Especificações do produto
Material: Liga de aço de alta resistência, aço inoxidável
Tipos de revestimento de superfície: galvanização, cromagem, niquelagem
Gama de tolerâncias: de acordo com as normas internacionais
Métodos de processamento: fundição de precisão e maquinagem
Controlo de qualidade: Certificação do sistema de gestão da qualidade ISO 9001
Classificação de plataformas offshore
De acordo com o facto de a sua posição ser fixa ou não, divide-se em plataforma offshore fixa e plataforma offshore flutuante.
Plataforma offshore fixa
A posição permanece inalterada durante toda a vida útil, e as suas formas incluem o tipo de estaca, o tipo de corda e o tipo de gravidade.
A plataforma de estacas é constituída por uma tampa e uma fundação de estacas. A fundação por estacas inclui estacas de madeira, estacas de aço e estacas de betão armado. É cravada no fundo do mar durante a construção e a tampa é instalada sobre ela. A plataforma de corda é também designada por plataforma de torre de amarração. Uma torre de aço pré-fabricada é colocada no bloco de fundação do fundo do mar e ancorada e apertada com cabos de aço em diferentes direcções. A plataforma de gravidade baseia-se no peso da própria plataforma para assentar firmemente na camada sólida do solo no fundo do mar e tem uma forte capacidade de resistir a tempestades e ondas.
(I) Plataforma de estacas
É constituída por uma tampa (tabuleiro superior) e uma fundação de estacas. De acordo com o material da estaca, divide-se em plataforma de estaca de madeira, plataforma de estaca de aço e plataforma de estaca de betão armado. No final da década de 1940, surgiu a plataforma de revestimento. Começou por ser soldada numa estrutura espacial em forma de cone com tubos de aço em terra, sendo depois transportada ou flutuada para o local offshore. Depois de instalada, as estacas de aço eram cravadas no fundo do mar a partir do revestimento e, em seguida, o convés era instalado no topo. A plataforma-torre que surgiu na década de 1970 é composta por uma camisa vertical e vários grupos de estacas de fundo. As estacas inferiores são cravadas no fundo do mar ao longo da periferia exterior da camisa. As plataformas de estacas têm sido amplamente utilizadas na construção de docas offshore, faróis, estações de radar, estações de observação hidrológica e meteorológica, etc. Entre elas, as plataformas de revestimento e as plataformas-torre são principalmente utilizadas para a perfuração e extração submarina de petróleo ou gás natural. A principal vantagem desta estrutura é o facto de as cargas das ondas e do fluxo de água serem pequenas, mas o custo aumenta exponencialmente com a profundidade da água, e a profundidade da água é limitada.
(ii) Plataforma de cabo de tração
Também conhecida como plataforma de torre ancorada, é um corpo de torre de aço pré-fabricado colocado no bloco de fundação do fundo do mar, ancorado e apertado com cabos de aço à sua volta. É adequada para zonas de águas profundas.
(iii) Plataforma de gravidade
Baseia-se no peso próprio da plataforma para assentar firmemente na camada de solo sólido do fundo do mar. O fundo desta plataforma é uma base composta por um ou mais caixotões de betão armado, sobre os quais existem colunas de aço ou de betão armado para suportar o convés superior. Uma vez que toda a estrutura é relativamente grande, a base é geralmente construída numa doca de lama escavada na costa, depois rebocada para uma zona abrigada de águas profundas para a ligar, e depois flutuada para o local, carregada e afundada. Esta plataforma é geralmente utilizada como um tanque de armazenamento de petróleo subaquático ou para perfuração e extração de petróleo subaquático. As suas principais caraterísticas são a forte capacidade de resistir a tempestades e ataques de ondas, a estrutura durável e os baixos custos de manutenção, mas é necessário escavar um poço de doca na costa e ter águas profundas para a construção perto da costa, pelo que a altura da estrutura é limitada.
Plataforma offshore flutuante
Uma plataforma flutuante offshore é um grande corpo flutuante, alguns dos quais podem ser deslocados e outros não. Uma plataforma flutuante móvel, também conhecida como plataforma móvel, é desenvolvida para satisfazer as necessidades de mudanças frequentes de local para operações offshore, tais como exploração, construção e manutenção.
As plataformas móveis existentes dividem-se em quatro tipos: de fundo, auto-elevatórias, semi-submersíveis e de navio.
① A plataforma com assento no fundo (também conhecida como plataforma flutuante) é utilizada principalmente em águas pouco profundas. A sua parte superior é o convés de trabalho, e a parte inferior é um pontão que também serve como uma almofada de afundamento, com colunas ou treliças no meio. Durante a operação, a água é vertida no pontão para o fazer assentar no fundo do mar; após a operação, a água na caixa é bombeada para fora e a plataforma sobe pela sua própria flutuabilidade.
