BR112016008480B1

BR112016008480B1 - Conjunto de carregamento para transportar uma corrente de gás pressurizado, e, sistema de comutação

Info

Publication number: BR112016008480B1
Application number: BR112016008480-2A
Authority: BR
Inventors: Pablo Antonio Vega Perez; Serge LATIL
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij B.V.
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2021-12-14
Also published as: CN105658570A; EP3057905A1; US20160258578A1; HRP20181415T1; CN105658570B; PH12016500696A1; PH12016500696B1; BR112016008480A2; CL2016000853A1; CY1120726T1; LT3057905T; EP3057905B1; US10919756B2; SG11201602153PA; WO2015055835A1

Abstract

conjunto de carregamento para transportar uma corrente de gás pressurizado, e, sistema de comutação. um conjunto de carregamento tem um conduto de gás que se estende entre uma estrutura flutuante e outra estrutura, para transportar uma corrente de gás pressurizado entre as duas estruturas. um acoplador de desconexão de emergência é configurado no conduto de gás. um sistema de comutação é provido para controlar a comutação de um mecanismo de engate do acoplador de desconexão de emergência, entre uma posição travada e uma posição destravada (em uma ou em outra direção). o sistema de comutação é sujeito a dois distintos regimes à prova de falhas: um regime destravado por falhas, que inerentemente instrui para liberação do acoplador de desconexão de emergência e um regime de falha fechada, que inerentemente impede a liberação do acoplador de desconexão de emergência, quando há gás pressurizado na conexão de gás. o regime destravado por falhas é ativo quando a pressão de gás na conexão de gás está abaixo de um predeterminado valor limite de cancelamento. o regime travado por falhas cancela o regime destravado por falhas.

Description

[001] Em um primeiro aspecto, a presente invenção refere-se a um conjunto de carregamento para transportar uma corrente de gás pressurizada entre uma estrutura flutuante e outra estrutura localizada adjacente à estrutura flutuante. Em outro aspecto, a presente invenção refere-se a um sistema de comutação para uso em um conjunto de carregamento, para operar um mecanismo de engate de um acoplador de desconexão de emergência.

[002] A necessidade de transferir gás pressurizado entre uma estrutura flutuante e uma outra estrutura pode, por exemplo, surgir se uma das estruturas compreender uma unidade de processamento de gás, enquanto a outra contiver um consumidor de gás, um produtor de gás, ou ambos. Na descrição acima, é presumido, para fins de ilustração, que a estrutura flutuante é a que compreende tal unidade de processamento de gás, enquanto a outra estrutura tem o consumidor e/ou o produtor de gás. Entretanto, esta não é uma exigência fixada.

[003] Um gás pressurizado pode ser transferido entre a estrutura flutuante e a outra estrutura por meio de um chamado conjunto de carregamento. Em essência, tal conjunto de carregamento compreende um conduto de gás que se estende entre a estrutura flutuante e a outra estrutura, para transportar uma corrente de gás pressurizado, tal como uma corrente de gás natural pressurizada, entre as duas estruturas. Se o conjunto de carregamento é adaptada para transportar gás pressurizado, tal conjunto de carregamento pode, por exemplo, ser usada para descarregar o gás evaporizado de uma unidade de gaseificação flutuante (ou uma armazenagem flutuante e unidade de gaseificação), ou para carregar gás natural pressurizado sobre uma unidade de processamento de gás flutuante, tal como uma unidade de liquefação flutuante (ou uma unidade de liquefação e armazenagem flutuante). Adequadamente, embora isto não seja uma exigência da presente invenção, o conduto de gás é sustentado por um braço de carga. Numerosas companhias, incluindo FMC Technologies Inc., Emco Wheaton e, possivelmente, outras, manufaturam e vendem tais braços de carga para transferir gás pressurizado. Os conjuntos de carregamento para gás pressurizado (natural) não devem ser confundidos com os conjuntos de carregamento, tais como descritos, por exemplo, na publicação de pedido de patente pré-concedido US No. 2006/0156744, que são projetados para transferir o GNL de líquido criogênico. A transferência de líquidos (criogênicos) é usualmente feita sob baixa pressão (menor do que 500 kPa (5 bar)) e, assim, a classificação de conectores é diferente do que para gás pressurizado.

[004] Os sistemas e métodos para regaseificação em zona portuária de gás natural liquefeito (GNL) são descritos na publicação pré-concedida US No. 2010/0263389. Nestes sistemas e métodos, o GNL pode ser provido de um transportador de GNL para um vaso de regaseificação. O GNL é regaseificado no vaso de regaseificação e o gás natural regaseificado descarregado com um braço de alta pressão na costa. Uma primeira extremidade do braço de alta pressão pode incluir um sistema de liberação rápida, envolvendo um acoplamento de liberação de emergência (ERC). O ERC pode ser acionado para liberação se o movimento do braço de alta pressão exceder um ou mais parâmetros pré-estabelecidos em qualquer direção.

[005] Entretanto, há o risco de perda descontrolada de conteúdo se o braço não for despressurizado antes da liberação do ERC. Além disso, há o risco de que o sistema de liberação rápida para liberar o ERC não seja corretamente acionado, por exemplo, devido a uma perda de energia.

[006] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é provido um conjunto de carregamento para transportar uma corrente de gás pressurizado entre uma estrutura flutuante e outra estrutura que seja localizada adjacente à estrutura flutuante, o conjunto de carregamento compreendendo: - um conduto de gás que se estende entre a estrutura flutuante e a outra estrutura, para transportar uma corrente de gás pressurizado entre as duas estruturas, - um acoplador de desconexão de emergência, configurado no conduto de gás para estabelecer uma conexão de gás seletivamente conectável e desconectável entre a estrutura flutuante e a outra estrutura através do conduto de gás, em que o gás presente na conexão de gás tem uma pressão de gás, e em que o acoplador de desconexão de gás compreende um mecanismo de engate, que é seletivamente comutável entre uma posição travada e uma posição destravada, por meio do que em dita posição travada a conexão de gás é estabelecida e por meio do que em dita posição destravada a conexão de gás é interrompida, por meio do que o mecanismo de engate fisicamente desengata quando o mecanismo de engate está na posição destravada; - um conjunto de energia de desconexão de emergência funcionalmente acoplada ao mecanismo de engate, aciona o comutador do mecanismo de engate. - um sistema de comutação, arranjado entre o conjunto de energia de desconexão de emergência e o mecanismo de engate, em que o sistema de comutação é configurado para controlar a comutação do mecanismo de engate do acoplador de desconexão de emergência entre a posição travada e a posição destravada, em que o sistema de comutação é sujeito a dois distintos regimes à prova de falhas contingentes à pressão de gás interna da conexão de gás: um regime destravado por falhas, quando a pressão de gás interna da conexão de gás é abaixo de um valor limite cancelado pré-selecionado, que estabelece o sistema de comutação destrave o mecanismo de engate quando da perda de energia, e um regime travado por falhas, que estabelece que o sistema de comutação trave o mecanismo de engate quando a pressão do gás interno da conexão de gás está no ou acima do valor limite cancelado pré-selecionado.

[007] De acordo com o segundo aspecto da invenção, é provido um sistema de comutação para uso em um conjunto de carregamento, para operar um mecanismo de engate de um acoplador de desconexão de emergência provido para estabelecer uma conexão de gás seletivamente conectável e desconectável de um conduto de gás, para transportar uma corrente de gás pressurizado entre uma estrutura flutuante e outra estrutura que é localizada adjacente à estrutura flutuante, em que o sistema de comutação é configurado para controlar a comutação do mecanismo de engate do acoplador de desconexão de emergência entre uma posição travada e uma posição destravada, em que o sistema de comutação é sujeito a dois regimes à prova de falhas distintos, contingentes de uma pressão de gás interna da conexão de gás: um regime destravado por falhas, quando a pressão de gás interna da conexão de gás é abaixo de um valor limite cancelado pré-selecionado, que determina que o sistema de comutação destrave o mecanismo de engate na perda de energia, e um regime destravado por falhas que determina que o sistema de comutação trave o mecanismo de engate quando a pressão de gás interna da conexão de gás esteja no ou acima do valor limiar cancelado pré- selecionado.

[008] A invenção será ainda ilustrada a seguir por meio de exemplo somente e com referência ao desenho não limitante em que: a Fig. 1 mostra esquematicamente um conjunto de carregamento incorporando a invenção; a Fig. 2 mostra esquematicamente uma modalidade de um conjunto de energia principal, funcionalmente conectada aos cilindros de acionamento de braço de carga; a Fig. 3 (partes a d) ilustra esquematicamente um sistema de comutação adequado para uso no conjunto de carregamento, em quatro distintas condições; a Fig. 4 ilustra esquematicamente um sistema de comutação alternativo adequado, comparado com a Fig. 3; a Fig. 5 (partes a e b) ilustra esquematicamente detalhes opcionais que podem ser aplicados em sistemas de comutação adequados, incluindo os sistemas de comutação da Fig.3 e Fig. 4; a Fig. 6 ilustra esquematicamente um exemplo de uma unidade de energia hidráulica de um sistema de carregamento; a Fig. 7 mostra esquematicamente uma parte de um conjunto de carregamento compreendendo uma peça de tubo de interface provida com um elo fraco de rompimento; a Fig. 8 mostra esquematicamente uma parte de um acoplador de desconexão de emergência, compreendendo um elo fraco de rompimento; e a Fig. 9 mostra esquematicamente uma parte de um conjunto de carregamento compreendendo uma barra de ligação mecânica, para atuar duas válvulas de isolamento empregando um único atuador de válvula.

[009] Para fins desta descrição, um único número de referência será atribuído a uma linha, bem como uma corrente transportada naquela linha. Os mesmos números de referência referem-se a componentes similares. A pessoa versada na técnica prontamente entenderá que, embora a invenção seja ilustrada fazendo referência a uma ou mais combinações específicas de detalhes e medidas, muitos desses detalhes e medidas são funcionalmente independentes de outros detalhes e medidas, de modo que eles podem ser igual ou similarmente aplicados independentemente em outras modalidades ou combinações.

[0010] Um conjunto de carregamento aperfeiçoado é presentemente proposto para transportar um gás pressurizado de uma estrutura flutuante para outra estrutura. O conjunto de carregamento compreende um conduto de gás que se estende entre a estrutura flutuante e a outra estrutura, para transportar uma corrente de gás pressurizado entre as duas estruturas, e um acoplador de desconexão de emergência, configurado no conduto de gás.

[0011] Um sistema de comutação é provido para controlar a comutação do mecanismo de engate do acoplador de desconexão de emergência entre uma posição travada e uma posição destravada (em uma ou outra direção). O sistema de comutação é sujeito a dois distintos regimes à prova de falhas: um que inerentemente instrui para liberação do acoplador de desconexão de emergência na perda de energia, e um que inerentemente impede a liberação do acoplador de desconexão de emergência, quando houver gás pressurizado na conexão de gás. O último cancela o mencionado primeiro.

[0012] De acordo com modalidades preferidas da invenção, o sistema de comutação compreende um comutador de seleção e uma porta de pressão compreendendo um comutador de cancelamento. O comutador de seleção tem um estado aberto e um estado fechado. Ao selecionar o estado aberto, o mecanismo de engate é instruído para assumir a posição destravada. Ao selecionar o estado fechado, o mecanismo de engate é instruído para assumir a posição travada. O comutador de seleção é do tipo falha aberta. Entretanto, o comutador de seleção pode ser cancelado pela porta de pressão.

[0013] A porta de pressão é funcionalmente conectável à conexão de gás via uma linha de porta a ser acionada pela pressão interna de gás dentro da conexão de gás. A porta de pressão compreende um comutador de cancelamento, que é ativável pela pressão interna de gás, em que o comutador de cancelamento é forçado na posição de cancelamento quando a pressão interna de gás está na ou acima de um valor limite de cancelamento pré- selecionado, em cujo caso a porta de pressão ativa o comutador de seleção, por meio do que, independente de se o comutador de seleção está no estado aberto ou no estado fechado, o mecanismo de engate é instruído a assumir a posição travada. O movimento do mecanismo de engate de dita posição travada para dita posição destravada pode somente prosseguir quando a pressão de gás interna da conexão de gás está abaixo de dito valor limite cancelado, por meio do que o comutador de cancelamento não é ativado.

