ES2991251T3 - Estructura de entrega de material subacuático - Google Patents

Abstract

Estructura submarina de distribución de material que comprende al menos un tanque de almacenamiento de material, en la que el tanque de almacenamiento de material comprende un contenedor exterior rígido y al menos un contenedor interior flexible con presión equilibrada. Se puede disponer un dispositivo de prevención de pinzamiento dentro del al menos un contenedor interior flexible para evitar el cierre prematuro de una vía de salida de fluido. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Estructura de entrega de material subacuático

Antecedentes

Muchas actividades subacuáticas de producción de petróleo requieren el uso de productos químicos, lodos o lecha das que se deben añadir a la operación activa para funcionar correctamente. Históricamente, estos suministros quí micos se han realizado por medio de mangueras, tubos o tuberías agrupadas en "umbilicales" para suministrar los productos químicos desde las instalaciones de superficie cercanas hasta los puntos de inyección respectivos. Los desplazamientos más largos, las ubicaciones remotas y la mayor profundidad de las aguas contribuyen a que las soluciones umbilicales sean técnicamente complicadas y caras.

En algunos casos, como una alternativa a una solución umbilical para suministrar productos químicos o lodo, u otro material a una ubicación subacuática, los depósitos de almacenamiento subacuáticos de productos químicos pueden ser utilizados para un uso único a corto plazo y tienen volúmenes relativamente pequeños. Por ejemplo, se han desarrollado una serie de depósitos de almacenamiento de productos químicos tipo vejiga para este fin. Los conjun tos de almacenamiento químico subacuáticos existentes pueden incluir depósitos flexibles de pared simple o vejigas expuestos directamente al agua de mar, que pueden estar contenidos dentro de una jaula o dispositivo de marco para su protección y transporte. Sin embargo, los tamaños de estos depósitos de almacenamiento son relativamente pequeños (cientos de litros o galones) y tienen una capacidad de reutilización relativamente baja o nula. Además, la aplicación subacuática suele ser de corta duración (días). Además, la forma de colapso del depósito no rígido duran te el vaciado puede ser aleatoria, caótica o no uniforme, provocando que parte del producto químico o material al macenado quede atrapado, o pinzado, por el material flexible del recipiente y dando lugar a un suministro ineficaz del material almacenado.

El documento WO 2014/077820 A1 describe aparatos, sistemas y procedimientos mediante los cuales se pueden almacenar fluidos de forma segura y eficaz en entornos subacuáticos. El fluido se almacena en una vejiga flexible que está encerrada, al menos parcialmente, en un recipiente. La vejiga está acoplada a un soporte, que soporta el peso de la vejiga con la ayuda de un controlador de soporte. Puede utilizarse un sensor para monitorizar la posición del soporte, lo que permite la determinación del volumen de la vejiga.

El documento US 3803855 Adescribe un sistema sumergido de almacenamiento de líquidos que comprende una base de fundamentación que descansa sobre el fondo oceánico y que incluye una plataforma de carga que tiene montada integralmente en la misma un eje hueco que se extiende hacia arriba y que se estrecha progresivamente que se interbloquea con un cerramiento de depósito que comprende un conjunto de puntales tubulares horizontales e inclinados interconectados e intercomunicados, arriostrados contra el citado eje, cubierto por una lámina flexible de material elastómero que sirve de pared estanca del depósito abierta por la parte inferior al mar y que forma con los citados puntales tubulares y el eje hueco un depósito de almacenamiento de líquidos, estando protegido el citado depósito del entorno marino por una envoltura exterior de madera.

El documento US 2655888 A describe un depósito de almacenamiento para retener y almacenar líquidos mientras flota en el agua.

Sumario de las realizaciones reivindicadas

Se proporciona una estructura de suministro de material subacuático de acuerdo con la reivindicación 1 que incluye al menos un depósito de almacenamiento de material, en el que el depósito de almacenamiento de material incluye un recipiente exterior, en el que el recipiente exterior es rígido; al menos un recipiente flexible interior, en el que el al menos un recipiente flexible interior está equilibrado a presión; y un dispositivo de prevención de pinzamiento del recipiente flexible dispuesto dentro de el al menos un recipiente flexible interior.

En un ejemplo de la presente divulgación, el dispositivo de prevención de pellizco se fija a una parte superior o infe rior de el al menos un recipiente flexible interior.

En un ejemplo divulgado en la presente Memoria Descriptiva, el dispositivo de prevención de pinzamiento compren de una estructura de alambre enrollada helicoidalmente.

Otros aspectos y ventajas se desprenderán de la siguiente descripción y de las reivindicaciones que se acompañan, que definen ejemplos de la estructura de suministro de material subacuático.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra un diagrama de un depósito de almacenamiento de acuerdo con un ejemplo de la presente di vulgación.

La figura 2 muestra un diagrama de un depósito de almacenamiento de acuerdo con un ejemplo de la presente di vulgación.

La figura 3 muestra un diagrama de un depósito de almacenamiento de acuerdo con un ejemplo de la presente di vulgación.

