ES2964838T3 - Procedimiento para instalar un objeto flotante basado en una plataforma con patas tensoras - Google Patents
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Abstract
Un método para instalar un objeto flotante basado en TLP en puntos de anclaje. El objeto flotante incluye un cuerpo central y varios conjuntos de flotabilidad colocados alrededor del cuerpo central en un plano horizontal, estando cada conjunto de flotabilidad conectado al cuerpo central y conectable a uno de los puntos de anclaje. El método incluye: - fijar una pata de amarre que comprende al menos una línea de amarre en cada punto de anclaje; - para cada punto de anclaje, conectar una línea de descenso entre el conjunto de flotabilidad y el punto de anclaje; - tensar las líneas de descenso de manera que el objeto flotante baje a un nivel de instalación por debajo del nivel operativo; - para cada punto de anclaje que conecta la pata de amarre con el conjunto de flotabilidad en modo flojo, - después de conectar las líneas de amarre con los conjuntos de flotabilidad, extender las líneas de descenso de manera que el objeto flotante se eleve desde el nivel de instalación hasta el nivel operativo donde se tensan las patas de amarre. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para instalar un objeto flotante basado en una plataforma con patas tensoras
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento para instalar un objeto flotante basado en una plataforma de patas tensoras según el preámbulo de la reivindicación 1.
Técnica anterior
En la técnica anterior, la instalación de un objeto flotante basado en una plataforma de patas tensoras, TLP, se realiza tradicionalmente lastrando el casco, conectando los tendones y deslastrando para transferir la carga a los tendones. Según la técnica anterior, el sistema tensor está acoplado con los tendones o cabos de amarre, de manera que la operación de lastre utiliza los cabos de amarre.
Un procedimiento de este tipo se conoce por el documento US 7452162 que divulga un procedimiento y un sistema que compensa la inestabilidad inherente del casco durante la inmersión y proporciona detención del movimiento y ayuda para mantenerse en posición. El sistema incluye dispositivos tensores montados en la TLP, normalmente uno para cada tendón. Cada dispositivo tensor está equipado con una línea de tracción que está conectada al tendón correspondiente. El casco de la TLP se sumerge para bloquear el calado mediante la aplicación de tensiones a las líneas de tracción conectadas a la parte superior de las tensiones, o mediante una combinación de aplicación de tensiones a las líneas de tracción y lastrado del casco. A medida que los tensores toman la línea de tracción, el casco se sumerge, es decir, el calado aumenta.
Este tipo de operación tiene la desventaja de que la TLP se estabiliza durante la instalación de las líneas de amarre. En particular, un objeto flotante equipado con una superestructura que sobresalga relativamente alta por encima de la superficie del agua solo puede instalarse en estados de la mar (muy) en calma para evitar el riesgo de inestabilidad del objeto flotante.
Es un objetivo de la presente invención superar o mitigar el problema de la técnica anterior.
Sumario de la invención
El objetivo se logra mediante un procedimiento para instalar un objeto flotante basado en una plataforma de patas tensoras en puntos de anclaje en el mar utilizando una embarcación de instalación y un vehículo submarino operado de forma remota, ROV; comprendiendo el objeto flotante un cuerpo central y al menos tres conjuntos de flotabilidad colocados alrededor del cuerpo central en un plano horizontal, con cada uno de los conjuntos de flotabilidad al menos conectado al cuerpo central y adaptado para conectarse a uno de los puntos de anclaje asociado, comprendiendo el procedimiento: • fijar una pata de amarre que comprenda al menos una línea de amarre en cada punto de anclaje; • para cada punto de anclaje, conectar una línea de tracción entre cada conjunto de flotabilidad y su punto de anclaje asociado; • tensar las líneas de tracción de modo que el objeto flotante desciende con respecto a la superficie del agua hasta un nivel de elevación de instalación por debajo de un nivel de elevación operativo; • en cada punto de anclaje conectar la pata de amarre con el conjunto de flotabilidad asociado mientras la pata de amarre está en el modo flojo; • después de conectar las líneas de amarre con los conjuntos de flotabilidad, desplegar las líneas de tracción para transferir la carga a las patas de amarre de modo que el objeto flotante se eleva desde el nivel de elevación de la instalación hasta el nivel de elevación operativo donde las líneas de amarre están en el modo tensado.
La operación de tracción desde los puntos de anclaje del fondo marino debajo del flotador dará como resultado un mejor rendimiento de la estabilidad. Además, la operación de tracción de la TLP está desacoplada de la instalación de las patas de amarre, lo que simplifica la operación para conectar las patas de amarre al objeto flotante.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se describirán realizaciones de la presente invención, solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos que son de naturaleza esquemática y, por lo tanto, no necesariamente están dibujados a escala. En los dibujos, elementos idénticos o similares se indican con el mismo signo de referencia.