② A plataforma auto-elevatória adapta-se a uma vasta gama de profundidades de água. Quando está a flutuar, é uma barcaça. Está equipada com várias estacas cilíndricas ou treliçadas nos seus quatro lados, e a elevação e descida são controladas por engrenagens, cremalheiras ou mecanismos hidráulicos. Durante a operação, as estacas são baixadas e inseridas no fundo do mar até uma certa profundidade, de modo a levantar o fundo do navio para fora da água e transformá-lo no convés de trabalho. Após a operação, o casco é baixado, as estacas são puxadas para cima e podem ser rebocadas para um novo local. As estacas com uma almofada de afundamento em forma de caixa na parte inferior são designadas por plataformas auto-elevatórias com almofada de afundamento e as que não têm almofadas de afundamento são designadas por plataformas auto-elevatórias com estacas.
③ As plataformas semi-submersíveis são maioritariamente utilizadas em águas profundas e são também compostas por três partes: o convés de trabalho superior, a estrutura flutuante inferior e a coluna ou treliça intermédia. A estrutura flutuante inferior é dividida em dois tipos: tipo de casco inferior e tipo de pontão. O tipo de casco inferior é mais propício à navegação, pelo que as plataformas semi-submersíveis autopropulsionadas recentemente construídas adoptam sobretudo o tipo de casco inferior duplo. Este tipo de plataforma está em estado semi-submerso durante a operação, utilizando posicionamento de ancoragem ou posicionamento dinâmico. Após a operação, a água do tanque de lastro é descarregada e flutua até à linha de água de reboque, podendo depois a âncora ser recolhida e movida. Algumas plataformas semi-submersíveis construídas no passado têm a função de se sentar no fundo, e também podem ser localizadas no fundo do mar em águas rasas para operação.
④ A plataforma do tipo navio (i.e., navio de perfuração) é uma plataforma operacional adicionada a um navio comum. O navio é dividido em um corpo único e um corpo duplo. Geralmente pode ser auto-propulsionado, e posicionamento de ancoragem ou posicionamento dinâmico é usado durante a operação. A plataforma flutuante móvel é mais amplamente utilizada na exploração submarina de petróleo e gás natural.
As plataformas offshore auto-elevatórias consistem principalmente em almofadas de afundamento, pernas de estacas, dispositivos de elevação, plataformas (módulos), etc.
1. Almofada de afundamento: A almofada de afundamento de uma plataforma auto-elevatória precisa de se afundar no fundo do mar e, com base nisso, é utilizado um mecanismo de transmissão para elevar e baixar a plataforma. Por conseguinte, exceto quando a plataforma precisa de deslocar o local de trabalho, a principal consideração para esta almofada de afundamento não são as caraterísticas hidrodinâmicas, mas a magnitude da pressão depois de se afundar no fundo do mar. Por esta razão, as almofadas de afundamento das plataformas auto-elevatórias são geralmente concebidas como blocos inteiros, com formas em forma de A comuns, e a sua forma estrutural básica continua a ser semelhante à da plataforma (módulo). A almofada afundada contém principalmente tanques de água de lastro e alguns compartimentos são também utilizados para outros fins.
2. Perna de estaca: É a coluna de uma plataforma auto-elevatória, que não só serve de coluna, como também serve de guia e dispositivo de elevação durante a elevação da plataforma. O número de pernas de estaca varia entre três e quatro, mas na maioria dos casos, é utilizado um estilo de três colunas, o que é benéfico para ajustar o nível quando o corpo da plataforma sobe ou desce. As formas estruturais das estacas podem ser divididas em duas categorias: estacas treliçadas e estacas cilíndricas. A perna de estaca treliçada é composta por um tubo de corda principal, um tubo de suporte de tensão principal e um tubo de suporte de tensão horizontal, e está equipada com uma placa de tira dentada (dentes de dois lados) no tubo de corda principal; as pernas de estaca cilíndricas são feitas de placas de aço para formar uma estrutura cilíndrica fechada e, em seguida, as cremalheiras de engrenagem (dentes de um lado) são soldadas na parede externa axial do cilindro de acordo com a quantidade necessária. Para reduzir o impacto das ondas nas pernas da estaca, são utilizadas maioritariamente estruturas de treliça. Existem componentes relacionados com o dispositivo de auto-elevação nas pernas da estaca, e as pernas da estaca treliçada triangular estão geralmente equipadas com cremalheiras para corresponder às engrenagens do dispositivo de auto-elevação; Um tipo de perna de estaca cilíndrica que tem um orifício retangular plano e que corresponde a uma cavilha de bloco em cunha no dispositivo de auto-elevação.
