BRPI0916996A2

BRPI0916996A2 - conjunto de condutas coaxiais compreendendo uma manga de isolamento térmico

Info

Publication number: BRPI0916996A2
Application number: BRPI0916996A
Authority: BR
Inventors: Pionetti François-Régis; Delebecque Loic
Original assignee: Saipem Sa
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2019-09-10
Also published as: WO2010049627A1; BRPI0916996B1; US9267637B2; EP2340388B1; FR2937706B1; EP2340388A1; FR2937706A1; US20110186169A1

Abstract

"conjunto de condutas coaxiais compreendendo uma manga de isolamento térmico". a presente invenção refere-se a um conjunto de duas condutas coaxiais de tipo pip, compreendendo, pelo menos, dois elementos (5a, 5b) unitários de condutas coaxiais compreendendo, cada um, uma conduta (5a2, 5b2) interna e uma conduta (5a1, 5b1) externa com um espaço (5a3, 5b3) anelar, de um modo preferido, preenchido com um material isolante, montados extremidade a extremidade por soldadura, compreendendo uma manga (1) de parede tubular oca em material rígido ou semi-rígido, de um modo preferido, plástico ou material compósito, envolvendo a referida conduta em frente da zona de junção por soldadura (7) dos dois referidos elementos (5a, 5b) unitários de condutas coaxiais, compreendendo a referida parede tubular oca da manga um invólucro (1a) externo e um invólucro (1b) interno ligados nas suas extremidades (1 c) longitudinais de modo estanque, definindo, assim, um volume interno preenchido com um material isolante térmico praticamente incompressível.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “CONJUNTO DE CONDUTAS COAXIAIS COMPREENDENDO UMA MANGA DE ISOLAMENTO TÉRMICO”.

A presente invenção refere-se a um conjunto de condutas coaxi5 ais compreendendo uma manga de isolamento térmico, mais particularmente. uma manga de isolamento da zona de conexão de dois troços de condutas coaxíais. nomeadarnente, condutas submarinas que veiculam fluidos quentes ou frios, de um modo preferido, condutas submarinas destinadas a g randes profu nd id ad es.

Na maioria das domínios industriais.. icvesbgam-se sistemas de isolamento eficientes para manter os fluidos veiculados nas tubagens a uma temperatura constante, de meda a que. as transferências entre equipamentos, possam ser realizadas a distâncias consideráveis, atingindo, por exemplo, várias centenas de metros ou mesmo vários quilômetros. Estas distân15 cias são correntes nas indústrias. ia*s como as refinarias de petróleo, as instalações da gás natural liquefeito (-155 ^:>C), os campos petrolíferos submarinos que se estendem por várias dezenas de quilômetros. Estes campos petrolíferos são desenvolvidos a profundidades de água cada vez maiores que podem exceder 3000 m.

A presente Invenção refere-se. em particular, a elementos de condutas coaxials destinadas á fabricação de condutas submarinas instaladas em campes petrolíferos a grandes profundidades, nomeadarnente, as condutas de ligação fundo-superfioie em suspensão entre o fundo do mar e um navio de superfície ancorado no referido campo petrolífero.

Estas condutas ooaxiais são denominadas “Pipe in Pipe*' eu PiP, ou seja, conduta numa conduta, em que, uma conduta inferna veicula o fluido e uma conduta externa euaxíal à precedente, também denominada invólucro externo, está em contate com e meio ambiente, ou seja, a água. O espaço anelar entre as duas condutas pode ser preenchido oom um rnafe30 rial isolante ou. ainda, não conter qualquer gãs.

Estes sistemas foram desenvolvidos para atingir um elevado nível deí desempenho térmico e versões especificas foram desenvolvidas para

2/27 responder de mode mais adaptada aos grandes fundos, ou seja, para resistir à pressão do fundo do mar Com efeito, sendo a pressão da água sensivelmente de 0,1 MPa, isto è. cerna de 1 bar para 10 rn de profundidade, a pressão à qual a conduta deve resistir é. então, de cerca de 10 MPa, ou seja, 5 cerca de 100 bar para 1000 m de profundidade e cerca da 30 MPa. ou seja, cerca de 300 bar para 3000 m.