La figura 1 muestra una vista esquemática superior de una ubicación de anclaje en el fondo marino durante las etapas iniciales del procedimiento según un modo de realización de la invención;
la figura 2 muestra una vista esquemática superior de los puntos de anclaje con un dispositivo tensor hidráulico instalado en cada punto de anclaje;
la figura 3 muestra una vista esquemática superior de los puntos de anclaje con una línea tensora unida a cada dispositivo tensor;
la figura 4 muestra una vista esquemática lateral de un objeto flotante;
la figura 5 muestra esquemáticamente una etapa de conectar una línea tensora y una línea mensajera; la figura 6 muestra esquemáticamente una etapa de tensar la línea tensora y la línea mensajera conectadas y bajar el objeto flotante a un nivel de instalación por debajo de la superficie del mar;
la figura 7 muestra una vista en perspectiva de la etapa de tensar la línea tensora y la línea mensajera conectadas y bajar el objeto flotante a un nivel de instalación por debajo de la superficie del mar, según un modo de realización adicional;
la figura 8 muestra esquemáticamente una etapa de conectar las patas de amarre en el modo flojo al objeto flotante;
la figura 9 muestra esquemáticamente una etapa de tensar las patas de amarre;
la figura 10 muestra esquemáticamente un objeto flotante después de la instalación con patas de amarre tensadas entre el objeto flotante y los puntos de anclaje según un modo de realización de la invención, y la figura 11 muestra una vista en perspectiva de un objeto flotante después de la instalación con patas de amarre tensadas entre el objeto flotante y los puntos de anclaje según un modo de realización adicional de la invención.
Descripción detallada de los modos de realización
El procedimiento que se describe a continuación se refiere a la instalación de un objeto flotante basado en una plataforma de patas tensoras (TLP) en una ubicación de un lago o en el mar.
Un objeto flotante de este tipo típicamente es una construcción flotante que comprende un cuerpo central y al menos tres conjuntos de flotabilidad colocados alrededor del cuerpo central en un plano horizontal, con cada uno de los conjuntos de flotabilidad al menos conectado al cuerpo central.
La invención se describirá con referencia a una turbina eólica flotante como ejemplo de un objeto flotante basado en la TLP. Se apreciará que la invención no se limita a este ejemplo sino que también puede referirse a otros tipos de objetos flotantes basados en la TLP
El procedimiento se refiere a una instalación de un objeto flotante tal como una turbina eólica flotante (o turbina eólica marina) que se va a instalar en el mar en una ubicación de amarre con una profundidad del agua donde no es posible el montaje directo de la turbina eólica en el fondo marino mediante un pilar.
En dicha situación para una turbina eólica flotante, la torre de la turbina eólica está dispuesta sobre la construcción flotante.
La figura 1 muestra una vista esquemática superior de una ubicación de anclaje en el fondo marino durante las etapas iniciales del procedimiento según un modo de realización de la invención.
En el fondo marino una ubicación de amarreLse determina donde se va a instalar el objeto flotante TLP Según la invención, en la ubicación de amarre se instalan puntos de anclaje2sobre o en el fondo marino. El punto de anclaje puede seleccionarse entre un ancla, un pilote de anclaje y un cuerpo de anclaje.
El número de puntos de anclaje normalmente se corresponderá con el número de conjuntos de flotabilidad que forman parte de la turbina eólica flotante. Por ejemplo, si la turbina eólica flotante comprende tres conjuntos de flotabilidad, se deben instalar tres puntos de anclaje.
Cada uno de los conjuntos de flotabilidad está provisto de uno o más conectores de líneas de amarre (dependiendo del número de líneas de amarre entre el punto de anclaje y el conjunto de flotabilidad asociado).
La instalación de los puntos de anclaje se realiza mediante equipos tales como una embarcación de instalación equipada para instalar puntos de anclaje.
En una etapa siguiente, en cada punto2de anclaje se fija una pata4de amarre que comprende al menos una línea de amarre en un extremo del respectivo punto de anclaje. Cada una de las patas de amarre se coloca sobre el fondo marino con un bucle de recuperación de manera que no se crucen ni se entrelacen dos o más de las patas de amarre4en el fondo marino. Opcionalmente, la pata de amarre4se fija al punto de anclaje mediante un conector de línea.
En un modo de realización adicional, el objeto flotante TLP está diseñado para tener dos líneas de amarre dentro de cada pata4de amarre entre cada punto2de anclaje y el conjunto de flotabilidad que está asociado con el punto de anclaje. Nuevamente, cada una de las líneas de amarre se coloca en el fondo marino con un bucle de recuperación de manera que no haya cruce de dos o más líneas de amarre4en el fondo marino.
