ES2203265B1 - Estructura flotante. - Google Patents
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Abstract
Una estructura flotante multiunitaria para ser utilizada en diversas operaciones mar adentro, en lagos, rios, etc.. Consiste en dos tipos de unidades principales, denominadas unidad de propulsión /soporte y unidad operativa, respectivamente, incluyendo cada una de tales unidades principales al menos un miembro funcional, Las dos unidades principales están destinadas a interconectarse a través de sus miembros funcionales y a integrarse funcionalmente de manera que se obtengan como resultado efectos sinérgicos de la totalidad de las unidades interconectadas. La unidad de propulsión/soporte incluye una o más embarcaciones (A) equipadas con maquinaria de propulsión (10) y equipo para cumplir funciones de soporte. Cuando la unidad principal de propulsión/soporte (A) está constituida por varias embarcaciones, las embarcaciones individuales están integradas funcionalmente de manera que se obtenga como resultado un efecto sinérgico que proporcione a la unidad principal de propulsión/soporte las propiedades combinadas proyectadas. La unidad principal operativa incluye una o más barcazas (L) equipadas para realizar las operaciones proyectadas. Cuando la unidad principal operativa comprende varias barcazas (L), los miembros de barcaza individuales están integrados funcionalmente de manera que se obtenga como resultado un efecto sinérgico que proporcione a la unidad operativa principal las propiedades combinadas proyectadas.
Description
Estructura flotante.
El presente invento se refiere a una estructura
flotante multiunitaria para realizar diversas operaciones mar
adentro, en lagos, ríos, etc., que comprende una unidad operativa y
una unidad de soporte que puede conectarse a pivotamiento, de manera
liberable, con dicha unidad operativa.
Un ejemplo de una estructura flotante
multiunitaria del tipo anterior, puede encontrarse en el documento
GB-A-2 108 436, en el que la unidad
operativa y la unidad de soporte consisten, respectivamente, en una
barcaza equipada con medios necesarios para realizar la operación
proyectada y una embarcación o buque empujador, equipado con medios
de propulsión para las unidades interconectadas.
Un objeto principal del presente invento es
proporcionar un sistema que consiste en unidades flotantes
cooperantes configuradas de modo que permitan el desplazamiento y/o
el funcionamiento simples, rápidos y económicos de una o más
embarcaciones operativas, con una seguridad máxima del personal, al
tiempo que resultan sumamente flexibles, es decir, adecuadas para
ser utilizadas en una amplia variedad de actividades
funcionales.
De acuerdo con la presente solicitud, dicho
objeto se consigue con una estructura flotante multiunitaria del
tipo mencionado en la introducción, en la que la unidad de soporte,
aparte de estar equipada con medios de propulsión para la
estructura multiunitaria interconectada, está equipada, también,
con medios para soportar sinérgicamente la unidad operativa para
realizar la operación proyectada.
Así, de acuerdo con el invento, la unidad
operativa es una unidad básica, generalmente común para todas las
operaciones proyectadas que han de realizarse, ya que está destinada
a ser dotada de equipo funcional normalizado para una operación
particular, tal como perforación submarina y/o producción y/o
tratamiento de hidrocarburos, operaciones de tendido de
conducciones, etc., mientras que las embarcaciones de
propulsión/soporte tienen, sustancialmente, la misma construcción y
configuración estándar, adaptada a las diversas operaciones que han
de ser realizadas por la unidad principal operativa.
La expresión "unidad básica", tal como se
utiliza en esta memoria, no debe interpretarse como simplemente
referida a una sola configuración básica, Cae dentro del alcance
del invento utilizar una pluralidad de unidades básicas de
diferentes configuraciones. Asimismo, se contemplan embarcaciones
de propulsión/soporte de configuraciones y dimensiones algo
diferentes. El aspecto importante del invento reside en el hecho de
que, por medio de un número limitado de unidades prefabricadas,
será posible construir embarcaciones que puedan realizar un gran
abanico de tareas en condiciones operativas ampliamente
diferentes.
La estructura o el sistema del invento se
configura de manera que permita una conexión entre sus diversos
miembros en un lugar situado mar adentro, con alturas de olas de
hasta 3 metros, al tiempo que permite, también, la desconexión con
mayores alturas del oleaje y en todo tipo de condiciones
atmosféricas.
La unidad principal operativa se configuraría,
normalmente, como una barcaza con un pequeño número de
configuraciones estándar destinadas a diferentes operaciones.
Así, el sistema de acuerdo con el invento se
construye en torno a la combinación de embarcaciones de
propulsión/soporte y barcazas operativas que transportan equipo
destinado a las operaciones particulares. Las embarcaciones de
propulsión/soporte cumplen propósitos que van más allá del
transportar una barcaza al lugar de operación. Así, aparte de
maquinaria de propulsión, las embarcaciones han de estar equipadas
para poder ayudar en el trabajo realizado por la barcaza. Las
partes de conexión embarcación-barcaza están
normalizadas, de tal forma que las embarcaciones de
propulsión/soporte sean capaces de adaptarse de modo flexible a
diferentes necesidades y tareas.