Estes conjuntos de condutas coaxiais são fabricados por montagem extremidade a extremidade, por soldadura de extensões unitárias denominadas, a seguir, como elementos unitários de condutas coaxials, ou 10 per montegem de troços de condutas coaxials, sendo cada troço constituído, ele próprio, por uma pluralidade de elementos unitários de condutas, cujo comprimento é. em geral de 10 a 100 metros, mais particularmenfe, de cerca de 12, 24 ou 48 metros cada.

No âmbito da instalação de condutas submannas a grande pro15 fundidade. estes elementos de extensão unitária ou estes troços são fabricados em terra. Seguidarnente, são transportados, no mar, num navio de instalação. No momento da instalação, os elementos unitários ou troços de conjunto de condutas coaxials são conectados uns aos outros a bordo do navio e à medida que são instalados no mar. É, por conseguinte, importante 20 que esta conexão possa ser integrada no método de montagem e união da conduta e de instalação da mesma no funde do mar.

Para o efeito, utilizam-se, em gerai, peças de junção ou peças de conexão forjadas em aço, unidas às extremidades dos referidos elementos de conjunto de condutas coaxials ã montar. A peça de junção na extre25 midade a jusante de um primeiro elemento de conjunto da condutas coaxials ainda não rnonladn é conectada, por soldadura, á peça de junção na extremidade livre a montante de um segundo elemento de conjunto de condutas coaxiais já montado a jusante.

Estas peças de junção forjadas visam, igualmente, reforçar a re30 sistêncía das condutas submetidas a flexões consideráveis durante a instalação, rmmeadamente, na zona de conexão de duas denominadas extensões unitárias sucessivas e, mais particularmente, no caso de ligações fun da-superflcie. a çonfenr-lhes' isna muito grande resistência á fadiga durante toda a vida das instalações.

Mass particularmente, as referidas peças de junção forjadas compreendem deis ramos de revolução dos quais um ramo externo e um 5 ramo interno formando uma forquilha que delimita o referido espaço anelar; sendo as extremidades cilíndricas livres da forquilha montadas diretamente nas extremidades cilíndricas, respeotívamente. das condutas externas e intemas. Condutas coaxiais e peças de junção deste tipo foram descritas, nomeadamente. nos documentos FR n°2873427 e GB n°2161565,

W Nos documentos FR n^a2780713 e FR n°2897919, descreveu-se outra forma de realização, na qual não se utiliza uma peça de junção para assegurar e fecho do espaço anelar entre as condutas) interna e externa, nas suas extremidades, mas faz-se com que as extremidades da conduta interna excedam as da conduta externa e por deformação de uma parte terminal da 15 conduta externa em tomo da parte terminal da conduta interna, em restrição do seu diâmetro, até as aproximar uma da outra para fechar o espaço anelar, nomeadamente, pc-r soldadura das extremidades das condutas externa e interna entre si. Este tipo de fecho do espaço anelar e junção das extremidades das cordatas coaxíaís é denominado «renrolamento», É vantajosa 20 parque permite o acesso de uma máquina de soldadura às extremidades das condutas internas de dois elementos de condutas coaxials sucessivos a n^onta? para as soldar extremidade a extremidade sem obstrução pelas condutas externas associadas. O espaço entre as extremidades de 2 condutas externas de 2 elementos de condutas coaxials montados extremidade a ex28 trermdade é, em geral, coberto por uma manga tubular que confere isolamento e reforça mecânica ao nivel da junção, nomeadamente, uma manga deslizante por cima da conduta externa.

O objetivo da presente invenção é, par conseguinte, proporcionar condutas coaxials de tipo PiP, os troços ou elementos unitários de con30 duta apresentam em todo α seu comprimento, exceto nas extremidades, um uivei de isolamento extremo devido à presença da um material isolante no espaça anelar entre as suas condutas interna e externa, de um .modo prefe