[0014] Assim, o comutador de cancelamento e o comutador de seleção são configuradas em uma relação mestre/escravo, por meio do que o comutador de cancelamento funciona como o mestre e o comutador de seleção como o escravo. Com isto é provida um conjunto de carregamento com um acoplador de desconexão de emergência, que tem dois distintos regimes à prova de falhas. Quando a conexão de gás não está pressurizada (mais geralmente, quando a pressão interna de gás da conexão de gás está abaixo de um pré-selecionado valor limite de cancelamento), o acoplador de desconexão de emergência está em um regime governado pela comutador de seleção, que é do tipo falha aberta. Isto significa que o comutador de seleção é solicitado para assumir seu estado aberto, por meio do que o mecanismo de engate é instruído a assumir sua posição destravada. Entretanto, sempre que a pressão interna de gás da conexão de gás está no ou acima do valor limite cancelado pré-selecionado, o comutador de seleção é cancelado pela ação da pressão interna de gás.

[0015] Tal conjunto de carregamento e tal sistema de comutação podem ser usados para transferir gás pressurizado entre a estrutura flutuante e a outra estrutura em uma ou em outra direção. A necessidade de transferir gás pressurizado pode, por exemplo, surgir se uma das estruturas compreender uma unidade de processamento de gás. Uma estrutura flutuante, compreendendo uma unidade de processamento de gás, pode ser referida como uma unidade de processamento de gás flutuante. Na técnica, uma unidade de processamento de gás flutuante usualmente compreende um casco flutuante provido com equipamento para receber gás natural em uma condição de partida, processar o gás natural e, subsequentemente, descarregar o gás natural em uma condição processada, por meio do que a condição processada é diferente da condição de partida.

[0016] Um exemplo de uma unidade de processamento de gás flutuante é uma unidade de gaseificação flutuante (FGU). Uma FGU recebe gás natural liquefeito (GNL), que é gás natural em uma condição liquefeita criogênica, e vaporiza o gás natural liquefeito pela adição nele de calor, desse modo mudando a condição para um vapor. O gás natural é descarregado na forma de um gás natural revaporizado em fase vapor. O gás natural revaporizado é tipicamente enviado por meio de tubulação da FGU para a costa, onde o gás natural pode ser usado de várias maneiras. Por exemplo, ele pode ser adicionado a uma rede de distribuição de gás natural. Usualmente, o gás natural liquefeito é pressurizado antes de ser vaporizado, em cujo caso o gás natural revaporizado é pressurizado. Uma unidade de gaseificação flutuante com frequência tem capacidade de armazenagem criogênica para (temporariamente) armazenar o GNL antes de ser vaporizado. Tal unidade de gaseificação flutuante com capacidade de armazenagem criogênica é tipicamente referida como uma unidade de armazenagem e regaseificação flutuante (FSRU). Um exemplo não limitante é descrito na publicação de pedido de patente pré-concedido US No. 2006/0156744.

[0017] Outro exemplo de uma unidade de processamento de gás flutuante é uma unidade de liquefação de gás natural flutuante (FLU). Exemplos específicos incluem unidades de liquefação e armazenagem de gás natural flutuantes (FLSU), tais como descritas, por exemplo, no WO 2007/064209 e WO 2010/069910. Tal FLU pode ser arranjada para receber gás natural pressurizado da outra estrutura e para criogenicamente esfriar o gás natural, por meio do que liquefazendo o gás natural para produzir GNL. No caso de uma FLSU, o GNL pode ser armazenado em tanques de armazenagem criogênicos antes de ser descarregado para um navio tanque de GNL.

[0018] Embora isto não seja uma exigência da invenção, é concebido que o conjunto de carregamento possa compreender um braço de carga estendendo-se entre a estrutura flutuante e a outra estrutura, para suportar o conduto de gás. Preferivelmente, em cada lado da conexão de gás pelo menos uma válvula de isolamento é configurada no conduto de gás, por meio do que a conexão de gás é entre estas válvulas de isolamento. Para facilidade de referência, estas válvulas de isolamento serão referidas como válvula de isolamento do lado do carretel e válvula de isolamento do lado do braço, embora seja expressamente citado que estes termos “válvula de isolamento do lado do braço” e “válvula de isolamento do lado do carretel” não sejam pretendidos para inferir que um carretel e um braço estão presentes. Entretanto, é contemplado que muitas modalidades em que a invenção é implementada terão um braço e um carretel e, assim, estes nomes foram dados para as respectivas válvulas de isolamento. Além disso, o conjunto de carregamento e ainda provida com uma válvula de descarga que fluidicamente comunica-se com a conexão de gás via uma junção de descarga arranjada na conexão de gás entre a válvula de isolamento do lado do carretel e o acoplador de desconexão de emergência. Com isto é possível despressurizar a conexão de gás, por meio do que abaixar a pressão interna do gás a abaixo do valor limite de cancelamento pré-selecionado, para trazer o sistema de comutação no regime destravado por falhas.

[0019] Preferivelmente, cada uma da válvula de isolamento do lado do carretel e da válvula de isolamento do lado do braço e da válvula de descarga é válvula solicitada, por meio do que a válvula de descarga é movida na posição aberta quando a válvula de descarga é desenergizada e a válvula de isolamento do lado do carretel é movida em posição fechada, quando a válvula de isolamento do lado do carretel é desenergizada e a válvula de isolamento do lado do braço é movida em posição fechada, quando a válvula de isolamento do lado do braço é desenergizada. Isto facilita ainda a configuração à prova de falhas da unidade em caso de perda inadvertida de energia.

[0020] Um elo fraco de rompimento pode adequadamente ser localizado dentro da conexão de gás entre a válvula de isolamento do lado do carretel e a válvula de isolamento do lado do braço. Com isto, pode ser assegurado que a conexão de gás se abra em um local preconcebido entre a válvula de isolamento do lado do carretel e a válvula de isolamento do lado do braço, no caso de a carga mecânica sobre o conjunto de carregamento, causada pelo movimento relativo entre a estrutura flutuante e a outra estrutura, exceda um limite predeterminado.

[0021] As válvulas de isolamento podem ser fechadas antes de alcançar o limite predeterminado da carga mecânica e, assim, evitar perda de contenção. Preferivelmente, o fechamento das válvulas de isolamento é acionado por um sensor de grande alcance, que determina a distância que o conjunto de carregamento tem que abarcar entre a estrutura flutuante e a outra estrutura.

[0022] Se o braço de carga for provido, a base do braço de carga pode ser baseada na estrutura flutuante ou na outra estrutura. A direção do fluxo do gás pressurizado através do conjunto de carregamento pode ser da extremidade proximal para a extremidade distal, ou da extremidade distal para a extremidade proximal.

[0023] Nos desenhos e descrição abaixo, para evitar excessiva proliferação de desenhos e ilustrações, somente o caso em que a base do braço de carga é baseada na outra estrutura é expressamente descrita, por meio do que a direção de fluxo do gás é assumida ser da estrutura flutuante para a outra estrutura. A pessoa versada entenderá que a invenção não é limitada a esta aplicação particular da invenção e que os mesmos princípios como descritos abaixo podem ser aplicados quando a direção do fluxo é da outra estrutura para a estrutura flutuante e/ou em modalidades em que a base do braço de carga baseada na estrutura flutuante. Além disso, é presumido que a estrutura flutuante é uma unidade de processamento de gás flutuante, porém a invenção é igualmente aplicável se a outra estrutura contiver uma unidade de processamento de gás, ou nenhuma de ambas contiver uma unidade de processamento de gás.

[0024] A Figura 1 mostra esquematicamente uma possível implementação do conjunto de carregamento, em que numerosas melhorias propostas são ilustradas. Envolvidas são uma unidade de processamento de gás flutuante 100 e outra estrutura 200, localizada adjacente à unidade de processamento de gás flutuante 100, e um conjunto de carregamento para transportar um gás pressurizado da unidade de processamento de gás flutuante 100 para a outra estrutura. A unidade de processamento de gás flutuante 100 compreende um casco flutuante 110, sobre o qual suporta equipamento de processamento de gás para receber gás natural em uma condição de partida, para processar o genericamente e para descarregar o gás natural em uma condição processada. A condição processada é diferente da condição de partida. A unidade de processamento de gás flutuante 100 é usada como uma ilustração de uma estrutura flutuante que flutua em um corpo de água 4.

[0025] A outra estrutura 200 pode também ser uma estrutura flutuante, ou pode ser uma estrutura fixa, tal como uma estrutura com uma fundação na costa, adjacente ao corpo de água, ou uma estrutura com uma fundação no corpo d’água, tal como uma plataforma ou cais. Na descrição abaixo, a outra estrutura 200 será referida como lado da costa 200, para facilitar facilidade de leitura, porém a invenção aplica-se a qualquer tipo de outra estrutura, como indicado acima.

[0026] O conjunto de carregamento compreende um braço de carga 500 montado sobre uma base 510 localizada sobre o lado da costa 200. Numerosos tipos de braços de carga 500 são conhecidos na técnica e a invenção não é limitada a qualquer tipo particular. O braço de carga 500 mostrado na Figura 1 é um braço de carga articulado, tendo uma pluralidade de articulados 520a, 520b, 520c, 520d, que são articuladamente conectados entre si pelas juntas 530a, 530b, 530c. O movimento pivotante dos articulados pode ser controlado pelos cilindros de acionamento de braço de carga 540a, 540b. Estes são acoplados ao braço de carga 500 para mover partes do braço de carga 500, por exemplo, a pluralidade de articulados 520a-d, em relação entre si.

[0027] Como esquematicamente ilustrado na Fig. 2, um conjunto de energia principal 550 pode ser provido no lado da costa 200 e funcionalmente acoplada aos cilindros de acionamento do braço de carga 540a, 540b. Preferivelmente, o conjunto de energia principal 550 compreende um sistema de energia hidráulico de braço principal, que é conectado aos cilindros de acionamento de braço de carga 540a, 540b via uma pluralidade de linhas hidráulicas de braço 541a, 541b.

[0028] Com referência novamente à Fig. 1, o braço de carga 500 compreende uma extremidade próxima 560 na base 510 e uma extremidade distal 570 estendendo-se da base 510. Um conduto de gás 580 é montado sobre o braço de carga 500. O conduto de gás 580 é representado como uma linha na figura. O conduto de gás pode ser formado de extremidades de tubo duro unidas entre si via articulações 590a, 590b, 590c das juntas 530a, 530b, 530c. Outros tipos de condutos de gás podem ser empregados, tais como, por exemplo, condutos de gás flexíveis ou partes de tubo duras unidas entre si com partes flexíveis. O conduto de gás 580 serve para transportar uma corrente de gás pressurizado da extremidade distal 570 do braço de carga para a extremidade proximal 560.

[0029] Uma parte de carretel é provida, que compreende um conduto de parte de carretel 30, e uma conexão de gás pode ser estabelecida entre a parte de carretel e a extremidade proximal 570 do braço de carga 500. A conexão de gás estende-se entre a extremidade proximal 570 do braço de carga e a parte de carretel. Quando durante operação o braço de carga é conectado à parte de carretel, a conexão de gás fluidicamente conecta o conduto de gás 580 no braço de carga 500 com o conduto de parte de carretel 30.

[0030] Na modalidade da Fig. 1, o conduto de parte de carretel 30 estende-se entre um tubo de comunicação de envio de gás para fora 10 e uma válvula de isolamento do lado do carretel 60, por meio do que gás pressurizado pode fluir do tubo de comunicação de envio de gás para fora 10 através do conduto de parte de carretel 30 e a válvula de isolamento do lado do carretel 60, para a conexão de gás. Uma válvula de isolamento do lado do braço 70 separa a conexão de gás do conduto de gás 580 que é montado sobre o braço de carga 500. A válvula de isolamento do lado do carretel 60 pode ser montada sobre a unidade de processamento de gás flutuante 100.