Por ejemplo, se contempla que las embarcaciones
de propulsión/soporte se combinen con una barcaza provista de
equipo de perforación, lo que da como resultado un buque perforador
que puede encontrarse en DP (posicionamiento dinámico). Si es
deseable una embarcación para el tendido de conducciones con DP,
entonces las embarcaciones de propulsión/soporte se combinan con una
barcaza para tendido de conducciones. Si, en lugar de eso, se
necesita un buque de producción amarrado a una boya, entonces
bastaría con combinar una barcaza de producción con una embarcación
de propulsión/soporte. En aquéllos casos en los que la barcaza esté
anclada, se contempla que la embarcación de propulsión/soporte se
desconecte de la barcaza de vez en cuando con el fin de llevar a
cabo diversas operaciones que, de otro modo, tendrían que ser
realizadas por otras embarcaciones.
Configurando una unidad modular para
perforación-tendido de conducciones (o,
alternativamente, una unidad de producción) como se ha descrito
anteriormente, puede conseguirse la máxima clase DP con
embarcaciones de soporte que, por separado, tengan una clase DP
inferior. La máxima clase DP se requiere, normalmente, por ejemplo,
en relación con operaciones delicadas, tales como las de
perforación y producción.
El sistema utiliza un pequeño número de tamaños
normalizados para las embarcaciones de propulsión/soporte. El
equipo de conexión está normalizado para todas las embarcaciones de
propulsión/soporte y todas las barcazas, dentro de cada categoría
de tamaño en cuestión, de forma que se proporcione una
compatibilidad de conexión absoluta.
La interconexión entre los diversos miembros de
las unidades principales de la estructura flotante o del sistema
del invento, se lleva acabo por medio de un dispositivo de bloqueo
que permite que las embarcaciones tengan distintos calados y que,
además, les permita moverse verticalmente una con relación a otra,
dando como resultado fuerzas de transferencia reducidas. El
dispositivo de bloqueo es importante, por tanto, para que el
sistema funcione. Debe hacerse hincapié, insistentemente, sin
embargo, en que el dispositivo de bloqueo no constituye el aspecto
central del sistema; en su lugar, la parte esencial del invento la
constituye el versátil uso de las embarcaciones de
propulsión/soporte en combinación con barcazas adaptadas
funcionalmente.
Así, cuando ha de utilizarse el sistema de
acuerdo con el invento en relación con la producción de
hidrocarburos en alta mar, el módulo de alojamientos, entre otros,
podría estar situado a bordo de una embarcación de
propulsión/soporte posicionada de manera que estuviese protegida de
posibles incendios, explosiones de gas, etc., en la unidad
principal, es decir, la barcaza llevaría el equipo de
producción/perforación. Para la variante de perforación, no habría
necesidad de desconectar, siendo el propósito que la misma
embarcación de propulsión/soporte pudiera utilizarse para
producción - así como para la unidad de perforación. El sistema se
contempla, también, para establecerlo como estructuras marinas para
tendido de conducciones, etc.
En relación con la producción de hidrocarburos,
por ejemplo, la embarcación de propulsión/soporte estaría preparada
para realizar una desconexión rápida de la barcaza en caso de que
hubiera que evacuarla. En algunas regiones del globo
particularmente expuestas a condiciones ambientales extremas (por
ejemplo, tifones), las normas de seguridad nacionales exigen la
evacuación del personal embarcado en zonas de producción en los
períodos en que existen posibilidades de que éstas se vean
expuestas a la acción de los tifones. Este es el caso en el Golfo
de Méjico y en los mares de China, entre otros lugares.
El sistema de acuerdo con el invento implica que
tal evacuación podría conseguirse rápida y eficientemente
desconectando la embarcación de propulsión/soporte de la barcaza y
desplazándola a una zona segura del océano. En comparación con la
evacuación mediante helicópteros, una evacuación alternativa de
personal de esta clase supondría considerables ventajas, como la
parada más rápida posible, un alto grado de seguridad del personal,
transporte con helicópteros innecesario, etc.
Como la embarcación de propulsión/soporte se
encuentra situada en un área protegida con respecto al lugar de
producción/perforación, y es capaz de ser desconectada muy
rápidamente de la barcaza, las distintas autoridades gubernamentales
tenderían a inclinarse a aceptar la construcción de la embarcación
de propulsión/soporte de acuerdo con las normas y las regulaciones
navales, lo que significaría, también, considerables ventajas
económicas adicionales. La designación "embarcación de
propulsión/soporte", tal como se utiliza en esta memoria, es una
expresión general aplicable a cualquier embarcación que refleje el
aspecto multipropósito del sistema de acuerdo con el invento.