4/27 rido, associado a uma operação forçada da formação de vácuo para limitar os fenômenos de transmissão de calor por conveção. Em contrapartida, ao uivei das extremidades dos refendos troços, a ligação metálica maciça entre conduta externa e conduta mterna, por meio dei uma denominada peça de 5 junção ou por enrolamonto, suprima qualquer isolamento térmico entre o melo ambiente, em geral, água a 3-5 *G a uma grande profundidade e o petróleo a veicular, em geral, a uma temperatura de 40-45 X a 80-100 X ou mesmo mais. Resulta então, ao nível desta zona de junção por soldadura das duas denominadas peças de junção ou dos elementos unitários de con10 dutas coaxima «enrolados», uma transferência térmica particularmente importante, par conseguinte, uma perda de calor do petróleo transportado, que corre o risco de provocar rolhas de parafina ou a formação de hidratas de gàs, se a temperatura baixar abaixo de 30-35 C num ponto qualquer da ligação fundc-superfície. Assim, procura-se restituir locaimente, ao nível de 15 cada uma das junções entre troços, um nível de isolamento suficiente para que o encaminhamento do petróleo entre as cabeças de poços e a superfície se faça com um mínimo de perda de calor.

Este problema de ponte térmica é ainda mais critico no momento das interrupções de produção, porque a coluna de petróleo bruto é, então, 20 parada e se, numa secçao principal de troço a perda de calor permanece reduzida, devido ao nível de isolamento extremo resultante do principio de PiP. não se passa o mesmo nas conexões entre troços devido à ponte térmica assim criada. Com efeito, um troço de PiP de extensão unitária de 48 m apresentando um nível de isolamento, em compnmento normal, inferior a 25 IW/mVK, tem o seu valor médio degradado de 10-12% devido à ponte térmica existente em cada uma das extremidades, quando as referidas extremidades não são isoladas. Se a extensão unitária for metade, ou seja 24 m, a degradação devida às extremidades não isoladas é duplicada, ou seja 2025%. Também para troços com um comprimento de 12 m. a degradação 30 atinge, enteo. 40/50%, o que terna, então, a tecnologia PiP pouca interessante devido á complexidade e ao custo considerável da sua fabricação.

Entende-se, aqui, por «valor médio degradadov a perda térmica

5/27 global do comprimento de um troço, incluindo os peças do junção ou zona enrolada de extremidade em cada urna das suas duas extremidades, dividida pelo comprimento do referido troço.

Conheoem-se meios de isolamento das condutas externas reais5 tentes a pressões hidrostâtlcas elevadas e, por conseguinte, aptos a ser utilizados em profundidades de imersão elevadas, constituídos por.'

- revestimentos em materiais poümèricua maciços praticamente inoompressiveis á base de poliuretano, pohetiíeno, poHpropileno, etc,, que se apresentam, se for caso disso, sob a forma de uma manga tubular maciça..

Mas estes materiais apresentam uma condatividade térmica e propriedades de isolamento térmicas bastante medianas, insuficientes para evitar os inconvenientes em casos de interrupção de produção para as condutas submarinas que veiculam hidrocarbonetos, ou

- revestimentos em materiais sintéticos constituídos por esferas ocas contendo um gás e resistentes à pressão externa, imersas em ligantes, tais como betão, uma resina êpoxi, ate., cujas propriedades de isolamento térmico são superiores, mas que são, nitidamente, mais dispendiosos e mais difíceis de instalar. Tem-se recorrido, com efeito, a semi-invàlucras que se montam em torne da soldadura de união a proteger e apôs realização da 0 mesma

Além disso, conhecem-se materials isolantes com uma propriedade de isolamento térmico superior·, ou seja, com menor condutividade térmica, reforçada, em certos casos, com propriedades de mudança de fases, em particular, sob a forma da gel.

Materiais deste tipo foram descritos, nomeadamente, nas patentes FR m-2800915, FR n°2820426. FR n°282D752. WO n^ô2004/003424 e WO n°00/40886. No entanto, estes géis isolantes, devido ao seu comportamento mecânico insuficiente e ao fato de serem obtidos a partir de reacções físicas e químicas, físrco-quimicas entre diferentes componentes, são injectados

D sub forma liquida, ?mediatamente após mistura dos diferentes componentes, e inseridos ou injectados entre as referidas condutas externa e interna do conjunto de condutas coaxiais de tipo Rpe-m-Pípe.

tVZ/

Ο comportamento mecânico destes géis ê insuficiente para resistir, por si só, às tensões mecânicas das condutas assentes no fundo marinho e nâo são utilizados no exterior das condutas externas do conjunto de condutas P/p&~^-P/pe, È por isso que nâo estão adaptados para realizar o isolamento das zonas de junção de duas seeções de conduta PiP montadas extremidade a extremidade por soldadura e, event uai mente, por intermédio de peças de junção de revolução.