[0031] A válvula de isolamento do lado do carretel 60 pode ser operada por meio de um atuador de válvula de isolamento do lado do carretel 61. A válvula de isolamento do lado do braço 70 pode ser operada por meio de um atuador de válvula de isolamento do lado do braço 71. O fechamento das válvulas de isolamento pode ser acionado por um sensor de grande alcance, que determina a distância que o braço de carga tem que percorrer para abarcar entre a unidade de processamento de gás flutuante e a outra estrutura.

[0032] Uma válvula de descarga 80 pode ser provida em comunicação fluídica com a conexão de gás, via uma junção de descarga 85, que é arranjada na conexão de gás, que é estabelecida em uma seção do conduto de carretel 30, entre a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de isolamento do lado do braço 70. A válvula de descarga 80 pode ser operada por meio de um atuador de válvula de descarga 81.

[0033] A conexão de gás compreende um acoplador de desconexão de emergência, que pode ser usado em operações controladas normais, para engatar e desengatar o braço de carga 500 da parte de carretel. O acoplador de desconexão de emergência tipicamente compreende uma parte de acoplamento atuada 20 e uma parte de acoplamento passiva 40. Como mostrado na Fig.1, a parte de acoplamento passiva 40e a parte de acoplamento atuada 20 do acoplador de desconexão de emergência, são ambas arranjadas a jusante da válvula de isolamento do lado do carretel 60. O gás pressurizado pode, assim, fluir do tubo de comunicação de envio de gás para fora 10, através da válvula de isolamento do lado do carretel 60 e dali através das partes de acoplamento acionada e passiva do acoplador de desconexão de emergência para a válvula de isolamento do lado do braço 70 e ainda para o conduto de gás 580 do braço de carga 500.

[0034] A parte de acoplamento atuada 20 do acoplador de desconexão de emergência é arranjada para cooperar com o braço de carga 500 via uma parte de acoplamento passiva 40. A parte de acoplamento atuada 20 é configurada para de modo liberável travar contra a parte de acoplamento passiva 40, por meio do que em uma posição travada da parte de acoplamento atuada 20, uma conexão de fluido é estabelecida entre um tubo de comunicação de envio de gás para fora 10 e a parte de acoplamento passiva 40, via o conduto de parte de carretel 30 e a parte de acoplamento atuada 20. Em uma posição destravada da parte de acoplamento atuada 20, a conexão de fluido é interrompida. A parte de acoplamento atuada 20 pode ser de um tipo conhecido, tendo uma pluralidade de mandíbulas articuladamente acopladas a um corpo e distribuídas em torno de uma circunferência do corpo. As mandíbulas podem fisicamente prender na parte de acoplamento passiva 40, quando as mandíbulas são movias para uma posição engatada, por meio da qual a parte de acoplamento atuada 20 está em sua posição travada. Um exemplo não limitante é descrito na Patente U.S. No. 6.843.511, cuja descrição é incorporada aqui por referência.

[0035] A parte de acoplamento passiva 40 é mecanicamente liberada da parte de acoplamento atuada 20, quando a parte de acoplamento atuada 20 está na posição destravada. Isto pode ser feito em um evento de desconexão de emergência, por exemplo, quando a unidade de processamento de gás flutuante 100 está à deriva, ou rotineiramente como parte de operações normais, por meio do que o braço de carga 500 é para ser liberado da unidade de processamento de gás flutuante 100 por escolha livre do operador local. A parte de acoplamento passiva 40 pode ser retida na extremidade distal 570 do braço de carga 500.

[0036] Independente de se a parte de carretel faz parte da unidade de processamento de gás flutuante 100 ou da outra estrutura 200, a parte de acoplamento atuada 20 preferivelmente permanece mecanicamente conectada ao conduto de parte de carretel 30, independente de se a parte de acoplamento atuada 20 está em sua posição travada ou destravada. Na modalidade da Fig.1, o tubo de comunicação de envio de gás para fora 10, a parte de acoplamento atuada 20 e a parte de carretel todos são montados na unidade de processamento de gás flutuante 100, como esquematicamente ilustrado pelo prego de montagem 120. Múltiplos pregos de montagem podem ser usados.

[0037] Preferivelmente, a junção de descarga 85 é configurada entre a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a parte de acoplamento atuada 20. A válvula de descarga 80 é adequadamente arranjada em uma linha de descarga 90, que é alimentada pela conexão de gás via a junção de descarga 30. A linha de descarga 90 fluidicamente conecta a conexão de gás com uma primeira chaminé de ventilação 140, que é provida sobrea unidade de processamento de gás flutuante 100. Isto provê a opção de conexão de gás entre a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de isolamento do lado do braço 70 ser seletivamente ventilada para seletivamente comutar da parte de acoplamento atuada 20 da posição travada para destravada. Uma vantagem da primeira chaminé de ventilação 140 ser disponível na unidade de processamento de gás flutuante 100 é que nenhuma linha de descarga necessita ser incorporada no braço de carga. Com isto, não somente podem ser evitados giradores associados, mas também, arranjando-se a primeira chaminé de ventilação 140 sobre a unidade de processamento de gás flutuante 100, a linha de descarga 90 para a primeira chaminé de ventilação 140 pode ser arranjada menos exposta a e melhor protegida de fontes externas de avaria, do que é possível no braço de carga e no lado da costa 200. Adequadamente, a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de isolamento do lado do braço 70 são ambas fechadas antes da abertura da válvula de descarga 80 para ventilar a conexão de gás.

[0038] Em adição à válvula de isolamento do lado do carretel 60, uma válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar 160 pode ser configurada no conduto de parte de carretel 30. A válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar 160 pode ser operada por meio de um atuador de válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar 162. A válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar 160 pode ser configurada entre o tubo de comunicação de envio de gás para fora e a válvula de isolamento do lado do carretel 60. Similar à válvula de descarga 80, uma válvula de descarga auxiliar 180 pode também ser provida, que pode ser operada por meio de um atuador de válvula de descarga auxiliar 181. A válvula de descarga auxiliar 180, se provida, fluidicamente comunica-se com o conduto de parte do carretel 30 via uma junção de descarga auxiliar 185, arranjada no conduto de parte de carretel 30 entre a válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar 160e a válvula de isolamento do lado do carretel 60. A válvula de descarga auxiliar 180 pode ser configurada em uma linha de descarga auxiliar 190, que pode finalmente ventilar para a primeira chaminé de ventilação 140 ou outra, uma segunda, chaminé de ventilação provida na unidade de processamento de gás flutuante 100 (não mostrada).

[0039] A parte de acoplamento atuada 20 faz parte de um mecanismo de engate, que compreende adicionalmente pelo menos um atuador de parte de acoplamento 51. O mecanismo de engate é seletivamente comutável entre uma posição travada e uma posição destravada, em que na posição travada a conexão de gás é estabelecida e por meio do que na posição destravada a conexão de gás é interrompida, por meio do que o mecanismo de engate fisicamente desengata quando na posição destravada. A Figura 1 mostra ainda um conjunto de energia de desconexão de emergência 50, que é montada na unidade de processamento de gás flutuante 100. O conjunto de energia de desconexão de emergência 50 é operativamente conectado com o mecanismo de engate para energizar o mecanismo de engate para seletivamente comutar a parte de acoplamento atuada 20da posição travada para a posição destravada. Opcionalmente, o mesmo conjunto de energia de desconexão de emergência 50 pode ser empregada para seletivamente comutar o mecanismo de engate da posição destravada para a posição travada. No último caso, o acoplador de desconexão de emergência pode vantajosamente ser usado para acoplar e desacoplar o conjunto de carregamento ao tubo de comunicação de envio de gás para fora 10 da unidade de processamento de gás flutuante 100 durante operações normais (planejadas), enquanto, ao mesmo tempo, tendo a funcionalidade de emergência disponível.

[0040] O conjunto de energia de desconexão de emergência 50 pode ser de qualquer tipo adequado desejado. Em uma modalidade preferida, ela toma a forma de uma unidade de energia hidráulica, que é operativamente conectada à parte de acoplamento atuada 20 por meio de pelo menos uma linha hidráulica. Opcionalmente, múltiplas linhas hidráulicas são conectadas à conjunto de energia de desconexão de emergência 50. Para fins de manter a clareza na Figura 1, as linhas hidráulicas são representadas por linhas tracejadas pelas quais elas são facilmente distinguidas de outras linhas. Há uma linha de pressão P, que é fluidicamente conectada a uma descarga de alta pressão de uma bomba (não mostrada) e/ou de um acumulador de pressão (não mostrado), capaz de prover um volume selecionado de fluido hidráulico em uma pressão excedendo a pressão mínima pré-selecionada. Uma linha de retorno hidráulica T pode ser conduzida para um tanque de armazenagem de fluido hidráulico (não mostrado). A bomba pode ser alimentada pelo tanque de armazenagem de fluido hidráulico, assim fechando um circuito de energia hidráulica. Baixa pressão significa menor do que a pressão aplicada na linha de pressão P.

[0041] Um sistema de comutação 400 é arranjado entre o conjunto de energia de desconexão de emergência 50 e o mecanismo de engate associado com a parte de acoplamento atuada 20 do acoplador de desconexão de emergência. O sistema de comutação 400 é configurado para controlar a comutação do mecanismo de engate do acoplador de desconexão de emergência entre a posição travada e a posição destravada (em uma ou em outra direção).

[0042] Tipicamente, o sistema de comutação 400 compreende um comutador de seleção, que pode ser operada por operador, para instruir o travamento ou destravamento do mecanismo de engate. O comutador de seleção tem um estado aberto e um estado fechado. Quando o estado aberto é selecionado, o mecanismo de engate é instruído a assumir a posição destravada. Contrariamente, ao selecionar o estado fechado, o mecanismo de engate é instruído a assumir a posição travada.

[0043] Se a energia usada para operar o comutador de seleção desligar-se por alguma razão, o acoplador de desconexão de emergência deve desengatar, a menos que haja gás pressurizado na conexão de gás. Se houver gás pressurizado na conexão de gás, o acoplador de desconexão de emergência não deve nunca ser permitido desengatar, quer seja por instrução de controle errônea acidental ou por uma falha do sistema.

[0044] De acordo com aspectos a presente invenção, o sistema de comutação tem dois regimes de à prova de falhas distintos, condicionais da pressão de gás interna disponível na linha de porta 56: um regime destravado por falha, que instrui quanto a desconexão do acoplador de desconexão de emergência (envolvendo trazer o mecanismo de engate na posição destravada), a menos que o comutador de seleção esteja na posição aberta, e um regime de travado por falha, que inerentemente impede a liberação do acoplador de desconexão de emergência, quando há gás pressurizado na conexão de gás, independente do estado do comutador de seleção. No regime travado por falha, o mecanismo de engate é instruído a assumir sua posição travada, independente de se o comutador de seleção está em seu estado aberto ou em seu estado fechado. O último cancela o mencionado anteriormente.

[0045] O mecanismo de engate pode ser energizado por qualquer meio adequado. Para o resto desta descrição será presumido que o atuador da parte de acoplamento 51 é energizado hidraulicamente, empregando meio hidráulico. Este pode ser qualquer dispositivo capaz de transferir energia hidráulica para movimento. Exemplos incluem um dispositivo pistão hidráulico, ou um ou mais motores hidráulicos. Adequadamente, o meio hidráulico pode ser operado bidirecionalmente. Nos desenhos aqui, o atuador da parte de acoplamento 51 é representado por um atuador de pistão hidráulico de duplo efeito. O atuador da parte de acoplamento hidraulicamente energizado 51 da Fig. 1 é conectado à unidade de energia hidráulica via duas linhas hidráulicas: uma linha de pressão para fechamento C e uma linha de pressão para abertura O. Isto significa que, se houver suficiente diferencial de pressão positivo entre a linha de pressão para fechamento C e a linha de pressão para abertura O, o mecanismo de engate será forçado para sua posição travada, enquanto que o mecanismo de engate será forçado para sua posição destravada, se houver suficiente diferencial de pressão negativo entre a linha de pressão para fechamento C e a linha de pressão para abertura O. Suficiente neste contexto significa bastante elevado para superar energias contrárias, incluindo energias de fricção.

