ES2275910T3 - Conectores estructurales no concentricos de capacidad elevada. - Google Patents
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Abstract
Un conector (8) para sujetar de forma amovible una estructura espacial (6) al casco (2, 3, 4) de una plataforma costa afuera flotante (1), estando el conector (8) caracterizado por: un tubo abocardado (15) sujeto al casco (2, 3, 4) de la plataforma (1), teniendo el tubo abocardado (15) un orificio abierto; un elemento de acoplamiento (34) sujeto a la estructura espacial (6), teniendo el elemento de acoplamiento (34) un extremo inferior que puede introducirse en el tubo abocardado (15); los medios (42, 50) para resistir las cargas axiales que actúan sobre el conector (8); y medios (60) para resistir las cargas laterales que actúan sobre el casco (2, 3, 4) y la estructura espacial (6).
Description
Conectores estructurales no concéntricos de
capacidad elevada.
La presente invención se refiere a conexiones
estructurales para plataformas costa afuera y, más especialmente,
se refiere a un conector estructural no concéntrico de capacidad
elevada para plataformas de perforación y de producción flotantes
que se utilizan en la exploración y producción de combustible y
gas costa afuera.
Un objeto de esta invención es proporcionar una
conexión estructural de capacidad elevada entre una estructura
espacial dependiente sujeta a una placa de amortiguación y al casco
de un buque. La conexión estructural debe ser adecuada para
prestar un servicio de forma fiable durante un periodo de tiempo
prolongado en un entorno marítimo de océano abierto. Objetos
adicionales de la presente invención se destinan a proporcionar una
conexión estructural rígida de capacidad elevada que admite un
desplazamiento axial sustancial entre los dos lados de la conexión.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar una conexión
estructural de capacidad elevada que pueden montar y desmontar unos
pocos trabajadores completamente de forma reiterada en un breve
periodo de tiempo. Un objeto adicional de la presente invención es
proporcionar un patrón de montaje de conexiones estructurales que
posee una elevada resistencia y una rigidez elevada en tres
direcciones ortogonales cuando cada una de las conexiones
estructurales posee una elevada resistencia y elevada rigidez en
solo dos direcciones ortogonales. La conexión de la estructura
espacial que soporta el amortiguamiento está formada por una
pluralidad de conectores individuales. Cada uno de los conectores
individuales posee dos porciones - una en la estructura espacial y
la otra en el casco.
Según la presente invención, se proporciona un
conector para sujetar de forma amovible una estructura espacial al
casco de una plataforma costa afuera flotante. El conector
comprende un tubo abocardado sujeto al casco de la plataforma. El
tubo incorpora un mandrilado en su interior. Se sujeta un elemento
de acoplamiento a la estructura espacial. El elemento de
acoplamiento posee un extremo inferior que puede introducirse en el
tubo abocardado. En el extremo inferior del elemento de
acoplamiento se encuentra un anillo de cierre expandible. El anillo
de cierre comprende una pluralidad de segmentos para su colocación
amovible en el mandrilado del tubo. Un anillo de refuerzo puede
deslizarse a lo largo del elemento de acoplamiento. El anillo de
refuerzo coincide de forma amovible con el anillo de cierre.
Según un segundo aspecto de la invención, se
proporciona un conector para sujetar de forma amovible una
estructura espacial al casco de una plataforma costa afuera
flotante. El conector comprende un tubo abocardado sujeto al casco
de la plataforma. El tubo incorpora un mandrilado en su interior.
En el mandrilado se encuentra una placa de fondo. En el escariado
del tubo abocardado se forma una ranura de enclavamiento. Se sujeta
un elemento de acoplamiento a la estructura espacial. El elemento
de acoplamiento posee un extremo inferior que puede introducirse en
el tubo abocardado y una cabeza recalcada en su extremo inferior.
La cabeza recalcada está encajada de forma amovible en la placa de
fondo del tubo abocardado. La parte inferior del elemento de
acoplamiento incorpora un anillo de cierre expandible. El anillo de
cierre comprende una pluralidad de segmentos para la colocación
amovible de la ranura de enclavamiento en el mandrilado del tubo.
El anillo de cierre posee un mandrilado cónico. Un anillo de
refuerzo puede deslizarse hacia abajo a lo largo del elemento de
acoplamiento. El anillo de refuerzo posee una superficie exterior
cónica para que el tubo abocardado coincida de forma amovible con
el mandrilado cónico del anillo de cierre. Dentro del mandrilado
del tubo abocardado una pluralidad de calces deslizantes que
encajan de forma amovible en el mandrilado del tubo abocardado y
contra el elemento de acoplamiento. Se proporcionan medios para
hacer descender el anillo de refuerzo desde una posición elevada
por encima del tubo abocardado hasta una posición descendida
alojado en el tubo abocardado.
Según un tercer aspecto de la invención, se
proporciona un método para conectar una estructura espacial al
casco de una plataforma costa afuera flotante. El método comprende
introducir el extremo inferior de un elemento de acoplamiento
sujeto a la estructura espacial en un tubo abocardado sujeto al
casco de la plataforma. El elemento de acoplamiento lleva
incorporado un anillo de cierre expandible. El método comprende
además hacer descender un anillo de refuerzo hasta que entre en
contacto con el anillo de cierre para expandir los segmentos del
anillo de cierre para que entren en contacto con la pared del tubo
abocardado. El método además comprende hacer descender una
pluralidad de calces deslizantes hasta que entren en contacto con
la pared del tubo abocardado y con el elemento de acoplamiento para
limitar lateralmente al elemento de acoplamiento.
La Figura 1 es una vista oblicua de una
plataforma flotante de producción que posee una estructura espacial
que soporta una placa de amortiguación sujeto a su casco usando
conexiones de la presente invención.
La Figura 2 es una vista en planta de la
plataforma de producción mostrada en la Figura 1 en la que se ha
eliminado la cubierta de la plataforma para una mayor claridad.
La Figura 3 es una vista parcial de una cuarta
parte de la porción del tubo abocardado de la conexión de la
presente invención instalado en la parte interior superior del
pontón inferior de un casco. Para ilustrar mejor tanto el armazón
estructural como las rampas deslizantes situadas en la parte
superior del tubo abocardado, el tubo abocardado se gira 45° en
relación con el eje del tubo desde su posición actual.
La Figura 4 es una vista oblicua de la porción
de acoplamiento de la conexión instalada en el extremo superior de
un miembro de la cuerda de la estructura espacial que soporta la
placa amortiguadora. Para una mayor claridad, en esta vista no se
muestran los accesorios de enclavamiento.
La Figura 5 es una vista transversal vertical
del tubo abocardado montado en el casco con un conector montado en
la estructura espacial colocado para su introducción acoplada en
el tubo abocardado. El conector no se muestra seccionado la
estructura espacial se omite para una mayor claridad.
La Figura 6 es una vista transversal vertical
que corresponde a la Figura 5 en la que se muestra el conector
introducido en el lateral del tubo abocardado de la conexión y los
segmentos del anillo de cierre listos para su extensión radial hacia
fuera hacia la ranura de enclavamiento del tubo abocardado.
La Figura 7 es una vista transversal vertical
que corresponde a la Figura 5 y en la que se muestran los
segmentos del anillo de cierre expandidos en la ranura de
enclavamiento del tubo abocardado de modo que el conector tiene
limitado el movimiento axial en relación con el tubo abocardado.