O documento WO n^í!2008/05325l descreve diferentes meios de isolamento de uma manga de isolamento térmico da zona de junção entre os dois elementos unitários de conduta, sendo a referida manga de isolamento térmico constituída por condutas PiP de aço reunidas nas suas extremidades longitudinais por enrolarnento e cujo espaço anelar contém um material de isolamento térmico.

No documento WO n^f!2008/D53251. nas figuras 3e4, o volume interno entre as duas paredes da manga è preenchido, parciaImente., nem um material isoiante (vide página 13, linhas 14 a 22) e preenchido, parcial· mente, com gás, tal como ar.

Neste documento, página 13, linha 20, é indicado que a estrutura F/pe fe Pipo de aço que assegura o isolamento da zona de junção é dispendiosa e pesada. É por isso que, neste documenta, se prapõe um melhoramento cam urn sistema de isolamento descrito na figura 5, substituindo a manga por um involucre mais leve com um único elemento da conduta em aço (vide página 18, linhas 28 e seguintes), que esta coberto com um isolamento muíticamadas (vide pagina 19, linhas 5 e seguintes) em espuma de polipropileno expandida ou espuma sintéctina de pohuretano.

Mas esta manga da aço á ineficiente em termos de isolamento térmico tendo em conta a condutividade térmica elevada do açu,

O objetivo da presente invenção é, por conseguinte, proporcionar dispositivos de isolamento térmico melhorados ao nível das junções por soldadura de elementos de condutas unitárias coaxiais conectadas extreml· dade a extremidade.

Para o efeito, a presente invenção proporciona um conjunta de duas condutas coaxials de tipo PIP, compreendendo, pelo menos, dois elementos unitários de condutas coaxiais compreendendo, cada, uma conduta interna e uma conduta externa com um espaço anelar, de um modo preferi do, preenchido com um material isciante, montados extremidade a extremidade por soldadura, caraotenzado por compreender uma manga de parede tubular oca em material rígido ou sami-rígido, em plástico ou material composite·, envolvendo a referida conduta em frente da zona de junção por soldadura dos dois referidos elementos unitànos de condutas coaxials, compreendendo a referida parede tubular oca da manga um invólucro externo e um invólucro interno ligados nas suas extremidades longitudinais de modo estanque, definindo, assim, um volume interno preenchido com um material isolante térmico praticamente incompresslvel.

Esta parede tubular oca da referida manga de isolamento é particuíarmente vantajosa porque permite utilizar produtos isolantes que, caso contrário. nau teriam um comportamento suficiente para resistir, par si só, às tensões mecânicas das condutas assentes nu fundo marinho, apresentando propriedades de isolamento térmico elevadas. Em particular, esta parede tubular oca permite acondicionar no seu interior géis isolardes térmicos, que apresentam a vantagem de impedir os fenômenos de conveção no interior da massa isolante, por um lado e, por outro lado, de serem obtidos partir de reacções fisicas, químicas ou fisico-químicas entre diferentes componentes, 0 que permite injetá-los sob forma líquida imediatamente após mistura dos diferentes componentes, podendo o enchimento integral da parede tubular oca ser efecfuado antes quer a gelifiuaçâo em massa comece significativamente.

Pelo fato de o material isolante ser praticamente compressivel, ou seja, entre outras coisas, não contem gás, o material .rígido ou semi-rigido da parede tubular oca da manga, submetido à pressão hidrostática a grande profundidade, é suportado pelo referido material isolante, de modo que o referido material rígido ou samí-rigsdo da parede tubular da manga não requer uma resistência mecânica tâo elevada quanto a de uma conduta de aço.

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A manga de isolamento, de acordo cem a invenção não compreende nenhum elemento de aço. mas a sua rigidez de conjunto, devido ao referido material isolante praiicamente incompressivel, é suficiente para conservar uma forma cilíndrica estável no momento do seu manuseamenfe e no 5 momento da sua instalação final na conduta a isolar.

Entende-se, aqui, por sserni-rigido.» um material suficientemente rigldo para manter a forma apesar do peso do material isolante contido na manga, mas apresentando, no entanto, uma determinada flexibilidade para aceitar deformações, nomeadamente, para seguir deformações resultantes 10 da mudança de volume do material no momento da sua eventual mudança de fase.