[0046] Adaptado para modalidades empregando uma unidade de energia hidráulica, o sistema de comutação 400 é funcional para conectar a linha de pressão P da unidade de energia hidráulica à linha de pressão para fechamento C, a fim de instruir o mecanismo de engate do acoplador de desconexão de emergência a assumir a posição travada. A fim de instruir o mecanismo de engate do acoplador de desconexão de emergência a assumir a posição destravada, o sistema de comutação conecta a linha de pressão P da unidade de energia hidráulica à linha de pressão para abrir O. Adequadamente, o sistema de comutação 400 pode, preferível e simultaneamente, conectar a linha de pressão P da unidade de energia hidráulica à linha de pressão para fechar C, conectar a linha de retorno hidráulica T à linha de pressão para abrir O, quando instruindo o mecanismo de engate do acoplador de desconexão de emergência para assumir a posição travada. Contrariamente, o sistema de comutação 400 pode, preferível e simultaneamente, conectar a linha de pressão P da unidade de energia hidráulica à linha de pressão para abrir O, conectar a linha de retorno hidráulica T à linha de pressão para fechar C, quando instruindo o mecanismo de engate do acoplador de desconexão de emergência a assumir a posição destravada. Isto facilita o estabelecimento do diferencial de pressão positiva ou negativa desejado entre a linha de pressão para fechar C e a linha de pressão para abrir O, para forçar o mecanismo de engate para a posição desejada.

[0047] O comutador de seleção é do tipo de falha aberta, significando que é solicitado para o estado aberto. Além disso, o sistema de comutação 400 compreende uma porta de pressão. A porta de pressão é funcionalmente conectada à conexão de gás, via a linha de porta 56. A porta de pressão é acionada pela pressão de gás interna na conexão de gás que atua sobre a porta de pressão via a linha de porta 56. A seleção do estado do comutador de seleção somente tem efeito sobre a posição do mecanismo de engate quando a pressão na linha de porta 56 está abaixo de um valor limite cancelado pré- selecionado. Quando a pressão na linha de porta 56 está no valor limite cancelado pré-selecionado ou superior, então a porta de pressão determina o resultado do sistema de comutação. O estado do comutador de seleção irrelevante nesse caso, visto que a porta de pressão cancela o comutador de seleção.

[0048] Em um grupo de modalidades, o conjunto de energia de desconexão de emergência 50 pode ser provida para exclusivamente energizar dita comutação seletiva, em cujo caso um conjunto de energia de válvula separada poderia ser provia para energizar pelo menos a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de descarga 80 e, opcionalmente, também a válvula de isolamento do lado do braço 70. Isto é ilustrado na Fig.1, em que uma linha hidráulica de válvula de isolamento do lado do carretel 62 é provida para energizar a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e em que uma linha hidráulica de linha de descarga 82 é provida para energizar a válvula de descarga 80 e em que uma linha hidráulica de válvula de isolamento do lado do braço 72 é provida para energizar a válvula de isolamento do lado do braço 70. Uma porta de conexão rápida 73 é preferivelmente provida na linha hidráulica de válvula de isolamento do lado do braço 72, permitindo desconectar a conexão hidráulica entre o conjunto de energia de desconexão de emergência 50 e a válvula de isolamento do lado do braço 70, de modo que o braço de carga 500 pode com segurança desengatar da unidade de processamento de gás flutuante 100 e ser movido para longe da unidade de processamento de gás flutuante 100. Deve ser observado, entretanto, que, com o arranjo de carga da invenção, tais portas de conexão rápida não são necessárias na pelo menos uma linha hidráulica para a parte de acoplamento atuada 20, quando a parte de acoplamento atuada 20 puder permanecer na unidade de processamento de gás flutuante 100, no caso de um evento de desconexão do braço de carga.

[0049] Alternativamente (não mostrado), pelo menos a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de descarga 80 e, opcionalmente também, a válvula de isolamento do lado do braço 70, são operativamente conectadas a outro sistema de energia, disponível em adição à conjunto de energia de desconexão de emergência 50. Este pode ser outro sistema de energia hidráulica para hidraulicamente energizar estas válvulas ou, por exemplo, um sistema de ar de instrumento pode ser empregado para pneumaticamente energizar estas válvulas. O sistema de ar de instrumento pode estar presente na unidade de processamento de gás flutuante 100 de qualquer forma, para pneumaticamente operar outros instrumentos da unidade de processamento de gás flutuante 100 que não fazem parte do conjunto de carregamento.

[0050] A válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de isolamento do lado do braço 70 e a válvula de descarga 80 preferivelmente todas são válvulas à prova de falhas. As válvulas à prova de falhas são válvulas que são solicitadas para se moverem ou permanecer em uma posição de falha predeterminada (aberta ou fechada) em caso de energia ser perdida. Para a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de isolamento do lado do braço 70, a posição de falha preferida é fechada (chamadas válvulas de falha fechada), por meio do que a válvula de isolamento do lado do carretel 60 é solicitada para mover-se (e/ou permanecer) na posição fechada, quando a válvula de isolamento do lado do carretel 60 torna-se desenergizada e a válvula de isolamento do lado do braço 70 é solicitado para mover-se (e/ou permanecer) na posição fechada, quando a válvula de isolamento do lado do braço 70 torna-se desenergizada. A válvula de descarga preferivelmente é uma válvula falha aberta, que é solicitada para mover-se (e/ou permanecer) na posição aberta, quando a válvula de descarga se torna desenergizada.

[0051] As válvulas à prova de falhas podem compreender atuadores que são solicitados para inerentemente deixar a válvula na posição de falha predeterminada, no caso de a energia para o atuador ser perdida. Os atuadores podem, por exemplo, ser solicitados por mola.

[0052] Por exemplo, se no caso de a fonte de energia ser um hidráulico ou pneumático, o atuador de válvula de isolamento do lado do carretel 61 e o atuador de válvula de isolamento do lado do braço 71 podem ambos ser um atuador de pistão solicitado por mola, em que uma mola mecanicamente interage com um pistão, por meio do que a ação de mola sobre o pistão faz com que a válvula envolvida feche e por meio do que a válvula e aberta forçando hidráulica ou pneumaticamente o pistão contra a mola. Na modalidade da Fig. 1, o atuador de válvula de isolamento do lado do carretel 61 é operavelmente conectado à linha hidráulica de válvula de isolamento do lado do carretel 62, por meio do que a válvula de isolamento do lado do carretel 60 é aberta hidraulicamente, forçando um pistão de válvula de isolamento do lado do carretel contra uma mola de solicitação de válvula de isolamento do lado do carretel, dentro do atuador de válvula de isolamento do lado do carretel 61. Igualmente, o atuador de válvula de isolamento do lado do braço 71 é operativamente conectada à linha hidráulica de válvula de isolamento do lado do braço 72, por meio do que a válvula de isolamento do lado do braço 70 é aberta forçando-se hidraulicamente um pistão de válvula de isolamento do lado do braço contra uma mola de solicitação de válvula de isolamento do lado do braço, dentro do atuador de válvula de isolamento do lado do braço 71. A válvula de descarga 80, que preferivelmente é uma válvula de falha aberta, pode ser fechável forçando-se hidraulicamente um pistão de válvula de descarga contra uma mola de solicitação de descarga dentro do atuador de válvula de descarga 81. O atuador de válvula de descarga 81 pode ser operavelmente conectado à linha hidráulica de válvula de descarga 82.

[0053] Similarmente, a válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar opcional 160 e a válvula de descarga auxiliar opcional 180 podem ser configuradas na forma de válvulas à prova de falhas, preferivelmente em razão do que a válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar opcional 160 é do tipo falha fechada e em razão do que a válvula de descarga auxiliar opcional 180 é do tipo falha aberta. Em um exemplo, como mostrado na Fig.1, o atuador de válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar 161 é operavelmente conectado a uma linha hidráulica de válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar 162 e o atuador de válvula de descarga auxiliar 181 é operavelmente conectado a uma linha hidráulica de válvula de descarga auxiliar 182. Neste caso, a válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar 160 é aberta forçando-se hidraulicamente um pistão de válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar contra uma válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar solicitando a mola dentro do atuador de válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar 161; enquanto que a válvula de descarga auxiliar 180 é fechada forçando-se hidraulicamente um pistão de válvula de descarga auxiliar contra uma mola de solicitação de descarga auxiliar dentro do atuador de válvula de descarga auxiliar 181.

[0054] No lado da costa 200, o conjunto de carregamento pode compreender adicionalmente um conduto de conexão de costa 230, fluidicamente conectado ao conduto de gás do braço de carga 580 na extremidade proximal 560 do braço de carga 500. O conduto de conexão de costa 250 geralmente funciona para fluidicamente conectar o conduto de gás 580 do braço de carga 500 a um arranjo de distribuição de gás de costa 210, que pode compreender um tubo de comunicação de distribuição de gás, conectado a um ou mais gasodutos e/ou uma rede de gás.

[0055] Uma válvula de isolamento do lado do braço auxiliar 270 pode ser configurada no conduto de conexão de costa 230. Além disso, uma válvula de descarga de conduto de gás 280 pode ser fluidicamente conectada ao conduto de conexão de costa 230, via uma junção de descarga de conduto de gás 284, que é arranjada entre a válvula de isolamento do lado do braço 70 (usualmente posicionada na extremidade distal 570 do braço de carga 500) e a válvula de isolamento do lado do braço auxiliar 270. Preferivelmente, a junção de descarga de conduto de gás 285 é arranjada no conduto de conexão de cota 230, entre a extremidade proximal 560 do braço de carga 500 e a válvula de isolamento do lado do braço auxiliar 270. Com este arranjo de costa é possível seletivamente ventilar o inteiro conduto de gás 580 no braço de carga 500 e pelo menos parte do conduto de conexão de costa 230. Preferivelmente, a válvula de descarga de conduto de gás 180 é (somente) aberta quando a válvula de isolamento do lado do braço 70 e a válvula de isolamento do lado do braço auxiliar 270 estão ambas fechadas. A válvula de descarga de conduto de gás 280 é adequadamente arranjada em uma linha de descarga de conduto de gás 290, que é alimentada pelo conduto de conexão de costa 230, via a junção de descarga de conduto de gás 285. A linha de descarga de conduto de gás 290 adequadamente conecta o conduto de conexão de costa 230 a uma terceira chaminé de ventilação opcional 240, que é provida no lado da costa 200.

[0056] A válvula de isolamento do lado do braço auxiliar 270 pode ser operada por meio de um atuador de válvula de isolamento do lado do braço auxiliar 271. A válvula de descarga de conduto de gás 280 pode ser operada por meio do atuador de válvula de descarga do conduto de gás 281. Estes atuadores podem ser atuadores hidraulicamente acionados, preferivelmente similares àqueles para a válvula de isolamento do lado do carretel auxiliar 160 e a válvula de descarga auxiliar 180. Particularmente, o atuador de válvula de isolamento do lado do braço auxiliar 271 é conectado a uma unidade de energia da costa 250, via uma linha hidráulica de válvula de isolamento do lado do braço auxiliar 272, e o atuador de válvula de descarga do conduto de gás 281 é conectado à unidade de energia da costa 280 via uma linha hidráulica de válvula de descarga de conduto de gás 282. A unidade de energia da costa 250 pode ser configurada na forma de uma unidade de energia hidráulica independente. Alternativamente, o conjunto de energia principal 550 (ilustrada na Fig. 2) pode cumprir a função de conjunto de energia de costa 250 energizando a válvula de isolamento do lado do braço auxiliar 270 e a válvula de descarga de conduto de gás 280, junto com a energização dos cilindros motrizes de braço de carga 540a, 540b.

[0057] O movimento do mecanismo de engate da posição travada para a posição destravada é intertravado para evitar que dito movimento seja possível quando o gás dentro da conexão de gás é pressurizado na ou acima de uma pressão limite excedida predeterminada. Este é o regime travado por falhas. O intertravamento é controlado por pressão, pela pressão interna dentro da conexão de gás, adequadamente entre a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e válvula de isolamento do lado do braço 70. Com isto, abertura espúria do acoplador de desconexão de emergência, durante operações de transferência de gás pressurizado normais, por engano, pode ser evitada.

