ITMI961203A1 - Metodo e apparato strutturale di monormeggio per navi in mare aperto - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un metodo di monormeggio a punto singolo per navi, preferibilmente per navi cisterna, nonché un dispositivo strutturale per la realizzazione pratica di tale metodo. Più particolarmente detto dispositivo comprende in vantaggiosa cooperazione uno snodo cardanico, un braccio articolato di ormeggio, e un manicotto girevole cavo. E' noto che Tonneggio in mare aperto di navi cisterna che meglio si presti a soddisfare sia alla sicurezza della nave, sia alle esigenze di esercizio, in quanto con l'avvento delle cisterne giganti diventa sempre più difficile trovare porti che abbiano una profondità sufficiente a consentire Tonneggio di tali navi, è quello di ormeggiare queste navi su boe per consentire il carico e lo scarico del fluido. Inoltre ormeggi in mare aperto sono spesso vantaggiosi, se non addirittura indispensabili quando si tratta di attingere combustibili fluidi estratti da giacimenti situati nel fondale marino. A questo riguardo si fa notare che nella descrizione e nelle rivendicazioni con il termine "fluido" si intende includere gas, liquidi e loro miscele. Nel carico e scarico di fluidi tra navi cisterne e terraferma è noto da tempo il cosiddetto monormeggio, che si avvale, come dice la parola, di un unico ormeggio e cioè in particolare di una boa galleggiante per ormeggiarvi la nave e disporvi la adeguata condotta per trasferire il fluido dalla nave ai depositi di terra e viceversa. L’aspetto operativo fondamentale del monormeggio è quello di consentire le operazioni di travaso anche in condizioni atmosferiche avverse, quando la nave, sospinta dalle azioni dei venti e delle correnti, si orienta in una direzione naturale, che può continuamente variare al variare delle condizioni ambientali. In tal caso, la nave pur rimanendo ormeggiata, si sposta, inatti, ruotando attorno al monormeggio pur mantenendo lo stesso assetto rispetto a quest’ultimo. Alla struttura operante per il monormeggio sono richieste, quindi, due funzioni fondamentali: la prima funzione è quella del cavo, o catena dell'ancoraggio, ossia dell'agganciamento della nave ad un cavo ancorato al fondo marino e della conseguente reazione ai tiri della nave, la seconda funzione è quella del trasferimento dei fluidi dalle tubazioni che provengono dalla nave, o che confluiscono alla nave, a quelle che si collegano ai depositi di terra. Tenendo presente che la nave è mobile mentre i collegamenti a terra sono fissi, appare evidente che questa seconda funzione richiesta al monormeggio è la più gravosa in quanto la tubazione flessibile, estendentisi dalla nave stessa alla struttura di boa ancorata al fondo marino, che porta il carico liquido, può essere soggetta a rapida usura non solo a causa delle continue sollecitazioni provocate dal moto del mare, ma anche perchè di sovente, sempre per l'azione del mare, viene in contatto con la catena di ormeggio. Inoltre, in molti casi, questa tubazione flessibile si attorciglia intorno alla struttura di boa ancorata al fondo determinando la messa fuori della stazione di carico e scarico per parecchio tempo. Risulta, infatti, evidente, anche quando siano assegnate delle pessime condizioni operative come l'ancoraggio debba offrire massime garanzie e la massima possibile sicurezza in quanto l'improwiso cedimento di una boa mentre la cisterna sta compiendo un'operazione di carico, o di scarico può provocare danni di gravità inimmaginabili. D'altro canto risulta intuibile come il poter disporre di un sicuro sistema di ormeggio significhi disporre di una stazione di carico e scarico con alto coefficiente di utilizzazione e come ciò si tramuti praticamente in notevoli vantaggi economici. In passato sono state svillupate parecchie boe di ormeggio ma queste sono risultate invariabilmente complicate nel loro insieme e, quindi, di fabbricazione costosa. Inoltre delle boe di ormeggio non permettono un sufficiente movimento della nave, nè permettono di assorbire in modo soddisfacente le normali forze di ormeggio. Uno scopo della presente invenzione è perciò quello di provvedere una boa di ormeggio che sia sufficientemente facile da maneggiare, e che possa essere fabbricata efficacemente e ad un costo contenuto. Un altro scopo della presente invenzione è di realizzare una struttura idonea per l'attracco in mare aperto, tale da consentire alla nave attraccata di assumere in ogni istante la direzione più conveniente in funzione del vento dominante e delle condizioni di mare cosicché la nave stessa può spostarsi in un cerchio completo e permettere perciò di rimanere sempre con la prua nel vento che soffia. Un altro scopo della presente invenzione è di fornire elementi strutturali che supportano le forze di ormeggio in una struttura unificata che permette il movimento della nave senza imporre sollecitazioni di ormeggio sulla struttura, sulla tubazione flessibile e sulla nave. Un altro scopo della presente invenzione è di realizzare elementi strutturali di attracco che siano particolarmente semplificati e, pertanto, relativamente economici. Questi ed altri notevoli vantaggi, particolarmente per quanto riguarda la praticità, la sicurezza di funzionamento, e la pratica eliminazione di determinati rischi di rotture e di danni, nonché la semplificazione delle manovre per l'attracco della nave, vengono raggiunti mediante il metodo di ormeggio a punto singolo secondo la presente invenzione in cui è previsto una struttura fìssa ancorata al fondo marino, una catena o fune di ormeggio e almeno una tubazione flessibile e detto metodo di ormeggio si concretizza nell'operare la compensazione degli spostamenti traslatori e girevoli della nave per mezzo di uno snodo cardanico flangiato ad un braccio articolato, il quale è connesso con un manicotto girevole, che funge da collettore delle tubazioni flessibili, che nei rami di entrata assumono una configurazione ad elica e che in uscita, attraversando la cavità dello spazio centrale del manicotto girevole, quale organo rotante assialsimmetrico, confluiscono nella linea di fluido della tubazione flessibile collegata alla nave ormeggiata e detto manicotto girevole è pure organo di ancoraggio delle briglie della fune di ormeggio II metodo di ormeggio a punto singolo della presente invenzione si concretizza pure nella pratica realizzazione operativa per il fatto che le sollecitazioni di trazione della catena di ormeggio della nave si estinguono attraverso la struttura di vincolo dello snodo cardanico.il metodo di ormeggio a punto singolo della presente invenzione si concretizza, altresi, nel rendere libera dalle sollecitazioni tensionali e/o torsionali le tubazioni flessibili per il trasferimento del fluido.L'apparato utilizzato per la pratica realizzazione del metodo della presente invenzione concerne:

- uno snodo cardanico reso solidale come corpo unico ad una struttura immersa di fondazione rigida allargata e fissata sul fondo marino;

- un braccio articolato di ormeggio flangiato aH'estremità inferiore allo snodo cardanico e vincolato aH’estremità superiore ad un manicotto girevole cavo;

- un manicotto girevole cavo, che risulta supportato e connesso al sottostante braccio articolato per mezzo di una ralla a spinta assiale e che è foggiato superiormente con sporgenze assialsimmetriche per l'aggancio delle briglie della fune di ormeggio;

- almeno una tubazione flessibile che assume nel ramo di entrata, tra la tubazione di fondo marino e il manicotto girevole cavo, una vantaggiosa configurazione ad elica;

- un collettore a tenuta nella cavità del manicotto girevole nel quale confluiscono i fluidi delle tubazioni flessibili di entrata e dal quale dipartono i fluidi delle tubazioni flessibili di uscita per trasferire i prodotti fluidi alla e/o dalla nave ormeggiata.

L’invenzione sarà descritta dettagliatamente in appresso in base aH’esempio di realizzazione rappresentato schematicamente nella figura dell'unica tavola allegata, e saranno chiarite ulteriori particolarità e caratteristiche, al quale proposito deve essere ben inteso, che eventuali variazioni di posizioni reciproche degli elementi e le conseguenti semplificazioni che ne potrebbero derivare devono ritenersi comprese nella protezione che si richiede come variazioni costruttive incluse nell'idea generale.

Neirunica tavola di disegno annessa è rappresentato un esempio di pratica realizzazione dell'invenzione, in forma schematica, ed esclusivamente nella particolarità che richiede una spiegazione di separazione tra l'azione tensionale di ormeggio e l'azione di trasferimento del fluido attraverso le tubazioni flessibili.

La figura del disegno è una vista in prospettiva assonometrica dell'apparato strutturale della presente invenzione che mostra l'incastellatura di base sormontata dagli elementi strutturali che si sovrappongono con uno snodo cardanico, con un braccio articolato di ormeggio e con un manicotto girevole cavo, e mostra, altresì, schematicamente le tubazioni flessibili, la tubazione rigida di fondo e le briglie della fune di ormeggio.

Nella figura della tavola allegata elementi uguali, o con funzioni uguali riportano per semplicità caratteri di riferimento uguali.