La figura 4 muestra un diagrama de un depósito de almacenamiento de acuerdo con un ejemplo de la presente di vulgación.

La figura 5 muestra un diagrama de un depósito de almacenamiento de acuerdo con un ejemplo de la presente di vulgación.

La figura 6 muestra un diagrama de un depósito de almacenamiento de acuerdo con un ejemplo de la presente di vulgación.

La figura 7 muestra un diagrama de un depósito de almacenamiento de acuerdo con un ejemplo de la presente di vulgación.

La figura 8 muestra un diagrama de un depósito de almacenamiento de acuerdo con un ejemplo de la presente di vulgación.

Descripción detallada

En la presente Memoria Descriptiva se describen sistemas de suministro de sustancias químicas que incluyen una vejiga de almacenamiento flexible y un dispositivo de vaciado de la vejiga. El sistema de suministro de productos químicos está asociado a un depósito de almacenamiento subacuático rígido. Estos sistemas de suministro de pro ductos químicos pueden ser capaces de almacenar diferentes materiales, tales como fluidos, líquidos, mezclas, lodos, etc. El material se almacena en una vejiga, o múltiples vejigas, y se encuentra situado en el interior de un depósito de almacenamiento subacuático, y una bomba o un diferencial de presión hidrostática puede extraer este fluido por medio de una válvula de salida o abertura que penetra en el depósito de almacenamiento y está conectada a la vejiga o vejigas. Periódicamente, las vejigas pueden reponerse o llenarse de líquido para que el sistema siga funcionando.

Tal como se usan en la presente Memoria Descriptiva, los términos "vejiga" y "recipiente flexible" pueden utilizarse indistintamente.

Dependiendo de la construcción de la vejiga, de los puertos, de las salidas, etc. y otros factores tales como las pre siones diferenciales, la vejiga puede colapsarse durante la retirada del fluido de forma que pince o atrape grandes porcentajes de los fluidos contenidos dentro de la vejiga. En entornos subacuáticos, las grandes presiones diferen ciales combinadas con la eliminación o el vaciado de los materiales también pueden dar lugar a que se forme un vacío momentáneo (una presión dentro de la vejiga que está por debajo de la presión hidrostática) cerca del puerto de flujo de salida o de la válvula de salida de la vejiga, haciendo que la vejiga se pellizque cerca de la salida, cortan do el flujo de material a través del puerto de flujo de salida o de la válvula.

Además, se pueden almacenar diferentes materiales en la vejiga. Estos materiales pueden tener densidades inferio res o superiores a las del medio circundante, tal como el agua de mar. Si el material es menos denso que el agua de mar, la vejiga puede flotar dentro del depósito de almacenamiento subacuático, colapsándose hacia arriba. Si el material tiene una densidad superior a la del agua de mar, la vejiga puede hundirse dentro del depósito de almace namiento subacuático, colapsándose hacia abajo. En ambas situaciones, la presión del agua de mar sobre la vejiga puede alterar la topografía de la vejiga, creando zonas en las que los límites, la parte superior, la parte inferior y los laterales de la vejiga pueden acercarse y/o estar en contacto unos con los otros. Cuando esto ocurre, y el material está siendo retirado de la vejiga, la vejiga puede ser pinzada, atrapando el material dentro de la vejiga, e impidiendo la salida del material hacia el puerto de flujo de salida.

Los dispositivos descritos en la presente memoria descriptiva pueden crear, y mantener abiertos, pasajes de flujo de material dentro de la vejiga que pueden permitir la máxima retirada de material almacenado.

Una solución conocida es crear un trayecto de fluido dentro de la vejiga colapsada para que los fluidos atrapados puedan fluir hacia el puerto de flujo de salida. Tales soluciones pueden incluir una manguera perforada contenida dentro de la vejiga para formar este drenaje de la ruta de flujo de fluido. Otra alternativa es grabar pequeñas ranuras en las paredes internas de la vejiga. Estas ranuras forman una alternativa de drenaje del fluido atrapado. Una terce ra alternativa es una estructura de red dentro de la vejiga que separa físicamente las dos paredes de la vejiga colapsada creando una vía de flujo de fluido. Todas estas alternativas utilizan materiales de construcción que pueden ser incompatibles con los productos químicos utilizados en las operaciones subacuáticas. Por ejemplo, el documento US8220749 describe un tubo perforado de plástico o teflón. Este material no es compatible con los productos quími cos utilizados en las perforaciones subacuáticas, tales como los xilenos. El material de la manguera de plástico pue de hacerse resistivo, pero necesita que se le aplique una película. Si la película se tuviese que aplicar en el interior del tubo, cuando éste se perforara para permitir el paso de los productos químicos, la película se cortaría, exponien do el material de la manguera de sustrato a los productos químicos corrosivos.