El enfoque modular de acuerdo con el invento,
implica ventajas adicionales que mejoran la flexibilidad o la
versatilidad de manera muy positiva y que reducen el nivel total de
costes. Puede decirse, entre otras cosas, lo que sigue:
- -
- La embarcación de propulsión/soporte puede realizar funciones adicionales en el campo, tales como preparativos, prevención de incendios, recogida de petróleo de la superficie, asistencia relacionada con el amarre de buques tanque que carguen petróleo, operaciones ROV, etc. Cuando se utilizase en el Golfo de Méjico, la embarcación de propulsión/soporte podría ocuparse del transporte de personal a y desde el campo. Tales funciones adicionales, como norma general, se contemplan durante un período de tiempo relativamente corto, de tal manera que podría mantenerse la función de alojamiento.
- -
- En algunas regiones del mundo, existe un acceso limitado a la capacidad de atraque para grandes buques. Empleando el sistema modular de acuerdo con el invento, podrían seleccionarse más fácilmente las dimensiones del casco de la barcaza para cumplir con las limitaciones locales. Esta propiedad permitiría, asimismo, que las embarcaciones de la estructura flotante de acuerdo con el invento, fuesen desplazadas a regiones con accesibilidad física limitada, tales como por vía fluvial, al Mar Caspio. Esto significa mayor flexibilidad en relación con la construcción y el equipo de la barcaza y, también, supondría una ventaja en relación con futuras operaciones de mantenimiento, etc.
La parte de conexión entre la barcaza y la
embarcación de propulsión/soporte también se normalizaría, dando
como resultado más flexibilidad en cuanto a embarcaciones
alternativas, etc. Esta propiedad abre, asimismo, la posibilidad de
cooperación de las embarcaciones entre varios operadores de campo
que trabajen con el mismo tipo de unidades, principalmente dentro
de la misma región geográfica.
El quid del invento reside en la posibilidad de
interconectar unidades de embarcación con propósitos/propiedades
ampliamente diferentes que, a través de un efecto sinérgico, tenga
como resultado la consecución de algo más que el mero efecto
aditivo de las propiedades de las embarcaciones individuales.
Dependiendo de qué tipos de embarcaciones se combinasen, puede
hacerse cambiar la totalidad de las propiedades de la
embarcación.
Las unidades principales y sus propiedades que,
combinadas, proporcionarán tal efecto sinérgico, serían:
- -
- unidades de barcaza equipadas para operaciones tales como perforación, producción de hidrocarburos, tendido de conducciones, carga con amarre en boyas monopunto, almacenamiento de hidrocarburos;
- -
- unidades de barcaza con equipo de amarre e interconectadas dependiendo de las operaciones proyectadas;
- -
- unidades de barcaza destinadas a recibir módulos de sistema auto-flotantes, para montar el equipo deseado;
- -
- módulos de sistema para ser recibidos en la unidad de barcaza;
- -
- embarcaciones con maquinaria de propulsión para conexión a una unidad de barcaza o para interconexión de unidades de barcaza;
- -
- puede asignarse una clase DP alta a una unidad de barcaza o a un conjunto de unidades de barcaza interconectando varias embarcaciones de propulsión/soporte que, individualmente tengan una clase DP más baja que la deseada en el caso particular;
- -
- las embarcaciones de propulsión/soporte que están interconectadas a unidades de barcaza, están equipadas para realizar funciones auxiliares y para acomodar personal;
- -
- partes de popa y de proa para ser conectadas de acuerdo con las necesidades;
- -
- interconexión en mar abierto, y no en una bahía, como es la forma usual de hacerlo;
- -
- interconexión de embarcaciones con propiedades de uso ampliamente diferentes;
- -
- cubierta transversal para recibir módulos del sistema;
- -
- posibilidad de interconectar embarcaciones y de acomodar módulos de sistema que flotan por sí mismos, lo que proporciona flexibilidad en cuanto a la profundidad del agua - embarcaciones menores;
- -
- módulos de bajo calado pueden ser transportados/hechos flotar a través de aguas poco profundas y, luego, interconectarse para realizar operaciones en tales aguas (como en ríos de Rusia y partes poco profundas del Mar Caspio), mientras que las combinaciones de embarcaciones pueden adaptarse, naturalmente, también, para uso en aguas profundas.
El invento se describirá ahora con detalle, con
referencia a los dibujos, muy esquemáticos, en los que:
las Figuras 1 - 6 ilustran la estructura flotante
de acuerdo con el invento, utilizada en diversas situaciones
operacionales;
las Figuras 7-9 ilustran un
dispositivo de bloqueo para interconectar dos unidades principales
incorporadas en la estructura;
las Figuras 10a-10c ilustran una
característica ventajosa del invento;
las Figuras 11 y 12 ilustran otra realización de
la estructura de acuerdo con el invento; y
la Fig. 13 ilustra un detalle de la realización
mostrada en las figuras 11 y 12.
Partes similares reciben los mismos signos de
referencia en todas las figuras.