La figura 2 muestra una vista esquemática superior de los puntos de anclaje con un dispositivo tensor hidráulico instalado en cada punto de anclaje.
En una etapa siguiente del procedimiento, en cada punto de anclaje se instala un tensor submarino6. Preferentemente, cada tensor submarino está orientado previamente en una dirección de tensado hacia arriba para coincidir con la inclinación de la pata de amarre o de la línea de amarre.
Además, los sistemas de soporte hidráulico8para impulsar los tensores submarinos, están instalados en los tensores6submarinos.
Los sistemas de soporte hidráulico8comprenden mangueras hidráulicas que están configuradas para conectarse a una bomba hidráulica, por ejemplo, instalada en la embarcación de instalación u otra embarcación.
La instalación se realiza con la asistencia de un vehículo submarino operado de forma remota (ROV) como se conoce en la técnica.
Los tensores crean una fuerza tensora para una operación de tensado utilizando líneas tensoras. La operación de tensado se ilustrará con más detalle con referencia a la figura 6.
En un modo de realización alternativo, el tensado se realiza desde la turbina eólica flotante. En este caso, se instalan tensores y sistemas de soporte hidráulico en la turbina eólica flotante o más particularmente en los conjuntos de flotabilidad.
La figura 3 muestra una vista esquemática superior de los puntos de anclaje con una línea tensora unida a cada dispositivo tensor.
En una etapa posterior, a cada tensor se acopla una línea tensora10con un extremo. Un extremo libre de cada línea10tensora se coloca sobre el fondo marino de manera que no se crucen dos o más de las líneas10tensoras. Tampoco debe producirse ningún cruce con las patas de amarre4colocadas en el fondo marino.
Como se muestra en la figura 3, en cada punto de anclaje la pata de amarre4y una línea tensora10están conectadas. El extremo libre de la pata de amarre y la línea tensora se depositan en el fondo marino. Las líneas están dispuestas de manera que no se produzcan entrelazamientos cuando en una etapa posterior durante la instalación se recogen uno o más de los extremos libres.
La figura 4 muestra una vista esquemática lateral de una turbina eólica flotante.
En un modo de realización de la invención, el objeto flotante es una turbina eólica flotante como se describe anteriormente: una construcción12flotante que comprende un cuerpo14central y al menos tres conjuntos16de flotabilidad colocados alrededor del cuerpo central en un plano horizontal, con cada uno de los conjuntos16de flotabilidad conectados al menos al cuerpo14central mediante vigas18.
De acuerdo con el procedimiento, en cada uno de los conjuntos16de flotabilidad se instala una línea20mensajera con un extremo conectado a un conector (no se muestra) en el conjunto16de flotabilidad respectivo. El otro extremo se puede asegurar encima del módulo de flotabilidad durante la operación de remolque.
En un modo de realización adicional, el procedimiento comprende que se disponga un amortiguador de impactos pasivo (no se muestra) entre el conector del conjunto de flotabilidad y un extremo de la línea mensajera. Esta opción permite que el amortiguador de impactos pueda impedir puntas de cargas dinámicas elevadas durante la fase inicial de la operación de tensado, como se describe a continuación con referencia a la figura 8.
Cuando durante la instalación la turbina12eólica flotante llega a la ubicación de amarreL,el procedimiento comprende soltar las líneas20mensajeras para que cuelguen libres de la turbina eólica flotante12.La etapa de soltar se puede realizar de forma remota.
La figura 5 muestra esquemáticamente una etapa de conectar una línea tensora y una línea mensajera.
Durante esta etapa, el extremo libre de la línea10tensora conectada a uno de los puntos de anclaje se recoge con la embarcación de instalación y se acerca al extremo libre que cuelga de la línea20mensajera conectada al conjunto de flotabilidad asociado. Con la ayuda del ROV, el extremo libre de la línea tensora se acopla mecánicamente al extremo que cuelga libremente de la línea mensajera para formar una línea22de tracción entre el punto 2 de anclaje y el conjunto16de flotabilidad asociado. Se utiliza una grúa de la embarcación de instalación para recoger el extremo libre de la línea tensora del fondo marino y acercar este extremo libre al extremo libre que cuelga de la línea mensajera. Luego se utiliza el ROV para completar el acoplamiento.
Esta etapa se repite para cada uno de los puntos de anclaje.
Durante esta etapa, las líneas22de tracción formadas se disponen para estar en el modo flojo, es decir, no están tensas, para evitar desestabilizar la turbina12eólica flotante.
En un modo de realización adicional, la etapa de acoplar los extremos libres de la línea10tensora y la línea20mensajera comprende que el extremo libre de la línea mensajera está conectado mecánicamente con un primer extremo de un elemento estabilizador de impactos (no se muestra) y un segundo extremo del elemento estabilizador de impactos está conectado mecánicamente con el extremo libre de la línea tensora asociada.