[0058] Um intertravamento de software controlado por pressão pode, por exemplo, ser provido no sistema de comutação, que cancela um sinal de abertura de acoplador de desconexão de emergência, contanto que uma pressão interna na conexão de gás esteja no ou acima do valor limite de cancelamento predeterminado. A pressão interna da conexão de gás pode ser medida usando-se um ou preferivelmente múltiplos sensores e pressão. Em uma modalidade, dois sensores de pressão são providos e uma lógica de votação dois de dois é aplicada aos dois sensores de pressão, para decidir se a pressão interna está abaixo do valor limite cancelado predeterminado. Se desejado, outros números de sensores de pressão podem ser empregados e/ou outra lógica de votação, tal como dois de três ou três de três, por exemplo.

[0059] O valor limite cancelado predeterminado pode ser fixado em 500 kPa man (5 barg (bar manométrico)). Outros valores limites cancelados podem ser empregados se desejado, por meio do que um equilíbrio deve ser considerado entre o tempo que leva para ventilar a conexão de gás, antes de o acoplador de desconexão de emergência poder realmente desengatar, e a quantidade máxima de liberação de gás que pode ser tolerada. Pode-se ir tão baixo quanto, por exemplo, 100 kPa man (1 barg) para o valor limiar cancelado, se desejado abaixar a quantidade máxima de gás que pode ser liberada na atmosfera.

[0060] Independente de se tal intertravamento de software é provido, é presentemente proposto em modalidades preferidas da invenção prover um arranjo de intertravamento físico. Tal intertravamento físico pode compreender uma porta de pressão, que é acionada pela pressão interna de gás dentro da conexão de gás, preferivelmente entre a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de isolamento do lado do braço 70. A intenção da porta de pressão é fisicamente bloquear o movimento do mecanismo de engate da posição travada para a posição destravada por falha sempre que a pressão de gás interna da conexão de gás estiver no ou acima do valor limiar cancelado pré-selecionado, por meio do que este movimento pode somente prosseguir quando a pressão interna de gás da conexão de gás estiver abaixo do valor limiar cancelado pré-selecionado.

[0061] A porta de pressão de tal arranjo de intertravamento físico pode compreender um comutador de cancelamento, que é arranjada no sistema de comutação 400. Um exemplo é mostrado na Figura 3, em que as partes a a d ilustram um sistema de comutação 400 e sua interação com o mecanismo de engate, em quatro condições distintas.

[0062] Comum a todas as partes a a d da Figura 3, é mostrada a parte de acoplamento atuada 20 e a parte de acoplamento passiva 40 do acoplador de desconexão de emergência. A parte de acoplamento passiva 40 e a parte de acoplamento atuada 20, do acoplador de desconexão de emergência, entre a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de isolamento do lado do braço 70, formam entre elas a conexão de gás. Uma válvula de descarga 80 é provida em uma linha de descarga 90 em comunicação fluídica com a conexão de gás, como descrito acima. Estas válvulas são válvulas à prova de falhas. A condição aberta de qualquer uma destas três válvulas é simbolizada por símbolos de gravata-borboleta claros, enquanto a condição fechada é simbolizada por símbolos de gravata-borboleta escuros.

[0063] A figura também mostra representações esquemáticas da interação entre a parte de acoplamento passiva 40 e a parte de acoplamento atuada 20. A parte de acoplamento atuada 20 compreende incluir uma garra mecânica 25. Uma pluralidade de tais garras pode tipicamente ser compreendida no acoplador de desconexão de emergência, distribuídas ao longo da circunferência da conexão de gás. É também mostrado um atuador de parte de acoplamento 51, que mecanicamente interage com a garra 25. A garra 25 serve para de modo liberável prender a parte de acoplamento atuada 20 contra a parte de acoplamento passiva 40, quando na posição travada, tal como, por exemplo, mostrado na Fig. 3a. A Figura 3b mostra a garra 25 na posição destravada.

[0064] O atuador de parte de acoplamento 51 foi representado como um atuador hidraulicamente energizado, energizado por um fluido hidráulico. Na Fig. 3 é simbolizado um pistão de dupla ação, porém não há um pistão de dupla ação. Por exemplo, pode ser um motor hidráulico bidirecional ou um conjunto de motores hidráulicos unidirecionais neutralizantes. Independentemente do tipo de atuador hidraulicamente energizado usado, ele compreende uma primeira porta de comunicação hidráulica 57, através da qual o fluido hidráulico pode passar, e uma segunda porta de comunicação hidráulica 58, através da qual o fluido hidráulico pode passar. Um diferencial de pressão positiva, entre a primeira porta de comunicação hidráulica 57 e a segunda porta de comunicação hidráulica 58, provoca uma força de acionamento no mecanismo de engate direcionada da posição destravada para a posição travada. Um diferencial de pressão negativo entre a primeira porta de comunicação hidráulica 57 e a segunda porta de comunicação hidráulica 58 provoca uma força de acionamento oposta sobre o mecanismo de engate, direcionada a posição travada para a posição destravada. Assim, a linha pressão para fechamento C deve ser fluidicamente conectada à primeira porta de comunicação hidráulica 57 e a linha de pressão para abrir O deve ser fluidicamente conectada à segunda porta de comunicação hidráulica 58.

[0065] O sistema de comutação 400 é configurado entre o atuador de parte de acoplamento 51 e a unidade de energia hidráulica. A própria unidade de energia hidráulica não é mostrada na Figura 3, porém as interfaces com a linha de pressão P e a linha de retorno hidráulica T são indicadas. As linhas hidráulicas, que estão em conexão aberta com a linha de pressão P, são representadas mais grossas do que as linhas hidráulicas, que estão em conexão aberta com a linha de retorno hidráulica.

[0066] O comutador de seleção tem um estado aberto e um estado fechado. No estado aberto, o mecanismo de engate é instruído a assumir a posição destravada, enquanto que no estado fechado o mecanismo de engate é instruído a assumir a posição travada. O comutador de seleção da Figura 3 é provida na forma de uma primeira válvula de controle direcional 410. Neste exemplo particular, a primeira válvula de controle direcional 410 é uma válvula de quatro portas de duas posições. Em uma posição, que corresponde ao estado fechado do comutador de seleção, a linha de pressão I é trazida em conexão fluida com a linha de pressão para abrir C, enquanto a linha de retorno hidráulica T é trazida em conexão fluida com a linha de pressão para abrir O. Este estado é mostrado na Fig. 3a. Na outra posição, que corresponde ao estado aberto do comutador de seleção, a linha de pressão P é trazida em conexão fluida com a linha de pressão para abrir O, enquanto a linha de retorno hidráulica T é trazida em conexão fluida coma linha de pressão para fechar C. Isto é mostrado na Fig. 3b. Isto pode ser conseguido por conexão direta de duas portas da válvula de quatro portas com duas outras portas da válvula de quatro portas e uma das posições e portas de conexão cruzada da outra das posições.

[0067] A primeira válvula de controle direcional 410 pode ser acionada em qualquer maneira adequada, incluindo manual, mecânica e hidraulicamente operada, operada com solenoide. Para uso no conjunto de carregamento operada por solenoide é a opção preferida, como indicado pelo solenoide 412. Independentemente do método de atuação, preferivelmente a primeira válvula de controle direcional 410 é solicitada por mola em direção ao estado aberto do comutador de seleção, indicado pela mola 414. Isto significa que, a fim de trazer a primeira válvula de controle direcional 410 para o estado fechado, a válvula tem que ser forçada continuamente contra a mola 414, por exemplo, continuamente energizando-se o solenoide. No caso de perda de energia para o solenoide, a primeira válvula de controle direcional 410 inerentemente comutará de volta para o estado aberto. Este é um comutador de seleção de falha aberta.

[0068] O sistema de comutação 400 da Figura 3 é, além disso, provido com um comutador de cancelamento. O comutador de cancelamento tem uma posição ativada e uma posição de liberação. Neste exemplo particular, o comutador de cancelamento compreende uma segunda válvula de controle direcional 420 e uma terceira válvula de controle direcional 430, por meio do que a segunda válvula de controle direcional 420 e a terceira válvula de controle direcional 430 são simultaneamente acionadas. Nas figuras, a segunda e terceira válvulas de controle direcional são representadas como válvulas separadas, porém, na prática, elas podem ser configuradas em um recinto sobre um único carretel. O carretel pode ser deslizante ou rotativo, preferivelmente deslizante.

[0069] Cada uma da segunda válvula de controle direcional 420 e terceira válvula de controle direcional 430 é uma válvula de três portas de duas posições. Uma das duas posições corresponde à posição de liberação, em cuja posição de liberação a segunda válvula de controle direcional 420 conecta a linha de pressão P a uma das portas da primeira válvula de controle direcional 410, enquanto ao mesmo tempo a terceira válvula de controle direcional 430 conecta a linha de retorno hidráulica T para outra das portas da primeira válvula de controle direcional 410. A linha de pressão para fechamento C é também conectada a outra porta da segunda válvula de controle direcional 420, desse modo conectando a outra porta da segunda válvula de controle direcional 420 à primeira porta de comunicação hidráulica 57, sem passar através da primeira válvula de controle direcional 410. Entretanto, na posição de liberação, a outra porta da segunda válvula de controle direcional 420 é conectada a um anteparo. A linha de pressão para abrir O é também conectada a outra porta da terceira válvula de controle direcional 430, desse modo conectando a outra porta da terceira válvula de controle direcional 430 à segunda porta de comunicação hidráulica 58, sem passar através da primeira válvula de controle direcional 410. Entretanto, na posição de liberação, a outra porta da terceira válvula de controle direcional 420 é conectada a um anteparo.

[0070] Nas condições das Figuras 3a e 3b, o comutador de cancelamento está na posição de liberação e, em consequência, as conexões de fluido abertas entre a unidade de energia hidráulica e o atuador de parte de acoplamento hidráulico 51 passam através da primeira válvula de controle direcional 410, permitindo comutação seletiva do mecanismo de engate entre as posições travada e destravada.

[0071] Entretanto, nas Figuras 3c e 3d, o comutador de cancelamento está na posição ativada. Nesta posição, a segunda válvula de controle direcional 420 conecta a linha de pressão P diretamente à linha de pressão para fechar C e à primeira porta de comunicação hidráulica 57, sem passar através da primeira válvula de controle direcional 410. A porta da primeira válvula de controle direcional 410, que é também conectada à segunda válvula de controle direcional 420, é agora conectada ao anteparo. Ao mesmo empo, a terceira válvula de controle direcional conecta a linha de retorno hidráulica T diretamente à segunda porta de comunicação hidráulica 58, sem passar através da primeira válvula de controle direcional 410. A porta da primeira válvula de controle direcional 410, que é também conectada à terceira primeira válvula de controle direcional 430 é agora conectada ao anteparo.

[0072] Como resultado, a linha de pressão para fechamento C será conectada à linha de pressão P e a linha de pressão para abertura O será conectada à linha de retorno hidráulica T, independentemente da posição do comutador de seleção. Isto significa que, mesmo se a força de atuação for perdida para o comutador de seleção, o mecanismo de engate continuará a ser instruído a assumir sua posição travada. Isto corresponde ao regime de falha- travada.

[0073] Neste exemplo particular, o comutador de cancelamento é pneumaticamente acionado usando-se um atuador pneumático de retorno de mola 55. O atuador pneumático de retorno-de-mola 55 é conectado à conexão de gás entre a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de isolamento do lado do braço 70, via a linha de porta 56. A vantagem é que o comutador de cancelamento será inerentemente ativado, contanto que a pressão de gás interna da conexão de gás esteja no ou acima do valor limite cancelado pré-selecionado. Entretanto, logo que a pressão interna esteja abaixo do valor limite cancelado, o comutador de cancelamento automaticamente vai para a posição de liberação, como resultado da força de solicitação provida pela mola de carga, de modo que uma desconexão de emergência pode ser executada, desse modo instruindo o mecanismo de engate a destravar.

[0074] A seguinte tabela resume as condições das partes a a d da Fig. 3. Um símbolo “+” indica que a pressão de gás interna da conexão de gás está no ou acima do valor limite cancelado, um “-“ significa que a pressão de gás interna da conexão de gás está abaixo do valor limite cancelado.

