento de corrente para receber um peso de lastro de uma embarcação da superfície.

Alternativamente, o aparelho pode ser configurado para pegar e/ou liberar o lastro do leito do mar, ou receber um lastro bombeado da e/ou para a super- fície ou inundado do ou descarregado para o corpo de água.

De preferência o aparelho compreende uma flutuação sólida, a qual pode ser na forma de uma pluralidade de módulos de flutuação sólidos.

De preferência a flutuação sólida é suficiente para tornar o aparelho e a car- ga marginalmente flutuante. Modalidades alternativas podem incluir tanques de flutuação.

De acordo com um quarto aspecto da invenção, está provido um conjunto utilizado em um método de instalação ou extensão em um corpo de água,o conjunto compreendendo uma carga a ser conduzida para ou de um leito do corpo de água e um aparelho de flutuação acoplado na carga, o apa- relho de flutuação tornando o conjunto positivamente flutuante; e pelo menos | um receptáculo para receber um peso de controle baixado de uma embarca- - ção para baixar ou elevar o conjunto.

O aparelho de flutuação do quarto aspecto da invenção pode ' compreender o aparelho do terceiro aspecto da invenção ou suas modalida- des De acordo com um quinto aspecto da invenção, está provido um sistema de instalação que compreende o conjunto do quarto aspecto da in- venção e uma embarcação de controle para estender um peso de controle do conjunto.

O peso de controle pode compreender uma corrente de controle e pode ser operável para ser acoplado no conjunto.

O sistema de instalação « pode ainda compreender uma embarcação de reboque para o conjunto e um peso de ancoragem de reboque. . Em um sexto aspecto da invenção a carga pode ser na forma de uma estrutura com flutuação integral, em cujo caso a invenção estende para um método para baixar uma estrutura para um leito de um corpo de água, o método compreendendo: Submergir uma estrutura para uma posição a uma primeira altu- ra acima do leito, a estrutura compreendendo um aparelho de flutuação o qualdáãà estrutura uma flutuação positiva; Estender um peso de controle de uma embarcação para a estru- tura para superar a flutuação positiva da estrutura e por meio disto baixar a estrutura da primeira altura para o leito.

Onde a flutuação é integral com a estrutura, um sétimo aspecto dainvenção estende para um método de elevar uma estrutura de um leito de um corpo de água, o método compreendendo: prover uma estrutura sobre o leito, a estrutura compreendendo a carga, um aparelho de flutuação com uma flutuação positiva suficiente para içar a carga, e um peso de controle suficiente para manter a estrutura sobre oleito;, utilizar uma embarcação para recuperar o peso de controle da estrutura para tornar a estrutura positivamente flutuante, por meio disto ele- | vando a estrutura para uma primeira altura acima do leito. . O método pode incluir a etapa de deslastrear a estrutura para torná-la positivamente flutuante. º Os aspectos preferidos e opcionais do sexto ou sétimo aspectos dainvençãopodem compreender características do primeiro ou do segundo aspectos da invenção ou suas modalidades preferidas.

De acordo com um oitavo aspecto da invenção está provido um receptáculo para receber uma corrente de controle para utilização em um método para baixar ou elevar uma carga em um corpo de água, o receptácu- lo compreendendo: um volume interno para receber e reter uma porção de uma corrente de controle; uma abertura no receptáculo configurada para a « passagem da corrente de controle para dentro ou do receptáculo; uma su- perfície inferior para suportar pelo menos uma primeira porção da corrente * de controle em uso; em que a abertura está espacialmente separada da su- perfície inferior para permitir que uma segunda porção da corrente de contro- le seja suspensa dentro do receptáculo entre a primeira porção e a abertura.

De preferência o receptáculo está configurado para resistir à re- moção da corrente de controle do receptáculo. O receptáculo pode compre- ender uma porção de gargalo restrita. O receptáculo pode ser formado para promover um atrito entre a superfície interna do receptáculo e uma corrente de controle dentro do receptáculo.

O receptáculo pode estar configurado para ser disposto sobre um aparelho submarino, o qual pode ser o aparelho do terceiro aspecto da invenção, ou uma estrutura ou carga a ser baixada ou elevada para o ou do leitodemar. Os aspectos preferidos e opcionais do oitavo aspecto da inven- ção podem compreender características do terceiro aspecto da invenção ou suas modalidades preferidas.

Breve Descrição dos Desenhos Será agora descrito, por meio de exemplo somente, várias mo- dalidadesda invenção com referência aos desenhos, dos quais: figuras 1A, 1B, 1C e 1D são respectivamente vistas lateral, de extremidade dianteira, plana e em perspectiva de um aparelho de acordo | com uma primeira modalidade da invenção; . figura 2A é uma vista esquemática que mostra o aparelho da fi- gura 1 como parte de um sistema de instalação de acordo com uma modali- ' dade da invenção; figura 28 é uma vista em perspectiva de uma parte do sistema de instalação na figura 2A de acordo com uma modalidade da invenção; figuras 3A, 3B e 3C são vistas laterais esquemáticas de torres de corrente de controle que formam parte do aparelho da figura 1 de acordo com uma modalidade da invenção; figura 4 é uma vista lateral esquemática do aparelho em uma configuração de reboque de superfície de acordo com uma modalidade da . invenção; figura 5 é uma vista lateral esquemática de um conjunto de apa- ' relho e carga combinado em uma configuração de reboque de superfície de —acordocom uma modalidade da invenção; figuras 6A, 6B e 6C são vistas laterais esquemáticas de um sis- tema de reboque submerso em diferentes estágios de uma operação de re- bocamento de acordo com uma modalidade da invenção; figura 7 é uma vista esquemática que mostra os estágios se- quencialmente diferentes de uma operação de reboque e estacionamento submerso de acordo com uma modalidade da invenção; figuras 8A e 8B mostram estágios de uma operação de instala- ção que utiliza uma embarcação de controle de acordo com uma modalidade da invenção; figuras 9A, 9B e 9C são vistas laterais esquemáticas de diferen- tes estágios de uma operação de reposicionamento e deposição de carga de acordo com uma modalidade da invenção; figuras 10A, 10B, 10C, 10D e 10E são vistas laterais esquemáti- cas de uma operação de instalação de carga de acordo com uma modalida- dedainvenção.