En otras realizaciones, el material almacenado en el interior de la vejiga puede incluir lodos que pueden tomar mu chas formas, tales como fluidos de perforación, agentes reductores de arrastre (DRA), y lodos de materiales con pequeñas esferas que pueden proporcionar flotabilidad. Estos materiales pueden taponar las perforaciones de las soluciones propuestas más arriba, cerrando el flujo previsto. Un "filtrado" y un taponamiento similares podrían produ cirse también con redes o ranuras.

Además, las soluciones que se han descrito más arriba se utilizan generalmente en la aviación. Estas soluciones pueden ser incompatibles en entornos subacuáticos debido a las elevadas presiones diferenciales y a las topogra fías variables de la vejiga en estos entornos.

Los dispositivos de prevención de colapso de vejigas divulgados en la presente memoria descriptiva pueden incluir una estructura o bobina de alambre enrollado helicoidalmente, tal como un resorte de compresión largo, que puede colocarse dentro de una vejiga de un sistema de suministro químico subacuático. La bobina puede ser intrínseca mente flexible y tener suficiente resistencia estructural radial para mantener abierta una vía de flujo dentro de una vejiga que se colapsa, incluso a las elevadas presiones subacuáticas que pueden encontrarse. Con una selección adecuada del material, esta bobina helicoidal puede ser compatible con los productos químicos más agresivos que puedan almacenarse en la vejiga. La construcción de la bobina puede ser lisa y no incluir bordes o extremos afilados que puedan dañar la vejiga, como por ejemplo pinchándola, rasgándola o arañándola. La bobina puede ser de metal, material compuesto u otro material rígido o semirrígido.

La estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede tener muchas formas y muchas dimensiones diferentes, en las que las citadas dimensiones pueden depender del tamaño del depósito o vejiga que se utilice. Por ejemplo, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede tener de 3,17 mm a 15,24 cm (de 0,125 pulgadas a 6 pulga das) de diámetro, tal como de 2,54 cm a 7,62 cm (de 1 pulgada a 3 pulgadas) de diámetro.

Además, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede tener una longitud suficiente para evitar que la vejiga se cierre colapsándose a lo largo de los ejes x-, y-, y /o z-. La citada longitud puede oscilar entre 30,48 cm y 121,92 m (entre 1 pie y 400 pies). En una o más realizaciones, la citada estructura de alambre enrollado helicoidal mente puede tener una longitud de 6,10 m a 36,58 m (de 20 pies a 120 pies).

Además, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede tener un diámetro de alambre suficiente para evitar que la estructura de alambre enrollado helicoidalmente se colapse bajo el peso de la vejiga y la presión subacuática. El diámetro del alambre puede ser de 0,79 mm a 2,54 cm (de 1/32 de pulgada a 1 pulgada) de diáme tro, tal como de 1,59 mm a 7,94 mm (de 1/16 de pulgada a 5/16 de pulgada) de diámetro, o como de 6,35 mm a 2,54 cm (de % de pulgada a 1 pulgada).

Además, los parámetros y materiales de construcción pueden seleccionarse de forma que la estructura de alambre enrollado helicoidalmente tenga la flexibilidad suficiente para facilitar su inserción en la vejiga y permitir que la vejiga se pliegue cuidadosamente para su transporte.

Además, el paso del alambre enrollado helicoidalmente puede ser de 0,79 mm a 7,62 cm (de 1/32 de pulgada a 3 pulgadas) de longitud, tal como de 6,35 mm a 7,62 cm (de 1/4 de pulgada a 3 pulgadas) de longitud. En consecuen cia, el alambre enrollado helicoidalmente puede tener una forma que impida el colapso a lo largo del diámetro del alambre, permitiendo al mismo tiempo el paso de materiales a través de la estructura del alambre enrollado helicoi dalmente y su salida a través de una válvula, o salir de otro modo fuera de la vejiga. Además, la estructura de alam bre enrollado helicoidalmente puede ser lo suficientemente rígida para resistir la compresión y la expansión. Alterna tivamente, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede permitir la compresión o la expansión. La citada compresión o expansión puede ser del 1% de la longitud original al 50% de la longitud original, por ejemplo del 10% al 20%. En cualquier caso, la compresión o expansión puede estar específicamente diseñada para no comprometer la integridad de la vejiga.

Además, se pueden utilizar vejigas de diferentes tamaños, lo que puede requerir el uso de una estructura de alam bre enrollado helicoidalmente de diferentes tamaños. Por ejemplo, puede utilizarse una vejiga de 31,80 m3 (200 bbl). En la citada vejiga, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede tener un diámetro de 3,17 mm a 7,62 cm (de 0,125 pulgadas a 3 pulgadas), una longitud de 30,48 cm a 12,19 m (de 1 pie a 40 pies), un diámetro de alambre de 0,79 mm a 1,27 cm (de 1/32 pulgadas a 1/2 pulgada) y un paso de 0,79 mm a 2,54 cm (de 1/32 pulgadas a 1 pulgada). En otra realización, se puede utilizar una vejiga de 476,96 m3 (3000 bbl). En la citada vejiga, la estruc tura de alambre enrollado helicoidalmente puede tener un diámetro de 5,08 cm a 15,24 cm (de 2 pulgadas a 6 pul gadas), una longitud de 12,19 m a 36,58 m (de 40 pies a 120 pies), un diámetro de alambre de 6,35 mm a 2,54 cm (de 1/4 de pulgada a 1 pulgada) y un paso de 2,54 cm a 7,62 cm (de 1 pulgada a 3 pulgadas). Se contemplan tama ños de vejiga desde unos pocos barriles hasta 1.590 m3 (10.000 barriles) o más. La estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede tener el tamaño adecuado para el volumen y las dimensiones de la vejiga, incluidas las di mensiones de las entradas y salidas.