[0075] O valor limite cancelado pré-selecionado pode ser fixado independentemente de outros valores de pressão cancelados, tais como o valor limite cancelado de qualquer intertravamento de software opcional, se tal for provido. O valor limite cancelado pré-selecionado pode, por exemplo, ser fixado em 500 kPa man (5 barg). Pode-se ir tão baixo quanto, por exemplo, 100 kPa man (1 barg) para o valor limite cancelado pré-selecionado, porém a consequência de um limite cancelado inferior é que o tempo que leva para despressurizar (descarregar) a conexão de gás torna-se mais longo.

[0076] Se um intertravamento de software for aplicado em adição ao intertravamento físico, é recomendado que o limite cancelado pré-selecionado para o intertravamento físico seja o mesmo ou mais elevado do que o valor limite cancelado do software.

[0077] A configuração do sistema de comutação 400, como ilustrada na Fig. 3, não é a única possível configuração para um atuador de parte de acoplamento hidraulicamente energizado 51. Como um exemplo, uma alternativa é ilustrada na Fig. 4. Somente uma condição é representada, correspondendo às condições da Fig. 3b, porém as outras condições podem facilmente ser desenvolvidas. Como na Fig. 3, o sistema de comutação 400 da Fig. 4 também tem o comutador de seleção na forma da primeira válvula de controle direcional 410 e o comutador de cancelamento compreendendo segunda válvula de controle direcional simultaneamente operada 42 e terceira válvula de controle direcional 430, acionada da mesma maneira que na Fig. 3. Entretanto, as linhas hidráulicas seguem diferentes trajetos através das várias válvulas de controle direcional. Apesar disso, o sistema de comutação 400 da Fig. 4 também se comporta de acordo com os quatro estados, como exposto na Tabela 3.

[0078] A conjunto de carregamento pode ser tornada mesmo mais confiável por redundância. Isto é ilustrado por meio de exemplo na Fig. 5. Embora a configuração interna do sistema de comutação 400 corresponda ao da Fig. 4, os mesmos princípios podem ser aplicados a outras configurações internas, incluindo a ilustrada na Fig. 3. A Figura 5 tem duas partes, ambas na condição correspondendo à Fig. 3 parte c. A parte a mostra a operação normal, a parte b mostra a operação durante uma falha em que uma linha hidráulica rompeu.

[0079] Modalidades com redundância podem preferivelmente ser usadas quando o conjunto de carregamento compreende um circuito hidráulico de apoio e uma unidade de energia hidráulica de apoio, além do circuito hidráulico e a unidade de energia hidráulica. O sistema de comutação 400 é configurado entre o atuador de parte de acoplamento 51 e a unidade de energia hidráulica, bem como entre o atuador de parte de acoplamento 51 e a unidade de energia hidráulica de apoio. A própria unidade de energia hidráulica de apoio não é mostrada na Figura 5, porém as interfaces com a linha de pressão de apoio P’ e a linha de retorno hidráulica de apoio T’ são indicadas, bem como as interfaces com a linha de pressão P e a linha de retorno hidráulica T. Como com a Fig. 3, as linhas hidráulicas que estão em conexão aberta com a linha de pressão P ou a linha de pressão de apoio P’ são representadas mais grossas do que as linhas hidráulicas que estão em conexão aberta com a linha de retorno hidráulica T ou a linha de retorno hidráulica de apoio T’.

[0080] O comutador de seleção compreende uma primeira válvula de controle direcional de apoio 410’, além da primeira válvula de controle direcional 410. O comutador de cancelamento compreende uma segunda válvula de controle direcional de apoio 420’ e uma terceira válvula de controle direcional de apoio 430’, ambas em adição à segunda válvula de controle direcional 420 e à terceira válvula de controle direcional 430. Pode ser visto que o circuito hidráulico de apoio, a primeira válvula de controle direcional de apoio 410’, a segunda válvula de controle direcional de apoio 420’ e a terceira válvula de controle direcional de apoio 430’ são configuradas em relação à unidade de energia hidráulica de apoio e ao mecanismo de engate, funcionalmente da mesma maneira que o circuito hidráulico, a primeira válvula de controle direcional 410, a segunda válvula de controle direcional 420 e a terceira válvula de controle direcional 430 são configuradas relativamente à unidade de energia hidráulica e ao mecanismo de engate.

[0081] A primeira válvula de controle direcional 410 e a primeira válvula de controle direcional de apoio 410’ são mecanicamente acopladas entre si e acionadas com a mesma força de atuação (via solenoide 412, neste exemplo) que a primeira válvula de controle direcional 410. A primeira válvula de controle direcional 410 e a primeira válvula de controle direcional de apoio 410’ são mecanicamente acopladas entre si, por meio do que primeira válvula de controle direcional 410 e a primeira válvula de controle direcional de apoio 410’ são forçadas a assumir mutuamente as mesmas posições.

[0082] A segunda válvula de controle direcional 420 e a terceira válvula de controle direcional 430 e a segunda válvula de controle direcional de apoio 420’ e a terceira válvula de controle direcional de apoio 430’ são todas mecanicamente acopladas entre si, por meio do que elas são simultaneamente móveis. Elas todas compartilham o mesmo atuador, tal como o atuador pneumático de retorno de mola 55 descrito com referência à Fig.3.

[0083] O circuito hidráulico compreende pelo menos duas válvulas de proteção de ruptura e o circuito hidráulico de apoio compreende pelo menos duas válvulas de proteção de ruptura de apoio. Especificamente, uma primeira válvula de proteção de ruptura 425 das pelo menos duas válvulas de proteção de ruptura é localizada na linha de pressão para fechamento C, entre a primeira porta de comunicação hidráulica e a primeira válvula de controle direcional 410. Uma segunda válvula de proteção de ruptura 435 das pelo menos duas válvulas de proteção de ruptura é configurada na linha de pressão para abrir O, entre a segunda porta de comunicação hidráulica 58 e a primeira válvula de controle direcional 410. Isto é copiado no circuito hidráulico de apoio, por meio do que uma primeira válvula de proteção de ruptura de apoio 425’ das pelo menos duas válvulas de proteção de ruptura de apoio 425’ é configurada em uma linha de pressão para fechar de apoio C’ e por meio do que uma segunda válvula de proteção de ruptura de apoio 435’ das pelo menos duas válvulas de proteção de ruptura de apoio é configurada em uma linha de pressão para abrir de apoio O’. A linha de pressão para fechar C e a linha de pressão para fechar de apoio C’ podem ser conectadas a uma primeira porta de comunicação hidráulica 57 ou, como mostrado na Fig. 5, uma primeira porta de comunicação hidráulica de apoio 57’ pode ser provida no atuador de parte de acoplamento 51 especificamente para a linha de pressão para fechar de apoio C’. Similarmente a linha de pressão para abrir O e a linha de pressão para abrir de apoio O’ podem ser conectadas a uma segunda porta de comunicação hidráulica 58 ou, como mostrado na Fig. 5, uma segunda porta de comunicação hidráulica de apoio 58’ pode ser provida no atuador de parte de acoplamento 51, especificamente para a linha de pressão para abrir de apoio O’.

[0084] Cada válvula de proteção de ruptura e válvula de proteção de ruptura de apoio compreende uma válvula de posição de agarrar, que tem uma posição de fluxo 441 e uma posição de bloco 442. Estas posições são ilustradas na primeira válvula de proteção de ruptura de apoio 425’. Quando há um diferencial de pressão relativamente pequeno através da válvula de posição de agarrar, ela assumirá a posição de fluxo 441. Entretanto, logo que o diferencial de pressão exceda um predeterminado limite de segurança, que seria o caso se a linha hidráulica rompesse, tal como no caso da ruptura 450 da linha de pressão para fechar de apoio C’, mostrada na Fig. 5b, as válvulas de posição de agarrar para fechar. Estas válvulas de proteção de ruptura e válvulas de proteção de ruptura de apoio são providas quando o circuito hidráulico e o circuito hidráulico de apoio comunicam-se entre si através do atuador de parte de acoplamento 51. Encaixando para fechar, estas válvulas de proteção de ruptura e válvulas de proteção de ruptura de apoio isolam o circuito hidráulico ou circuito hidráulico de apoio de qualquer ruptura do outro circuito hidráulico. Assim, o mecanismo de engate do acoplador de desconexão de emergência está ainda sob controle via o atuador de parte de acoplamento 51 e o sistema de comutação 400, mesmo no caso de ruptura.

[0085] Como resultado, o regime destravado por falhas continua a trabalhar, mesmo se houver uma ruptura na linha de pressão para abrir O (ou linha de pressão para abrir de apoio O’). Assim, desconexões de emergência podem continuar a ser feitas. Igualmente, o regime de falha-travada continua a funcionar, mesmo se houver uma ruptura na linha de pressão para fechar C (ou linha de pressão para fechar de apoio C’). Com isto, perda de retenção de gás pressurizado da conexão de gás, como resultado de destravamento do mecanismo de engate, continua a ser evitada.

[0086] Uma similar estratégia de redundância e proteção de ruptura pode ser aplicada na linha de porta 56.

[0087] A Figura 6 ilustra um exemplo de uma unidade de energia hidráulica incorporada em um conjunto de carregamento junto com uma unidade de energia hidráulica de apoio. A unidade de energia hidráulica de apoio pode compartilhar um tanque comum de armazenagem de fluido hidráulico 610. Uma ou mais bombas 620 são providas em comunicação com a linha de pressão P. Também em comunicação fluídica com a linha de pressão P há um acumulador 630. O acumulador 630 é carregado com fluido hidráulico pressurizado, contanto que a uma ou mais bombas 620 funcionem. Quando a(s) bomba(s) 620 param de trabalhar, o acumulador é então capaz de prover um volume selecionado de fluido hidráulico em uma pressão, de modo que o atuador de parte de acoplamento 51 do mecanismo de engate pode ainda ser acionado para alcançar ou permanecer na posição à prova de falhas. A linha de retorno hidráulica T é conduzida do sistema de comutação 400 para o tanque de armazenagem de fluido hidráulico 610. A bomba pode ser alimentada do tanque de armazenagem de fluido hidráulico, assim fechando o circuito de energia hidráulica. A unidade de energia hidráulica pode ser usada para energizar válvulas também, incluindo energizar pelo menos a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de descarga 80 e, opcionalmente, também a válvula de isolamento do lado do braço 70. Neste caso, uma pluralidade de bombas 620 pode ser necessária para assegurar bastante fluxo e altura de carga pode ser provida durante todo o tempo. A unidade de energia hidráulica de apoio emprega uma bomba de apoio 620’, que é separada da uma ou mais bombas 620. Preferivelmente, a linha de pressão de apoio P’ é usada exclusivamente para energizar o atuador de parte de acoplamento 51. A linha de retorno hidráulica de apoio T’ pode ser unida coma linha de retorno hidráulica T da unidade de energia hidráulica (principal). Preferivelmente, um acumulador de apoio 630’ é configurado em comunicação coma linha de pressão de apoio P’.

[0088] Como genericamente indicado na Fig. 1, um elo fraco de rompimento 46 pode ser provida na conexão de gás, entre a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de isolamento do lado do braço 70. O elo fraco de rompimento deve ser o elo mecanicamente mais fraco do trajeto de fluxo de gás contido da inteira unidade de braço de carga, contando do tubo de comunicação de remeter para fora 10 em um lado do braço até o arranjo de distribuição de gás 210 do outro lado do braço. O elo de rompimento serve para assegurar que o trajeto de fluxo de gás contido abra em um local preconcebido, no caso de carga mecânica no arranjo de braço de carga exceder um predeterminado limite, uma situação que pode ocorrer quando, por alguma razão, a unidade de processamento de gás flutuante 100 escape da outra estrutura 200.

[0089] O elo fraco de rompimento 46 pode ser provido em qualquer parte na conexão de gás, entre a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de isolamento do lado do braço 70, para assegurar que o trajeto de fluxo de gás contido abra-se entre estas válvulas de isolamento, desse modo provendo o máximo possível grau de isolamento disponível no arranjo, fechando as válvulas de isolamento disponíveis, uma vez o trajeto de fluxo de gás contido abra-se no local ditado pelo elo fraco de rompimento 46.