Descrição Detalhada Referindo primeiras às figuras 1A a 1D, está mostrado um apa- | relho 10 utilizado em uma operação de instalação para baixar ou elevar uma - carga ou estrutura para o ou do leito de um corpo de água. Nos exemplos descritos, a invenção é aplicada a um ambiente marinho no qual a carga é " baixada e/ou elevada do leito do mar. Será apreciado que a invenção tam- bémtem aplicaçãoem ambientes de água doce. O aparelho 10 compreende dois cascos ou pontões 12 e 14, os quais são de um tamanho e forma adequados para prover uma flutuação suficiente para o transporte do aparelho com calado raso. Os cascos 12, 14 estão conectados juntos por um membro de ponte transversal dianteiro 16 e um membro de ponte transversal traseiro 18, os quais mantêm os cascos em uma relação espacial fixa e proveem uma estrutura de suporte de carga para - uma carga (não mostrada). Um espaço 20 está definido entre os cascos. O espaçamento entre os cascos 12, 14 é selecionado para acomodar uma ' carga ou estrutura para ser baixada para o ou elevada do leito do mar. As cargas ou estruturas típicas incluem coletores, árvores, arcos de coluna as- cendente, fundações de leito do mar e outros itens de infraestrutura subma- rina.

Cada casco 12, 14 permite uma inundação completa durante o transporte submerso para impedir o colapso da estrutura de casco. Os cas- cos estão divididos em compartimentos de tanque para permitir o controle da declinação e da centragem do aparelho 10 durante o transporte de superfi- cie. Cada componente do casco está equipado com válvulas de retenção de segurança para prover uma proteção adicional contra os danos estruturais. A parte superior de cada casco 12, 14 compreende uma estrutu- ra22aqualdefine um volume dentro do qual os módulos de flutuação sóli- dos (não mostrados) estão localizados. Os módulos de flutuação sólidos a- dequados são conhecidos na técnica, e incluem, por exemplo, espuma sintá- tica. De preferência, os módulos de flutuação sólidos terão uma alta resis- tência compressiva o que permite-os reter a sua estrutura sob altas forças hidrostáticas experimentadas em profundidades significativas. Múltiplos mó- dulos de flutuação sólidos estão localizados dentro da estrutura 22 e combi- nam para criar um grande volume de flutuação. Os módulos de flutuação | individuais podem ser reparados e/ou substituídos se estes tornarem-se da- - nificados durante as operações. A flutuação provida pelos módulos de flutu- ação é suficiente para tornar um conjunto que consiste de todo o aparelho : 10, completo com a carga e com compartimentos de casco totalmente inun- dados marginalmente flutuantes. Além disso, a flutuação é suficiente para tornar tal conjunto neutralmente flutuante quando uma quantidade predeter- minada decorrente de reboque é acoplada no conjunto (como será abaixo descrito em mais detalhes). A estrutura 22 retém os módulos de flutuação dentro da parte superior de cada casco. A estrutura 22 tem múltiplas abertu- ras (não mostradas) as quais permitem que o volume interno definido pela estrutura seja inundado quando submerso e drenado durante a volta à su- - perfície. A provisão de múltiplas aberturas também tem a vantagem que o volume de aço utilizado no aparelho é reduzido, com uma diminuição no pe- ' so total. O dimensionamento dos cascos e o posicionamento da flutuação sólida assegurará que o metacentro ou centro de flutuação fique acima do centro de gravidade do aparelho com ou sem a carga.

As estruturas 22 são providas com castelos 24, integralmente formados com as estruturas 22. Um castelo está localizado está localizado em cada extremidade oposta de cada casco (isto é, na frente e atrás de ca- da casco). Os castelos estão cheios com módulos de flutuação sólidos, o que provê uma flutuação excedente antes do aparelho ser submerso. Os castelos proveem uma pequena área de plano de água em cada canto e permitem um ajuste fino da flutuação. Uma plataforma de trabalho 26 está localizada na extremidade dianteira do aparelho, e estende através do espa- çoentreos cascos 12 e 14. A plataforma de trabalho 26 permite ao pessoal cuidar da embarcação quando esta está flutuando acima da linha d'água. A plataforma de trabalho 26 compreende um coletor de lastreamento para os compartimentos de casco e o acesso aos castelos e válvulas para o pessoal que cuida da plataforma de trabalho.

As extremidades dianteira e traseira de cada casco 12, 14 são providas com compartimentos de corrente 28 eretos da linha de base do casco. Cada compartimento de corrente 28 é aberta em uma direção ascen- | dente do aparelho 10 e de livre inundação por baixo. Uma função dos com- . partimentos de corrente 28 é permitir o ajuste do aparelho 10 acomodando comprimentos de corrente de lastro (não mostrada). O volume combinado ' dos compartimentos de corrente 28 é suficiente para acomodar corrente su- ficiente para superar a flutuação excedente do aparelho. Nesta modalidade, os compartimentos de corrente 28 têm um volume combinado suficiente para acomodar corrente suficiente para igualar ou exceder o peso da carga mais pesada a qual pode ser baixada ou elevada utilizando o aparelho 10. A área .— ocupada de cada compartimento de corrente 28 é tão grande quanto prática de modo que a corrente de lastro apóie tão baixo quanto possível dentro do compartimento. Isto assegura que o centro de gravidade permaneça baixo e - aperfeiçoa a estabilidade do aparelho. Cada compartimento de corrente de ajuste pode ser subdividido de modo que unidades de corrente possam ser , prontamente recuperadas e adicionadas conforme requerido para a opera- ção.

Cada casco 12, 14 está provido em suas extremidades dianteira e traseira com um olhal de reboque 29 para permitir a conexão de um cabo de reboque. O cabo de reboque está conectado a um rebocador através de um pendente de rebocamento, como será abaixo descrito.