Los cilindros para instalar el anillo de refuerzo para los segmentos
del anillo de cierre han sido retirados antes de completar la
conexión.
La Figura 8 muestra una vista en planta de la
conexión completada.
La Figura 9 es una vista transversal que muestra
en detalle el extremo superior del tubo abocardado con los
segmentos del anillo de cierre bloqueados en su sitio.
La Figura 10 es una vista en sección vertical
que muestra en detalle el extremo superior del tubo abocardado con
los calces deslizantes en su sitio para completar la conexión.
La Figura 11 es una vista transversal desde
arriba de la conexión completada con el corte seccionado del
montaje del conector inmediatamente por encima del nivel del tubo
abocardado.
La Figura 12 es una vista transversal vertical
longitudinal de un cilindro hidráulico utilizado para elevar y
bajar el anillo de refuerzo. La sección pasa a través del eje
vertical del cilindro y del eje del elemento de acoplamiento.
A un casco semisumergible adecuado con uno o más
espacios claros entre sus pontones inferiores puede incorporársele
una o más placas amortiguadoras suspendidas por debajo del casco
mediante un entramado o estructura espacial que encaja en los
espacios claros y que a su vez están conectadas al casco. El casco
semisumergible debe estar ancorado de forma permanente con un
amarre tendido en aguas profundas, donde sirve como instalación de
producción de productos del petróleo. Aunque por lo general las
plataformas sumisumergibles presentan movimientos muy lentos, en
determinadas aplicaciones sus movimientos resultan inaceptables en
caso de olas de gran fuerza a menos que se utilicen placas de
amortiguación. Es deseable construir un semisumergible con dichas
placas de amortiguación en unos astilleros adecuados. Sin embargo,
las profundidades de los canales limitan el calado del buque de
modo que las placas de amortiguación no pueden bajarse hasta sus
posiciones operativas hasta que el buque ha alcanzado aguas
profundas. En consecuencia, es necesario contar con conexiones
especiales para que el extremo superior de un armazón o estructura
espacial descendida pueda sujetarse estructuralmente al casco por
la parte superior de cada una de sus patas.
Los conectores tienen que proporcionar una
resistencia elevada a cargas que normalmente serán del orden de
35,58 MN (8.000.000 libras) en el plano vertical y 13.34 MN
(3.000.000 de libras) en el plano horizontal. A pesar de que dichas
cargas son muy grandes, los conectores deben ser rígidos (es
decir, con distorsiones bajas) para evitar la tensión o vibración
excesiva). Adicionalmente, las tolerancias de fabricación realistas
pueden hacer que la ubicación del lateral de la estructura espacial
de una conexión se desvíe de su ubicación planificada en relación
con el lateral del casco del mismo conector tanto como una pulgada.
Estos conectores estarán sumergidos durante el servicio y deben
tener una vida útil superior a los 25 años. Si el casco debiera
trasladarse tras finalizar la producción o por otros motivos, las
estructuras espaciales deben desconectarse y retraerse hacia el
casco para el tránsito de regreso al puerto o en cualquier otra
distancia. La conexión y desconexión de los conectores debe
realizarse rápidamente (es decir, en menos de 12 horas) para evitar
la sensibilización al entorno cuando la estructura espacial está
conectada solo parcialmente al casco. En algunos casos puede ser
necesario que los buzos se encarguen de la desconexión de los
conectores, aunque normalmente se conectan y desconectan cuando el
conector no está sumergido en el calado de remolcado del
semisumergible.
La fabricación de las conexiones estructurales
implica algunas de las técnicas más antiguas actualmente en uso.
Sin embargo, no hay demasiados medios para realizar las conexiones
estructurales que son adecuadas para el montaje rápido, para cargas
muy grandes y para las que se dan, en el momento de conexión,
grandes variaciones impredecibles y que no pueden corregirse en las
posiciones relativas de los dos lados de la conexión. Tanto la
magnitud de las cargas en la estructura como el tamaño del casco y
de la estructura espacial son muy grandes. Además, el casco y la
estructura espacial pueden construirse en lugares diferentes. Por
lo tanto, el desplazamiento axial de una conexión determinada puede
ser tan grande como una pulgada (25,4 mm). Tanto el casco como la
estructura espacial se fabricarían normalmente en sus alineaciones
definitivas, en lugar de en sus lados. En consecuencia, puede
suponerse que los procedimientos de fabricación cuidadosos podrían
hacer posible controlar las posiciones verticales de las
superficies en contacto de las partes con una precisión bastante
buena; p. ej., de +/- 1/16 pulgadas (1,6 mm). La incertidumbre
significativa sobre la posición se limitaría al plano
horizontal.
Las opciones de conexiones para las condiciones
marítimas son incluso más limitadas que las de las conexiones
tierra adentro, puesto que la corrosión, la fatiga del metal y la
necesidad de contar con un montaje rápido y fiable son aquí
especialmente críticas. El requisito de montaje rápido es
importante para que las conexiones no sean vulnerables a una mayor
carga debido a un aumento no esperado de las condiciones de las
olas cuando solo se ha efectuado parte del juego de conectores. Por
ejemplo, si tan solo se montan uno de dos juegos o tres de cuatro
conectores, los conectores montados son susceptibles de sufrir una
sobrecarga grave en condiciones de olas mucho menos energéticas que
su supervivencia cuando se han montado completamente todos los
conectores. Por lo tanto, cuando se añaden los requisitos
adicionales de desmontaje rápido y de montaje/desmontaje reiterado,
existen pocas opciones de tipos de conexión adecuados.
Por lo general, las conexiones roscadas que
utilizan una tuerca o tornillo hueco por conexión pueden eliminarse
partiendo de la base de la torsión extrema necesaria. Este sería
el caso tanto para las roscas convencionales como para aquellas
interrumpidas, tales como en una conexión mediante bloque de
cierre. Los grandes desplazamientos posibles en la conexión también
hacen resulten poco prácticos pasadores y casquillos con pasadores
transversales únicos, pasadores y casquillos con múltiples pernos
radiales o pasadores acoplados a roscas o casquillos en el pasador,
adaptadores por contracción y anillos metálicos. De forma similar,
al utilizar múltiples bolas introducida en el espacio ranurado de
pasadores y casquillos con ranuras anulares semitoroidales no
resulta práctico ya que es necesario una excelente alineación
axial. Por el mismo motivo, no resulta práctica una conexión de
casquillo en la que se utiliza un conector con una interconexión
plana sesgada axialmente compresible entre las dos mitades del
conector, tal como la utilizada al conectar el manillar en el tubo
de la horquilla de la rueda delantera de una bicicleta. Pueden
combinarse múltiples pernos radiales roscados en el casquillo con
el desplazamiento de pernos múltiples respecto al eje y montados en
el borde del casquillo de modo que pueden empalmarse con la cabeza
recalcada del pasador. Sin embargo, el gran número y tamaño de los
pernos hacen que el apriete adecuado de dichos pernos resulte una
operación compleja y que requiera mucho tiempo.