En algunos ejemplos, el paso de la estructura de la bobina puede variar a lo largo de una longitud de la bobina, dis minuyendo desde un extremo de salida de la vejiga hasta un extremo más distante de la salida de la vejiga. De este modo, la vejiga puede colapsarse selectivamente a medida que se agota el líquido o lodo contenido dentro de la vejiga, permitiendo, por ejemplo, un colapso casi completo en el extremo distal a medida que el volumen interno de líquido o lodo disminuye y es empujado hacia la salida de la vejiga. La colapsabilidad y el drenaje eficaz de la vejiga pueden verse influidos, por ejemplo, por la estructura de la bobina, incluido el diámetro exterior de la bobina, el gro sor del alambre de la bobina, así como el paso entre bobinas, entre otros factores. En otros ejemplos, el diámetro de la espiral puede variar a lo largo de su longitud, siendo mayor en la proximidad de la salida de la vejiga y menor en la parte más distal de la salida de la vejiga, lo que permite utilizar un volumen mayor del que permitiría una espiral de diámetro constante. En otros ejemplos, el diámetro puede variar a lo largo de una bobina.

En uno o más ejemplos divulgados en la presente Memoria Descriptiva pero que no forman parte del objeto reivindi cado, se presenta un procedimiento de instalación de la estructura de alambre enrollado helicoidalmente en una vejiga que se dispondrá subacuáticamente. La estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede estar sólida mente conectada, por ejemplo, a un puerto de flujo de salida, una válvula o una abertura que forme parte de la veji ga, para permitir la entrada o salida de material. En algunos ejemplos, el material que se almacena en la vejiga pue de ser de mayor densidad que el entorno circundante, tal como el agua de mar. En consecuencia, la válvula de sali da puede estar dispuesta cerca del fondo de la vejiga dentro de la cual puede estar dispuesta la estructura de alam bre enrollado helicoidalmente. La estructura de alambre enrollado helicoidalmente, conectada a la válvula de salida cerca del fondo de la vejiga, y si es de mayor densidad que el material almacenado, puede ser arrastrada entonces hacia abajo por su propio peso y depositarse en el fondo de la vejiga. La estructura de alambre enrollado helicoidal mente colocada en la parte inferior de la vejiga puede formar una línea aproximadamente recta, o la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede curvarse hacia delante y hacia atrás, aumentando el área de contacto de la estructura de alambre enrollado helicoidalmente y la vejiga. En algunos ejemplos, la bobina puede fijarse a las pare des internas de la vejiga a intervalos con el fin de ser retenida en una ubicación deseada. Por comodidad de cons trucción y por compatibilidad de materiales, la bobina puede fijarse con bucles de material de vejiga, similares a los lazos de la correa de un pantalón, por ejemplo. Además, en uno o más ejemplos en los que la bobina está conecta da en un extremo, el extremo terminal de la bobina puede terminarse de tal manera que se eviten bordes afilados que puedan perforar la vejiga. El citado extremo terminado también puede estar asegurado a la vejiga.

En otros ejemplos, el líquido que se almacena en la vejiga puede tener una densidad inferior a la del entorno circun dante, tal como el agua de mar. Por consiguiente, la válvula o abertura de salida puede estar situada cerca de la parte superior de la vejiga. Utilizando un procedimiento de conexión similar, la estructura de alambre enrollado heli coidalmente puede conectarse al puerto de flujo de salida y se colocará en la parte superior de la vejiga para drenar eficazmente la vejiga.

En otros ejemplos, se pueden almacenar diferentes líquidos en la vejiga de forma rotatoria. Por ejemplo, un material de baja densidad puede almacenarse inicialmente en la vejiga. Una vez agotado el material de baja densidad, la vejiga puede llenarse con un material de alta densidad. También se contempla que el material de alta densidad pue da cargarse en primer lugar, y el de baja densidad después. Además, también se contemplan otras alternativas. Por consiguiente, la válvula o puerto de flujo de salida puede estar situada cerca del centro de la vejiga. Esto puede permitir que el flujo de salida no se bloquee en ejemplos en los que la vejiga flota o en los que la vejiga se hunde. Alternativamente, se pueden colocar equipos auxiliares en los laterales de la estructura, de forma que la estructura global se pueda "voltear" o manipular para permitir el uso de un material de mayor o menor densidad.