Según este modo de realización adicional, la línea22de tracción comprende así un elemento estabilizador de impactos intermedio entre la línea10tensora y la línea20mensajera. Ventajosamente, el elemento estabilizador de impactos garantiza que se impidan puntas de cargas dinámicas elevadas durante la fase inicial del tensado de la línea de tracción, cuando la turbina eólica flotante aún no se ha estabilizado por las líneas de tracción.
La figura 6 muestra esquemáticamente una etapa de tensar la línea10tensora conectada y la línea20mensajera y bajar la turbina22eólica flotante a un nivel24de elevación de instalación por debajo de la superficie26del agua.
Después de que cada línea22de tracción se conecta a su punto2de anclaje asociado en un extremo y al conjunto16de flotabilidad asociado de la turbina12eólica flotante en el otro extremo, en una etapa posterior, las líneas de tracción se tensan al mismo tiempo por los tensores6submarinos. Los tensores6están dispuestos para controlar la fuerza de tensión en cada una de las líneas22de tracción para mantener la turbina eólica flotante sustancialmente en equilibrio durante esta operación. Para ello, los tensores6son dispositivos hidráulicos accionados/impulsados por un sistema hidráulico sincronizado.
Durante la operación de tensado, la turbina12eólica flotante desciende con respecto a la superficie26del agua hasta un nivel24de elevación de instalación. Por ejemplo, la turbina eólica flotante desciende a unos 35 metros.
Al bajar la turbina12eólica flotante con respecto a la superficie26,del agua la turbina12eólica flotante se estabiliza y se pone en una situación "a prueba de tormentas", mucho antes de que las patas4de amarre se unan entre los puntos2de anclaje y los conjuntos16de flotabilidad.
La figura 7 muestra una vista en perspectiva de la etapa de tensar la línea tensora y la línea mensajera conectadas y bajar el objeto flotante a un nivel de instalación por debajo de la superficie del mar, según un modo de realización adicional.
Según este modo de realización, se proporcionan líneas30de aparejo separadas entre una línea22de tracción que está unida a un punto2de anclaje y dos o más líneas22de tracción que están cada una unida a otro punto2de anclaje de manera que se crea una primera serie de enlaces horizontales mediante las líneas de aparejo entre las líneas de tracción.
La unión de las líneas30de aparejo a las líneas de tracción se puede realizar en las líneas10tensoras como parte de las líneas de tracción durante las etapas en que las líneas tensoras se colocan sobre el fondo marino. De forma alternativa, las líneas de aparejo pueden conectarse a las líneas20mensajeras como parte de las líneas de tracción antes o durante la etapa en la que las líneas mensajeras están en el modo flojo colgando libremente por debajo del objeto flotante. Por ejemplo, las líneas30de aparejo podrían instalarse en las líneas mensajeras en el momento en que el objeto flotante zarpa o en el momento en que las líneas mensajeras se bajan del objeto flotante.
Las líneas30de aparejo están colocadas sustancialmente en un mismo primer nivel predeterminado y proporcionan que la primera serie de enlaces horizontales entre las líneas de tracción mejore la rigidez del sistema de tracción del amarre (es decir, la disposición de las líneas de tracción entre los puntos de anclaje y los conjuntos de flotabilidad).
Típicamente, las líneas de aparejo están configuradas con una longitud tal que mientras se tensan las líneas de tracción, las líneas de aparejo se tensan entre cada par de líneas de tracción a las que están conectadas. Por lo tanto, las líneas de aparejo ejercen una fuerza de tracción horizontal Fh (indicada con una flecha horizontal) sobre las líneas de tracción, lo que provoca que las líneas de tracción en cierta medida se estiren horizontalmente entre sí cuando están en el modo tensado (indicado con la fuerza Fv, flecha vertical).
En un modo de realización, las líneas de aparejo en la primera serie de enlaces horizontales están dispuestas para formar un polígono sencillo cuando se ven en una proyección horizontal. Tomando la disposición de la figura 7 como ejemplo, dado que hay tres puntos de anclaje y líneas de tracción asociadas, las conexiones de las líneas de aparejo forman un triángulo con las líneas de tracción (o los puntos de anclaje) en las esquinas del polígono.
Según la invención, no existe limitación en el número de puntos de anclaje, patas de amarre y líneas de tracción. Con, por ejemplo, cuatro puntos de anclaje o líneas de tracción, las líneas de aparejo formarían un tetrágono.
En un modo de realización adicional, se pueden proporcionar líneas de aparejo en diversos niveles predeterminados para formar múltiples enlaces horizontales entre cada línea de tracción unida a un punto de anclaje y al menos otras dos líneas de tracción, cada una de ellas unida a otro punto de anclaje respectivo. Cada uno de los múltiples enlaces horizontales se puede formar por encima o por debajo del primer nivel predeterminado, de manera parecida al primer enlace horizontal como se describe anteriormente.