Una forma posible de hacer una conexión adecuada
es soldar ambos lados de la conexión. Una solución comúnmente
empleada en alta mar es acoplar dos tubos y realizar una soldadura
circunferencial para sujetarlos. Otro tipo de conexión soldada
implicaría sobreponer o unir a tope dos placas de conexión y,
utilizando calces como relleno según sea necesario, realizar una
soldadura de filete u otro tipo adecuado de soldadura. Para la
conexión típica prevista, la sección transversal de la soldadura
puede tener varios cientos de pulgadas cuadradas. Por lo tanto,
estos enfoques no son atractivos cuando deben soportarse grandes
cargas, debido al tiempo necesario para realizar las soldaduras y
la posibilidad significativa de que se produzcan defectos internos
en las grandes placas y soldaduras necesarias, lo cual hace que la
soldadura sea una opción poco atractiva. Puede usarse un soplete de
oxiacetileno para desconectar rápidamente la unión, y normalmente
la unión puede volver a soldarse más de una vez. Sin embargo, el
montaje lento y los potenciales problemas de fiabilidad en el caso
de grandes uniones soldadas se consideran excesivamente
problemáticos para las conexiones entre cascos y soportes de placas
de amortiguación.
Otro medio posible es usar conexiones con
pernos. Puesto que las cargas en una conexión típica son
normalmente biaxiales o triaxiales en relación con su plano de
simetría, una conexión con pernos para la gran carga aquí
considerada normalmente contará con un gran número de grandes
pernos y funcionará con una combinación de cizalla y
tensión/compresión. Los calces medidos en el campo e instalados
serían necesarios para rellenar los huecos entre los miembros, y
los orificios de los pernos deberían tener un tamaño
considerablemente mayor de lo considerado como razonable por los
códigos de diseño estructural. Adicionalmente, puede resultar muy
difícil instalar los calces en las condiciones de campo, siendo los
huecos cónicos un problema especialmente difícil. Sin embargo, los
peores problemas de las uniones con pernos son la corrosión de los
pernos y los largos tiempos necesarios para apretar adecuadamente
los pernos para obtener cierta similitud con la pretensión uniforme
de los pernos. Las elevadas pretensiones de los pernos y los fondos
reentrantes de las roscas son una combinación especialmente
problemática en el agua salada. Por estos motivos, la utilización
de conexiones con pernos no resulta atractiva para la sujeción de
estructuras espaciales de placas de amortiguación a cascos.
Otro medio para realizar las conexiones deseadas
es la inyección de lechada en la corona circular entre dos tubos
acoplados y sustancialmente concéntricos. La inyección de lechada
se usa generalmente para conectar pilotes a receptáculos tubulares
para plataformas marinas cimentadas en el fondo. Este método podría
adaptarse a la conexión de la estructura espacial al casco
extendiendo placas verticales desde los elementos verticales de la
estructura espacial y conectando dichos elementos en cámaras
alargadas en las que puede inyectarse lechada con elementos de
sellado integrales e integrados en el casco. Sin embargo, el tiempo
de fijación de la lechada es normalmente bastante largo, siendo
necesarios varios días para alcanzar el 90% de su resistencia
definitiva. Otro aspecto a considerar que está siempre presente es
la incertidumbre sobre la resistencia in situ de la lechada
mortero. También puede reducir la fiabilidad del elemento de
sellado el potencial de gran excentricidad de la conexión realizada
con lechada. Finalmente, la eliminación de la lechada de una
conexión realizada con lechada un tiempo necesariamente largo
requiere gran cantidad de tiempo. En consecuencia, el uso de
conexiones realizadas con lechada para la conexión de la estructura
espacial de la placa de amortiguación al casco no es deseable.
Otro medio de conexión utiliza sistemas de
elevación de cremallera del tipo usado comúnmente en plataformas
autoelevables para hacer descender una sola placa de amortiguación
en sus múltiples estructuras espaciales de apoyo. Las cremalleras
elevadoras de un elevador determinado están sujetas a una cuerda de
la estructura espacial con los dientes de la cremallera orientados
hacia fuera en direcciones opuestas. El conector para sujetar las
estructuras espaciales al casco semisumergible utiliza cremalleras
secundarias opuestas que se engranan con las cremalleras elevadoras
para engranar y agarrar las cremalleras elevadoras Se proporcionan
medios para atrapar las cremalleras secundarias en sus posiciones
de agarre y para transferir la carga a lo ancho de la conexión
mediante cizalla y/o apoyo. Este conector particular solo es
adecuado para su uso con cremalleras grandes. Adicionalmente, dicho
conector no puede soportar cargas significativas fuera del plano
del par de cremalleras elevadoras del conector. Otra limitación de
este conector es su complejidad y gran número de partes, los cuales
tienden a reducir la fiabilidad y a aumentar los costes.
Una clase de medio de conexión es un tanto más
prometedor para manipular cargas axiales, aunque debe incorporar
medios independientes para soportar cargas laterales. Garras de
retención radialmente amovibles, que se extienden hacia dentro a
través de las ventanas de una carcasa de montaje y operadas por un
manguito externo que puede desplazarse axialmente, satisface la
mayoría de los criterios para resistir cargas axiales (verticales),
pero tenderían a tener un "juego" excesivo. El juego axial no
es deseable ya que tiende a tener como resultado una elevada
amplificación de la carga en condiciones de inversión de la carga.
Si se montan garras de retención en ventanas en una carcasa y se
operan mediante pernos radiales, las caras que se corresponden
pueden ser ligeramente cónicas de modo que se elimina el juego
axial, siempre que solo estén implicadas excentricidades axiales
muy pequeñas. Debe tenerse en cuenta que los tamaños y el número
de pernos hacen que este medio sea práctico solo si se utilizan
medios separados para la resistencia de la carga lateral. Un
inconveniente adicional es que el corte de ventanas sustanciales en
partes grandes puede conducir a tensiones muy elevadas y a
estructuras mucho más grandes. Existen otros conectores posibles,
pero la capacidad de la mayoría está bastante limitada para tolerar
desplazamientos axiales de los miembros conectores. Además, muchas
de las conexiones son demasiado grandes y caras. Las conexiones que
usan calces pueden fabricarse de forma razonable, pero los calces
pueden "trabajar" bajo cargas oscilantes de modo que pueden
ser excesivamente difíciles de desmontar.
Lo que es necesario para esta clase de
conexiones es algo que sea fiable, simple de fabricar y fácil de
montar y de desmontar. Adicionalmente, la conexión debe poseer una
estructura que se comporte de una forma generalmente bien
entendida, no esté sometida a concentraciones de tensión elevada y
no incorpore ensambladuras soldadas.
Esta invención proporciona medios de conexión
mecánicos para unir una estructura espacial tubular que lleva una
placa de amortiguación a un casco semisumergible con el objeto de
reducir los movimientos provocados por las olas sobre el casco.
Estos conectores se montan en el campo lo cual debe hacerse en un
breve periodo de tiempo. Un lado de cada uno de los múltiples
conectores se apoya en el pontón inferior del casco y el otro
lateral se sujeta al extremo superior de la estructura espacial.
Los conectores mecánicos, usados en juegos de tres o más, pueden
instalarse y desinstalarse rápidamente de forma reiterada en el
campo. Los conectores están configurados no solo para soportar
cargas muy grandes, sino también para alojar considerables
desplazamientos axiales entres los dos lados de los conectores,
cuando dichos desplazamientos pueden ser resultado de la
acumulación de tolerancias de construcción.