En otros ejemplos, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede fijarse en una posición determinada en función de la densidad del material almacenado, o de la diferencia de densidad entre el material almacenado y el entorno ambiental. Por ejemplo, en uno o más ejemplos en los que un material almacenado tiene una densidad mayor que el entorno ambiental, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede ser fijada al fondo de la vejiga.

El mecanismo de conexión sólida puede ser tal que la estructura de alambre enrollado helicoidalmente esté conec tada a un casquillo, una brida, un codo, una te o un dispositivo similar, dependiendo del diseño de la función del puerto y de la fijación de la estructura de alambre enrollado helicoidalmente. El casquillo puede roscarse en la válvu la de salida, la abertura o el puerto. Este procedimiento de instalación puede tener lugar durante la producción de la vejiga, por lo que la bobina puede estar ya presente cuando la vejiga se llena inicialmente. En tal ejemplo, el casquillo puede formar un paso de fluido desde el interior de la vejiga, a través de la válvula de salida, y hacia una tubería o conjunto de cabeza para la inyección.

En otros ejemplos, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede instalarse en la vejiga, después de la fabricación de la vejiga, alimentando la estructura de alambre a través de la válvula de salida o puerto o abertura desde el exterior de la vejiga. En tal ejemplo, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede incluir una pinza de resorte, una brida u otro dispositivo de conexión para conectar la estructura de alambre enrollado helicoi dalmente a la válvula de salida, puerto o abertura, asegurando de esta manera un extremo mientras el extremo suel to está dispuesto dentro de la vejiga. Durante la instalación, tras la fabricación de la vejiga, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede instalarse utilizando un cable de tracción unido a un cabezal de tracción de la es tructura. De este modo, la estructura de alambre enrollada helicoidalmente puede envolverse en una funda de plásti co u otro tipo de funda, y puede introducirse en la vejiga y por medio de los colgadores interiores o bucles. El man guito de plástico puede servir para evitar que la estructura quede atrapada en los colgadores o en los bucles. Una vez instalada la estructura, el manguito de plástico puede desconectarse del cabezal de tracción y retirarse a través del puerto o abertura por el que acaba de pasar la estructura o de un segundo puerto dispuesto en la misma vejiga.

En otros ejemplos, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede adoptar una forma toroidal dentro de la vejiga, en la que ambos extremos terminales están conectados a la válvula de salida por uno o más de los procedi mientos que se han identificado más arriba. Esta disposición puede proporcionar una mayor cobertura dentro de la vejiga para evitar pellizcos o colapsos.

En todavía otros ejemplos, la vejiga puede estar equipada con válvulas o puertos de entrada y salida separados. Cualquiera de los procedimientos de instalación anteriores puede funcionar en este tipo de vejigas. Además, la es tructura de alambre enrollado helicoidalmente puede estar conectada en un extremo a la válvula o puerto de flujo de entrada, y conectada en el otro extremo a la válvula o puerto de flujo de salida. El posicionamiento de la estructura de alambre enrollado helicoidalmente dentro de la vejiga puede realizarse durante la producción de la vejiga median te casquillos, pinzas de sujeción, aros, correas, bridas, etc., o puede hacerse después de fabricar la vejiga introdu ciendo un extremo de la estructura de alambre a través de la válvula de entrada o de salida, y conectando este ex tremo a la válvula opuesta antes de conectar la estructura de alambre a la válvula a través de la cual se roscó.

La figura 1 ilustra una vista superior de un depósito rígido 100 que contiene una vejiga 110 que tiene dispuesta en su interior una estructura de alambre 130 enrollada helicoidalmente, de acuerdo con uno o más ejemplos divulgados en la presente Memoria Descriptiva, en la que la estructura de alambre 130 está conectada a la válvula de salida 120 y el otro extremo está suelto. En esta vista, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 se muestra gene ralmente en el interior de la vejiga 110. La estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 puede estar conec tada a la parte inferior de la vejiga 110, a la parte superior de la vejiga 110, conectada en ambos extremos (es decir, en la válvula de salida 120 y en la pared opuesta de la vejiga 110), o en cualquier otra configuración, de acuerdo con lo que sea necesario.

La figura 2 ilustra un ejemplo similar, pero desde una vista lateral. En la figura 2, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 se ilustra conectada a la válvula de salida 120 y el otro extremo de la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 descansa sobre el fondo de la vejiga 110, tal como en el caso en que la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 está hecha de un material que tenga una densidad mayor que el material almacenado dentro de la vejiga 110.