Las líneas de aparejo están hechas de cuerdas o cables de cualquier material adecuado conocido por el experto, tal como acero o sintético. Las cuerdas o cables están dimensionados para crear y resistir las fuerzas horizontales requeridas por la construcción de la línea de aparejo.
La disposición de las líneas de aparejo que enlaza horizontalmente las líneas de tracción tiene el efecto de que la rigidez de la conexión global entre el objeto flotante y los puntos de anclaje durante la fase de "tracción" aumenta relativamente. Además, las cargas extremas en cada una de las líneas de tracción se amortiguan mediante la disposición de las líneas de aparejo.
La disposición de las líneas de aparejo proporciona una alternativa pasiva a los sistemas activos como los amortiguadores de carga hidráulicos o mecánicos, ya que ofrece el beneficio de amortiguar las cargas de amarre en las líneas de tracción de una forma robusta al no utilizar ninguna pieza mecánica activa.
La figura 8 muestra esquemáticamente una etapa de conectar las patas 4 de amarre en el modo flojo a la turbina12eólica flotante.
A continuación, las patas4de amarre (cada una de las cuales comprende al menos una línea de amarre) se conectan entre el punto2de anclaje respectivo y el conjunto16de flotabilidad asociado. En el modo de realización ejemplar, entre cada punto2de anclaje y el conjunto16de flotabilidad asociado, se conecta un par de líneas de amarre. Se apreciará de acuerdo con la invención que el número de líneas de amarre entre cada punto2de anclaje y el conjunto16de flotabilidad asociado será al menos uno, dependiendo de los requisitos de diseño e instalación.
Posteriormente, la grúa de la embarcación de instalación, con la ayuda de un ROV, recoge el extremo libre de cada pata4de amarre del fondo marino y lo acerca al conector de la línea de amarre en el conjunto16de flotabilidad asociado con la pata4de amarre. A continuación, el extremo libre se acopla mecánicamente al conector de la línea de amarre del conjunto de flotabilidad asociado. Esta etapa se repite para cada una de las líneas de amarre de cada conjunto de flotabilidad.
Durante esta etapa, las patas de amarre se disponen para que estén flojas, es decir, no tensas.
La figura 9 muestra esquemáticamente una etapa de tensado de las patas4de amarre.
Una vez dispuestas las patas4de amarre entre los puntos2de anclaje y los conjuntos16de flotabilidad, el procedimiento comprende una operación para tensar las líneas de amarre.
Durante esta operación, las líneas22de tracción se despliegan simultáneamente, lo que provoca que la turbina12eólica flotante se eleve hacia la superficie26del agua. Al mismo tiempo, la turbina eólica flotante ascendente tensa las patas4de amarre. De esta manera, las cargas en las líneas22de tracción se transfieren a las patas4de amarre. Durante la operación de despliegue, se permite que la turbina12eólica flotante se eleve desde el nivel24de elevación de instalación hasta un nivel28de elevación operativo por debajo de la superficie del agua. Las líneas22de tracción se despliegan hasta que están completamente aflojadas y las cargas están completamente sobre las patas4de amarre.
Sin limitación de la invención, en un ejemplo ilustrativo, el nivel28de elevación operativo está entre aproximadamente 20 y aproximadamente 40 metros por debajo de la superficie del agua. El nivel24de elevación de instalación estará entre aproximadamente 5 metros y aproximadamente 10 metros por debajo del nivel de elevación operativo. De esta manera, la turbina12eólica flotante se elevará entre aproximadamente 5 y 10 metros durante el tensado de las patas de amarre.
Cuando se ha alcanzado el nivel28de elevación operativo, la turbina12eólica flotante está completamente amarrada y estabilizada por las patas4de amarre.
La figura 10 muestra esquemáticamente una turbina12eólica flotante después de la instalación con patas4de amarre tensadas entre la turbina eólica flotante y los puntos2de anclaje según un modo de realización de la invención.
Después de la instalación, las líneas22de tracción, las líneas30de aparejo (cuando están previamente instaladas), los tensores6y el sistema8hidráulico se recuperan y pueden reutilizarse durante la instalación de una siguiente turbina eólica flotante.
En un modo de realización, el procedimiento comprende que después de que las patas4de amarre se hayan instalado y puesto en el modo tensado, se pueden llevar a cabo las etapas siguientes:
• desconectar cada una de las líneas de tracción,
• retirar los dispositivos tensores y
• recuperar los dispositivos tensores por parte de la embarcación de instalación.
Según un modo de realización adicional, la desconexión de cada línea de tracción comprende:
• desconectar la línea mensajera de la línea tensora;
• desconectar la línea mensajera del conjunto de flotabilidad, y
• desconectar la línea tensora del dispositivo tensor;
• recuperar al menos la línea tensora o la línea mensajera mediante la embarcación de instalación.