La Figura 1 muestra una plataforma
semisumergible I del tipo descrita en la solicitud de patente
estadounidense co-pendiente con núm. de serie n°
09/686.535, presentada el 10 octubre de 2000, para "Heave
Suppressed Offshore Drilling and Production Platform." Esta
solicitud de patente se refiere a un sistema para sujetar una placa
de desplazamiento o de amortiguación a un semisumergible con el
objeto de reducir sustancialmente los movimientos del buque.
La plataforma 1 posee una o más cubiertas de
trabajo 2 en su extremo superior. La cubierta 2 debe apoyarse en
tres o más patas 3 que se extienden hacia abajo desde la cubierta
hasta el pontón inferior 4. En este caso, se muestran cuatro patas
3. El pontón inferior 4 está fabricado usando técnicas y
estructuras tradicionales de los astilleros. En la vista en planta,
el pontón inferior 4 posee un perímetro exterior rectangular y un
pozo interior 5 de forma similar. Con capacidad para moverse
verticalmente de forma selectiva entre las patas 3 y dentro del
pozo 5 del pontón inferior 4 se encuentra la estructura espacial
tubular 6, que está sujeta por su extremo inferior a la placa de
desplazamiento o de amortiguación 7 de resistencia al movimiento
vertical (VMR). En el extremo superior de la estructura espacial 6
sobre cada una de las cuerdas verticales perimetrales 30 de la
estructura espacial 6 se sujeta un conector 8 de la presente
invención. Debido a las limitaciones de calado del canal, durante
el desplazamiento desde el astillero en el que se construye esta
plataforma semisumergible 1 hasta la ubicación de instalación
definitiva costa fuera en aguas profundas, la placa de
desplazamiento o de amortiguación 7 resistente al movimiento
vertical debe estar elevado de modo que esté junto al lateral
inferior del pontón inferior 4. Cuando la plataforma 1 se encuentra
próxima a su ubicación de instalación, la estructura espacial 6 y
el amortiguador adosado 7 se hacen descender hasta la posición de
servicio mostrada en la Figura 1 y a continuación se conectan al
pontón inferior 4 mediante los conectores 8.
El conjunto de conectores 8 deberá disponerse de
modo que la conexión sea estructuralmente estable. Por lo tanto,
será necesario un mínimo de tres conectores 8, y al menos uno de
los conectores 8 no debe ser co-lineal con el resto
de conectores 8. Como puede observarse en las Figuras 2 y 4, los
cuatro conectores 8 abarcan desde la parte superior de una de las
cuerdas verticales 30 de la estructura espacial 6 hasta un pontón
inferior 4 del casco. En relación con la Figura 2, las cargas
primarias experimentadas por un conector 8 se encuentran en su
propio plano medio vertical 9, el cual se define por el eje
vertical del elemento de acoplamiento 34 del conector 8 y en el
centro de su punto de conexión a la estructura espacial 6. La
rigidez y resistencia de un conector 8 para cargas perpendiculares
a su plano medio vertical 9 son mucho más débiles que en el caso de
cargas paralelas al plano medio vertical 9. Cada conector 8 se gira
90° en relación con sus conectores adyacentes en una disposición
que hace que el conector 8 experimente solo cargas laterales
menores en su dirección relativamente débil y flexible transversal
a su plano medio vertical 9. Las cargas transversales que de otro
modo podría experimentar un conector 8 son absorbidas por los
conectores adyacentes más próximos en sus direcciones fuertes, que
se encuentran en sus planos medios verticales. Esta disposición
funciona debido a la diferencia en la rigidez de las cargas en el
plano medio en relación con las cargas fuera del plano medio de los
conectores 8.
En relación con la Figura 3, se muestra una
vista parcial de una cuarta parte de un tubo abocardado 15 montado
en un pontón inferior 4 del casco. El tubo abocardado está sujeto
al pontón inferior 4 mediante soldadura. El tubo abocardado 15
está apoyado para soportar las cargas horizontales principalmente
por el forro superior 11 y un mamparo horizontal estructural
inferior 12 del pontón inferior 4, mientras que el lateral del
casco 10 soporta el tubo abocardado 15 verticalmente mediante un
mamparo interno interconectado 13. El tubo abocardado 15 tiene
generalmente una construcción tubular con una sección superior de
pared gruesa y un anillo de rigidez 19 próximo a la parte superior.
Secuencialmente, desde el extremo superior del tubo abocardado 15
y extendiéndose hacia abajo el mandrilado del tubo abocardado 15
contiene: cuatro rampas idénticas equidistantes 16, una ranura de
descarga de forma anular 17 que cruza el extremo inferior de las
rampas 16, una ranura de enclavamiento anular 18 y un saliente
transversal orientado hacia arriba 21. Las rampas 16, que poseen
laterales planos y que están inclinadas en relación con el eje del
tubo abocardado 15, comienzan en la parte superior del tubo
abocardado 15 y están inclinadas hacia dentro desde la parte
superior. La ranura de descarga 17 tiene una longitud corta y
esquinas redondeadas y sirve para permitir que las rampas 16 sean
cortadas por una prensa de embutir. La superficie cónica superior
20 está situada en el extremo superior de la ranura de
enclavamiento anular. Las esquinas interiores de la ranura de
enclavamiento anular 18 están redondeadas para reducir las
concentraciones de tensión. La placa de fondo 22 es un disco de
placa gruesa apoyado en el saliente transversal cara arriba 21.
Como puede observarse en las Figuras 9 y 10, el extremo inferior de
la ranura de enclavamiento 18 se extiende por debajo de la
superficie superior de la cabeza recalcada 35 del elemento de
acoplamiento 34 cuando se ha completado el acoplamiento y la cabeza
recalcada descansa sobre la placa de fondo 22 del tubo abocardado
15. El tubo abocardado 15 tiene un tubo extensor 24 del tubo
abocardado con un espesor de pared reducido que se extiende desde
la porción superior del tubo abocardado hasta el mamparo
estructural inferior 12.
En relación con la Figura 4, puede observarse de
forma oblicua el lateral de la estructura espacial del conector 8.
A la parte superior de la cuerda vertical 30 de la estructura
espacial 6 se sujeta un tubo extensor de pared gruesa 33. El tubo
extensor 33 puede incluir diafragmas internos (no ilustrado) para
mejorar su resistencia y rigidez para las cargas transversales. El
extremo superior de la cuerda 30 se apoya lateralmente sobre
elementos tubulares horizontales pesados 31 que se unen a la cuerda
30 cerca de su parte superior. También se muestra con propósito
informativo la guía de descenso de la cuerda 32 que está soldada al
lateral de la cuerda 30 y que sirve para centrar la estructura
espacial 6 dentro de la ventana del casco durante su descenso.
Paralelo a y desplazado lateralmente respecto a la cuerda 30 y al
tubo extensor 33 se encuentra un elemento de acoplamiento tubular
de pared gruesa 34, que posee una cabeza recalcada 35 en su extremo
inferior y, según sea necesario, diafragmas de refuerzo internos
(no ilustrados). La cabeza recalcada 35 posee salientes
transversales superiores e inferiores. El elemento de acoplamiento
34 está sujeto al tubo extensor 33 mediante una viga en caja
soldada de paredes gruesas simétrica alrededor del plano medio
central vertical del conector 8.