Con riferimento alle figure la struttura per l'ormeggio della nave e per il trasferimento di fluido concernente la presente invenzione viene mostrata adagiata sul fondo marino. Sebbene la struttura della presente invenzione venga qui descritta come collocata nel fondo marino, essa è ugualmente utile in altri corpi d'acqua. La struttura è costituita essenzialmente da un'ampia e solida piattaforma fissa, indicata genericamente con 1, costruita su pali infissi sul fondo del mare, o appoggiata per gravità e in relazione al livello del fondo marino può presentarsi parzialmente, o totalmente incassata; altri tipi di fissaggio possono essere utilizzati. Detta piattaforma fissa 1 alloggia centralmente la struttura rigida 7, che opera, nella sua funzione di supporto rigido, a sostegno fisso del giunto cardanico 3, di tipo noto, posto in una posizione sostanzialmente orizzontale. Il giunto cardanico 3 sostiene, ed è opportunamente connesso con flangiatura, un braccio articolato di ormeggio 5 foggiato a forma cilindrica. Detto braccio articolato 5 è vincolato all'estremità superiore ad un manicotto girevole 4, che può ruotare attorno al suo asse baricentrico.Per inciso il manicotto girevole 4 risulta supportato e connesso al sottostante braccio articolato 5 per mezzo di una ralla a spinta assiale e detto manicotto girevole 4 è foggiato superiormente con sporgenze assialsimmetriche 14 per l'aggancio degli anelli 8, che abbracciano le asolature di estremità delle briglie 9 della fune di ormeggio 10, la quale trattiene in posizione la nave cisterna per tutto il tempo occorrente al trasferimento del fluido. L'unione tra il manicotto girevole cavo 4 e il braccio articolato 5 consente la libera oscillazione angolare tra il giunto cardanico 3 e la tubazione flessibile 12 di trasferimento del fluido, con il preciso e innovativo risultato di eliminare praticamente qualsivoglia sollecitazione flessionale e/o flessotorsionale sulla condotta flessibile 12, soprattutto nel suo tratto di passaggio libero attraverso lo spazio centrale del manicotto 4. La cuscinetteria di unione tra il braccio 3 e il manicotto 4 permette la libera posizione angolare della tubazione flessibile 12 nei confronti delle posizioni angolari variabili del giunto cardanico 3, che oscilla variabilmente in funzione della direzione di traino della catena di ormeggio 10. Una conduttura di alimentazione 1 1 è disposta sul fondo marino 15 e presenta una estremità collegata a tenuta ad almeno un tubo flessibile 2 : le unioni flangiate devono garantire la perfetta tenuta al fluido trasferito in pressione. Il tubo di alimentazione 11 presenta, inoltre, una estremità opposta, non mostrata, che porta verso un accessorio di immagazzinamento anche esso non mostrato, ma abitualmente collocato sulla riva vicina, questo accessorio di immagazzinamento può anche essere collocato a largo, ad esempio, vicino ad un pozzo collocato al largo. Le tubazioni flessibili di entrata 2 assumono una vantaggiosa configurazione ad elica a fianco del giunto cardanico 3 allo scopo di ottenere una compensazione lineare a fronte a qualsiasi movimento rotatorio e spostamenti angolari del braccio articolato 5 e del manicotto girevole 4. I detti tratti di tubazione flessibile 2 vengono accoppiati con flangiatura a tratti collettori 6 di tubazione preferibilmente rigida che si innestono in perfetta tenuta nel manicotto girevole 4, per far confluire i fluidi nella tubazione flessibile 12, che li convoglia alla nave ormeggiata in superficie. Vengono ora descritte le operazioni per Tonneggio della nave. Si premette che la struttura fìssa e gli elementi ad essa collegati devono essere in ogni caso dimensinati in modo da resistere alle sollecitazioni di ormeggio di qualsivoglia nave cisterna carica soggetta alle varie condizioni di mare e di vento. Nel caso di attracco tipo, la nave, avvicinandosi sotto la traversia più opportuna, si fermerà in prossimità dell'attracco e tonneggiandosi in tale posizione con i propri mezzi, o con l'aiuto di un rimorchiatore, preleverà la catena di ormeggio 10 ancorandola solidamente alla prua della nave stessa. Per inciso la manovra di ormeggio verrà eseguita secondo gli insegnamenti della tecnica nota e da tempo consolidati nelle oprazioni di arrivo al punto di attracco. Terminate le operazioni di ormeggio, la nave cisterna viene collegata alla " sea-Iine " mediante il sistema delle tubazioni flessibili, ed avranno inizio le operazioni di carico e/o di scarico del fluido in trasferimento. Durante le operazioni di carico e di scarico, la nave rimane libera di spostarsi intorno al suo ormeggio seguendo senza reazioni le sollecitazioni del vento o del mare e, quindi, la nave stessa assume queU'orientamento che la direzione del vento e l'eventuale corrente marina le