Dispositivo de protección para recoger un fluido que escapa a un cuerpo de agua.

Dispositivo de protección (10) para recoger un fluido (22) que escapa a un cuerpo de agua,

siendo la densidad del fluido (22) igual o menor que la densidad del agua, con

a) una membrana (12) en forma de cúpula, impermeable para el fluido (22);

b) al menos un tubo flexible de salida (102) para la evacuación del fluido (22), estando colocado un primer extremo del tubo flexible de salida (102) en la membrana (12); y caracterizado por

c) cuerpos flotantes (17) individualmente navegables, colocados en la membrana (12), para el posicionamiento y la estabilización de la membrana (12);

d) cuerpos flotantes (17) individualmente navegables, colocados en el tubo flexible de salida (102) para el posicionamiento y la estabilización del tubo flexible de salida (102).

Dispositivo de protección para recoger un fluido que escapa a un cuerpo de agua Campo de la invención

La invención se refiere a un dispositivo de protección para impedir que fluidos, ya sean gaseosos o líquidos, escapen de forma incontrolada a un cuerpo de agua, por ejemplo a partir de una falla en el fondo de las aguas o a partir del tubo ascendente defectuoso de una perforación.

Estado de la técnica

Los dispositivos antierupción (Blow-Out Preventer) (BOP) son válvulas de cierre que se colocan directamente sobre la perforación. Actualmente se utilizan dispositivos antierupción para impedir, en el caso de un daño de los dispositivos de transporte, que el fluido que sale llegue de forma incontrolada al entorno.

La catástrofe en el golfo de México muestra en cambio que hasta el momento no existe todavía ningún mecanismo funcional, listo para funcionar rápidamente, para impedir eficazmente el escape incontrolado de gases y líquidos o para poder controlar fluidos que escapan.

Ha resultado ser desventajosa, por un lado, la pérdida del fluido y, por otro lado, en este caso mucho más significativo, la contaminación del medio ambiente con los riesgos y daños resultantes de ello.

El documento FR 2 4 935 da a conocer un dispositivo de protección para recoger un fluido que escapa a un cuerpo de agua.

Objetivo

La invención se basa en el objetivo de recoger un fluido que entra en un cuerpo de agua o que flota en un cuerpo de agua con una densidad que es igual o menor que la densidad del agua, separarlo del agua y conducirlo a un procesamiento posterior o a su evacuación. Fluidos de este tipo son, por ejemplo, petróleo o gas que escapa o que ha escapado de una perforación.

Solución

Este objetivo se consigue mediante la invención con las características de la reivindicación independiente. Perfeccionamientos ventajosos de la invención se señalan en las reivindicaciones dependientes. El texto de todas las reivindicaciones se incorpora así por referencia al contenido de esta descripción.

El dispositivo de protección de acuerdo con la invención para recoger un fluido que escapa a un cuerpo de agua comprende una membrana impermeable para el fluido, opcionalmente en forma de cúpula, de un material adecuado, tal como por ejemplo lámina o tejido. La membrana puede estar fabricada por ejemplo a partir de una lámina de plástico que, por su parte, para la protección frente a la destrucción por el fluido, por ejemplo puede metalizarse por alto vacío con una capa de metal. Como alternativa, la membrana puede componerse por ejemplo de una malla metálica, que está recubierta con un plástico para la impermeabilización.

Es adecuado un material flexible que es resistente frente al fluido, es decir sus propiedades físicas no varían con el contacto con el fluido. También puede emplearse material textil por ejemplo fibras de carbono o una malla metálica que, para la impermeabilización, está recubierta con una sustancia adecuada, opcionalmente con un plástico, un polímero de base vegetal o un biopolímero. Así mismo son adecuadas ciertas láminas de plástico o láminas de un polímero de base vegetal y opcionalmente biopolímeros.

La forma de la membrana y su tamaño se adaptan a las condiciones necesarias preferentemente mediante mecanismos, tales como, por ejemplo mediante líneas de rizado, mecanismos de botón, cierres de cremallera o cables Bowden controlados automáticamente de manera correspondiente.

Un objeto, tal como por ejemplo la membrana, se denomina en general como en forma de cúpula cuando las superficies del objeto forman en cada caso una superficie de una sección de un cuerpo convexo. Por una sección de un cuerpo ha de entenderse un cuerpo parcial, cuyos puntos se encuentran en su totalidad en el mismo lado de una superficie ilimitada, por ejemplo un plano. De este modo, un casquete esférico es una sección de un cuerpo de rotación que se ha generado a partir de una sección cónica. Un casquete esférico es una sección de una esfera. Preferentemente, la membrana tiene la forma de un casquete esférico o de una sección de un poliedro convexo.

Para el posicionamiento y la estabilización de la membrana están colocados preferentemente cuerpos flotantes en la membrana. Estos son individualmente navegables, es decir cada uno por sí mismo, en todas las direcciones espaciales. El posicionamiento de los cuerpos flotantes puede tener lugar automáticamente, es decir de manera

controlada por programa, o por control remoto. Para su uso como cuerpos flotantes de acuerdo con la invención son adecuados embarcaciones de control remoto (ROV, "Remotely Operated Vehicle") o embarcaciones autónomas (AUV, "Autonomous Underwater Vehicle").