La viga en caja 40 está formada por la placa
superior 37, la placa inferior 38 y dos placas laterales 39. La
placa superior 37 de la viga en caja también cubre los extremos
superiores del tubo extensor 33 y el elemento de acoplamiento 34.
Las esquinas de las placas laterales 39 de la viga en caja han sido
cortadas para reducir las tensiones triaxiales en las
intersecciones de tres vías de los tubos 33 y 34, las placas
horizontales 37 y 38 y las placas laterales verticales 39 de la
viga en caja. Una subestructura soldada que sirve como guía
superior de descenso 36 está montada en la parte superior 37 de la
viga en caja. La guía superior de descenso 36 se sustenta sobre una
superficie de guía en la esquina interior de la pata adyacente 3 de
la Figura 1 durante el descenso para centralizar aún más la
estructura espacial 6.
La Figura 5 muestra dos de las rampas 16 en la
parte superior del tubo abocardado 15 en su orientación correcta.
Para la separación de la instalación, las rampas 16 se giran de
modo que todas ellas están a 45° respecto al plano medio vertical 9
del conector 8. En la Figura 5, puede verse el anillo de cierre
segmentado 42 descansando sobre el saliente superior de la cabeza
recalcada 35 del elemento de acoplamiento 34. El anillo de cierre
42 está cortado radialmente en una pluralidad de segmentos
idénticos para su enclavamiento en el tubo abocardado 15. En la
realización ilustrada, el anillo de cierre 42 comprende diez
segmentos idénticos.
Las Figuras 9 y 10 muestran con mayor claridad
las características individuales del anillo de cierre segmentado
42 y de su anillo de refuerzo 50 asociado. El anillo de cierre
segmentado 42 posee un diámetro exterior igual o ligeramente
inferior al mandrilado inferior de la ranura de enclavamiento
anular 18 del tubo abocardado 15, un saliente inferior transversal,
un saliente cónico superior 43 situado cerca del extremo superior,
un mandrilado cónico interior 44 y una porción superior de
extensión 45 que se extiende por encima del saliente cónico
superior 43, con un diámetro exterior inferior al del orificio de
paso general del tubo abocardado 15. El mandrilado cónico 44 posee
un ángulo de aproximadamente 8a, que es un ángulo de cierre
automático. En la realización ilustrada, el anillo de cierre
segmentado 42 está cortado en 10 segmentos iguales con longitudes
de 34°. El material eliminado proporciona la separación suficiente
cuando los segmentos están agrupados en el saliente superior de la
cabeza recalcada 35 de modo que el conjunto puede introducirse en
el mandrilado del tubo abocardado 15 sin que se produzcan
problemas de interferencia. En relación con la Figura 5, se coloca
una cinta de retención 48 alrededor de la extensión superior 45 del
anillo de cierre segmentado 42 cuando se introduce en el tubo
abocardado 15. Esta retención puede realizarse de diversas formas.
Usando dos medios aros idénticos con lengüetas radiales y pernos y
tuercas a través de orificios verticales en las lengüetas donde los
medios aros pueden unirse se permite la rápida retirada y
reinstalación cuando el elemento de acoplamiento 34 alcanza la
placa de fondo 22 del tubo abocardado 42.
El anillo de refuerzo anular 50 posee un
mandrilado recto y una superficie exterior cónica 51. La forma
cónica de la superficie 51 coincide con el mandrilado cónico 44 del
anillo de cierre segmentado 42. El diámetro exterior de la parte
inferior de la superficie exterior 51 es suficientemente grande en
relación con el diámetro interno de la parte inferior del
mandrilado cónico 44 del anillo de cierre segmentado 42, de modo
que el anillo de refuerzo 50 no se empalmará prematuramente con el
saliente transversal superior de la cabeza recalcada 35 cuando se
expanda el anillo de cierre 42. El extremo inferior del anillo de
refuerzo 50 posee un bisel de entrada amplio 52. En relación con
las Figuras 9 y 11, el saliente transversal superior del anillo de
refuerzo 50 posee tres orificios perforados y roscados 73 para la
sujeción de las barras de accionamiento del cilindro 75. El
diámetro del mandrilado recto del anillo de refuerzo 50 es mayor
que el diámetro exterior del cuello cilíndrico del elemento de
acoplamiento 34 al menos el doble de la cantidad de excentricidad
axial máxima entre el tubo abocardado 15 y el elemento de
acoplamiento 34 previsto para el diseño. El anillo de refuerzo 50
está montado alrededor del cuello cilíndrico del elemento de
acoplamiento 34.
En relación con las Figuras 5, 6 y 8, tres
cilindros hidráulicos de doble acción 54 se montan verticalmente en
los extremos de sus barras de cilindro hacia los soportes
giratorios 56 correspondientes mediante orificios de eje vertical
situados en los soportes giratorios 56. Los soportes giratorios 56
están a su vez soldados o fijados con pernos con una separación de
120° alrededor del eje vertical del elemento de acoplamiento 34 por
encima de la cabeza recalcada 35 y aproximadamente a la altura de
la parte inferior de la viga en caja. Como puede observarse en la
Figura 12, el extremo inferior del cuerpo de cada uno de los
cilindros hidráulicos 54 posee un extremo macho esférico 55 que
coincide con el tubo abocardado esférico hembra 57 correspondiente
situado en la cara superior del soporte giratorio 56. Una tuerca de
retención del cilindro 59 con un extremo superior esférico se
enrosca en el extremo inferior de cada uno de los cilindros 54 para
retener el cilindro sobre el soporte giratorio 56. La cara inferior
de cada soporte giratorio 56 cuenta con un tubo abocardado hembra
esférico 58 que se corresponde con, y es compatible con, la cara
esférica macho de la tuerca de retención 59. Debido a que los
orificios del eje vertical de los soportes giratorios 56 son
ligeramente mayores que los extremos de la barra roscada de los
cilindros 54, y debido a que las tuercas de retención 59 no están
enroscadas por completo, los cilindros 54 pueden girar según sea
necesario al mover el anillo de refuerzo 50 verticalmente. Los
extremos inferiores de las barras del cilindro 75 incorporan
articulaciones de bola 53. Las articulaciones de bola 53 están
roscadas al extremo de la barra 75 y en los orificios perforados y
roscados 73 situados en la superficie superior transversal del
anillo de refuerzo 50. La acción giratoria de los cilindros 54 y de
las articulaciones de bola 53 permiten que el anillo de refuerzo 50
pase de una alineación axial con el elemento de acoplamiento 34 a
una alineación paralela aunque excéntrica. La capacidad de los
cilindros hidráulicos 54 de girar es necesaria debido a que el
elemento de acoplamiento 34 puede ser excéntrico respecto al tubo
abocardado 15. Puesto que el anillo de cierre segmentado 42 tiene
que asentarse en la ranura de enclavamiento anular concéntrica 18
del tubo abocardado 15, el anillo de refuerzo 50 también debe
moverse hacia una posición concéntrica respecto al tubo abocardado
15. Los cilindros 54 están ramificados para poder elevar o
descender de forma selectiva el anillo de refuerzo 50. Los
cilindros 54 pueden retirarse rápidamente para su protección y
reutilización después de la instalación. Es necesario un mínimo de
tres calces para la estabilidad, sin embargo la utilización de más
calces reduce las tensiones de flexión circunferencial en el tubo
abocardado.