[0090] Preferivelmente, o local preconcebido de abertura ditado pelo elo fraco de rompimento, de modo que a conexão de gás se abra entre a parte de acoplamento atuada 20 do acoplador de desconexão de emergência e da válvula de isolamento do lado do braço 70. Com isto, é conseguido que a parte de acoplamento atuada 20 não tenha que ser suspensa no braço de carga 500, no evento de um acontecimento de rompimento.

[0091] O elo fraco de rompimento pode compreender uma zona de ruptura e uma das peças de tubo compreendidas na conexão de gás. Tal zona de ruptura pode tomar a forma de uma zona com uma parede de tubo relativamente fina, comparada com a espessura de parede de tubo da tubulação fora da zona. Alternativamente, a zona de ruptura pode tomar a forma de uma navalha de tensão, que introduz um ponto de fadiga preconcebido na tubulação compreendida na conexão de gás.

[0092] Uma modalidade exemplar é ilustrada na Fig. 7, que mostra uma modalidade da conexão de gás entre válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de isolamento do lado do braço 70, que pode ser empregada em uma unidade de processamento de gás flutuante. A extremidade proximal 570 do braço de carga, incluindo a parte do conduto de gás 580 e parte do conduto de parte de carretel 30, é também mostrada prover referência. O elo fraco de rompimento 46 é provido na peça de tubo compreendida na parte de acoplamento passiva 40. Na modalidade mostrada na Figura 7, mas isto não é uma exigência da invenção, a parte de acoplamento passiva 40, do acoplador de desconexão de emergência, faz parte de uma peça de tubo de interface 45, que pode ser conectada ao conduto de gás 580 do braço de carga, via uma conexão de flange 43. A zona de ruptura 48 é arranjada na peça de tubo de interface 45, como pode ser visto na seção transversal ampliada do elo fraco de rompimento 46 mostrado na Fig. 7. A zona de ruptura 48 foi esquematicamente representada como uma zona tendo uma menor espessura em uma primeira parede de tubo 47 da parte de acoplamento passiva 40.

[0093] A peça de tubo de interface 45 é facilmente substituível desacoplando-se a conexão de flange 43, por exemplo, para inspeção. Uma escolha pode ser feita no procedimento de operação sobre se a conexão de flange ou o acoplador de desconexão de emergência é usado para engatar e desengatar o braço de carga durante operações normais. Na primeira opção, a conexão de flange 43 é usado para engatar e desengatar o braço de carga da unidade de processamento de gás flutuante 100 para operações normais, enquanto o acoplador de desconexão de emergência é somente usado para desengatar o braço de carga da unidade de processamento de gás flutuante. Na segunda opção, a conexão de flange 43 é pré-montada sobre o braço de carga antes do engate, por meio do que o acoplador de desconexão de emergência é usado não somente para desengatar o braço de carga da unidade de processamento de gás flutuante 100 em situações de emergência, mas também para operações de engate e desengate no curso de operações de não emergência normais.

[0094] Observamos que uma peça de tubo de interface, como proposta acima, pode também ser empregada sem uma zona de ruptura, se isto for considerado benéfico para a operação do braço de carga e/ou do acoplador de desconexão de emergência.

[0095] A Fig. 8 ilustra outra modalidade de um elo fraco de rompimento, que pode ser empregado em qualquer acoplador de desconexão de emergência. A figura mostra esquematicamente, em seção transversal, uma pequena parte da parte de acoplamento passiva 40 e uma pequena parte da parte de acoplamento atuada 20, incluindo a garra mecânica 25, que faz parte da parte de acoplamento atuada 20. Uma pluralidade de tais garras é compreendida no acoplador de desconexão de emergência, distribuído ao longo da circunferência da conexão de gás. A garra serve para de modo liberável prender a parte de acoplamento atuada 20 contra a parte de acoplamento passiva 40, quando na posição travada. A garra pode apertar um primeiro flange de acoplamento 49 da parte de acoplamento passiva 40 contra a face de um segundo flange de acoplamento 29 da parte de acoplamento atuada 20, em uma maneira hermética a gás, quando a parte de acoplamento atuada 20 está na posição travada. A garra 25 é movida para longe do primeiro e segundo flanges, quando a parte de acoplamento atuada 20 é movida para a posição destravada. O primeiro flange de acoplamento 49 pode ser provido em uma extremidade aberta de uma primeira parede de tubo 47 da parte de acoplamento passiva 40 e o segundo flange de acoplamento 29 pode ser provido em uma extremidade aberta de uma segunda parede de tubo 27, pertencente à parte de acoplamento atuada 20.

[0096] O elo fraco de rompimento pode ser integrado no mecanismo de acoplamento, particularmente nas garras 25. Como exemplo, é mostrada uma modalidade compreendendo uma zona de ruptura 22 provida na garra mecânica. A zona de ruptura 22 adequadamente é provida na forma de uma navalha de tensão.

[0097] Uma vantagem de combinar o elo fraco de rompimento com o mecanismo de acoplamento é que a energia absoluta e a tensão dinâmica do mecanismo de acoplamento são ambas geralmente menores do que na peça de tubo entre o acoplador e o braço de carga, quando as garras não têm que conter a pressão interna de gás. Além disso, provendo-se o elo fraco de rompimento na parte de acoplamento atuada, não pode nunca ser inadvertidamente esquecida a instalação, por exemplo, colocando-se uma peça de tubo de interface incorreta.

[0098] Os elementos da Fig. 8 são representados muito esquematicamente para ilustrar que o elo fraco de rompimento pode ser integrado coma parte de acoplamento atuada de um acoplador de desconexão de emergência. Os detalhes do projeto não são limitantes da invenção. Uma variedade de projetos detalhados de partes de acoplamento acionadas com base em garra é conhecida na técnica. Referência é feita à Patente U.S. No. 6.843.511 como um exemplo.

[0099] Independentemente do tipo de modalidade em que o elo fraco de rompimento é empregado, é recomendado que o inteiro arranjo de braço de carga seja mecanicamente complacente com as energias de projeto de elo fraco de rompimento, para assegurar que o trajeto de fluxo de gás contido abra-se no local preconcebido e não em um outro local não pretendido.

[00100] Nas modalidades até agora descritas, a válvula de isolamento do lado do carretel 60 e a válvula de isolamento do lado do braço 70 são associadas com seus próprios atuador de válvula de isolamento do lado do carretel 61 e atuador de válvula de isolamento do lado do braço 71. A Fig. 9 mostra uma modalidade alternativa, que pode ser empregada ao contrário, por meio do que o atuador de válvula de isolamento do lado do carretel 61 é empregado para comutar tanto a válvula de isolamento do lado do carretel 60 como a válvula de isolamento do lado do braço 70. Para este fim, a válvula de isolamento do lado do carretel 60, que é montada sobre a unidade de processamento de gás flutuante 100, compreende uma barra de elo mecânico 65. A barra de elo mecânico 65 é funcionalmente acoplada, via um mecanismo de acoplamento 66, à válvula de isolamento do lado do carretel 60, por meio do que qualquer movimento acionado da válvula de isolamento do lado do carretel é transmitido para um movimento relacionado da barra de elo mecânico 65. O movimento relacionado pode ser qualquer movimento adequado, tal como um movimento rotativo ou um movimento de translação, selecionado de acordo com princípios de projeto adequados. A barra de elo mecânico 65 é de modo liberável conectável a um mecanismo de acoplamento de braço de recebimento 76, que é funcionalmente acoplado à válvula de isolamento do lado do braço 70, por meio do que o movimento relacionado da barra de elo mecânico 65 aciona a válvula de isolamento do lado do braço 70 para a mesma posição de válvula que a válvula de isolamento do lado do carretel 60. Desta maneira, um único atuador de válvula pode acionar duas válvulas de isolamento.

[00101] Uma vantagem das modalidades em que um único atuador de válvula pode acionar as duas válvulas de isolamento é que o atuador de válvula de isolamento do lado do braço 71 pode ser omitido. Como resultado, o peso a ser suportado pelo braço de carga 500 pode ser menor. Além disso, a interação operacional entre o conjunto de energia de desconexão de emergência 50 e a válvula de isolamento do lado do braço 70 ocorre via a barra de elo mecânico 65, de modo que não é necessária porta de conexão rápida (tal como porta de conexão rápida 73) em qualquer uma das linhas hidráulicas do inteiro arranjo de braço de carga. Com isto, derramamento inadvertido de fluido hidráulico no meio-ambiente, tal como dentro da água 4, pode ser evitado.

[00102] Controle de pelo menos o acoplador de desconexão de emergência e das válvulas de isolamento do lado do carretel e do lado do braço e das válvulas de descarga é preferivelmente feito pela unidade de processamento de gás flutuante. Todos os sinais de entrada/saída, relacionados com as desconexões de emergência, são transmitidos diretamente pela planta de processamento de gás flutuante, sem passar através do pacote de controle, de braço de carga padrão.

[00103] A pressão interna de gás do gás da conexão de gás é geralmente considerada estar dentro de uma faixa de 4.000 kPa man a 13.000 kPa man (40 barg a 130 barg), sob condições operacionais normais, em que o gás processado é transferido entre a unidade de processamento de gás flutuante e a outra estrutura (por exemplo, do lado da costa).

[00104] Embora seja vantajoso configurar o acoplador de desconexão de emergência, de modo que a parte de acoplamento atuada permaneça conectada ao conduto de parte de carretel, independente de se a parte de acoplamento atuada esteja em sua posição travada ou destravada, ou quando o elo fraco de rompimento tenha rompido, os princípios do elo fraco de rompimento descritos aqui podem também ser aplicados nas modalidades em que o acoplador de desconexão de emergência é configurado de modo que a parte de acoplamento atuada permaneça conectada ao braço de carga, quando a parte de acoplamento atuada esteja em sua posição destravada e/ou quando o elo fraco de rompimento tenha rompido.

[00105] A pessoa versada na técnica entenderá que a invenção e as modalidades específicas descritas aqui podem ser aplicadas em uma larga variedade de situações, particularmente estruturas fora da costa conformadas em navio. Exemplos incluem instalações de processamento de óleo e/ou gás flutuantes, incluindo estruturas de armazenagem e descarga de produção flutuantes (FPSO), plantas de gás natural liquefeito flutuantes (FLNG) (que podem ou não se conectar diretamente a poços submarinos ou que podem ser alimentadas por outras instalações), unidades de armazenagem e regás flutuantes (FSRU), que compreendem equipamento de armazenagem e regaseificação GNL.

[00106] A pessoa versada na técnica entenderá que a presente invenção pode ser realizada de várias maneiras, sem desvio do escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Conjunto de carregamento para transportar uma corrente de gás pressurizado entre uma estrutura flutuante (100) e outra estrutura (200) que seja localizada adjacente à estrutura flutuante (100), o conjunto de carregamento compreendendo: a) um conduto de gás (580) que se estende entre a estrutura flutuante (100) e a outra estrutura (200), para transportar uma corrente de gás pressurizado entre as duas estruturas; b) um acoplador de desconexão de emergência (50), configurado no conduto de gás (580), para estabelecer uma conexão de gás seletivamente conectável e desconectável, entre a estrutura flutuante (100) e a outra estrutura (200) através do conduto de gás (580), em que o gás presente na conexão de gás tem uma pressão de gás e em que o acoplador de desconexão de emergência (50) compreende um mecanismo de engate, que é seletivamente comutável entre uma posição travada e uma posição destravada, em que na posição travada, a conexão de gás é estabelecida e por meio do que, na posição destravada, a conexão de gás é interrompida, por meio do que o mecanismo de engate fisicamente desengata quando o mecanismo de engate está na posição destravada; caracterizado pelo fato de que compreende: c) um conjunto de energia de desconexão de emergência (50), funcionalmente acoplada com o mecanismo de engate para acionar a comutação do mecanismo de engate; d) um sistema de comutação (400), como definido na reivindicação 14, arranjado entre o conjunto de energia de desconexão de emergência (50) e o mecanismo de engate, em que o sistema de comutação (400) é configurado para controlar a comutação do mecanismo de engate do acoplador de desconexão de emergência (50) entre a posição travada e a posição destravada, em que o sistema de comutação (400) é sujeito a dois distintos regimes à prova de falhas na pressão de gás interna da conexão de gás, um regime destravado por falhas, quando a pressão de gás interna da conexão de gás está abaixo de um valor limite de cancelamento pré- selecionado, que determina que o sistema de comutação (400) destrave o mecanismo de engate na perda de energia, e um regime travado por falhas, que estabelece que o sistema de comutação (400) trave o mecanismo de engate quando a pressão de gás interna da conexão de gás está no ou acima do valor limite de cancelamento pré-selecionado.