Por «parede tubular», entende-se que os referidos invólucros externo e interno podem apresentar uma secção na direção transversal perpandsoular ao eixo XX* longitudinal da referida manga de forma circular ou 15 ovai ou ainda poligonal.

As formas ovais ou poligonais são particularmente apropriadas se o material isolante praticamente compressivel for um material de mudança de fase, de modo que as paredes podem, assim, deformar-se para suportar o aumento de volume no momento da mudança de fase do material, se 20 for caso disso, come descrito no documento WO n°2OO4/O03424.

Esta parede tubular oca é, igualmente, parfioularmente interessante, na medida em que impede a migração longitudinal eventual do material isolante praticamente compressive! que ela confina.

Compreende-se que o referido material isolante incompressive!

apresenta uma condutividade térmica inferior à de material constitutive dos referidos Invólucros interno e externo da parede tubular coa da referida manga,

A instalação de mangas de isolamento em cada urna das conexões confere um ganho significativo ao isolamento médio de um troço e os 30 valores médios degradados previamente definidos são. então, respectivamente da ordem de 7-8% para um troço de 48 m, de 14-18% para um troço de 24 rn e de 28-36% para um troço de 12 m.

Em contrapartida, no casa de interrupção de produção, os desempenhos serão os mesmos para cada uma das extensões unitárias de troço, porque, então, o fenômenofenômeno de arrefecimento localiza-se, prínoipalmente, ao nível das pontes térmicas,, ou seja, ao nivel cada uma das conexões entre troços, respectívamente. todos os 48-50 rn, todos os 24-25 m ou todos os 12 m.

De um modo preferido, o referido material isolante térmico praticamente incompressivel é urn gel isolante de rnudança de fase (PCM),

De um modo preferido, o gel isolante compreende um primeiro composto apresentando propriedades de isolamento térmico, tal como alcanos, compreendendo urna cadeia hidrocarbonada com. pelo menos, seis átomos de carbono, de um modo preferido, pelo menos, dez átomos de carbono, em rnistura com um segundo composto consistindo num composto polímero gelificante ou de efeito estruturaste. nomeadamente, por retioulaçãu, tal como urn composto de tipo poliuretaao, palipropíleno, pdietilena ou silicone, apresentando -se o referido primeiro composto, de um medo preferido, sob a forma de partículas ou microcápsulas dispersas numa matriz do referido segunda composta gelifjoada ou reticuíada, confinando a referida matriz, assim, o referido primeiro composto isolante,

Estes géis isolantes apresentam a interesse de poderem ser utilizados no estado liquido e transformarem-se, após algumas horas, em gel. em que α composta isolante se encontra rasorcencapsulado numa matriz do segunda composto que desempenha, em certa medida, o papel de esponja apta a confinar o material isolante e mantê-to numa forma de espessura sensivelmente constante, reduzindo assim, radícaímente, os fenômenos de conveção e, se for caso disso, absorver as variações de volume se o material isolante for um material de mudança de fase.

Mais particularmente, o referido primeira composto apresentando propriedades de isolamento térmico pode ser um material isolante de mudança de fase, nomeadamente, alcanas ou alcoóis apresentando uma cadeia hidrocarbonada com, pele menos, catorze átomos de carbono, tais como as parafinas, ceres, betume, alcatrão, alooóis gordos ou ainda ghcóis

Neste caso, o segundo composto gelíflcaate pode absorver uma parte importente das variações de volume da primeiro composto na momento das mudanças de fases.

Estes materiais isolantes de mudança de fase são vantajosas 5 porque se comportam corno acumuladores de calor aptos a restituir a sua energia na sua fase de solidificação e, .inversamente, aptos a absorver esta energia durante a fusão. Quando restituem a energia acumulada, estes materiais permitem, por conseguinte, aumentar a duração das interrupções de produção sem risco de cotmatação de conduta por arrefecimento prematuro 10 do seu conteúdo,

O material de mudança de fase apresenta, de um modo vantajoso, uma temperatura de fusão liquido/sólido compreendida entra 20 e 80 ''C. superior à temperatura h a partir da qual, o fluido que circula dentro da conduta apresenta um aumento de viscosidade prejudicial para a sua circuit? lação na conduta e inferior à temperatura tj do fluido em circulação na conduta ern operação.