En relación con las Figuras 10 y 11, se utilizan
cuatro calces deslizantes 60 idénticos que interactúan con las
rampas 16 correspondientes del tubo abocardado 15 para proporcionar
un límite lateral al elemento de acoplamiento 34. Los calces
deslizantes 60 poseen una superficie interior cilíndrica 61 con un
diámetro igual al del cuello del elemento de acoplamiento 34. La
cara exterior del calce 62 es plana y está inclinada hacia el eje
de la superficie cilíndrica interior 61 el mismo ángulo que las
rampas 16 están inclinadas hacia el eje del tubo abocardado. Los
laterales transversales de los calces deslizantes 60 son paralelos
y verticales, mientras que las caras superior e inferior son
transversales respecto al eje de la superficie interior 61. La cara
superior del calce 60 está perforada y roscada para su adaptación
para dispositivos de descenso y de tracción (no mostrada). El ancho
de los calces 60 es inferior al de sus rampas correspondientes 16
al menos dos veces la cantidad de excentricidad máxima entre el
tubo abocardado 15 y el elemento de acoplamiento 34 previsto para
el diseño. A pesar de que no se muestra aquí, los calces 60 pueden
estar perforados y ranurados para sujetar los pernos que evitarán
que los calces suban o caigan en el hueco formado por las rampas 16
cuando el conector "trabaja" bajo cargas marinas cíclicas.
Los materiales de construcción son generalmente
acero estructural para el casco, la estructura espacial 6 y el
amortiguador 7 de la invención. El elemento de acoplamiento 34, la
viga en caja 40, y el tubo abocardado 15 también serán de acero
estructural, aunque normalmente con una resistencia mayor que el
del casco y el de la estructura espacial 6. Los calces deslizantes
60, el anillo de refuerzo 50 y el anillo de cierre segmentado 42
del conector 8 estarán fabricados a partir de un acero de baja
aleación y elevada resistencia tal como SAE 4130, 4140 o 4340.
La invención se monta del siguiente modo. En
relación con las Figuras 5 y 6, la estructura espacial 6 que
soporta el amortiguador 7 se hace descender tal y como se describe
en la solicitud de patente estadounidense en tramitación con número
de serie 09/686.535, con las siguientes tres excepciones. En
primer lugar, los molinetes se colocan fuera de la cubierta 2
encima de las partes superiores de las columnas de la plataforma
semisumergible 1. En segundo lugar, los molinetes se duplican como
molinetes de fondeo. En tercer lugar, las cadenas manipuladas por
los molinetes se sujetan al amortiguador 7 en lugar de a las
cuerdas del entramado.
En el momento en que se procede con esta
actividad de descenso, el casco aún está balastado de modo que la
parte superior del pontón inferior 4 no está sobre la superficie
del agua. Pueden emplearse diversas ayudas para el montaje antes
de finalizar la operación de descenso, de modo que los trabajadores
tengan medios de manipulación y acceso según sea necesario a las
diversas piezas que deban introducirse en su lugar para completar
el montaje de la conexión. A medida que el descenso continua desde
el estado mostrado en la Figura 5 al que se muestra en la Figura 6,
donde el extremo inferior de la cabeza recalcada 35 está
descansando en la placa de fondo 22 del tubo abocardado 15, el
acoplamiento de los elementos de acoplamiento 34 en los tubos
abocardados 15 se produce simultáneamente para todos los conectores
8. Mientras que la estructura espacial 6 se guía en gran medida por
raíles convencionales y otros medios familiares para los expertos
en la técnica, la necesidad de contar con separaciones operativas
durante el descenso conduce inevitablemente a cierta excentricidad
axial en los conectores 8. Adicionalmente, estará presente cierta
variación en el espaciado pretendido entre los tubo abocardados 15
y entre los elementos de acoplamiento 34 debido a las tolerancias
de fabricación. En consecuencia, los conectores 8 estarán acoplados
axial y excéntricamente. Sin embargo, el control razonable sobre
las tolerancias de fabricación y las separaciones de las guías
garantizará que las excentricidades obtenidas estén dentro de los
límites tolerables de los conectores 8. Cuando los elementos de
acoplamiento 34 tengan el peso del amortiguador 7 y de la
estructura espacial 6 descansando sobre las bases 22, las cargas
axiales resultantes serán suficientes para garantizar que la carga
habitual de olas y corriente y los movimientos del buque no puedan
vencer la fricción estática y provocar el movimiento lateral de los
elementos de acoplamiento 34 en los tubos abocardados 15 durante el
montaje final.
Tan pronto como se haya completado el descenso,
el dispositivo de retención o correa de retención 48 que retiene
los segmentos del anillo de cierre 42 alrededor del cuello tubular
del elemento de acoplamiento 34 podrán retirarse. Llegados a ese
punto, los cilindros hidráulicos 54 se activan para hacer descender
el anillo de refuerzo 50. El anillo de refuerzo 50 comienza a
forzar radialmente los segmentos del anillo de cierre 42 hacia la
ranura de enclavamiento anular 18 a través de la acción de
acuñamiento entre la perforación cónica 44 del anillo de cierre y
la superficie exterior cónica 51 del anillo de refuerzo 50. Los
cilindros 54 pueden cambiar angularmente en sus soportes, y las
conexiones de las barras de cilindro 75 a la parte superior del
anillo de refuerzo 50 también pueden girar. De este modo el anillo
de refuerzo 50 puede cambiar de posición para centrarse dentro del
tubo abocardado 15 y extender totalmente los segmentos del anillo
de cierre segmentado 42 en la ranura 18. Como puede observarse en
la Figura 9, puesto que el orificio del anillo de refuerzo 50 es
suficientemente mayor que el cuello del elemento de acoplamiento 34
por su diseño, la excentricidad del elemento de acoplamiento 34 no
obstaculiza la extensión de los segmentos del anillo de cierre 42
en la ranura de enclavamiento anular 18. Cuando se ejerce fuerza
hacia abajo sobre el anillo de refuerzo 50, el saliente cónico
superior 43 del anillo de cierre segmentado 42 hace fuerza hacia
abajo contra la superficie cónica superior 20 correspondiente de la
ranura de enclavamiento 18. Esta acción de acuñamiento elimina el
ruido del anillo de cierre segmentado 42 y la amplificación de la
tensión que lo acompaña. El anillo de cierre 42 también está
colocado hacia abajo contra la cabeza recalcada 35 del elemento de
acoplamiento 34, que a su vez empuja la placa de fondo 22. El lado
más bajo de la placa de fondo 22 se apoya de forma similar en el
saliente transversal orientado hacia arriba 21 del tubo abocardado
15. Como resultado de ello, se elimina la holgura vertical de la
conexión. En este punto, los cilindros hidráulicos 54 pueden
extraerse y almacenarse para su uso futuro. Entonces el conector 8
está en el estado que se muestra en la Figura 7. Si se desea, puede
limitarse el movimiento vertical del anillo de refuerzo 50 mediante
pernos de sujeción u otros medios similares. Sin embargo, esto no
es esencial y no se muestra ya que el ángulo entre el orificio
cónico 44 del anillo de cierre segmentado 42 y la superficie
exterior 51 del anillo de refuerzo 50 se escoge para que sea un
ángulo no deslizante.