O aparelho também compreende receptáculos na forma de tor- res de corrente de controle 30, a função dos quais pode ser compreendida com referência às figuras 2A e 2B, A figura 2A é uma vista lateral esquemá- tica de um sistema de instalação submarina 100. A figura 2B mostra os componentes submersos do sistema 100 em vista em perspectiva. O siste- ma 100 compreende um conjunto que consiste no aparelho 10 uma carga 40, um rebocador 50, e uma embarcação de controle 60. A carga 40 é sus- pensa do aparelho através de uma interface (não mostrada). O rebocador 50 está acoplado no aparelho 10 através de um sistema de reboque o qual compreende o cabo de reboque 52, um pendente de rebocamento (towing pennant) 54 e um cabo de reboque do rebocador 56. Um peso de ancora- gem, o qual nesta modalidade está formado de um peso de ancoragem de corrente de rebocamento 58, está conectado entre a linha de reboque e o | pendente de rebocamento. O peso de ancoragem de corrente de reboca- : mento 58 funciona para permitir o rebocamento submerso do aparelho 10 e prover um meio para ancorar o aparelho 10 no leito do mar, como será abai- Ú xo descrito. O peso de ancoragem de corrente 58 pode ser de qualquer ta- manho ou comprimento adequado, e neste exemplo, é uma corrente enfei- xada. O peso de ancoragem de corrente 58 é pesado o suficiente para neu- tralizar a flutuação excedente do aparelho, e compreende um peso exceden- te para prover resistência às correntes que atuam sobre o aparelho 10 quando ancorado sobre o leito do mar.

A embarcação de controle 60 compreende um meio para esten- der um peso de controle da embarcação 60 para o aparelho 10. Nesta mo- - dalidade, o peso de controle consiste em três correntes de controle pesadas 62 as quais são baixadas da embarcação de controle utilizando um guindas- 7 te 64 ou guinchos. Cada corrente de controle 62 está configurada para ser recebida dentro das torres de corrente de controle 30 do aparelho 10.

As torres de corrente de controle podem ser compreendidas com referência às figuras 3A a 3C. As torres de corrente de controle 30 são cons- truídas eretas da linha de base dos cascos 12, 14, e estendidas além da al- tura vertical da estrutura 22. Cada torre de corrente de controle compreende um compartimento de corrente 31 de inundação totalmente livre. O compar- timento de corrente tem um volume interno formado para acomodar a cor- rente 62, uma base 32 definindo uma superfície inferior para o suporte de pelo menos uma porção da corrente 62, e uma abertura 33 aberta para uma direção ascendente do aparelho 10. A abertura 33 para a torre de corrente de controle 30 define uma porção de gargalo restrita 34 da torre 30. Uma extremidade alargada 35 define um funil o qual aumenta a área alvo para uma corrente 62 baixada da embarcação 60.

Nesta modalidade, três torres de corrente de controle 30 estão providas, com uma localizada em cada uma das extremidades dianteira e traseira do casco 12, e uma localizada substancialmente equidistantes das extremidades dianteira e traseira do casco 14. As três torres de corrente de controle estão localizadas sobre o aparelho espaçadas mais distantes possí- | vel. Nesta modalidade, as torres de corrente de controle estão localizadas na . forma de um triângulo equilátero, apesar de outras configurações poderem ser utilizadas. A soma dos volumes das torres de corrente de controle 30 é ' suficiente para acomodar corrente suficiente para contrabalançar a flutuação excedentedo aparelho 10 e da carga 40.

A forma interna da torre de corrente 30 está configurada de mo- do que esta resista à remoção da corrente da torre de corrente. Em outras palavras, a resistência à remoção da corrente da torre é maior do que a re- sistência ao baixamento da corrente de controle para dentro da torre de cor- rente sob o seu próprio peso. Na modalidade descrita, isto é conseguido formando a torre de corrente com uma restrição no seu pescoço a qual cria - uma força de atrito aumentada entre a torre de corrente e a corrente para resistir à separação dos dois componentes. " Em uso, a corrente de controle 62 é estendida da embarcação 60, erecebida dentro da torre de corrente de controle 30. Na condição mos- trada na figura 3A, a corrente 62 contacta a base 32 e uma extensão conti- nuada leva a uma porção 36 da corrente 62 vir a apoiar sobre a base, como mostrado na figura 3B. Uma segunda porção 37 da corrente 62 não está a- poiando sobre a base 32 da torre de corrente de controle, está suspensa dentro da torre de controle. Este peso é suportado pela embarcação mari- nha, e assim é relevante para o acoplamento do aparelho 10 com a embar- cação marinha. A porção 37 de corrente ajuda a resistir às forças laterais sobre o aparelho 10 devido às correntes. Uma força lateral sobre o aparelho 10 tende a mover o aparelho 10 com relação à corrente 62 e à embarcação de controle60,como mostrado na figura 3C. No entanto, a força lateral deve superar a resistência devida ao peso da porção suspensa 37 na torre de cor- rente 30: de modo a mover o aparelho com relação à embarcação de contro- le e às correntes de controle, a força lateral deve superar o contato de atrito entre a corrente 62 e a superfície interna da torre de corrente de controle 30, e ser suficiente para elevar uma corrente 62 adicional do compartimento de corrente na base da torre de corrente de controle 30. Uma terceira porção 38 da corrente está suspensa acima da torre, o peso da qual está também su- | portado pela embarcação de controle 60. Esta porção 38 da corrente contri- . bui para o controle lateral da embarcação, provendo o efeito de um peso de ancoragem de catenária acoplado entre a abertura da torre de corrente de ' controle 30 e a embarcação de controle 60. A torre de corrente de controle, portanto provê uma resistência às forças laterais devido a correntes, e ajuda a reter a posição do aparelho sob a embarcação de controle 60.