impongono. Da quanto fin qui esposto si può dedurre il significativo vantaggio che il metodo della presente invenzione sfrutta il principio di separare le due funzioni che normalmente ha un punto di attracco: quella di ormeggio della nave e quella di trasmissione del fluido da movimentare dalla nave alla condotta sottomarina 11, o viceversa. In questo modo viene sollecitata col tiro di ormeggio della nave direttamente la base di ancoraggio 1 attraverso la catena 10, senza coinvolgere minimamente le tubazioni flessibili che movimentano il fluido. La struttura secondo l'invenzione può essere realizzata in modo semplice ed economico. La catena di ormeggio 10 è vincolata alla base di ancoraggio 1 per mezzo di elementi che consentono rotazioni secondo assi orientati in più direzioni assumendo vantaggiosamente detti elementi le funzioni operative di un giunto sferico. Non ci sono, quindi, le condizioni di pericolo di impatto in caso di urto tra nave e attrezzature di superficie e la nave stessa è libera di orientarsi secondo la traversia migliore per la direzione del vento e le condizioni del mare del momento. Di conseguenza sono eliminate le cause di disormeggio imposte dalle condizioni del mare e le tubazioni flessibili 10 e 12 non sono assoggettate ad alcuna sollecitazione sensibile per cui sono evitati i ben noti inconvenienti derivanti da eventuali rotture di queste tubazioni. Le manovre di disormeggio si svolgono nella maniera opposta alle manovre di ormeggio e in condizioni di non caricamento la tubazione flessibile 12 e la catena di ormeggio 10 vengono lasciati pendere in posizione verticale, stazionando sotto la superficie marina con le estremità connesse a mezzi e a sonde note che ne consentono il ricupero a bordo. Sebbene la presente invenzione sia stata descritta con riferimento a determinate forme realizzative, numerose modifiche e varianti possono essere apportate alle forme costruttive degli elementi operativi, al quale proposito deve essere ben inteso, che eventuali variazioni di posizioni reciproche degli eiementi e le conseguenti semplificazioni che ne potrebbero derivare devono ritenersi comprese nella protezione che si richiede come variazioni costruttive incluse nell'idea generale.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Metodo di ormeggio a punto singolo, adatto a costituire un terminale per navi cisterna, in cui è previsto una struttura fissa ancorata al fondo marino, una fune, o catena di ormeggio della nave e almeno una tubazione flessibile per il trasferimento del fluido nella e/o dalla nave stessa ormeggiata e detto metodo di ormeggio è caratterizzato dal fatto di operare la compensazione degli spostamenti traslatori e girevoli della nave per mezzo di uno snodo cardanico flangiato ad un braccio articolato, il quale è connesso con un manicotto girevole, che funge da collettore delle tubazioni flessibili, che nei rami di entrata assumono una configurazione ad elica e che in uscita, attraversando la cavità dello spazio centrale del manicotto girevole, quale organo rotante assialsimmetrico, confluiscono con la linea di fluido della tubazione flessibile collegata alla nave ormeggiata in superficie.
2. 2. Metodo di ormeggio a punto singolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di estinguere le sollecitazioni di trazione della catena o fune di ormeggio della nave attraverso la struttura di vincolo dello snodo cardanico.
3. 3. Metodo di ormeggio a punto singolo , adatto a costituire un terminale per navi cisterna secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di rendere libera dalle sollecitazioni tensionali e/o torsionali la tubazione flessibile per il trasferimento del fluido. Apparato strutturale per l’attuazione del metodo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere: -uno snodo cardanico reso solidale come corpo unico ad una struttura immersa di fondazione rigida allargata e fissata sul fondo marino; -un braccio articolato di ormeggio flangiato all'estremità inferiore allo snodo cardanico e vincolato all'estremità superiore ad un manicotto girevole cavo; -un manicotto girevole cavo, che risulta supportato e connesso al sottostante braccio articolato per mezzo di una ralla a spinta assiale e che è foggiato superiormente con sporgenze assialsimmetriche per l'aggancio delle briglie della fune di ormeggio; -almeno una tubazione flessibile che assume nel ramo di entrata tra la tubazione nel fondo marino e il manicotto girevole cavo una vantaggiosa configurazione ad elica; -un collettore a tenuta nella cavità del manicotto girevole nel quale confluiscono i fluidi delle tubazioni flessibili di entrata e dal quale dipartono i fluidi delle tubazioni flessibili di uscita per trasferire i prodotti fluidi alla e/o dalla nave ormeggiata sulla superficie marina.