La figura 11 muestra una vista en perspectiva de un objeto flotante después de la instalación con patas de amarre tensadas entre el objeto flotante y los puntos de anclaje según un modo de realización adicional de la invención.
Según este modo de realización, se proporcionan líneas 32 de aparejo separadas entre una pata de amarre que está unida a un punto de anclaje y otras dos o más patas de amarre que están unidas cada una a otro punto de anclaje de manera que se crea una tercera serie de enlaces horizontales mediante las líneas de aparejo entre las líneas de amarre. La disposición de las líneas32de aparejo en las patas de amarre se realiza preferentemente durante las etapas en que las patas de amarre se colocan sobre el fondo marino. Opcionalmente, las líneas de aparejo pueden conectarse a las patas de amarre durante la etapa en que las líneas de amarre están en el modo flojo mientras están conectadas a los conjuntos de flotabilidad.
Las líneas32de aparejo están colocadas sustancialmente a un mismo nivel predeterminado de modo que la tercera serie de enlaces horizontales entre las patas de amarre mejora la rigidez del sistema de amarre (es decir, la disposición de las patas de amarre entre los puntos de anclaje y los conjuntos de flotabilidad).
Típicamente, las líneas de aparejo están configuradas con una longitud tal que, mientras se despliegan las líneas de tracción, las líneas de aparejo se tensan entre las patas de amarre a las que están conectadas. Por lo tanto, las líneas de aparejo ejercen una fuerza de tracción horizontal Fh sobre las líneas de amarre, lo que provoca que las líneas de amarre en cierta medida se estiren horizontalmente entre sí cuando están en el modo tensado (indicado con la fuerza Fv).
En un modo de realización, las líneas de aparejo en la tercera serie de enlaces horizontales están dispuestas para formar un polígono sencillo cuando se ven en una proyección del plano horizontal. En el ejemplo de la figura 11, dado que hay tres puntos de anclaje y líneas de amarre asociadas, las conexiones de las líneas de aparejo forman un triángulo con las patas de amarre en sus esquinas.
No existe limitación en el número de puntos de anclaje o patas de amarre. Por ejemplo, con seis puntos de anclaje se formaría un hexágono de líneas de aparejo.
En un modo de realización adicional, se pueden proporcionar líneas de aparejo separadas en diversos niveles predeterminados por debajo de la superficie del agua para formar múltiples series de enlaces horizontales entre cada pata de amarre unida a un punto de anclaje y cada una de al menos otras dos patas de amarre unidas a otro punto de anclaje respectivo. Cada uno de los múltiples enlaces horizontales se puede formar de manera parecida al primer enlace horizontal como se describe anteriormente.
Las líneas de aparejo están hechas de cuerdas o cables de cualquier material adecuado conocido por el experto, tal como acero o sintético.
La disposición de las líneas de aparejo que enlazan horizontalmente las patas de amarre tiene el efecto de que la rigidez de la conexión global entre el objeto flotante y los puntos de anclaje aumenta relativamente. Además, las cargas extremas en cada una de las líneas de amarre se amortiguan mediante la disposición de las líneas de aparejo.
La disposición de líneas de aparejo en este modo de realización puede integrarse permanentemente en un sistema de amarre si es necesario, a diferencia de un sistema activo. Además, la disposición de las líneas de aparejo puede ser más económica que los sistemas activos, tal como un complejo sistema mecánico de compensación del oleaje.
En un modo de realización alternativo del procedimiento para instalar una turbina eólica flotante basada en la TLP, el procedimiento implica que las líneas tensoras funcionen como líneas de tracción sin necesidad de líneas mensajeras. En este modo de realización, las líneas tensoras se instalan en los puntos de anclaje de la misma manera que se describe anteriormente. Cuando las líneas tensoras se recogen del fondo marino, el extremo libre de cada línea tensora se conecta mecánicamente directamente al conjunto de flotabilidad asociado al mismo tiempo que se afloja la línea tensora. Cada línea tensora ahora funciona como línea de tracción como se describe anteriormente. La operación de tensado para las líneas tensoras es la misma que se describe anteriormente con referencia a la figura 6.
Además, cabe señalar que en otro modo de realización alternativo los dispositivos tensores se pueden instalar en la turbina eólica flotante en lugar de en los puntos de anclaje. El sistema hidráulico en este modo de realización está instalado en la turbina eólica flotante.