Pela provisão de múltiplas torres de corrente de controle 30, uma maior resistência a forças laterais é provida. Além disso, as torres de corrente de controle espacialmente separadas proveem a facilidade para ajustar o alinhamento do aparelho. Uma resistência contra um movimento rotacional é também provida, A estabilidade do aparelho 10 é aperfeiçoada - separando as torres de corrente de controle 30 sobre uma área tão ampla quanto possível. " As correntes de controle 62 podem ser de qualquer tamanho e comprimento conforme requerido para a operação. Tamanhos e comprimen- tos diferentes de correntes de controle podem ser utilizados em diferentes operações, na dependência de condições ambientais, profundidade de tra- balho, e correntes esperadas. O peso unitário (peso por metro) das corren- tes é escolhido para assegurar que o período natural do sistema seja signifi- cativamente diferente dos períodos de onda predominantes. Isto assegura que a resposta dinâmica do aparelho e da carga é significativamente menor do que aquela da embarcação de controle. O aparelho será agora descrito em vários modos de operação. A figura 4 mostra o aparelho 10 conectado a um rebocador 50 em uma configuração de reboque de superfície na água 70. Os cascos 12, 14 estão completamente deslastreados e nenhuma corrente de alinhamento ou carga está provida sobre o aparelho 10. Onde a carga é de um tamanho e/ou peso adequado, esta pode ser carregada no aparelho 10 por cima, a- través do espaço 20. Uma interface mecânica (não mostrada) é utilizada pa- ra conectar a carga no aparelho. Tal procedimento de carregamento inicial pode ser executado por uma embarcação de guindaste auxiliar próximo de terra em águas protegidas ou por uma instalação de guindaste em terra. |

O carregamento pode ser executado em uma doca seca fixa ou flutuante. Na - configuração mostrada na figura 4, o aparelho 10 pode ser transportado so- bre a superfície 72 no modo de uma barcaça convencional. ] Onde a carga não é adequada para carregamento por cima do aparelho 10, esta pode ser colocada sobre o leito do mar, por exemplo, em águas protegidas próximo de terra. O aparelho 10 é então manobrado sobre a carga, a qual é conectada no aparelho 10 através da interface. Para auxili- ar com esta operação, os tanques do aparelho 10 podem ser totalmente ou parcialmente lastreados de modo a colocar o aparelho 10 ao alcance para conectara carga no aparelho através da interface. Apesar de na figura 4, o aparelho 10 ser mostrado sem uma - carga, este poderia igualmente ser transportado na ou próximo da superfície da água com calado raso com a carga 40 presa. O calado do aparelho 10 é : controlado predominantemente pela inundação dos tanques, ao invés do pesoda carga.

A figura 5 mostra o aparelho 10 com a carga 40. O aparelho está mostrado totalmente inundado com somente as partes mais superiores do aparelho acima da superfície 72 da água 70. Estes são os castelos dianteiro e traseiro 24 com as partes superiores de flutuação sobressalente das torres de corrente de controle 30, e a plataforma de trabalho 26. O calado é deter- minado sobre todos os quatro castelos 24 do aparelho 10 para confirmar a centragem e a declinação apropriadas do aparelho. A centragem pode ser ajustada por corrente de lastro dentro dos compartimentos de corrente 28. O aparelho está configurado para ter uma ligeira centragem dianteira para compensar a distribuição de peso quando a ancoragem de corrente de rebo- que 58 é adicionada. Neste momento, o peso de ancoragem de corrente de rebocamento 58 é selecionado para assegurar que o aparelho possa ser forçado para baixo pelo peso de ancoragem de corrente 58, e que exista um peso sobressalente suficiente na ancoragem de corrente para ancorar o apa- relho10 sobre o leito do mar contra as correntes laterais.

A figura 6A mostra o aparelho 10 em uma condição de reboque parcialmente submersa. A ancoragem de corrente de rebocamento 58 foi | estendida e conecta o pendente rebocamento 54 com a linha de reboque de - rebocador 56. Uma parte do peso da ancoragem de corrente de rebocamen- to 58 é carregada pelo aparelho 10, e cria uma condição de declinação ligei- ] ramente para frente do aparelho.

A posição e o efeito da ancoragem de cor- rente de rebocamento 58 sobre o aparelho é dependente do comprimento e da tensão na linha de reboque.

Como a linha de reboque 56 é desenrolada pelo rebocador, o conjunto de aparelho e carga é submerso mais profundo no corpo de água, como mostrado na figura 6B.

A figura 68C mostra a linha de reboque 56 desenrolada para uma distância significativa, com uma velo- cidade de reboque a qual mantém a tensão no sistema de reboque para po- sicionar o aparelho a uma profundidade apropriada. . A figura 7 mostra a posição do aparelho 10 e da linha de rebo- que 56 com diferentes parâmetros de rebocamento.

As linhas 74a a 74d ' ostram a posição do aparelho em relação ao rebocador com um comnri.,

através de todo o processo de rebocamento. Os transponders no aparelho - permitem uma comunicação com o rebocador 50, a embarcação de controle 60 e/ou outros centros de controle na superfície. Ú A figura 8A mostra esquematicamente o sistema de instalação 100 na posição indicada pelo número de referência 76b na figura 7 em uma escala diferente e com a embarcação de controle 60 presente. O aparelho está em uma posição submersa flutuando acima do leito do mar 78 na vizinhança do alvo de deposição 80. Uma porção 82 da ancoragem de cor- rente de rebocamento 58 próxima do aparelho 10 é içada do leito do mar 78, 10 devido à flutuação positiva excessiva do aparelho 10. O peso da porção 84 da ancoragem de corrente de rebocamento elevada do leito do mar corres- . ponde à flutuação excedente do conjunto do aparelho e carga. A porção 82 da ancoragem de corrente de rebocamento a qual apóia sobre o leito do mar Ú serve para ancorar o conjunto. O peso da porção 82 provê uma resistência aoarraste contra as correntes que atuam sobre o conjunto e as quais podem de outro modo tender a mover o aparelho.

A embarcação de controle 60 começou a estender as correntes de controle 62, apesar de na figura 8A estas não estão acopladas no apare- lho 10. Uma função das correntes de controle 62 é superar a flutuação exce- denteno aparelho para permitir que o conjunto de aparelho e carga seja bai- xado para o leito do mar 78. As correntes de controle 62 devem, portanto ter um peso suficiente para superar a flutuação, o qual será o mesmo peso que a porção 84 da ancoragem de corrente de rebocamento que é elevada do leito do mar pelo aparelho.