La fig. 1 es una vista en planta y una vista en
alzado que representa una barcaza L de producción, ayudada por una
embarcación de propulsión/soporte A, que exporta petróleo/gas a
través de un oleoducto. En la figura, el número 1 designa una
instalación de tratamiento, 2 indica una boya de STP (podría ser,
también una versión de torreta distinta), 3 es un mecanismo
oscilante que permite la rotación de la unidad, 4 es la torre de
llama o mechero, 5 es el centro de control, provisto posiblemente
de instalaciones de camarotes temporales, 6 es un tabique
cortafuego, 7 es un dispositivo de conexión rápidamente liberable,
8 es la cubierta para helicópteros, 9 es el módulo de alojamientos,
10 es una instalación de propulsión auxiliar, 11 es una parte de
conexión normalizada entre la barcaza L y la embarcación A de
propulsión/soporte; 12 es un área de evacuación; 13 es la ristra de
tubos de producción, y 14, 15 son conducciones de transporte para
petróleo/condensado y gas, respectivamente.
Como resulta evidente a partir del dibujo, la
instalación 1 de tratamiento, es decir, todo el equipo necesario
para producir y tratar un yacimiento de petróleo desde uno o más
pozos en el fondo del océano, está situada, normalmente, en la
barcaza L, mientras que todo el equipo para hacer funcionar la
instalación de tratamiento está situado en la embarcación A de
propulsión/soporte, junto con el módulo 9 de alojamientos, la
cubierta 8 para helicópteros y los medios de propulsión 10. En
casos particulares, sin embargo, tal equipo podría estar situado en
la embarcación A de propulsión/soporte.
En caso de emergencia, cuando la barcaza L de
producción hubiese de ser evacuada, todo el personal sería evacuado
a través del área 12 de evacuación, a la embarcación A de
propulsión/soporte, una vez que esta última se soltase de la
barcaza, liberando el dispositivo 7 de conexión y permitiendo que la
embarcación de propulsión/soporte se separase rápidamente de la
barcaza. Si la emergencia fuese provocada por un incendio en la
instalación de tratamiento, entonces el tabique cortafuegos 6
situado por delante del área de evacuación 12, ayuda a proteger al
personal durante la evacuación y la desconexión de la embarcación
de propulsión/soporte.
La parte de conexión 11 podría tener,
ventajosamente, la forma de un perfil cóncavo 16 en la barcaza L,
destinado a recibir un perfil 17 correspondientemente convexo de la
embarcación A de propulsión/soporte, normalmente su proa y/o su
popa.
En los ejemplos mostrados en las figuras, la
parte de proa de la embarcación A de propulsión/soporte forma un
perfil 17 de conexión sustancialmente convexo, en general en forma
de U, que casa con un perfil 16 correspondientemente cóncavo, en
general en forma de U, del extremo de popa de la barcaza L. El
perfil cóncavo 16 y el perfil convexo 17 de la parte de conexión 11
no tienen por qué ser en forma de U, pudiendo ser, por ejemplo,
rectangular o pudiendo tener cualquier otra configuración adecuada.
En cualquier caso, sin embargo, la parte de entrada abierta del
perfil cóncavo 16 debe tener paredes laterales 16' paralelas,
sustancialmente rectas, como se muestra en la fig. 6, con paredes
laterales paralelas 17', rectas, correspondientes, en la parte
extrema interior del perfil convexo 17. El dispositivo de conexión
7 incluye pernos 7' de bloqueo que actúan como unión pivotante
entre las dos partes de casco de las embarcaciones A - L,
permitiéndolas pivotar una con relación a otra en un plano
vertical, cuando están expuestas a las fuerzas del oleaje y del
viento.
El uso del sistema de acuerdo con el invento como
se ha descrito en lo que antecede en relación con la fig. 1, sería
particularmente ventajoso en áreas con una infraestructura de
conducciones accesible y en las que las autoridades locales
plantearan restricciones en lo que respecta a la exportación
mediante buques tanque lanzadera (por ejemplo, en el Golfo de
Méjico).
La fig. 2 muestra una aplicación del sistema de
acuerdo con el invento, proyectada para la exportación mediante
buques tanque. La fig. 2a es, en general, similar a la vista en
planta de la fig. 1, excepto porque la barcaza L se muestra con una
manguera flotante 18 soportada en posición a lo largo del costado
de la barcaza, con una junta oscilante 19 en el extremo más próximo
a la embarcación A de propulsión/soporte.
En la vista en planta de la fig. 2b, la
embarcación A de propulsión/soporte se ilustra retirada de la
barcaza L, en una posición de espera separada de esta última,
mientras que un buque tanque T está amarrado al extremo de popa de
la barcaza por medio de amarras 20 y con la manguera flotante 18
en posición conectada operativa. Una operación de carga típica
llevaría de 1 a 2 días. En este período, la embarcación A de
propulsión/soporte proporciona la asistencia necesaria al buque
tanque T, por ejemplo, al conectar o desconectar la o las amarras y
la manguera flotante 16 que, normalmente, está posicionada a lo
largo de la barcaza, como se ha descrito anteriormente. La capacidad
de almacenamiento de la barcaza L puede variar para adaptarse a las
necesidades en el campo.