Mais partioularmente, o material isolante de mudança der fase compreende compostos químicos da família dos aicanos, de um modo preferido, uma cadeia hid roca rbonada longa com, pelo menos. 14 átomos de car20 bano, tal camo a parafina. Mais partmularmente ainda, trata-se do Heptacosane com a fórmula apresentando uma temperatura de fusão de cerca de 50 /'Q.

Trata-se de compostos que combinam as propriedades de isolamento térmico com o fato de conservar uma temperatura de mudança de 28 fase durante todo o período da sua mudança de fase, atrasando, assim, o arrefecimento do espaço interno da manga, nomeadamente, o petróleo veiculado pela conduta PiP, nomeadamente, no caso de interrupção de produção;

Numa forma de realização particular, o referido gel isolante é 30 uma mistura de querosene e poliuretano.

O querosene é constituído, maiorítaríamente, par um alcano apresentando uma cadeia carbonado com, pelo menos, dez átomos de car11/27 bon© e não apresentando propriedades de mudança de fase.

Géis isolanfes daste tipo apresentam as características físicoquímicas seguintes.

- são constituídos por um composto isolante. de mudança da fa5 se, oc não, disperso numa matriz retiadada formando esponja com células ocas microscópicas e estanques, a reiiculação da matriz è de tipo físico ou de tipo químico, ou ainda, de tipo fisico-químico, produzindo-se a referida reticulação apôs várias horas, â temperatura comum (10-25 X) ou por aquecimento do ounjun10 to, os géis assim obtidos têm uma dureza Shore A20 a A8Q de acordo com o tipo de matriz.

a sua condutividade térmica varia de 0,130 a 5,150 W/m.XK

De um modo vantajoso, peto menos, o referido invólucro interno ou, de um modo preferido, pelo menos, o referida invólucro externo da referida manga forma uma sò peça cum elementos de ligação nas suas extremidades longitudinais, aptos a fechar o espaçe entre os duls invólucros inferno e externo da parede tubular oca da manga na sua extremidade, sendo a referida peça em matéria termoplàstica com uma espessura reduzida inferior a 20 10 mm, de um modo preferido, com uma espessura de cerca de 4 a 8 mm.

obtida por moldagem por rotação, tal como potíetilenu, polipropileno, poliamida ou PVDF nomeadamente e a referida peça é fixa ao outro invólucro externo ou, respectivamente, interno da parede tubular oca da manga aa nível rios referidos elementos de ligação,

De um modo preferida, a referida peça obtida por moldagem por rotação compreendendo um referido invólucro interno ou. de um modo preferido, externo da manga com os referidos elementos de ligação de extremidade compreende ao nível do referido invólucro interno ou, de um modo preferido, invólucro externo da manga ondulações ou ranhuras convexas ou 30 côncavas arredondadas ou serrilhadas.

Compreende-se que estas ranhuras formam localmente, au longo de uma distância de 1 a 10 cm no comprimento da manga, variações de diâmetro do referido invólucro de 0,5 a 5 cm, de urn mode preferido, regularmente espaçadas por todo o comprimento da manga, o que contribui para tornar mais rígida a parede tubular da referida manga e compensar a sua espessura reduzida resultante do seu método de obtenção por moldagem 5 por rotação.

Mais partícularmente, um dos referidos invólucros interno ou externo da referida manga solidária com os referidos elementos de ligação da extremidade é obtida por moldagem por rotação, sendo o outro invólucro externo ou, respectivamente, interno da manga obtido por extrusão ou por 10 moldagem por rotação e sendo fixo por colagem ou soldadura aos referidos elementos de ligação.

No caso em que o referido outro invólucro é obtido por extrusao, nâo apresenta as referidas ranhuras ou ondulações e, no caso em que é obtido por moldagem por rotação, pode compreender essas ondulações ou 15 ranhuras de rigidificação.

Ainda mais particularmente, a referida parede tubular oca compreendendo os referidos invólucros interno e externo e es referidos elementos de ligação de extremidade, è obtida sob a formei de urna única peça munobloco por moldagem por rotação, apresentando o invólucro interno, de um 20 modo preferido, uma forma ligeiramente cônica e desprovida das referidas ondulações ou ranhuras, de modo a permitir a sua desmaídagem.