Mediante el uso de una membrana flexible, delgada, que se sostiene únicamente por los cuerpos flotantes, pueden realizarse dispositivos de protección de acuerdo con la invención prácticamente de cualquier tamaño. En particular se hacen posibles membranas de muy grandes dimensiones.

Hacia abajo la membrana puede acabar con un labio conformable o conformado de manera correspondiente. En lugar de los cuerpos flotantes pueden estar colocadas pesas en el labio, es decir elementos, cuya densidad supera la densidad del agua. En cambio, preferentemente la membrana flota libremente a una profundidad predeterminada, teniendo lugar un posicionamiento de la membrana exclusivamente por los cuerpos flotantes.

La membrana se introduce en el agua preferentemente en estado plegado. Si tienen que recogerse fluidos que flotan en el agua, cuya densidad es igual a la densidad del agua, entonces los cuerpos flotantes despliegan preferentemente la membrana sobre los fluidos flotantes. A continuación se baja la membrana. Esto tiene la consecuencia de que los fluidos flotantes se rodean y por lo tanto son recogidos por la membrana.

Si el fluido fluye a partir de una fuente, por ejemplo una perforación con fugas, hacia las aguas, y la densidad del fluido es menor que la densidad del agua, los cuerpos flotantes posicionan la membrana preferentemente en estado plegado sobre la fuente. El fluido ascendente choca ahora contra la membrana y fluye introduciéndose en la membrana. Debido a la fuerza ascendente del fluido se despliega en consecuencia la membrana.

Para facilitar la manipulación, es decir, la navegación, el posicionamiento y la estabilización de la membrana por los cuerpos flotantes, la densidad de la membrana es preferentemente igual o menor que la densidad del agua. Esto puede deberse a la fabricación o conseguirse mediante un peso específico correspondiente o dado el caso mediante inclusiones de gas o de sólidos correspondientes.

En el caso de volúmenes muy grandes, la pared, en relación con la profundidad, puede componerse de partes fabricadas de forma diferente con respecto al peso específico. En otras palabras: la membrana se compone de al menos dos segmentos, diferenciándose las densidades de los al menos dos segmentos. Preferentemente, a este respecto, la densidad de uno primero de los al menos dos segmentos es menor que la densidad de uno segundo de los al menos dos segmentos, cuando el primero de los al menos dos segmentos o el centro de gravedad de su fuerza ascendente está dispuesto más alto con respecto a la superficie del agua, es decir se encuentra más cerca de la superficie del agua, que el segundo de los al menos dos segmentos o del centro de gravedad de su fuerza ascendente. En consecuencia, segmentos dispuestos más altos generan una mayor fuerza ascendente que segmentos dispuestos más profundos. Esto simplifica el posicionamiento de la membrana mediante las pesas y/o los cuerpos flotantes.

Para garantizar una función adecuada del dispositivo de protección, está prevista la instalación de sensores y/o cámaras de vigilancia. Ha resultado ser ventajoso equipar también los cuerpos flotantes con cámaras.

En la membrana están colocados uno o varios tubos flexibles de salida. A través de ellos se evacúa el fluido en la dirección de la superficie del agua. Si la densidad del fluido es menor que la densidad del agua, entonces para ello no es necesaria ninguna bomba. Una válvula en la interfaz entre el tubo flexible de salida y la membrana impide una salida de flujo incontrolada del fluido. La válvula puede controlarse a distancia. Como alternativa es posible un accionamiento de la válvula automático, controlado por sensores de nivel.

El tubo flexible de salida estará compuesto por un material flexible, cuya densidad es preferentemente igual o menor que la densidad del agua. Esto puede impedir un daño de la membrana por el tubo flexible de salida. Además se simplifica el posicionamiento y la estabilización del tubo flexible de salida.

1. Dispositivo de protección (1) para recoger un fluido (22) que escapa a un cuerpo de agua, siendo la densidad del fluido (22) igual o menor que la densidad del agua, con

a) una membrana (12) en forma de cúpula, impermeable para el fluido (22);

b) al menos un tubo flexible de salida (12) para la evacuación del fluido (22), estando colocado un primer extremo del tubo flexible de salida (12) en la membrana (12); y caracterizado por

c) cuerpos flotantes (17) individualmente navegables, colocados en la membrana (12), para el posicionamiento y la estabilización de la membrana (12);

d) cuerpos flotantes (17) individualmente navegables, colocados en el tubo flexible de salida (12) para el posicionamiento y la estabilización del tubo flexible de salida (12).

2. Dispositivo de protección (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado por que

el tubo flexible de salida (12) se compone de varios segmentos de tubo flexible acoplados entre sí.

3. Dispositivo de protección (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que

el tubo flexible de salida (12) presenta al menos una válvula de retención, bloqueando la válvula de retención en cuanto la velocidad de flujo del fluido (22), que circula desde la membrana (12) a través del tubo flexible de salida (12), ha superado un valor umbral o tiene lugar una inversión del sentido de flujo del fluido (22).

4. Dispositivo de protección (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que

la membrana (12) presenta al menos una abertura (2) para dejar pasar peces (24) y/o sumergibles.

5. Dispositivo de protección (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por

una estación de superficie (14) para el almacenamiento intermedio y la evacuación por bomba del fluido (22), estando colocado un segundo extremo del tubo flexible de salida (12) en la estación de superficie (14).

6. Dispositivo de protección (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado por que

la estación de superficie (14) presenta un tanque en forma de cúpula (16) para la recogida del fluido (22).