La fig. 3 ilustra el sistema de acuerdo con el
invento, adaptado a operaciones de perforación. En lugar del equipo
1 de producción y tratamiento en la barcaza L de producción de
acuerdo con la fig. 1, la barcaza de perforación L ilustrada en la
fig. 4, está provista de una torre de perforación 21 y de otro
equipo de perforación necesario, incluyendo un conducto ascendente
22. Por lo demás, el sistema es sustancialmente similar al de la
fig. 1. Sin embargo, la barcaza L de perforación representada en la
fig. 3, está provista de medios de anclaje 23, preferiblemente en
forma de un denominado "anclaje múltiple". Este se aplica,
únicamente, en zonas de aguas tranquilas. Sin embargo, podrían
utilizarse otros sistemas de anclaje, incluyendo el anclaje a
torreta.
En la situación en cuestión, la embarcación A de
propulsión/soporte, serviría como módulo de alojamientos. Se
contempla, asimismo, que la barcaza L de perforación sea alimentada
con energía eléctrica por la embarcación de propulsión/soporte
durante las operaciones de perforación.
Asimismo, en esta realización de la estructura de
acuerdo con el invento, la embarcación A de propulsión/soporte,
puede ser desconectada para realizar otras operaciones de campo
necesarias. Entre otras cosas, el manejo del ancla podría llevarse
a cabo por medio de la embarcación de propulsión/soporte.
Las funciones preparatorias, la lucha contra el
fuego, la recuperación de petróleo, etc., son, también, operaciones
que entran, naturalmente, entre las definidas para la embarcación A
de propulsión/soporte.
La fig. 4 ilustra una estructura flotante
modular, de tres embarcaciones, construida según los mismos
principios que los sistemas o estructuras flotantes anteriormente
descritos, de acuerdo con las figs. 1-3. En cada
extremo de la barcaza L hay conectada una embarcación A de
propulsión/soporte provista de equipo para posicionamiento dinámico
(DP). La distribución de potencia se coordina de forma que se
satisfagan las exigencias de DP para buques perforadores.
El módulo de alojamiento de personal está
dispuesto a bordo de las respectivas embarcaciones A, A de
propulsión/soporte, es decir, cada embarcación de propulsión/soporte
cubre, típicamente, el 50% de la demanda. Son posibles, asimismo,
otros enfoques.
El nuevo aspecto específico del sistema o
estructura flotante de acuerdo con la fig. 4 es que las unidades
principales, consistentes en la barcaza L y las dos embarcaciones A
de propulsión/soporte, pueden desconectarse selectivamente y
emplearse por separado para otros fines, si la situación así lo
requiere.
Como las tres unidades son desconectables, sería
posible, también, llevarlas a zonas en las que, de otra manera, la
accesibilidad constituye un problema. Como en este caso, la barcaza
L está formada con una proa en cada extremo, las operaciones de DP
podrían exigir hacerla girar en 90°. Esto reduce la demanda de
potencia para DP. Alternativamente, el sistema podría estar provisto
de un anclaje de soporte para la barcaza de perforación. Las
unidades podrían ser hechas funcionar, entonces, en un modo
denominado de amarre asistido por DP. Una región típica de
operación para la embarcación o barcaza L de perforación modular con
DP, sería, por ejemplo, el Mar Caspio.
La barcaza L de perforación podría estar formada
como una barcaza usual provista de "estanque lunar" o abertura
de perforación. Sin embargo, con el fin de asegurar movimientos
favorables, la barcaza podría estar provista, también, de pontones
y columnas, como una estructura de aparejo.
Así, podrían prepararse tres configuraciones de
buque para embarcaciones de producción operadas con DP,
embarcaciones para tendido de conducciones, etc. Empleando dos
embarcaciones de propulsión/soporte, sería posible configurar toda
la unidad de perforación en una clase DP superior.
Como antes se ha mencionado, las embarcaciones de
propulsión/soporte pueden ser conectadas, tanto por su extremo de
proa como por su extremo de popa, con una unidad de barcaza. Así,
las barcazas y las embarcaciones de propulsión/soporte podrían
interconectarse como "una ristra de perlas", de tal manera que
una embarcación de propulsión/soporte esté conectada a una barcaza
por su extremo de proa y esté conectada a otra barcaza por su
extremo de popa. Si una barcaza tiene varias partes cóncavas para
conectar embarcaciones de propulsión/soporte, y no hay necesidad de
utilizar más de una embarcación de propulsión/soporte, entonces las
partes cóncavas no utilizadas de la embarcación 12 podrían estar
ocupadas por un elemento o "miembro de relleno", como se
indica en la fig. 5. Por ejemplo, mediante el uso de un miembro de
relleno P, podría darse forma de proa 25 o forma de popa 26, a un
extremo de la barcaza, como se muestra en la figura.