Numa forma de realização vantajosa, o referido invólucro interno da referida parede tubular oca da manga compreende uma zuna média de maior diâmetro que as zonas de extremidade que lhe são adjacentes de um 25 lado e do outro, formando assim, uma parte côncava na qual está alojada, pelo manos, urna primeira bolsa estanque envolvendo o referido conjunto de condutas coaxials ao longo de toda a sua periferia, preenchida com um material de mudança de fases não isolates, de um mudo preferido, um sal fundido, sendo a espessura da bolsa assim preenchida, de um modo preferido, 30 inferior à espessura da referida parte côncava, de um modo preferido ainda, de 1 a 10 cm.

A parto côncava no referido invólucro inferno permite manter a referida bolsa no lugar evitando qualquer deslocaçao longitudinal e conservando, de um lado e do outro da bolsa, urna espessura máxima da referida manga.

O material de mudança de fase apresenta, de um modo vantajoso. uma temperatura to de fusão liquido/sólido compreendida entra 20 e 80 ’C. superior à temperatura P a partir de qual o fluido que circula dentro da conduta apresenta um aumento de viscosidade prejudicial para a sua circulação na conduta e inferior ã temperatura t₂ de fluido em circulação na conduto em opa ração.

As referidas balsas estão colocadas na proximidade do conjunto de condutas coaxials e₅ de um modo preferido, não estão diretameiile em contato com este. Este espaço entre o material PCM e as condutas permite reduzir a velocidade de absorção de calorias do petróleo em fase de rearranque da produção, após uma interrupção, pare que o petróleo mantenha a temperatura o mato? tempo possível e sò atinja o valor ty quando estiver suficientemente próximo da superfície para a atingir sem que a temperatura caia abaixa da temperatura b à qual alguns dos seus componentes gelam, impedindo, assim, a sua circulação na conduta.

Na medida em que a manga contém um material isolante pratioamente inccmpressível, o material PCM incluída na referida bolsa interna não é. necessariamente, um material corn uma má condubvidade térmica, No caso de material PCM de tipo sai fundido, estes últimos apresentem, em geral, uma condutividade térmica elevada.

A posição do material de mudança de fases mais próximo do conjunto da condutas coaxials optimize estas propriedades localizadas na zona onde é mais eficaz, ou seja, essencialmente localizado na proximidade da conduta, porque só o material PCM próximo da conduta quente pode auumular calor nu momento da sua liquefação, r> material PCM demasiado próximo do meio marinho tendo, em geral, a temperatura de fundo do mar, ou seja, 4 ''C não participaria na processo de acumulação de calor; permanecería sempre sólida ou cristalizado, o que seria, por conseguinte, prejudicial.

·*·

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Ainda de um moda vantajoso, o referido invólucro externo da parede tubular da manga compreende uma parte média de mascr diâmetro que as zonas de extremidade que lhe são adjacentes, em frente da referida zona média de maior diâmetro do referido invólucro interno, de modo a manter uma espessura de material isolante graficamente incompressível no interior do invólucro da referida zona média, substancsalmente constante em toda o comprimento da referida manga.

Compreende-se que a excrescência para o exterior da parte mèdsa de maior diâmetro do invólucro externo visa, por conseguinte, com10 pensar a parte côncava do invólucro interna de modo a conservar uma espessura de material isolante térmica contido entre os referidos invólucros Interno e externo substancialmente constante e, por conseguinte, um .isolamento constante em todo o comprimento da referida manga.

Ainda de um modo vantajoso, a referida manga compreende, a15 lèm disso, um matéria; de enchimento preenchendo o espaço ou a folga entre o referido invólucro interno da parede tubular da manga e a referida conduta externa ou, se for caso disso, conduta interna do conjunto de condutas coaxials, assegurando o referido material de enchimento a ligação da referida manga ao conjunto de condutas coaxials, de um modo preferido, um ma20 terial de enchimento endurecível do tipo resina ou cimento, de um modo preferido ainda, um material isolante térmico,

De acordo com outras variantes de realização, a manga pode ser fixa às referidas condutas externas através de juntas tòrieas de extremidade e/ou cunhas e/ou meios de cintagem mecânica, cem ou sem c referido 25 material de enchimento.

