Tipos de plataformas

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - Departamento de Estruturas e Fundações
PEF 2506 – Projeto de Estruturas Marítmas

INTRODUÇÃO

1. “OFF-SHORE”

• Tradução: fora da terra.
• Mais empregado como a área da plataforma continental até uma lâmina d’água de 2000 metros, no
caso do Brasil.

2. O MEIO AMBIENTE

• Vento → Age nas partes expostas (≈5% do carregamento total, para plataformas fixas).

• Correntes marinhas → Os movimentos das partículas d’água servem como “arrasto” da estrutura.
Podem ser relevantes.

• Ondas → as velocidades e acelerações das partículas causam esforços na estrutura. As ondas são
geradas pelo vento. A cada onda (d/T2, H/T2) aplica-se uma determinada teoria de onda. Esta teoria
determina a velocidade e aceleração das partículas do fluido como função do tempo e do espaço.
Seu efeito é o mais importante.
No entanto, o “estado do mar” é caótico e aleatório. Seu estudo só pode ser feito através de métodos
estatísticos.

• Outras solicitações → Icebergs, terremotos, temperatura, tensões residuais, peso próprio.
Ago/2003 Notas de Aula


3. O FUNDO DO MAR

O fundo do mar, devido ao movimento de fluido e do terreno, é formado de várias camadas de diferentes
resistências. Aplica-se o estudo de fundações.

4. RESTRIÇÕES DE PROJETO

• Carregamentos impostos pelo meio → diferentes fontes.

• Carregamentos dinâmicos e aleatórios → mais ainda que o agente sobre as estruturas na terra.

• Várias condições de fundo.

• Tipo de operação.



TIPOS DE PLATAFORMAS

  JAQUETA
 FIXAS 
  GRAVIDADE
APOIADAS NO FUNDO DO MAR 
 AUTO - ELEVATÓRIA S(" JACK - UP" )
 
 
 


 SEMI - SUBVERSÍVE IS
 
PLATAFORMAS FLUTUANTES BÓIAS
 NAVIOS
 


MISTAS {TORRES










PLATAFORMA FIXA TIPO JAQUETA

Principais Características:

• Formadas por uma estrutura principal
tridimensional (jaqueta), cujas pernas servem de
guias para as estacas.
• Sobre essa estrutura é colocada uma
superestrutura. São fabricadas de aço (mais
comuns) e/ou concreto.

Finalidades:

• Produção de petróleo, até 400 metros. Podem
operar sozinhas (mandando o óleo diretamente para
a terra através de tubulação) ou com navio acoplado
à plataforma.



Esforços Principais:

• Correntes
• Ondas
• Peso Próprio
• Vento
• Perfuração do Solo e Prospecção de Petróleo

Transporte:

• Grandes: são arrastadas até o local por
flutuadores.
• Pequenas (até 50 metros):são içadas até o
local.

Instalação:

• Erguimento, Lançamento e Flutuação
• Colocação da Superestrutura após o
estaqueamento




TRANSPORTE LANÇAMENTO

FLUTUAÇÃO VERTICALIZAÇÃO

ASSENTAMENTO




TRANSPORTE DAS JAQUETAS ESTAQUEAMENTO

ESTAQUEAMENTO



PLATAFORMA FIXA DE GRAVIDADE


• Apóiam-se no fundo do mar por gravidade.
• São fabricadas de concreto (mais comuns) e/ou aço.

Finalidades:

• Produção de petróleo, até 400 metros. Podem
operar sozinhas (mandando o óleo diretamente para
a terra através de tubulação) ou com navio acoplado
à plataforma (idem “Jaqueta”).

Esforços:

• Idem “Jaqueta”.




Transporte e Construção:

• Concretagem dos Tanques no Continente • Transporte dos tanques até o local de
implantação ( parcialmente afundadas)





• Continuação da Construção dos Tanques





• Construção das Colunas • Construção das Colunas





• Transporte da Superestrutura





• Montagem da Superestrutura



PLATAFORMA AUTO-ELEVATÓRIAS (“JACK-UP”)


• São unidades móveis que, quando em operação, abaixam
as pernas e apóiam-se no fundo do mar.
• Pernas: CILINDROS ou JAQUETAS.
• Em águas profundas a estrutura com jaquetas é mais
eficiente pois este tipo de perna é mais resistente à
flambagem e mais “transparentes” as ondas.

Finalidades:

• Prospecção e instalação de plataformas fixas.