Naturalmente, la o las barcazas y la o las
embarcaciones de propulsión/soporte utilizadas no tienen por qué
estar alineadas, necesariamente. De este modo, podría contemplarse
una configuración en la que una barcaza esté formada con capacidades
de conexión para una embarcación de propulsión/soporte en un extremo
y con dos capacidades de conexión, para dos embarcaciones de
propulsión/soporte en el otro extremo. Una disposición de esta clase
podría ser ventajosa, por ejemplo, cuando se construye una
embarcación para el tendido de conducciones, tal como se indica en
la fig. 6. En este caso, la barcaza L está configurada para ser
asistida por tres embarcaciones A de propulsión/soporte. Por
ejemplo, una situada centralmente en la parte de proa de la barcaza
y una a cada lado de la rampa S para la conducción situada
centralmente en la parte extrema de la barcaza. Alternativamente, la
embarcación delantera de propulsión/soporte, podría ser sustituida
por un miembro de tapón P con un perfil de proa, como se ha
descrito en lo que antecede en relación con la fig. 5.
Podría utilizarse, asimismo, una unidad operativa
o de barcaza de tipo semisumergible con, por ejemplo, dos cascos
paralelos.
Un ejemplo de una realización de un dispositivo 7
de conexión liberable, incorporado en el sistema de acuerdo con el
invento, se describe en lo que sigue en relación con las figs.
7-9.
La fig. 7 es una vista en sección, en alzado
esquemático, a través del perfil cóncavo 17 de conexión, por ejemplo
en la popa de una barcaza L. La cubierta 30 de la barcaza L está
indicada por dos niveles o líneas de flotación diferentes: un nivel
alto N_{b} por encima de la superficie 31 del agua, cuando la
barcaza está en lastre, y un nivel bajo N_{l} cuando la barcaza
está cargada.
En cada costado 16' del perfil cóncavo 16 de
conexión hay medios de guía 32 a modo de placa, que tienen una
garganta 34 de guía, sustancialmente en forma de V, para un perno o
vástago de bloqueo 7' a cada lado de la parte de conexión convexa
17 correspondiente, de una embarcación de propulsión/soporte, como
se indica en la fig. 8. Cada placa de guía 32 está destinada a ser
ajustada verticalmente hacia arriba y hacia abajo, como se indica
mediante flechas 35 en las figuras 7 y 9, por ejemplo por medio de
dos cilindros hidráulicos 36 dispuestos en una estructura de
bastidor 38 por encima del nivel de la cubierta en la barcaza L.
Los vástagos 40 de pistón de los cilindros 36, que pueden tener una
carrera de unos 4,5 metros, por ejemplo, están conectados a la
superficie superior de la placa de guía 32, mientras que la
superficie trasera de la placa de guía está rígidamente unida a dos
cremalleras de guía 44 que, a su vez, están recibidas a
deslizamiento en gargantas de guía 46, formadas
correspondientemente, en cada lado de la abertura de entrada del
perfil de conexión. La placa de guía 32 es bloqueada en la posición
vertical deseada, por ejemplo por medio de dos cilindros neumáticos
45 dispuestos, preferiblemente, en espacios abiertos o
compartimientos estancos 50 que, también, proporcionan acceso con
fines de sustitución y mantenimiento del equipo a utilizar. El
sistema de acuerdo con el invento puede utilizarse en relación con
operaciones en el Ártico. Con el fin de impedir la congelación y la
acumulación de hielo en áreas expuestas, tal como alrededor de las
cremalleras de guía 44, los medios de guía 32 podrían estar
rodeados por un depósito 50 que contuviese un líquido caliente en
regiones expuestas.
Los pernos de bloqueo 7', que tienen que cooperar
con las placas de guía 32 de los perfiles cóncavos 17 de la
barcaza, se extienden desde lados opuestos del perfil de conexión
cóncavo 17 de la embarcación de propulsión/soporte, como se indica
en la fig. 8, en la que los pernos 7' se muestran en tres
posiciones sucesivas, durante una operación de conexión.
La operación de conexión tendría lugar,
generalmente de la forma siguiente.
El perfil convexo de conexión 17 pertinente de la
embarcación A de propulsión/soporte, que estaría, normalmente, en
su proa o en su popa, es maniobrado dentro del perfil de conexión
cóncavo 16 correspondiente de la barcaza L, entre sus costados de
entrada 17 sustancialmente paralelos. Las placas de guía 32 han sido
preajustadas en una posición vertical deseada con relación al calado
de la embarcación, por medio de los cilindros 36, es decir, de tal
modo que la garganta de guía 32 en forma de V de la placa de guía
esté posicionada sustancialmente a la altura del perno de bloqueo 7'
de la embarcación de propulsión/soporte, siendo la dimensión de la
abertura de la garganta de bloqueo en forma de V suficientemente
amplia para acomodar el perno de bloqueo, como se indica mediante
la flecha 37, con alturas de olas de unos 3 metros. Esta situación
se ilustra en la fig. 9, en la que el perno de bloqueo 7' del lado
izquierdo de la figura está indicado en una posición superior y en
una posición inferior durante la fase inicial de la operación de
alineación, mientras que en el lado derecho de la figura, se le
representa en su posición final, en el fondo de la garganta 32 de
alineación. Cuando el perno de bloqueo ha alcanzado su posición
final, es empujado, por ejemplo por un cilindro neumático 53,
dentro de un orificio 52 correspondiente de la placa de guía 32,
como se muestra en la figura 8. La interconexión entre estas dos
embarcaciones L, A, se habrá completado entonces y la embarcación A
de propulsión/soporte está libre para pivotar en torno a los pernos
de bloqueo 7', en dirección vertical. Esto reduce las fuerzas
transmitidas entre las embarcaciones interconectadas, cuando están
expuestas al movimiento de las olas.