Alternativamente, o adicionalmente, como se ilustra en la figura 4, una estructura de alambre enrollado helicoidal mente 135 separada puede estar dispuesta en el espacio entre la al menos una vejiga flexible 110 y el depósito rígido 100. La longitud de la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 135 puede estar conectada al depósito en un extremo de la estructura de alambre enrollado helicoidalmente, o puede estar conectada en ambos extremos. Además, ambos extremos de la estructura de alambre enrollado helicoidalmente pueden estar conectados al mismo punto de la estructura rígida 110 formando un bucle. El citado punto de conexión también puede ser una válvula de entrada/salida 120 o puerto que puede permitir la entrada o salida de agua de mar de la estructura rígida, proporcio nando un equilibrio de presión en la al menos una vejiga flexible 110. La longitud de la estructura de alambre enro llado helicoidalmente 135 dispuesta entre el depósito rígido 100 y la vejiga 110 puede impedir, o limitar, la tendencia de la al menos una vejiga flexible 110 a sellar un lado de la estructura rígida 100, impedir el contacto fluido del agua de mar con la válvula o puerto de flujo de entrada/salida de agua de mar. De este modo, la longitud de la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 135 puede disponerse alrededor de la parte superior o inferior de la estructura rígida 100, y puede formar un bucle de bobina continua.

En uno o más ejemplos, un material con una densidad inferior a la del agua de mar se almacena en la vejiga 110, pero la compatibilidad del material y/o las necesidades estructurales de la estructura de alambre enrollado helicoi dalmente 130 pueden requerir que la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 esté hecha de un material de mayor densidad que el material que se almacena. En lugar de tener la estructura de alambre enrollado helicoi dalmente 130 descansando sobre la parte inferior de la vejiga 110, la bobina puede fijarse a la parte superior de la vejiga, tal como se ilustra en la figura 3. La estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 puede asegurarse mediante una o más pinzas, anillos, lazos, bucles fijos o bucles 140. Además, la vejiga 110 también puede fijarse a la parte superior del recipiente rígido mediante uno o varios pinzas, anillas, bucles, bucles fijos o bucles de correa 150. Durante el vaciado del material almacenado en el interior de la vejiga, la parte inferior de la vejiga 110 puede elevarse hacia la parte superior, en la que se fija la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130. De este modo, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 puede fijarse de forma que se minimice o anule el daño a la vejiga. Del mismo modo, el diseño de la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 puede dar lugar a que la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 sea menos densa que el material que se alma cena, y cuando el material sea de mayor densidad que el entorno circundante, una estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 puede fijarse a la parte inferior de la vejiga 110 de manera similar.

Además, en uno o más ejemplos, como se ilustra en la figura 5, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 puede formar un bucle continuo dentro de la vejiga 110. Como se ilustra, el bucle de la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 se fija a la parte superior de la parte superior de la vejiga 140 y puede descansar a lo largo de la parte inferior de la vejiga 110. Como se ilustra en la figura 6, la estructura de alambre enrollado helicoi dalmente 130 puede estar conectada en un lado a la válvula de salida o puerto 120, y en el otro extremo por la vál vula de entrada o puerto 125. En esta configuración, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente 130 puede estar parcialmente estirada de tal manera que quede suspendida del fondo de la vejiga 110, o puede descansar sobre el fondo de la vejiga, puede estar fijada a la parte superior de la vejiga, o puede formar un bucle continuo entre las válvulas o puertos de entrada y salida (como se ilustra en la figura 7).

Además, la figura 8 es una vista superior de la estructura rígida 100. En uno o más ejemplos, la estructura de alam bre enrollado helicoidalmente 130 puede descansar a lo largo del fondo de la vejiga 110, y formar un bucle continuo conectado a la válvula de salida 120 en ambos extremos.

Un depósito de almacenamiento subacuático con una vejiga equipada con una estructura de alambre enrollado heli coidalmente puede utilizarse en diversas aplicaciones subacuáticas. Por ejemplo, el depósito de almacenamiento subacuático puede tener un recipiente exterior rígido y al menos uno o más recipientes interiores flexibles, cada uno con la estructura de alambre enrollado helicoidalmente que se ha descrito más arriba. Los recipientes interiores pueden ser, por ejemplo, vejigas fabricadas con un material flexible y duradero adecuado para almacenar líquidos en un entorno subacuático, tal como tejidos recubiertos de cloruro de polivinilo ("PVC"), tejidos recubiertos de etilvinilacetato ("EVA"), tejidos recubiertos de nitrilo u otros compuestos poliméricos, que también son compatibles con los materiales a contener sin degradarse. Los recipientes interiores pueden contener agua de mar y al menos un mate rial almacenado. La presión de los recipientes interiores está equilibrada de tal forma que, cuando se añade o retira material almacenado del segundo recipiente interior, puede salir o entrar un volumen correspondiente de agua de mar del primer recipiente interior.

Tal como se describe en la presente Memoria Descriptiva, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede conectarse a la válvula de entrada o salida adecuada. Sin embargo, en algunos ejemplos, se puede apreciar que la válvula de entrada o salida está conectada a un puerto de flujo de entrada o salida correspondiente. La estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede conectarse entonces al puerto de flujo de entrada y/o salida, como se ha descrito más arriba.

Durante la adición y retirada de agua de mar y materiales almacenados de la vejiga, la estructura de alambre enro llado helicoidalmente puede evitar que una o más vejigas se cierren y puede permitir el máximo vaciado de materia les de la vejiga.