Uma função adicional das correntes de controle 62 é resistir ao movimento lateral ou rotacional do aparelho 10 devido às correntes. A cor- rente de controle 62 é, portanto feita de comprimento suficiente para permiti- la apoiar sobre o aparelho para superar o peso da flutuação excedente, mas também para estender para cima através da torre de corrente de controle 30 demodo que a corrente de controle 62 estenda para fora da abertura da tor- re de corrente de controle. As forças laterais sobre o aparelho tenderão a deslocar para fora a corrente de controle, o que será resistido pelo contato | de atrito entre a corrente de controle e a superfície interna da torre de cor- - rente de controle 30, e pelo peso da corrente que está suspenso dentro da torre de corrente de controle 30. ] As correntes de controle 62 são baixadas para o aparelho 10 até que estas sejam recebidas dentro dos receptáculos os quais são formados pelas torres de corrente de controle 30. As correntes de controle são esten- didas até que a flutuação do conjunto de aparelho e carga seja neutralizada.

Quando isto ocorre, a ancoragem de corrente de rebocamento 58 não é mais elevada do leito do mar, e apóia sobre o leito do mar como mostrado nafigura8B.

Na configuração da figura 8B, o sistema é estável com a posição - vertical do conjunto de aparelho e carga controlada pela embarcação de controle através de acoplamento com as linhas de corrente de controle.

O ' controle posicional lateral e pelo sistema de corrente de controle, especifi- camente em virtude da porção verticalmente suspensa da corrente de con- trole dentro das torres de corrente de controle, e suplementado pela ancora- gem pela ancoragem de corrente de rebocamento 58. Para aperfeiçoar adi- cionalmente a estabilidade rotacional e/ou lateral do conjunto de aparelho e carga, uma ou mais das correntes de controle 62 pode ser lateralmente re- posicionada na superfície.

Isto tem o efeito de deslocar para fora a corrente de controle no ponto de entrada de uma torre de corrente de controle.

Nas figuras 8A e 8B, o sistema está mostrado com o rebocador 50 conectado no aparelho através do sistema de reboque e do peso de an- coragem 58. Isto pode ser útil para prover uma estabilidade adicional e/ou um controle de direcionamento para o sistema, mas não é necessário em todas as implementações.

Por exemplo, em outra implementação, o reboca- dor pode desconectar da ancoragem de corrente de rebocamento 58 se o rebocador for requerido para outras operações, ou em condições de clima adversas na vizinhança da instalação as quais o rebocador pode não ser capazde suportar.

Será apreciado que a configuração mostrada na figura SA permite que o conjunto de aparelho e carga seja deixado flutuante suspenso acima do leito do mar em uma condição segura, com o rebocador desconec- | tado ou desenrolando um comprimento significativo de linha de reboque para - atender outros locais marinhos. Se o rebocador for desconectado, a ancora- gem de corrente 58 pode ser desconectada do aparelho antes de mover o ] aparelho para a sua posição alvo (como abaixo descrito). Alternativamente, ocomprimento da linha entre a ancoragem de corrente 58 e o cabo de amar- ração pode ser suficiente para permitir que o aparelho 10 mova para sua posição alvo sem desconectar o peso de ancoragem do aparelho.

As figuras 9A a 9C mostram o reposicionamento e a deposição do conjunto de aparelho e carga sob o controle da embarcação de controle

60. Na figura 9A, o rebocador 50 puxa a linha de reboque 56 até esta ser elevada do leito do mar. Como a ancoragem de corrente de rebocamento 58 « na figura 8B e na figura 9A não está contribuindo para o peso do aparelho, esta não tem efeito sobre o controle posicional vertical do aparelho, e a an- S coragem de corrente de rebocamento é elevada do leito do mar 78 de modo que na figura 9B, o aparelho esteja sob o controle total da embarcação de controle 60. A embarcação de controle 60 pode ajustar os desenrolamentos de uma ou mais correntes de controle 62 individualmente de modo a ajustar a centragem e a declinação do aparelho 10. A embarcação de controle 60 move na direção da localização de deposição alvo 80, e o controle lateral provido pelas correntes de controle 62 move o aparelho 10 em posição abai- xo da embarcação de controle. Na figura 9B, o rebocador e o sistema de reboque permanecem presos. Isto pode prover a operação com uma estabi- lidade e segurança adicionais, apesar de que será apreciado que o reboca- dor 50, a linha de reboque 56 e a ancoragem de corrente de rebocamento 58 poderiam ser destacados do aparelho enquanto a embarcação de controle move o conjunto de aparelho e carga para a posição requerida.

Quando o conjunto de aparelho e carga está na localização re- querida acima do alvo 80, este é baixado para o leito do mar 78 desenrolan- do cada corrente de controle 62 na mesma taxa. Isto supera a flutuação do aparelho e baixa o aparelho para o leito do mar, como mostrado na figura 9C. Ao mesmo tempo, a linha de reboque (se presa) é desenrolada na mesma taxa para manter a folga entre a ancoragem de corrente de reboca- | mento e o aparelho. Quando o conjunto de aparelho e carga está depositado - sobre o leito do mar na posição pretendida, as correntes de controle 62 são completamente baixadas para prover o seu peso total sobre o conjunto e retê-lo sobre o leito do mar. Na figura 10A as correntes de controle 62 foram destacadas da embarcação de controle 60, e apoiam sobre o aparelho 10. Deve ser notado que nesta configuração, a flutuação líquida do aparelho é ainda positiva, e é o peso da carga 40 o que retém o conjunto de aparelho e carga sobre o leito do mar. O aparelho 10, portanto não impõe nenhuma carga sobre a carga 40, O próximo estágio na operação é a extensão de uma ou mais . correntes de lastro 90 para o conjunto sobre o leito do mar. As correntes de lastro 90 são baixadas da embarcação de controle para dentro dos compar- ' timentos de corrente de lastro 28. As correntes de lastro 90 são estendidas a um peso equivalente ao peso da carga 40. Quando as correntes de lastro foram adicionadas aos compartimentos de corrente de lastro 28, o aparelho 10 impõe uma carga sobre a carga 40 a qual é equivalente ao peso exce- dente das correntes de controle. A interface entre a carga 40 e o aparelho 10, portanto não está sob uma carga de tensão, o que permite um ROV (não mostrado) desconectar o aparelho 10 da carga 40. Com a carga 40 desco- nectada, as correntes de controle 62 são reconectadas na embarcação de controle 60, como mostrado na figura 10B. As correntes de controle 62 são então lentamente recuperadas para reduzir o seu peso sobre o aparelho 10, até que o aparelho torne-se neutramente flutuante e flutue afastando da car- ga,como mostrado na figura 10C.