Transporte:

• São rebocadas até o local.





• Correntes
• Ondas
• Peso Próprio
• Vento
• Perfuração do Solo
• Esforços Dinâmicos decorrentes da maior
flexibilidade das pernas

Problemas:

• Durante o Transporte (flexibilidade das pernas)
• Na Fixação (penetração das pernas no solo)



PLATAFORMA SEMI-SUBMERSÍVEL


• Consiste em uma plataforma superior,
sempre acima da linha d’água, ligada por
colunas aos cascos.

Finalidades:

• Prospecção de petróleo em campos de águas
profundas.




Transporte:

• São rebocadas até o local ou auto-propelidas,
flutuando em seus cascos.




Transporte:




Instalação e Fixação:

• Instalação: Alagam-se os cascos e a linha d’água fica na altura das pernas. Desta forma,
minimizam-se os movimentos da plataforma pela excitação das ondas.

• Fixação: Pode ser por ancoragem (lâminas d’água de até 150 metros) ou por posicionamento
dinâmico

• Deve-se evitar o deslocamento horizontal da plataforma para impedir o “enterramento” da
perfuração. A minimização dos deslocamentos é o principal requisito de projeto.



BÓIAS

Finalidades:

• Usadas para produção, servindo para receber
a tubulação que está extraindo petróleo do
oceano e carregar navios com o produto.


• Ondas
• Carregamento de Petróleo
• Ancoragem
• Impacto



NAVIOS

Finalidades:

• Tem as mesmas características de operação e
projeto das semi-submersíveis, exceto que seu
casco não submerge. O posicionamento é mais
crítico, pois a área atingida pelas ondas é maior.

Fixação:

• Amarras
• Posicionamento Dinâmico



NAVIOS



TORRES

• São torres fixas ao fundo em uma base, com
junta universal.
• São mais leves que as estruturas fixas
equivalentes, podendo operar em maiores
profundidades, pois os esforços gerados pelo
mar são diminuídos pela articulação. Podem
chegar a uma profundidade de operação de 400
metros.

Finalidade:

• Produção

Tipos:

• serviço: onde ficam os operadores de campo.
• processo: onde o óleo extraído é processado (na própria
torre ou navio acoplado).
• carregamento: por onde sobe a tubulação para
carregamento de um navio.


TORRES
Transporte:

• São rebocadas até o local, flutuando.

Fixação:

• Lastreamento e fixação da junta (mergulhadores em módulo de serviço).



TORRES

Princípio de Operação:

• Sempre há uma força restituidora agindo para
cima.


• Ondas
• Corrente
• Peso Próprio



Guindaste
Principais partes de uma Torre:
Cabeça Rotativa
Deck de
• Junta universal → permite pivotar em todas as direções. pouso

Proteções “Chaminé”
• Flutuadores auxiliares → dão a flutuação necessária Laterais
Flutuador Compartimento de
quando em reboque na posição horizontal. Principal Maré
Perna

Estrutura de
• Tanque de lastro → junto a junta universal, compensando Riser Contrapeso
as forças geradas pelos flutuadores (deve-se diminuir
Estrutura
Flutuadores
ao máximo os esforços na junta). Principal
Auxiliares

Lastro Riser
(concreto)
• Estrutura principal → união da seção inferior à superior.
Placa de Tanque de
A parte inferior submersa deve ser, preferivelmente, Conecção Lastro (água)

em jaqueta, pois é mais “permeável” às ondas, Base
Estrutura Anti-
minimizando os esforços. atrito

• Flutuador principal → assegura a flutuação, equilibrando Junta
Universal
o esforço na junta.



Guindaste
Principais partes de uma Torre:
Cabeça Rotativa
Deck de
• Compartimento de maré → acima do flutuador. pouso

Através de orifícios evita-se que as ondas e inclinações Proteções “Chaminé”
Laterais
da torre (implicando um aumento de calado) aumentem Flutuador Compartimento de
Principal
os esforços na junta. Maré
Perna

Estrutura de
• Base → serve como ancoragem da torre. Possuem Riser Contrapeso

flutuadores para transporte por reboque. Flutuadores
Estrutura
Principal
Auxiliares

Lastro Riser
• Cabeça→existente nas torres de serviço (concreto)
(acomodação de equipamento e de pessoal) processo e Placa de Tanque de
Conecção Lastro (água)
carregamento (onde geralmente é rotatória).
Base
Estrutura Anti-
atrito

Junta
Universal



Principais Tipos de Torres:


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