3. Dispositivo de elevação: O dispositivo de elevação é instalado na ligação entre o corpo da plataforma e as pernas da estaca. O dispositivo de elevação pode permitir que as pernas da estaca e o corpo da plataforma se movam para cima e para baixo em relação um ao outro, e colocar o corpo da plataforma numa posição específica nas pernas da estaca. Os dispositivos de elevação normalmente utilizados são do tipo hidráulico elétrico e do tipo cremalheira eléctrica. O dispositivo de elevação adequado para plataformas auto-elevatórias do tipo treliça é do tipo cremalheira eléctrica, que é acionado por um motor elétrico através de um mecanismo de redução para rodar as engrenagens, fazendo-as engrenar com as cremalheiras nas pernas da estaca, conseguindo assim um movimento relativo entre o corpo da plataforma e as pernas da estaca. Quando o motor elétrico está no estado de travagem, a plataforma pode ser fixada nesta posição. Para atenuar o impacto, são instalados amortecedores nas partes superior e inferior da estrutura da engrenagem do dispositivo de elevação.
4. Plataforma (módulo): As formas planas de uma plataforma incluem geralmente triângulos, rectângulos e pentágonos. Uma plataforma é geralmente uma estrutura em caixa de um só convés, com um fundo simples ou duplo, e a disposição das suas anteparas internas transversais e longitudinais depende dos seus requisitos de funcionamento e disposição. A fim de reduzir a oscilação do líquido na cabina durante o movimento da plataforma, são por vezes instaladas anteparas anti-oscilação nas cabinas de líquido de maiores dimensões. A placa de fundo, as anteparas, os conveses, etc. da estrutura principal estão também equipados com materiais de reforço, tal como os navios normais. No módulo secundário, existem pernas de estacas que passam através de uma abertura, denominada zona de estacas fixas. A sua estrutura é reforçada de forma correspondente para garantir a segurança, a estabilidade do mecanismo de auto-elevação e a integridade do convés. O controlo da posição relativa de várias áreas de estacas fixas na mesma plataforma é extremamente rigoroso para garantir a elevação suave da plataforma durante a operação futura.
Análise dos tipos e das vantagens e desvantagens das estacas da plataforma auto-elevatória
Existem dois tipos básicos de estacas para plataformas auto-elevatórias: estacas treliçadas e estacas cilíndricas.
A estrutura da perna de estaca do tipo treliça é composta por tubos de corda e tubos de suporte. Os tubos de suporte podem resistir à tensão de corte das estacas, enquanto os tubos de corda resistem principalmente à rigidez axial e de flexão. Esta estrutura atinge a configuração óptima de utilização do aço, reduz a massa estrutural e reduz a carga de arrasto [3]. A sua secção transversal é triangular ou quadrada e a profundidade da água de trabalho é de 100 metros. Geralmente, é instalada uma caixa de perna de estaca na parte inferior da perna de estaca, e é utilizado um tipo de almofada de fundo para uma profundidade de água de trabalho de 150 metros.
As estacas cilíndricas são compostas por tubos de aço ocos com estruturas reforçadas no interior, e o invólucro exterior está equipado com cremalheiras ou aberturas para efetuar a elevação e a descida do navio. O número de estacas é geralmente de 3-4, com um máximo de 14-18. O diâmetro do cilindro varia consoante a profundidade da água de operação projectada. A maior vantagem da estrutura de estacas cilíndricas é o seu pequeno volume e o facto de ocupar menos área de convés, tornando o processo de construção relativamente simples. No entanto, ao resistir à mesma carga ambiental, a estrutura da perna de estaca cilíndrica requer mais aço.
A grande maioria das plataformas de perfuração auto-elevatórias no mundo tem três ou quatro estacas. A maior vantagem de uma estrutura de três estacas é a sua excelente estabilidade e as forças mínimas das ondas. Para além disso, pode poupar mais espaço no convés, reduzir o número de dispositivos de elevação, reduzir a qualidade estrutural e reduzir os custos. O maior inconveniente desta estrutura é a necessidade de tanques de água de pré-lastro. A estrutura de quatro estacas quase não necessita de tanques de pré-carga e pode ser "carregada na diagonal" com a massa do casco principal como peso de pré-carga. A estrutura de quatro estacas estará sujeita a cargas adicionais de vento, ondas e correntes, o que também aumentará a massa de reboque.
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