En relación con las Figuras 10 y 11, tras el
bloqueo vertical de la conexión 8, las cuatro calces 60 se colocan
de forma secuencial en sus respectivas rampas 16. La colocación de
los calces 60 se realiza del siguiente modo. Cada calce 60 se
coloca cerca de su rampa 16 respectiva con su cara exterior plana
62 paralela a la rampa 16 y se apoya sobre la parte superior del
tubo abocardado 15. A continuación, el calce 60 se empuja
radialmente hacia adentro y lateralmente hasta que la superficie
cilíndrica interior 61 del calce coincide con la superficie
cilíndrica del cuello del elemento de acoplamiento 34. Llegados a
este punto, el calce 60 se hace descender hasta que entra
totalmente en contacto con la rampa 16 y con el cuello del elemento
de acoplamiento 34. Cuando el elemento de acoplamiento es
excéntrico respecto al tubo abocardado 15 en la dirección
tangencial de la rampa 16, la posición definitiva de dicho calce 60
se moverá lateralmente en la rampa 16. Este movimiento lateral es
posible debido a que la anchura lateral del calce 16 es por su
diseño suficientemente inferior a la anchura de la rampa 16 de modo
que puede alojarse toda la excentricidad del elemento de
acoplamiento 34. De ser necesario, pueden añadirse pernos y clips
de montaje 1 auxiliares para garantizar que el calce 60 ni se
desliza realizando un mayor ajuste, ni se desplaza hacia arriba
dejando holgura, a pesar de que estos detalles no se muestran en la
presente memoria. El ángulo de la rampa 16 es lo suficientemente
pequeño para que se cierre automáticamente por la fricción.
Si el elemento de acoplamiento 34 se acopla de
modo que está desplazado de la línea central del tubo abocardado 15
hacia la rampa 16 de un calce determinado 60, entonces dicho calce
estará colocado en una posición más elevada en su rampa como para
realizar un acoplamiento concéntrico. De forma similar, el
desplazamiento de un elemento de acoplamiento 34 alejándose de la
rampa 16 de un calce 60 determinado hará que dicho calce esté
colocado en una posición más baja.
El desmontaje de los conectores se realiza
utilizando extractores y/o los cilindros 54 e invirtiendo los pasos
de montaje. Sin embargo, para poder extraer el anillo de cierre
segmentado 42 de la ranura de enclavamiento anular 18, es necesario
una palanca u otros medios similares. La palanca hace fuerza contra
la extensión superior 45 del anillo de cierre segmentado 42 y
vuelve a colocar los segmentos del anillo sobre el saliente
superior de la cabeza recalcada 35 del elemento de acoplamiento 34.
Llegados a ese punto, los segmentos del anillo de cierre 42 y la
cabeza recalcada 35 del elemento de acoplamiento 34 pueden
retirarse del tubo abocardado 15.
El conector estructural no concéntrico de la
presente invención proporciona una capacidad de carga muy elevada,
elevada rigidez, robustez y elevada tolerancia para los desajustes
entre los laterales aparejados del conector. Adicionalmente, los
conectores de la presente invención pueden montarse rápidamente en
el campo y de igual modo pueden desmontarse rápidamente de forma
reiterada. Estos conectores constituyen un medio práctico y
realista para realizar rápidamente la conexión de las estructuras
espaciales de apoyo de la placa de amortiguación al casco de un
buque de producción semisumergible en el campo en un lugar
expuesto, de modo que la exposición puede limitarse a cargas
ambientales severas mientras está parcialmente conectado. Una
ventaja adicional es que un diseño de conector más simple, menos
caro y más fiable resulta de la reducción de las cargas laterales
en los conectores debido al patrón de montaje de los mismos.
El uso de los anillos de cierre segmentados con
sus anillos de refuerzo asociados proporciona una limitación
vertical fiable y estructuralmente eficiente para la separación del
conector bajo carga. Tanto el anillo de cierre segmentado 42 como
el anillo de refuerzo 50 están cargados principalmente en
compresión y cizalla, en lugar del modo de curvatura menos
eficiente. De modo similar, los calces deslizantes 60 se cargan
principalmente en compresión. El comportamiento del tubo abocardado
15 y del elemento de acoplamiento 34 se analiza rápidamente y por
lo tanto es de fácil comprensión. Los conectores son relativamente
simples de fabricar y no requieren una fabricación de
precisión.
Pueden usarse diversas ayudas para el montaje
para simplificar el esfuerzo del montaje y desmontaje de la
conexión. La simplicidad del diseño hace que sea posible utilizar
buzos para el desmontaje de los conectores, en caso de ser
necesario. La simple construcción de los conectores evita
actividades de montaje peligrosas, que requieran demasiado tiempo y
experiencia.
Los expertos en la técnica comprenderán que
pueden aplicarse diversas modificaciones de los detalles de los
conectores sin alejarse del espíritu de la invención. Por ejemplo,
puede variarse el número y tamaño de calces deslizantes, así como
la sujeción del tubo abocardado al casco. De igual modo, cambiar
los medios de sujeción del elemento de acoplamiento 34 a la
estructura espacial 6 por una conexión reforzada no se desviaría
del espíritu de la invención. En lugar de una viga en caja, los
medios de conexión entre el elemento de acoplamiento 34 y el tubo
extensor de la estructura espacial 33 pueden usar un entramado
diagonalizado o un entramado sin diagonalizar o una viga que no sea
en caja.
El conector estructural no concéntrico de
capacidad elevada de la presente invención, y muchas de sus
ventajas previstas, se comprenderá a partir de la descripción que
antecede de una realización ejemplar, y resultará aparente que, a
pesar de que la invención y sus ventajas se han descrito
detalladamente, diversos cambios, sustituciones y alteraciones
podrán realizarse del modo, procedimiento y detalles sin alejarse
del espíritu y alcance de la invención, tal y como se define en las
reivindicaciones anexas, o sacrificando todas sus ventajas
materiales, siendo la forma anteriormente descrita la realización
ejemplar de la misma.
Claims (28)
1. Un conector (8) para sujetar de forma
amovible una estructura espacial (6) al casco (2, 3, 4) de una
plataforma costa afuera flotante (1), estando el conector (8)
caracterizado por:
un tubo abocardado (15) sujeto al casco (2, 3,
4) de la plataforma (1), teniendo el tubo abocardado (15) un
orificio abierto;
un elemento de acoplamiento (34) sujeto a la
estructura espacial (6), teniendo el elemento de acoplamiento (34)
un extremo inferior que puede introducirse en el tubo abocardado
(15);
los medios (42, 50) para resistir las cargas
axiales que actúan sobre el conector (8); y
medios (60) para resistir las cargas laterales
que actúan sobre el casco (2, 3, 4) y la estructura espacial
(6).
2. El conector (8) de la reivindicación 1, en
donde el anillo de cierre (42) se coloca de forma amovible en una
ranura de enclavamiento (18) en el mandrilado del tubo.