Los recipientes interiores, o vejigas, pueden estar equipados con válvulas de cierre que se cierran y sellan cuando el recipiente interior asociado se vacía por completo, lo que puede proteger la integridad de los recipientes interiores al no someterlos a presiones diferenciales potencialmente grandes.

Además, el volumen del recipiente exterior permanece fijo, y los volúmenes de los al menos dos recipientes interio res son variables. Por ejemplo, mientras que los materiales almacenados pueden añadirse o extraerse del segundo recipiente interior a través de una abertura controlada que tiene el alambre enrollado helicoidalmente, un volumen correspondiente de agua de mar puede salir o entrar del primer recipiente interior a través de otra abertura controla da que tiene una estructura de alambre enrollado helicoidalmente.

Alternativamente, como se ha descrito más arriba, el agua de mar puede disponerse en el espacio anular entre el recipiente rígido y el uno o más recipientes interiores, y puede funcionar para equilibrar la presión del uno o más recipientes interiores. El agua de mar puede ser necesaria para evitar que se formen grandes presiones diferencia les que comprometan la integridad del recipiente exterior. Sin embargo, esta misma agua de mar puede ser la res ponsable del pinzamiento involuntario de las vejigas internas, razón por la cual puede ser necesaria la estructura de alambre enrollado helicoidalmente.

Además, el depósito de almacenamiento subacuático puede estar equipado con al menos un depósito de flotabili dad. El citado depósito de flotabilidad puede permitir el despliegue y la recuperación del depósito de almacenamien to subacuático. En uno o más ejemplos, el depósito de almacenamiento subacuático puede ser del tipo divulgado en la Patente de EE. UU. Núm. 9.156.609 y en la Patente de EE.UU. Núm. 9.079.639.

Además, en una o más de las realizaciones que se han descrito en la presente Memoria Descriptiva, la vejiga flexi ble puede colocarse subacuáticamente sin un recipiente exterior. Por ejemplo, la estructura de suministro de material subacuático puede incluir al menos un recipiente flexible, y la estructura de alambre enrollado helicoidalmente dis puesta dentro del al menos un recipiente flexible. En tal ejemplo, la estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede fijarse dentro de al menos un recipiente flexible mediante una o más de los colgadores y el bucle, y puede fijarse a al menos una válvula de salida dispuesta en el al menos un recipiente flexible. También se contemplan otros ejemplos como los que se han descrito más arriba, pero sin el recipiente exterior.

Además, en uno o más ejemplos divulgados en la presente Memoria Descriptiva, la vejiga flexible puede utilizarse en un buque o instalación anfitrión, en tierra o en otras ubicaciones no subacuáticas, tal como una granja de combusti ble. En tales ejemplos, la vejiga flexible puede incluir una estructura de alambre enrollado helicoidalmente dispuesta dentro del al menos un recipiente flexible. La estructura de alambre enrollado helicoidalmente puede tener un diáme tro de 3,17 mm a 7,62 cm (de 0,125 pulgadas a 3 pulgadas), una longitud de 30,48 cm a 3,05 m (de 1 pie a 10 pies), un diámetro de alambre de 0,79 mm a 12,7 mm (de 1/32 pulgadas a 1/2 pulgada) y un paso de 0,79 mm a 2,54 cm (de 1/32 pulgadas a 1 pulgada) y estar hecha de uno o más de entre un metal, un material compuesto y un material semirrígido.

Ejemplos

Se probaron sistemas de suministro de productos químicos para validar y cuantificar el rendimiento y la eficacia de los dispositivos de prevención de pinzamiento de acuerdo con las realizaciones que se han divulgado en la presente Memoria Descriptiva. Las pruebas abarcaron una gama de tamaños de vejiga de 0,76 m3 a 75,71m3 (de 200 galones (aproximadamente 4,75 bbl) a 20.000 galones (aproximadamente 475 bbl)) para una variedad de fluidos y lodos. Durante estas pruebas, los dispositivos de prevención de pinzamiento de vejiga de acuerdo con los ejemplos divul gados en la presente Memoria Descriptiva permitieron el vaciado de una vejiga de 75,71m3 (20.000 galones), que no estaba contenida dentro de un recipiente rígido exterior, hasta un volumen inferior a 0,07 m3 (20 galones) (menos de 0,1 por ciento en volumen de líquido residual). La prueba de una vejiga de 2,27 m3 (500 galones) dentro de un reci piente exterior rígido arrojó un porcentaje residual de líquido similar del 0,1% en volumen (aproximadamente 1893 cm3 (0,5 galones)). Pruebas adicionales con vejigas de entre 2,27 m3 y 75,71 m3 (entre 500 y 20.000 galones), tanto en un recipiente exterior rígido como sin un contenedor exterior rígido, arrojaron resultados similares. Así pues, se ha demostrado que los ejemplos divulgados en la presente Memoria Descriptiva evitan eficazmente el pinzamiento de la vejiga al tiempo que permiten el vaciado del contenido de la vejiga a menos del 0,5 por ciento de volumen residual; menos del 0,2 por ciento de volumen residual en otras realizaciones, y menos del 0,1 por ciento de volu men residual en otros ejemplos. Además, múltiples pruebas han revelado resultados predecibles y repetibles en cuanto al porcentaje de vaciado en una variedad de tamaños de vejiga, tipos de fluidos y configuración del dispositi vo. Tal como se utiliza en la presente Memoria Descriptiva, el porcentaje de volumen residual se calcula en función del volumen de fluido que queda en una vejiga (residual) en comparación con la capacidad de la vejiga (es decir, no se calcula en función del volumen de fluido colocado inicialmente en la vejiga durante el ciclo de llenado y vaciado). La utilización del dispositivo de acuerdo con uno o más ejemplos divulgados en la presente Memoria Descriptiva permite una gama mucho más amplia de suministro de fluido en la vejiga (eficiencia), así como flexibilidad operativa y un elemento de seguridad, debido a que los niveles de vaciado de fluido pueden predecirse de forma fiable y al canzarse de forma consistente.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Una estructura subacuática de suministro de material, que comprende