Na configuração mostrada na figura 10C, a embarcação de con- trole pode transladar para uma posição lateral livre da carga 40 e qualquer infraestrutura submarina circundante. As correntes de controle 62 continuam a ser recuperadas até que o aparelho 10 suba para uma posição na qual exístauma tensão entre o aparelho 10 e a ancoragem de corrente de rebo- camento 58 através do cabo de amarração e do pendente de rebocamento, como mostrado na figura 10D. Neste ponto, a ancoragem de corrente de | rebocamento 58 tem o efeito de superar a flutuação excedente no aparelho - 10, e as correntes de controle podem ser completamente desacopladas do aparelho 10. Ú A figura 10E mostra o aparelho 10 sendo rebocado para longe pelo rebocador 50, com o controle de posição vertical por meio do peso de ancoragem 58 e os parâmetros de velocidade de reboque e distância de li- nha de reboque, como descrito com referência às figuras 6 e 7. Quando o aparelho é retornado para terra, na configuração como mostrado na figura 5, este é deslastreado fechando as válvulas de ventilação dos tanques, e utili- zando um compressor para deslocar a água dos tanques dentro dos casos 12e14 - A descrição acima refere a um aparelho e método para baixar uma carga para o leito de um corpo de água. Será apreciado que os princí- ' pios da invenção podem ser utilizados em um método para recuperar ou ele- varumitem submarino. Especificamente, as etapas da metodologia exem- plar, ou um seu subconjunto, podem ser invertidas. Por exemplo, o aparelho que compreende uma corrente de lastro pode ser baixado para a posição sobre uma carga sobre o leito do mar baixando as correntes de controle de uma embarcação de controle. O aparelho pode ser acoplado na carga atra- vésde uma interface, e a corrente de lastro pode ser recuperada para a su- perfície. Subsequentemente, as correntes de controle podem ser gradual- mente recuperadas para elevar o conjunto de aparelho e carga acima do leito do mar até que a flutuação excedente do aparelho seja tornada neutra pelo peso de ancoragem de corrente de rebocamento e o conjunto de apare- lhoe carga combinados pode ser sujeito a um reboque submerso pelo rebo- cador para uma localização offshore ou onshore alternativa, Executando as etapas do método acima descrito (ou suas etapas selecionadas) invertidas, as vantagens descritas com referência ao baixamento de uma carga são experimentadas em uma operação de recuperação.

Em uma modalidade alternativa da invenção, o aparelho está projetado para formar uma parte integral da estrutura a qual deve ser baixa- da submarina. Em outras palavras, as características do aparelho estão in- | cluídas na própria carga.

Tal modalidade é fabricada com flutuação positiva, : de modo que o centro de flutuação esteja localizado acima do centro de gra- vidade.

É vantajoso prover a flutuação por estruturas inundáveis as quais são carregadas com um gás inerte a uma pressão para resistir à compres- sãodevido às forças hidrostáticas experimentadas em profundidades signifi- cativas.

Nesta configuração, a aplicação do aparelho será limitada pela pressão nominal que pode ser pré-carregada na estrutura.

A modalidade descrita inclui três torres de corrente de controle, apesar de que será apreciado que um número diferente de torres de corren- tede controle poderia ser provido.

Em uma modalidade simples, uma única torre de corrente de controle pode ser provida.

No entanto, múltiplas torres - de corrente de controle são preferidas para prover um controle de centragem e de declinação e resistência contra a rotação do aparelho.

Três ou mais ' torres de corrente controladas são preferidas, e podem ser configuradas em qualquer forma.

Vantajosamente, as torres de corrente de controle serão lateralmente separadas umas das outras para prover uma sensibilidade má- xima.

Em uma modalidade não ilustrada, uma ou mais torres de cor- rente de controle estão providas por uma extensão de torre recuperável.

Isto oferece vantagens onde o tamanho e/ou à forma da estrutura não permite que uma altura adequada de uma torre de corrente de controle permanente seja utilizada.

Uma modalidade alternativa da invenção difere da modalidade acima descrita em que o lastro utilizado para compensar o peso de uma car- ga não é estendido da e/ou recuperado para a superfície.

Por exemplo, o aparelho poderia ser configurado para pegar ou de outro modo tomar o las- tro do leito do mar.

Em uma modalidade, o peso de lastro poderia ser provi- do sobre o leito do mar na ou adjacente à localização de deposição da car- ga.

O aparelho pode ser configurado para pegar o lastro no fundo do mar e liberara carga.

O aparelho e lastro combinados podem então ser recupera- dos para a superfície no modo acima descrito.

Similarmente, em um método de elevar uma carga, o aparelho poderia ser provido com um lastro (por e- | xemplo, rochas) o qual é liberado no leito do mar após o aparelho ser aco- - plado na carga.

Para facilitar estes modos de operação, o aparelho pode ser Ú provido com uma câmara de lastro ou um receptáculo de lastro.

Este pode também ser configurado para permiti-lo ser acoplado a pesos de lastro es- pecialmente posicionados em relação à carga, de modo que a carga e o las- tro possam ser simultaneamente presos ou destacados da embarcação.

Al- ternativamente ou além disso, o aparelho pode ser configurado para a fixa- ção de duas cargas.

Tais modalidades permitem que o sistema seja convenientemen- te utilizado como um transporte de ida e volta para mover os itens de infraes- - trutura submarina entre uma localização submarina e a terra.

Por exemplo, o método pode ser utilizado para transferir os módulos de uma estrutura sub- : marina maior para uma localização em terra para manutenção ou modifica- ção, com pesos de lastro submarinos sendo utilizados para lastrear o apare- lho quando a carga não está presa.