Cuando se hay completado la interconexión, las
embarcaciones podrán trabajar en combinación, sin limitación alguna
debida a los agentes atmosféricos. La desconexión de la embarcación
de propulsión/soporte puede tener lugar, también, con independencia
de las condiciones atmosféricas.
A partir de la descripción expuesta en lo que
antecede, será evidente que la conexión y la desconexión entre las
unidades de embarcación por módulos de la estructura flotante de
acuerdo con el invento, pueden llevarse a cabo de manera rápida y
segura.
Aunque normalmente sería preferible que la
embarcación principal o la barcaza L estuviese formada con perfiles
16 de conexión cóncavos, mientras que las embarcaciones de
propulsión/soporte lo estuviesen con partes de conexión 17 convexas,
tal como se ha descrito en lo que antecede y se ha representado en
los dibujos, las partes de conexión 16, 17 podrían estar
dispuestas, naturalmente, al contrario. De manera similar, los
pernos de bloqueo 7' podrían estar previstos en la parte L de unidad
principal de la parte de conexión 11, mientras que la placa de guía
32 estaría situada en la parte de la embarcación A de
propulsión/soporte de la parte de conexión 11, en lugar de al
contrario, como se ha descrito e ilustrado.
En aquéllos casos en que ha de utilizarse una
barcaza de producción, la parte de popa de la barcaza está
provista, ventajosamente, de una configuración de timones gemelos
55, como se muestra en las figs. 10a-c. Tales
timones, cuando se encuentran en posición "desplegada",
proporcionarán un efecto de "dique" mejorado y ambientes de
conexión más tranquilos para la embarcación de propulsión/soporte.
Además, los timones podrían utilizarse para hacer girar la popa de
la barcaza, por ejemplo en una situación de conexión. Esto se lleva
a cabo dotando a las superficies de los timones de una geometría tal
(por ejemplo, una superficie exterior cóncava) que la corriente de
agua haga que la barcaza vire.
En la fig. 10a ambos timones se ilustran en
posición neutra. Debe observarse que la superficie 55' del timón
exterior podría tener una geometría cóncava, asegurando condiciones
de flujo favorables con respecto al oleaje que, normalmente, se
desplaza en la dirección longitudinal del barco. Las superficies de
los timones se extenderían, en vertical, hasta el nivel de la
cubierta de la barcaza, para conseguir una gran superficie
expuesta.
En la fig. 10b, se muestran ambos timones en
posición desplegada, proporcionando protección frente a los agentes
atmosféricos para la embarcación de propulsión/soporte.
En la fig. 10c se ilustra uno de los timones 55
en posición neutra, mientras que el otro timón se representa en
posición desplegada, haciendo que la barcaza vire.
En las figuras 11 y 12 se muestra otro ejemplo de
una estructura flotante de acuerdo con el presente invento.
Como en los ejemplos anteriores, la estructura
flotante consiste en una o más unidades L operativas y unidades A
de propulsión/soporte. En la fig. 11 se representa una unidad
operativa en forma de barcaza L, en vista en alzado y en planta,
combinada con una unidad A de propulsión/soporte cooperante,
representada en vista en planta. La barcaza L está equipada para
realizar varias operaciones diferentes. Parte del equipo está
instalado permanentemente en la barcaza, tal como una torre 60 de
perforación montada por encima del "estanque lunar" 62, una
grúa 64, medios 65 para la producción de cemento y medios 66 de
almacenamiento, medios 68 de ensayo de pozos, equipo submarino 70,
un depósito 72 para barita, etc. La barcaza L se ilustra con un
perfil 16 de conexión cóncavo, sustancialmente rectangular,
destinado a recibir para acoplamiento, el perfil 17 de conexión
cóncavo de proa de una embarcación A asociada de propulsión/soporte
que ha de ser conectada mediante el dispositivo de conexión 7.
Como característica importante de esta
realización del invento, la barcaza L está formada con uno o más
canales a modo de entrantes 74, formados en la cubierta de la
barcaza L, que se extienden lateralmente respecto a su eje
geométrico longitudinal y destinados a acomodar flotadores 76 o
plataformas flotantes normalizadas, equidimensionadas, que
transportan diversos equipos adicionales que la barcaza operativa L
necesita para llevar a cabo una operación particular. En el ejemplo
mostrado en la fig. 11, la barcaza se representa con dos de tales
entrantes laterales 74 junto con sus flotadores 76 asociados listos
para ser hechos flotar en sus entrantes 74 respectivos. El flotador
76 de la izquierda se muestra provisto de un área 78 de
almacenamiento de armazones, un armazón 80 de usuario y una
cubierta 82 para tubos, mientras que el flotador de la derecha
transporta varios módulos 1, 2, 3, 4 que contienen equipo
operativo, tal como equipo para producción temprana. Una pasarela
77 se extiende centralmente desde la mitad de la embarcación a
través de uno de los entrantes 74.