al menos un depósito de almacenamiento de material, en el que el depósito de almacenamiento de material comprende:

un recipiente exterior (100), en el que el recipiente exterior (100) es rígido;

al menos un recipiente interior flexible (110), en el que el al menos un recipiente interior flexible (110) está equi librado por presión; yque se caracteriza por que

un dispositivo de prevención de pinzamiento se encuentra dispuesto dentro del al menos un recipiente flexible interior (110).

2. La estructura de la reivindicación 1, en la que el dispositivo de prevención de pinzamiento comprende una es tructura de alambre enrollado helicoidalmente (130).

3. La estructura de la reivindicación 2, teniendo la estructura de alambre enrollado helicoidalmente (130) un diáme tro de 3,17 mm a 7,62 cm (de 0,125 pulgadas a 3 pulgadas), una longitud de 30,48 cm a 3,05 m (de 1 pie a 10 pies), un diámetro de alambre de 0,79 mm a 12,7 mm (de 1/32 pulgadas a 1/2 pulgada), y un paso de 0,79 mm a 2,54 cm (de 1/32 pulgadas a 1 pulgada).

4. La estructura de la reivindicación 2, teniendo la estructura de alambre enrollado helicoidalmente (130) un diáme tro de 5,08 cm a 15,24 cm (de 2 pulgadas a 6 pulgadas), una longitud de 12,19 m a 36,58 m (de 40 pies a 120 pies), un diámetro de alambre de 6,35 mm a 2,54 cm (de 1/4 de pulgada a 1 pulgada), y un paso de 2,54 cm a 7,62 cm (de 1 pulgada a 3 pulgadas).

5. La estructura de la reivindicación 2, en la que la estructura de alambre enrollado helicoidalmente (130) está hecha de uno o más de entre un metal, un material compuesto y un material semirrígido, en la que la estructura de alambre enrollado helicoidalmente está configurada para resistir el colapso o plegado.

6. La estructura de la reivindicación 1, que comprende además un segundo dispositivo de prevención de pinzamiento (135) dispuesto entre el recipiente exterior (100) y el al menos un recipiente interior flexible (110).

7. La estructura de la reivindicación 1, en la que el al menos un recipiente interior flexible (110) está dispuesto dentro del recipiente exterior (100), y en la que uno o más de entre un puerto de flujo de salida (120), un puerto de flujo de entrada (125) y un puerto de flujo de salida/ flujo de entrada (120) conecta el al menos un recipiente interior flexible (110) con el recipiente exterior (100) y permite que el material entre y salga del al menos un reci piente interior flexible (110).

8. La estructura de la reivindicación 7, en la que el dispositivo de prevención de pinzamiento está conectado a uno o más del puerto de salida (120), el puerto de flujo de entrada (125) y el puerto de flujo de salida/ entrada (120).

9. La estructura de la reivindicación 8, en la que uno o más del puerto de flujo de salida (120), el puerto de flujo de entrada (125) y el puerto de flujo de salida/ entrada (120) están situados cerca de la parte superior del recipiente exterior (100).

10. La estructura de la reivindicación 8, en la que uno o más del puerto de flujo de salida (120), el puerto de flujo de entrada (125) y el puerto de flujo de salida/ entrada (120) están situados cerca de la parte inferior del recipiente exterior (100).

11. La estructura de la reivindicación 8, en la que uno o más del puerto de flujo de salida (120), el puerto de flujo de entrada (125) y el puerto de flujo de salida/ entrada (120) están situados cerca del centro del recipiente exterior (100).

12. La estructura de la reivindicación 8, en la que uno o más del puerto de flujo de salida (120), el puerto de flujo de entrada (125) y el puerto de flujo de salida/ entrada (120) están equipados con una válvula de cierre que cierra y sella el al menos un recipiente flexible interior (110) cuando el al menos un recipiente flexible interior (110) está vaciado.

13. La estructura de la reivindicación 1, en la que

el dispositivo de prevención de pinzamiento está fijado a una parte superior o inferior del al menos un recipiente flexible interior (110).