Em tal método de operação, os pesos de lastro serão transferidos entre as respectivas localizações em sentidos opos- tos.

Em outro modo de operação o aparelho poderia ser utilizado para trocar as cargas em uma localização submarina.

Uma primeira carga pode prover o efeito dolastro no rebocamento para fora, e uma segunda carga pode prover o efeito do lastro no rebocamento para dentro.

Tal sistema pode ser especi- ficamente adequado para a mudança de componentes modulares de uma estrutura submarina maior.

O peso de lastro pode compreender, por exemplo, uma corrente ou pode compreender um ou mais pesos discretos ou rochas.

Alternativa- mente, o lastro pode ser provido tomando um líquido espesso ou fluido pe- sado dentro de tanques ou outros receptáculos localizados no aparelho.

O fluido ou líquido espesso de lastro pode ser bombeado para dentro dos re- ceptáculos, por exemplo, da superfície, ou pode ser tomado inundando os receptáculos ou tanques com a água do mar.

Em outras modalidades, com- binações de peso de lastro em forma articulada, discreta ou fluida podem ser utilizadas, |

Em uma modalidade alternativa, pelo menos uma das correntes - de controle 62 está presa no aparelho 10 por uma linha de retenção (não mostrada). A linha de retenção é suficientemente forte para resistir às forças ] devido aos surtos de corrente. A linha de retenção deve ser suficientemente fracade modo que esta não sobrecarregará o guindaste de forças de arran- que forem experimentadas pelo aparelho. Se provida a linha de retenção é desconectada durante a recuperação das correntes de controle para o con- vés da embarcação de controle 60, de modo que as correntes de controle possam ser completamente desacopladas do aparelho. A interface entre o aparelho e a carga pode, por exemplo, com- preender uma conexão mecânica rígida e/ou uma disposição de correias. No . último caso, a carga pode ser destacada do aparelho cortando as correias utilizando um ROV. ' O aparelho 10 compreende dois membros transversais, apesar de que será apreciado que modalidades altemativas podem incluir um núme- ro diferente. Isto pode ser desejável ou necessário onde o aparelho tem cas- cos ou pontões os quais são grandes, por exemplo, onde o aparelho está configurado para a instalação de estruturas especificamente grandes.

Em uma variação nas modalidades acima descritas, uma única embarcação funciona como a embarcação de reboque e a embarcação de controle. A embarcação de controle pode estar configurada para baixar as correntes de controle utilizando guinchos sobre a embarcação ao invés de guindastes como utilizado na modalidade acima descrita.

As modalidades da presente invenção geram diversas vanta- gens sobre os sistemas de instalação e extensão descritos na técnica ante- rior.

Uma vantagem específica da presente invenção é que os méto- dos de utilização, por exemplo, a instalação ou a recuperação de componen- tes submarinos, têm uma contingência incorporada. Isto provê um importan- te aperfeiçoamento de segurança quando comparado com os sistemas pre- viamente disponíveis.

Especificamente, o método pode ser interrompido a qualquer | momento e as embarcações de superfície podem ser subsequentemente . movidas da localização do aparelho. Por exemplo, se durante o rebocamen- to submarino, as condições tornarem-se severas e o rebocador precisar re- locar para mares mais calmos, o aparelho e o sistema de reboque podem ser destacados e o aparelho deixado flutuando seguramente acima do leito do mar, ancorado pelo peso de ancoragem 58. Alternativamente, ou além disso, a embarcação de controle pode ser movida para uma diferente locali- zação offshore pela recuperação das correntes de controle do aparelho.

Similarmente, o rebocador pode ser mobilizado para uma locali- zação diferente (completo com o sistema de reboque e o peso de ancora- gem, se necessário) quando a embarcação de controle tem o controle do . aparelho, como mostrado na figura 9B. Em todos os cenários acima, o apa- relho é deixado flutuando seguramente acima do leito do mar com controle ' lateral. Será também apreciado que se requerido a embarcação de controle e/ou o rebocador podem ser movidos durante os estágios da operação quando as correntes de controle foram totalmente estendidas dentro do apa- relho e o aparelho apóia sobre o leito do mar.

A metodologia não precisa de uma grande embarcação de guin- daste, com a capacidade da embarcação de controle somente requerida pa- ralidarcom a corrente de controle e os sistemas de corrente lastreados.

Em vários aspectos, a presente invenção reduz ou evita a ne- cessidade de içamento em terra de uma carga. Além disso, a transição da carga através da superfície da água pode ser executada em terra ou próximo de terra em águas protegidas.

O sistema de reboque submerso tem uma sensibilidade reduzida ao clima quando comparado com os sistemas da técnica anterior. A opera- ção de baixamento que utiliza as correntes de controle tem uma sensibilida- de reduzida às condições de clima na superfície.

O carregamento hidrodinâmico sobre a carga é significativamen- te reduzido quando comparado com os sistemas da técnica anterior. Um movimento vertical significativo da embarcação de controle resulta em pe- quenas variações na tensão de linha de descida, por que o carregamento | hidrodinâmico sobre a corrente é pequeno. Como a corrente de controle a- . póia sobre ou dentro do aparelho, e não estão diretamente acoplados, não existe nenhum carregamento hidrodinâmico transferido sobre a linha de des- cida para o aparelho.

A relação entre a massa do aparelho e a carga e o peso da cor- rente por metro assegurará que existira pouca resposta do aparelho devido ao movimento cíclico das correntes com o movimento da embarcação. Em outras palavras, o sistema provê um mecanismo de compensação de levan- tamento sem a necessidade de uma tecnologia de compensação de levan- tamento sofisticada. Realmente, em geral o equipamento e a tecnologia re- queridos para a implementação da invenção são simples e confiáveis.

. Pela utilização de flutuação sólida e a inundação de todos os tanques de flutuação antes do baixamento da estrutura para a profundidade ' evita a possibilidade de colapso hidrostático.