La presente invención tiene las ventajas siguientes:
- la instalación del objeto flotante se puede realizar sin ningún traslado de personal o equipo a bordo del flotador, lo que mejora la seguridad y la operatividad de la conexión (se puede prever un mayor estado del mar, lo que beneficia sustancialmente la planificación general de la instalación);
- los tensores submarinos pueden equiparse con amortiguadores de impactos para aumentar la operatividad y minimizar las puntas de cargas dinámicas;
- la conexión se realiza sin necesidad de instalar ningún equipo en el objeto flotante durante la integración en tierra (lo que reduce el impacto en la ruta crítica de fabricación) y, por lo tanto, sin necesidad de retirar ningún equipo después de la conexión, lo que mejora la seguridad del personal y la transferencia de material, y reduce el riesgo de colisión entre la embarcación de instalación y el objeto flotante;
- la ausencia de instalación de equipos pesados y accesorios en el objeto flotante favorece la estabilidad durante el remolque al lugar;
- la conexión de las patas de amarre permanentes se realiza sin tensión en la pata, lo que permite planificar un conector más sencillo: por lo tanto, se prevé diseñar y utilizar un conector sin el requisito de arrastre.
- Cuando se ha completado la conexión, la embarcación de instalación recupera el equipo de instalación y lo despliega en el conjunto de puntos de anclaje siguiente, que son actividades marítimas que se pueden planificar durante un tiempo en el que la embarcación de instalación no está ocupada. De este modo se mejora la planificación global del proyecto, ya que los trabajos congestionados en tierra (trabajos de preparación de la instalación) ahora se transfieren a la embarcación de instalación disponible.
La invención se ha descrito con referencia a algunos modos de realización. Resultarán evidentes modificaciones y alteraciones tras la lectura y comprensión de la descripción detallada anterior. Se pretende que la invención se interprete como que incluye todas dichas modificaciones y alteraciones en la medida en que entren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Referencias
Punto de anclaje2
Pata de amarre4
UbicaciónL
Tensor submarino6
Sistemas de soporte hidráulico8
Línea tensora10
Turbina eólica flotante12
Cuerpo central14
Conjunto de flotabilidad16
Viga18
Línea mensajera20
Línea de tracción22
Nivel de elevación de instalación24
Superficie del mar (superficie del agua)26
Nivel de elevación operativo28
FuerzasFh, Fv
Línea de aparejo30, 32
Claims (15)
1.Un procedimiento para instalar un objeto (12) flotante basado en una plataforma de patas tensoras en una pluralidad de
puntos de anclaje en el mar mediante una embarcación de instalación y un vehículo submarino operado de forma remota, ROV;
comprendiendo el objeto (12) flotante un cuerpo central y al menos tres conjuntos (16) de flotabilidad colocados alrededor del cuerpo (14) central en un plano horizontal, con cada uno de los conjuntos (16) de flotabilidad al menos conectado al cuerpo (14) central y adaptado para conectarse a uno de los puntos de anclaje asociado, comprendiendo el procedimiento:
• fijar una pata (4) de amarre que comprende al menos una línea de amarre en cada punto de anclaje;
• en cada punto de anclaje que conecta una línea (22) de tracción entre cada conjunto de flotabilidad (16) y su punto de anclaje asociado;
• tensar las líneas (22) de tracción de modo que el objeto (12) flotante desciende con respecto a la superficie del agua (26) hasta un nivel de elevación de instalación por debajo de un nivel de elevación operativo;
• en cada punto de anclaje conectar la pata (4) de amarre con el conjunto de flotabilidad asociado (16) mientras la pata (4) de amarre está en el modo flojo,
• después de conectar las líneas de amarre con los conjuntos de flotabilidad, desplegar las líneas (22) de tracción para transferir la carga a las patas (4) de amarre de modo que el objeto (12) flotante se eleva hacia arriba desde el nivel de elevación de instalación hasta el nivel de elevación operativo donde las patas (4) de amarre se encuentran en el modo tensado.
2.El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además añadir al menos una primera serie de enlaces entre las líneas de tracción, conectando las líneas de aparejo separadas entre una línea de tracción unida a uno de los puntos de anclaje y dos o más líneas de tracción seleccionadas de las otras líneas de tracción que están unidas cada una a otro de los puntos de anclaje, de modo que cada línea de tracción está conectada con cada una de dos o más de las otras líneas de tracción mediante una línea de aparejo separada respectiva.
3.El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que en el modo tensado de las líneas de tracción, las líneas de aparejo conectadas mediante la adición de la primera serie de enlaces son sustancialmente horizontales en un primer nivel predeterminado entre los puntos de anclaje y el objeto flotante.
4.El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2-3, en el que en una proyección del plano horizontal las líneas de aparejo en la primera serie de enlaces forman un polígono sencillo con un número de esquinas poligonales igual al número de puntos de anclaje, cuando las líneas de tracción están en el modo tensado.