La fig. 12 muestra la barcaza L con los
flotadores 76 instalados en posición en sus respectivos entrantes
74 para completar el equipo necesario para el funcionamiento
proyectado de la barcaza.
Los flotadores 76 podrían tener varias
"cubiertas" dispuestas verticalmente una debajo de otra. Por
ejemplo, el flotador 76 de la izquierda de las figs. 11 y 12 podría
estar concebido como uno con "doble cubierta", dotado de una
segunda cubierta 76' por debajo de la cubierta superior para tubos,
como se ilustra en la fig. 13, para transportar equipo operativo
adicional, tal como generadores, bombas para lodo, etc.
Además, la barcaza L de la fig. 12 tiene,
conectadas a cada uno de sus extremos, mediante dispositivos de
conexión 7, dos embarcaciones A de propulsión/soporte, por ejemplo,
con fines de DP, y provistas de cubiertas 84 para helicópteros.
La profundidad de los entrantes 74 es suficiente
para permitir que los flotadores 76 sean hechos flotar en ellos
sin tener que lastrar la barcaza para incrementar su calado. Cuando
los flotadores 76 flotan en su sitio, se cierran la o las aberturas
laterales de los entrantes 74 por medio de compuertas (no
representadas) y se bombea el agua en ellos contenida fuera de los
entrantes.
El equipo transportado por los flotadores 76
estaría fabricado, normalmente, en lugar alejado de la barcaza L y
de la embarcación A de propulsión/soporte y, luego, sería remolcado
hasta la barcaza e instalado en ella en un momento apropiado.
O = oleaje
Claims (11)
1. Una estructura flotante multiunitaria para
realizar diversas operaciones mar adentro, en lagos, ríos, etc., que
comprende una unidad operativa (L) que comprende una pluralidad de
embarcaciones, y una unidad de soporte (A) que también comprende una
pluralidad de embarcaciones y que puede conectarse a pivotamiento de
forma liberable con dicha unidad operativa, caracterizada
porque dicha unidad de soporte (A), aparte de estar equipada con
medios de propulsión (10) para la estructura multiunitaria
interconectada, está equipada, también, con medios (8,9) para
soportar sinérgicamente la unidad operativa (L) al realizar la
operación pretendida, estando dichas unidades operativa y de soporte
integradas funcionalmente de forma que se obtenga como resultado un
efecto sinérgico.
2. Estructura flotante multiunitaria de acuerdo
con la reivindicación 1, caracterizada porque la unidad de
soporte (A) comprende una pluralidad de embarcaciones asociadas con,
al menos, una embarcación de unidad operativa (L) y cada una está
provista de medios de posicionamiento dinámico e interconectada de
forma controlable, de modo que se permita el posicionamiento
dinámico del conjunto de unidades operativas y de soporte.
3. Estructura flotante multiunitaria de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque la unidad de soporte comprende una
embarcación provista de medios para hacer funcionar una instalación
de tratamiento (1) a bordo de la unidad operativa, un módulo (9) de
alojamientos, y una cubierta (8) para helicópteros.
4. Estructura flotante multiunitaria de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque la unidad operativa (L) comprende una
barcaza provista de un tabique cortafuegos (6) adyacente a una parte
de conexión (11).
5. Estructura flotante multiunitaria de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque la unidad de soporte comprende uno o más
miembros de relleno (P), cada uno de los cuales tiene un perfil de
conexión convexo (17) en un extremo y una forma de proa (26) o una
forma de popa (27) en su extremo opuesto.
6. Estructura flotante multiunitaria de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5,
caracterizada porque las unidades principales (L, A) están
destinadas a ser utilizadas para producir petróleo/gas para
exportación mediante una conducción.
7. Estructura flotante multiunitaria de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5,
caracterizada porque las unidades principales (L, A) están
destinadas a ser utilizadas para producir petróleo/gas para
exportación mediante buques tanque.
8. Estructura flotante multiunitaria de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5,
caracterizada porque la unidad principal operativa (L) está
provista de una rampa (S) situada en su parte de popa, para tender
una conducción, estando formada dicha unidad operativa (L) con un
perfil de conexión cóncavo (16) a cada lado de la rampa (S).
9. Estructura flotante multiunitaria de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5,
caracterizada porque las unidades principales (L, A) están
destinadas a ser zadas en operaciones de perforación de pozos.
10. Estructura flotante multiunitaria de acuerdo
con las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizada porque la popa
de la unidad principal operativa (L) está provista de timones
gemelos (55).
11. Estructura flotante multiunitaria de acuerdo
con la reivindicación 10, caracterizada porque cada timón
gemelo (55) tiene una superficie exterior de timón (55') formada con
una geometría cóncava.
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