O aparelho e método da invenção pode ser utilizado com estru- turas muito grandes e pesadas em instalações de água profunda, utilizando embarcações de baixo custo. O sistema é capaz de manipular cargas de qualquer peso, limitado somente pelo tamanho da flutuação. Por exemplo, as modalidades da invenção podem ser utilizadas para içar pesos até diver- sosmilhares de toneladas sem a utilização de uma embarcação de içamento pesada.

O processo de depositar a carga pode ser executado em um modo altamente controlado. O peso das correntes de controle é pequeno em relação ao peso do aparelho e da carga, e portanto um grau de controle fino pode ser conseguido para assegurar um pouso suave sobre o leito do mar.

Está provido um método e aparelho para baixar e/ou elevar uma carga ou estrutura para o ou do leito de um corpo de água. O aparelho com- preende um aparelho de flutuação configurado para ser acoplado a uma carga, e que tem uma flutuação positiva suficiente para içar a carga. Pelo menos um receptáculo está provido sobre o aparelho para receber um peso de controle baixado de uma embarcação para baixar ou elevar o conjunto. O método de baixamento inclui formar um conjunto de um aparelho de flutu- | ação e uma carga e submergir o conjunto para uma posição em uma primei- . ra altura acima do leito. Em uma modalidade preferida o conjunto é submer- gido por um sistema de reboque de peso de ancoragem. Um peso de contro- le é estendido de uma embarcação para o conjunto para superar a flutuação —positivado conjunto e por meio disto baixar a carga da primeira altura para o leito. O método de elevação inverte as etapas do método de baixamento.

' As variações das modalidades acima descritas estão dentro do escopo da invenção, e a invenção estende a combinações ou características outras que aquelas especificamente aqui reivindicadas.

|

Claims (15)

1. , 18

   REIVINDICAÇÕES : 1. Método para baixar uma carga para um leito (78) de um corpo de água, o método sendo caracterizado por compreender as etapas de: prover um conjunto formado de um aparelho de flutuação (10) e uma carga (40),em que o aparelho de flutuação (10) torna o conjunto positi- vamente flutuante; submergir o conjunto para uma posição em uma primeira altura acima do leito; estender um peso de controle de uma embarcação (60) para o conjunto para superar a flutuação positiva do conjunto e por meio disto bai- xar a carga da primeira altura para o leito; e destacar a carga (40) do aparelho de flutuação no leito do corpo de água.
2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fatode compreender a etapa de submergir o conjunto para a primeira altura acima do leito utilizando uma linha de peso de ancoragem (58).
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de estacionar o conjunto na primeira altura com o conjunto ancorado pela linha de peso de ancoragem (58).
4. 4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3 anteriores, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de acoplar o pe- so de controle no conjunto na primeira altura acima do leito (78).
5. 5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de receber o peso de controle (62) dentro de um receptáculo (30) sobre o aparelho de flutuação (10).
6. 6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que o peso de controle é uma corrente de controle (62), o método sendo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: suportar uma primeira porção (36) da corrente de controle sobre uma superfície inferior de um receptáculo (30) do aparelho (10); suspender uma segunda porção (37) da corrente de controle a- cima da primeira porção dentro do receptáculo (30); e

   ; 203 suspender uma terceira porção (38) da corrente de controle en- . tre a embarcação de controle (60) e uma abertura para o receptáculo (30).
7. 7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de compreender as etapa de: lastrear o conjunto com um peso de lastro (90) correspondendo ao peso da carga (40) do conjunto; e subsequentemente destacar a carga do aparelho de flutuação (10) no leito (78) do corpo de água; sendo que o peso de lastro compreende uma ou mais corrente delastro, um ou mais peso discretos e um fluido ou um liquido espesso.
8. 8. Método para elevar uma carga (40) de um leito (78) de um corpo de água, o método caracterizado pelo fato de compreender as etapa de: prover um conjunto sobre um leito (78) formado de um aparelho deflutuação (10) acoplado a carga (40), em que o aparelho de flutuação (10) tem uma flutuação suficiente para içar a carga (40); reter o conjunto sobre o leito (78) utilizando um peso de controle (62) e utilizar uma embarcação (60) para recuperar o peso de controle (62) do conjunto para tornar o conjunto positivamente flutuante, por meio disto elevando o conjunto do leito (78).
9. 9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de: desacoplar um peso de lastro (90) do conjunto subsequente à formação do conjunto, sendo que o peso de lastro (90) corresponde ao peso da carga (40) do conjunto, em que o peso de lastro (90) compreende uma ou mais corrente de lastro, um ou mais pesos discretos e um fluido ou um liquido es- pesso.
10. 10. Método de acordo com as reivindicações 8 ou 9, em que o peso de controle (62) é uma corrente de controle, o método caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:

    suportar uma primeira porção (36) da corrente de controle sobre ' uma superfície inferior de um receptáculo (30) do aparelho; suspender uma segunda porção (37) da corrente de controle a- cima da primeira porção dentro do receptáculo (30); e suspender uma terceira porção (38) da corrente de controle en- tre a embarcação de controle (60) e uma abertura para um receptáculo (30).
11. 11. Aparelho (10) para baixar ou elevar uma carga para ou de um leito (78) de um corpo de água, o aparelho sendo caracterizado pelo fato de compreender: um aparelho de flutuação configurado para ser acoplado a uma carga (40), o aparelho de flutuação tendo uma flutuação positiva suficiente para içar a carga; e pelo menos um receptáculo (30) para receber um peso de con- trole (62) baixado de uma embarcação (60) para baixar ou elevar o conjunto.
12. 12. Aparelho de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o peso de controle (62) é uma corrente de controle.
13. 13. Aparelho de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o receptáculo (30) compreende uma superfície inferior para suportar uma primeira porção (36) da corrente de controle e é configurado paraa suspensão de uma segunda porção (37) da corrente de controle aci- ma da primeira porção dentro do receptáculo.
14. 14. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações nv a 13, caracterizado pelo fato de que o receptáculo (30) é uma torre alongada orientada substancialmente verticalmente sobre o aparelho de flutuação (10).
15. 15. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de compreender uma pluralidade de receptácu- los (30) para receber múltiplos pesos de controle (62) da embarcação (60).