5.El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2-4, en el que el procedimiento comprende además añadir al menos una segunda serie de enlaces entre la línea de tracción unida a uno de los puntos de anclaje y las dos o más líneas de tracción cada una unida a otro de los puntos de anclaje, de modo que en la segunda serie de enlaces cada línea de tracción se conecta a dos o más de las otras líneas de tracción mediante una línea de aparejo respectiva separada; estando la segunda serie de enlaces en un segundo nivel predeterminado por debajo o por encima del primer nivel predeterminado.
6.El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que comprende además añadir al menos una tercera serie de enlaces entre las patas de amarre, conectando las líneas de aparejo separadas entre una pata de amarre unida a uno de los puntos de anclaje y dos o más patas de amarre seleccionadas de las otras patas de amarre que están unidas cada una a otro de los puntos de anclaje, de modo que cada pata de amarre está conectada a dos o más de las patas de amarre restantes mediante una línea de aparejo respectiva.
7.El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que la etapa de tensar las líneas de tracción se lleva a cabo para cada línea de tracción ya sea mediante un dispositivo tensor dedicado instalado en cada punto de anclaje o mediante un dispositivo tensor dedicado instalado en el objeto flotante.
8.El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7, en el que dicha conexión de la línea de tracción entre cada conjunto de flotabilidad y su punto de anclaje asociado comprende:
• conectar un extremo de una línea tensora al dispositivo tensor;
• disponer un extremo libre de cada línea tensora en el fondo marino;
• en cada conjunto de flotabilidad que conecta un extremo de una línea mensajera al conjunto de flotabilidad;
• dejar que un extremo libre de la línea mensajera cuelgue libre en cada conjunto de flotabilidad, y • conectar el extremo libre de la línea mensajera de cada uno de los conjuntos de flotabilidad con el extremo libre de la línea tensora del punto de anclaje asociado con el conjunto de flotabilidad respectivo para formar la línea de tracción entre cada conjunto de flotabilidad y su punto de anclaje.
9.El procedimiento según las reivindicaciones 1 - 7, en el que dicha conexión de la línea de tracción entre cada conjunto de flotabilidad y su punto de anclaje asociado comprende:
• conectar un extremo de una línea tensora al punto de anclaje;
• disponer un extremo libre de cada línea tensora en el fondo marino;
• en cada conjunto de flotabilidad conectar un extremo de una línea mensajera a un dispositivo tensor dedicado en el objeto flotante;
• dejar que un extremo libre de la línea mensajera cuelgue libre en cada conjunto de flotabilidad, y • conectar el extremo libre de la línea mensajera de cada uno de los conjuntos de flotabilidad con el extremo libre de la línea tensora del punto de anclaje asociado con el conjunto de flotabilidad respectivo para formar la línea de tracción entre cada conjunto de flotabilidad y su punto de anclaje.
10.El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 o la reivindicación 9, en el que la adición de la al menos primera serie de enlaces se realiza en las líneas tensoras como parte de las líneas de tracción mientras las líneas tensoras están tendidas sobre el fondo marino,
o la adición de la al menos primera serie de enlaces se realiza sobre las líneas mensajeras como parte de las líneas de tracción mientras las líneas mensajeras cuelgan libremente del objeto flotante.
11.El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 o la reivindicación 9, en el que dicha conexión del extremo libre de la línea mensajera con el extremo libre de la línea tensora asociada comprende:
• conectar el extremo libre de la línea mensajera con un primer extremo de un elemento estabilizador de impactos y
• conectar un segundo extremo del elemento estabilizador de impactos con el extremo libre de la línea tensora asociada.
12.El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 o la reivindicación 9, en el que dicha conexión del extremo libre de la línea mensajera con el extremo libre de la línea tensora asociada comprende:
• recoger el extremo libre de la línea tensora del fondo marino mediante la embarcación de instalación, • transportar dicho extremo libre al extremo libre de la línea mensajera y utilizar el ROV para acoplar los extremos libres.
13.El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de fijar la pata de amarre en cada punto de anclaje comprende además:
• disponer un extremo libre de la pata de amarre en el fondo marino y la etapa de conectar la pata de amarre con el conjunto de flotabilidad asociado mientras la pata de amarre está en el modo flojo comprende:
• recoger del fondo marino el extremo libre de la pata de amarre mediante la embarcación de instalación,
• transportar dicho extremo libre al conjunto de flotabilidad asociado y
• fijar el extremo libre de la pata de amarre con un conector de línea de amarre en el conjunto de flotabilidad asociado.
14.El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que entre cada punto de anclaje y el conjunto de flotabilidad asociado, la pata de amarre consiste en dos o más líneas de amarre.
15.El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la porción central comprende una torre con al menos un elemento de conexión radial a cada conjunto de flotabilidad y los conjuntos de flotabilidad están interconectados mediante elementos de conexión transversales, y en el que una turbina eólica está montada en una parte superior de la torre.
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