3. El conector (8) de la reivindicación 2, en
donde el anillo de cierre (42) incluye un saliente superior (43)
para poder alojarlo de forma amovible en una superficie
correspondiente de la ranura de enclavamiento (18).
4. El conector (8) de la reivindicación 3, en
donde el anillo de cierre (42) incluye además una porción de
extensión superior (45) que se extiende sobre el saliente superior
(43) para recibir una correa de retención (48).
5. El conector (8) de la reivindicación 1, en
donde los medios para resistir las cargas laterales comprenden una
pluralidad de calces deslizantes (60) que encajan de forma amovible
en el mandrilado del tubo abocardado y contra el elemento de
acoplamiento (34).
6. El conector (8) de la reivindicación 5, en
donde los calces deslizantes (60) se colocan en las rampas (16)
respectivas formadas en la pared del orificio del tubo abocardado,
teniendo las rampas (16) superficies inclinadas en relación con el
orificio de las paredes del tubo abocardado.
7. El conector (8) de la reivindicación 6, en
donde las rampas (16) son más anchas que los calces deslizantes
(60), en donde los calces laterales (60) pueden moverse
lateralmente sobre las rampas (16) de modo que el tubo (15) pueda
alojar el elemento de acoplamiento (34) cuando se introduce en él
excéntricamente.
8. El conector (8) de la reivindicación 1, en
donde el tubo abocardado (15) incluye una placa de fondo (22) en su
mandrilado.
9. El conector (8) de la reivindicación 8, en
donde la placa de fondo (22) está apoyada en sus bordes por un
saliente (21) formado en la pared mandrilada del tubo.
10. El conector (8) de la reivindicación 8, en
donde el elemento de acoplamiento (34) incluye una cabeza recalcada
(35) en su extremo inferior, estando la cabeza recalcada (35)
encajada de forma amovible en la placa de fondo (22).
11. El conector (8) de la reivindicación 10, en
donde el anillo de cierre (42) se coloca de forma amovible sobre la
cabeza recalcada (35) del elemento de acoplamiento (34).
12. El conector (8) de la reivindicación 1, en
donde el anillo de refuerzo (50) posee una superficie exterior
cónica (51) que coincide con el mandrilado cónico (44) del anillo
de cierre (42).
13. El conector (8) de la reivindicación 1, en
donde en el tubo abocardado (15) se incluye un anillo de rigidez
(19).
14. El conector (8) de la reivindicación 1, que
incluye además una estructura (40) para sujetar el elemento de
acoplamiento (34) a la estructura espacial (6).
15. El conector (8) de la reivindicación 14, en
donde la estructura comprende una viga en caja (40).
16. El conector (8) de la reivindicación 15, en
donde: en la estructura espacial (6) se incluye una cuerda vertical
extendida (33); y
la viga en caja (40) conecta el elemento de
acoplamiento (34) a la cuerda vertical extendida (30).
17. El conector (8) de la reivindicación 16, en
donde la viga en caja (40) comprende:
un par de placas laterales (39) sujetas entre la
pared lateral del elemento de acoplamiento (34) y la pared lateral
de la cuerda vertical extendida (30);
una placa superior (37) que conecta la parte
superior del elemento de acoplamiento (34) con la parte superior de
la cuerda vertical extendida (30); y
una placa inferior (38) sujeta entre la pared
lateral del elemento de acoplamiento (34) y la pared lateral de la
cuerda vertical extendida (30).
18. El conector (8) de la reivindicación 16, en
donde el eje del elemento de acoplamiento (34) es paralelo respecto
a y está desplazado lateralmente respecto a la cuerda vertical
extendida (33) de la estructura espacial (6).
19. El conector (8) de la reivindicación 15, en
donde la plataforma (1) posee un pozo (5), y que incluye además una
guía de descenso asociada con la viga en caja (40) para centrar la
estructura espacial (6) dentro del pozo (5) de la plataforma
(1).
20. El conector (8) de la reivindicación 1, que
incluye además los medios para hacer descender el anillo de
refuerzo (50) desde una posición elevada por encima del tubo
abocardado (15) hasta una posición descendida alojado en el tubo
abocardado (15).
21. El conector (8) de la reivindicación 20, en
donde los medios para hacer descender el anillo de refuerzo (50)
comprende al menos un cilindro hidráulico (54) sujeto al elemento
de acoplamiento (34), incluyendo dicho cilindro hidráulico (54) una
barra de accionamiento (75) que puede extenderse desde ahí, estando
sujeto el extremo inferior de la barra de accionamiento (75) al
anillo de refuerzo (50).
22. El conector (8) de la reivindicación 21, en
donde el extremo inferior del cilindro hidráulico (54) se conecta
al elemento de acoplamiento (34) a través de un soporte giratorio
(56) que permite al cilindro hidráulico (54) girar en relación con
el elemento de acoplamiento (34);
y en donde la barra de accionamiento (75) está
conectada al anillo de refuerzo (50) a través de una articulación
de bolas (53) que permite que la barra de accionamiento (75) gire
en relación con el anillo de refuerzo (50).
23. El conector (8) de la reivindicación 21, en
donde los medios para hacer descender el anillo de refuerzo (50)
comprenden al menos tres de estos cilindros hidráulicos (54).
24. Un método para conectar una estructura
espacial (6) al casco (2, 3, 4) de una plataforma costa afuera
flotante (1), que se caracteriza por los pasos de:
introducir el extremo inferior del elemento de
acoplamiento (34) sujeto a la estructura espacial (6) en un tubo
abocardado (15) sujeto al casco (2, 3, 4) de la plataforma (1),
llevando el elemento de acoplamiento (34) un anillo de cierre
expandible (42);
hacer descender un anillo de refuerzo (50) hasta
que entre en contacto con el anillo de cierre (42) para expandir
los segmentos del anillo de cierre (42) para que entren en
contacto con la pared del tubo abocardado; y
hacer descender una pluralidad de calces
deslizantes (60) hasta que entren en contacto con la pared del tubo
abocardado y con el elemento de acoplamiento (34) para limitar
lateralmente al elemento de acoplamiento (34).
25. El método de la reivindicación 24, que
incluye además el paso, tras introducir el elemento de acoplamiento
(34) en el tubo abocardado (15), de retirar un dispositivo de
retención (48) del anillo de cierre (42) para permitir que los
segmentos del anillo de bloqueo se expandan radialmente cuando
entran en contacto con el anillo de refuerzo (50).
26. El método de la reivindicación 24, en donde
el anillo de refuerzo (50) se apoya por encima del tubo abocardado
(15) mediante las barras de cilindro (75) de al menos un cilindro
hidráulico (54), y en donde el anillo de refuerzo (50) se hace
descender para que entre en contacto con el anillo de cierre (42)
activando los cilindros hidráulicos (54) para que se extiendan las
barras de cilindro (75).
27. El método de la reivindicación 24, que
incluye además el paso, tras hacer descender el anillo de refuerzo
(50) para que entre en contacto con el anillo de cierre (42), de
limitar el movimiento vertical del anillo de refuerzo (50).
28. El método de la reivindicación 24, que
incluye además el paso de, tras hacer descender los calces
deslizantes (60) para que entren en contacto con la pared del tubo
y con el elemento de acoplamiento (34), limitar el desplazamiento
de los calces deslizantes (60) dentro del tubo abocardado (15).
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