2. Conjunto de carregamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de comutação (400) compreende: - um comutador de seleção acoplado ao mecanismo de engate, para controlar a comutação do mecanismo de engate entre a posição travada e posição destravada, pelo menos quando o sistema de comutação (400) está no regime destravado por falhas; e - um comutador de cancelamento tendo uma posição de cancelamento que é ativada pela pressão de gás interna, e uma posição de liberação, em que o comutador de cancelamento é forçado na posição de cancelamento, quando a pressão de gás interna está no ou acima do valor limite de cancelamento pré-selecionado, em cujo caso a porta de pressão cancela o comutador de seleção, por meio do que, independente de se o comutador de seleção está no estado aberto ou no estado fechado, o mecanismo de engate é instruído a assumir a posição travada, e em que o movimento do mecanismo de engate da posição travada para a posição destravada pode somente prosseguir quando a pressão de gás interna está abaixo do valor limite de cancelamento pré-selecionado e o comutador de cancelamento não está ativado, em que o comutador de cancelamento é parte de uma porta de pressão, que é acionada pela pressão de gás interna com a conexão de gás.

3. Conjunto de carregamento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o comutador de seleção tem um estado aberto e um estado fechado, por meio do que, ao selecionar o estado aberto, o mecanismo de engate é instruído a assumir a posição destravada e por meio do que, ao selecionar o estado fechado, o mecanismo de engate é instruído a assumir a posição travada, em que o comutador de seleção é do tipo de falha aberta.

4. Conjunto de carregamento, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o comutador de cancelamento está em comunicação fluídica com a conexão de gás via uma linha de porta (56), por meio do que o comutador de cancelamento é fisicamente forçado para a posição de cancelamento, pela pressão de gás interna da conexão de gás, e para a posição de liberação, por uma força de solicitação direcionada contra a pressão de gás interna.

5. Conjunto de carregamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de engate compreende um atuador hidraulicamente energizado (51) por um fluido hidráulico que é circulado através de um circuito hidráulico por uma unidade de energia hidráulica de uma fonte de pressão para um tanque, em que o atuador hidraulicamente energizado (51) compreende uma primeira porta de comunicação hidráulica (57), através da qual o fluido hidráulico pode passar e uma segunda porta de comunicação hidráulica (58), através da qual o fluido hidráulico pode passar, em que um diferencial de pressão positivo, entre a primeira porta de comunicação hidráulica (57) e a segunda porta de comunicação hidráulica (58), provoca uma força de acionamento no mecanismo de engate, direcionada da posição destravada em direção à posição travada e em que um diferencial de pressão negativo, entre a primeira porta de comunicação hidráulica (57) e a segunda porta de comunicação hidráulica (58), provoca uma força de acionamento oposta no mecanismo de engate, direcionada da posição travada para a posição destravada.

6. Conjunto de carregamento de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a fonte de pressão compreende uma bomba e um acumulador (630), em que o acumulador (630) é dimensionado para reter uma quantidade suficiente de fluido hidráulico sob suficiente pressão, para forçar o mecanismo de engate da posição destravada para a posição travada, quando o fluido hidráulico é liberado do acumulador (630).

7. Conjunto de carregamento, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o comutador de seleção compreende uma primeira válvula de controle direcional (410), configurada no circuito hidráulico entre a primeira porta de comunicação hidráulica (57) e a segunda porta de comunicação hidráulica (58), em um lado e a unidade de energia hidráulica, em outro lado, em que a primeira válvula de controle direcional (410) compreende pelo menos duas posições, por meio do que uma das pelo menos duas posições corresponde ao estado aberto e outra das pelo menos duas posições corresponde ao estado fechado, em que a primeira válvula de controle direcional (410) é movida para seu estado fechado na aplicação de força de atuação, em que a primeira válvula de controle direcional (410) é solicitada para mover-se em direção ao estado aberto, na perda de força de atuação.

8. Conjunto de carregamento, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o comutador de cancelamento compreende uma segunda válvula de controle direcional (420) e uma terceira válvula de controle direcional (430), cujas segunda válvula de controle direcional (420) e terceira válvula de controle direcional (430) são simultaneamente móveis, em que o comutador de cancelamento é solicitado em uma direção contra a pressão de gás interna.

9. Conjunto de carregamento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o comutador de cancelamento compreende um atuador pneumático (55), que transfere a pressão de gás interna em movimento do comutador de cancelamento em uma posição de cancelamento, quando a pressão de gás interna está no ou acima do valor limite de cancelamento pré-selecionado, e em que a solicitação impõe movimento do comutador de cancelamento para fora da posição de cancelamento.

10. Conjunto de carregamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que o conjunto de carregamento compreende um circuito hidráulico de apoio, uma unidade de energia hidráulica de apoio em adição ao circuito hidráulico e à unidade de energia hidráulica, e em que o comutador de seleção compreende uma primeira válvula de controle direcional de apoio (410’), e em que o comutador de cancelamento compreende uma segunda válvula de controle direcional de apoio (420’) e uma terceira válvula de controle direcional de apoio (430’), todas em adição à primeira válvula de controle direcional (410), à segunda válvula de controle direcional (420) e à terceira válvula de controle direcional (430), a primeira válvula de controle direcional de apoio (410’), a segunda válvula de controle direcional de apoio (420’) e a terceira válvula de controle direcional de apoio (430’) são configuradas em relação à unidade de energia hidráulica de apoio e ao mecanismo de engate, funcionalmente da mesma maneira que o circuito hidráulico, a primeira válvula de controle direcional (410), a segunda válvula de controle direcional (420) e a terceira válvula de controle direcional (430) são configuradas relativamente à unidade de energia hidráulica e ao mecanismo de engate, e em que a primeira válvula de controle direcional (410) e a primeira válvula de controle direcional de apoio (410’) são mecanicamente acopladas e atuadas com a mesma força de acionamento que a primeira válvula de controle direcional (410), por meio do que a primeira válvula de controle direcional (410) e a primeira válvula de controle direcional de apoio (410’) são forçadas a assumir mutuamente as mesmas posições e em que a segunda válvula de controle direcional (420) e a terceira válvula de controle direcional (430) e a segunda válvula de controle direcional de apoio (420’) e a terceira válvula de controle direcional de apoio (430’) são todas mecanicamente acopladas entre si, por meio do que elas são simultaneamente móveis, e em que o circuito hidráulico compreende pelo menos duas válvulas de proteção de ruptura (425, 435) e o circuito hidráulico de apoio compreende pelo menos duas válvulas de proteção de ruptura de apoio (425’, 435’), cada válvula de proteção de ruptura e válvula de proteção de ruptura de apoio compreendendo uma válvula de posição de agarrar, configurada para agarrar próximo quando um diferencial de pressão, através da válvula na posição de agarrar excede um predeterminado limite de segurança, em que no circuito hidráulico uma primeira das pelo menos duas válvulas de proteção (425) de ruptura é localizada entre a primeira porta de comunicação hidráulica (57) e a primeira válvula de controle direcional (410), e uma segunda das pelo menos duas válvulas de proteção de ruptura (435) é localizada entre a segunda porta de comunicação hidráulica (58) e a primeira válvula de controle direcional (410), e em que uma primeira das pelo menos duas válvulas de proteção de ruptura de apoio (425’) e uma segunda da pelo menos duas válvulas de proteção de ruptura de apoio (435’) são localizadas em posições funcionalmente correspondentes do circuito hidráulico de apoio, como suas primeira e segunda contrapartes de válvulas de ruptura.

11. Conjunto de carregamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma válvula de isolamento do lado do carretel (60) e uma válvula de isolamento do lado do braço (70), ambas configuradas no conduto de gás (580), por meio do que a conexão de gás é entre a válvula de isolamento do lado do carretel (60) e a válvula de isolamento do lado do braço (70) e, opcionalmente, compreendendo adicionalmente uma válvula de descarga (80) que fluidicamente comunica-se com a conexão de gás via uma junção de descarga (85) arranjada na conexão de gás, entre a válvula de isolamento do lado do carretel (60) e o acoplador de desconexão de emergência (50).

12. Conjunto de carregamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que cada uma da válvula de isolamento do lado do carretel (60) e da válvula de isolamento do lado do braço (70) e da válvula de descarga (80) são válvulas solicitadas, por meio do que a válvula de descarga (80) é movida na posição aberta, quando a válvula de descarga (80) é desenergizada, e a válvula de isolamento do lado do carretel (60) é movida na posição fechada, quando a válvula de isolamento do lado do carretel (60)é desenergizada e a válvula de isolamento do lado do braço (70) é movida na posição fechada, quando a válvula de isolamento do lado do braço (70) é desenergizada.

13. Conjunto de carregamento, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um elo fraco de rompimento (46) localizado dentro da conexão de gás entre a válvula de isolamento do lado do carretel (60) e a válvula de isolamento do lado do braço (70), para assegurar que a conexão de gás abra-se em um local preconcebido entre a válvula de isolamento do lado do carretel (60) e a válvula de isolamento do lado do braço (70), no caso de a carga mecânica sobre o arranjo de braço de carga, causada por movimento relativo entre a estrutura flutuante (100) e a outra estrutura (200), exceda um limite predeterminado.

14. Sistema de comutação (400) para uso em um conjunto de carregamento para operar um mecanismo de engate de um acoplador de desconexão de emergência (50) provido para estabelecer uma conexão de gás seletivamente conectável e desconectável em um conduto de gás (580) para transportar uma corrente de gás pressurizado entre uma estrutura flutuante (100) e outra estrutura (200), que é localizada adjacente à estrutura flutuante (100), caracterizado pelo fato de que o sistema de comutação (400) é configurado para controlar a comutação do mecanismo de engate do acoplador de desconexão de emergência (50) entre uma posição travada e uma posição destravada, em que o sistema de comutação (400) é sujeito a dois distintos regimes à prova de falhas contingente em uma pressão de gás interna da conexão de gás: um regime destravado por falhas quando a pressão de gás interna da conexão de gás está abaixo de um valor limite de cancelamento pré-selecionado, que estabelece que o sistema de comutação (400) destrave o mecanismo de engate quando da perda de energia, e um regime travado por falhas, que estabelece que o sistema de comutação (400) trave o mecanismo de engate, quando a pressão de gás interna da conexão de gás está no ou acima do valor limite cancelado pré-selecionado.

15. Sistema de comutação (400), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o sistema de comutação (400) compreende: - um comutador de seleção, funcionalmente acoplado ao mecanismo de engate, para controlar a comutação do mecanismo de engate entre a posição travada e a posição destravada, pelo menos quando o sistema de comutação (400) está no regime destravado por falhas; e - um comutador de cancelamento tendo uma posição de cancelamento que é ativada pela pressão de gás interna, e uma posição de liberação, em que o comutador de cancelamento é forçado na posição de cancelamento, quando a pressão de gás interna está no ou acima do valor limite de cancelamento pré-selecionado, em cujo caso a porta de pressão cancela o comutador de seleção, por meio do que, independente de se o comutador de seleção está no estado aberto ou no estado fechado, o mecanismo de engate é instruído a assumir a posição travada, e em que o movimento do mecanismo de engate da posição travada para a posição destravada pode somente prosseguir quando a pressão de gás interna está abaixo do valor limite de cancelamento pré-selecionado e o comutador de cancelamento não está ativada, em que o comutador de cancelamento é parte de uma porta de pressão, que é acionada pela pressão de gás interna dentro da conexão de gás.