Numa forma de realização, cada dos referidas elementos unitários de conjunto da condutas coaxials unidas compreende, na sua extremidade, uma peça de junção de revolução conectada ás referidas condutas interna e externa numa extremidade da peça de junção de revolução e sen30 do as duas peças de junção de revolução montadas por soldadura uma na outra, na sua outra extremidade, estando a referida manga centrada em frente da soldadura de junção entre as duas peças de junção de revolução e

15/27 estendida para sfém das soldaduras de conexão entre as referidas peças de junção e cada um dos referidos elementos unitários de conjunto das referidas condutas coaxiais.

Mais partícuíarmente, cada referido elemento unitário de conda5 tas coaxials compreende, na sua extremidade, uma referida peça de junção, sendo as duas referidas peças de junção conectadas por soldadura entre elas e compreendendo uma das referidas peças de junção, na sua superfície externa, urna protuberâncía na forma de batente ou gola apta a permitir a retenção em suspensão do elemento de conduta unitário de condutas coaxi10 ais que lhe é conectado quando este está na posição vertical ou inclinada. a partir de um navio de instalação no mar e a referida manga tubular compreende uma zona de extremidade com um invólucro interno de diâmetro superior ao da extremidade oposta na direção longitudinal, cobrindo a referida zuna de extremidade do invólucro interno de maior diâmetro o conjunto de 15 condutas coaxiais no interior da referida manga, pelo menos, desde a referida protuberâncía ou gola.

Compreende-se que a diferença de diâmetro entre as duas zonas de extremidade de invólucro interno é supenor à espessura da referida protuberâncía ou gola Esta característica permite enfiar a manga por cima 20 do conjunto da condutas coaxiais perto da conduta externa, na zona a montante da referida protuberâncía ou gola.

De acordo com outra variante de realização, cada referido elemento unitário de condutas coaxiais compreende uma extremidade de conduta externa retraída em relação á extremidade de conduta interna, sendo o 25 espaço anelar entre as referidas condutas externa e interna fechado por enrollments, consistindo na deformação da parte terminal da conduta externa cuja extremidade està conectada diretarnente à superfície da conduta interna, de um mudo preferido, por soldadura e os dois elementos unitários de condutas coaxiais são montados por soldadura um no outro ao nível das ex30 tremidades das suas condutas internas, estendendo-se a referida manga por uma distância de, pelo menos, 50 cm, de um modo preferido, pele menos. 1 m, acima das referidas condutas externas, para além das soldaduras de en

16/27 rolamento e o espaço entre o invólucro interno da referida manga e a conduta interna de conjunto das condutas coaxials entre as duas soldaduras de enroiamento é preenchido com um material isoiante, de um modo preferido, urn composta de mudança de fase, de um mudo preferido ainda, urn sal fundido contido, pele menos, numa segunda bolsa estanque envolvendo cornpletamente a referida conduta interna, apresentando a extremidade longitudinal das referidas bolsas, de um modo preferido, em corte longitudinal axial, um perfil biselado de modo a ajustar-se mais intimamente à referida conduta externa após a zona da enrolamento entre a referida conduta externa e o referido invólucro interno da referida manga.

De um modo vantajoso, a referida manga contém as referidas primeira e/ou segunda bolsas, sendo, cada, formada por duas bolsas semicilíndrieas diametraimente opostas de um lado e do outro do referido conjunto de condutas eoaxiais

Assim, as referidas, primeira e segunda, bolsas são mais fáceis de colocar dentro da referida manga.

Mais particularmente, o cumprimenta da referida manga está compreendido entra 1 a 10 m, de um moda preferido, de 2 a 6 m. de um modo preferida, com uma espessura de manga de 5 a 25 cm, apresentando ainda, de um modo preferido, os referidas invólucros interno e externo da parede tubular da manga uma espessura de parede de 2 a 10 mm.

A espessura de manga estende-se pela distância entre os referidos invólucros inferno e externo incluindo as espessuras dos referidos invólucros interno e externo.

Assim, a manga estende-se por 1 a 3 m de um lado s do outro da junção de soldadura e, por conseguinte, cobre, se for caso disso, as referidas peças de junção conectadas e uma parte dos elementos unitários de condutas coaxials montadas nas referidas peças de junção nu, se for caso disso, cobre a zuna entre os pontos de enrolamento entre as referidas condutas externas e condutas internas dos elementos unitários de condutas coaxiais montados ao nível das extremidades das suas condutas internas, tal como descrito a seguir.

A presente invenção proporciona, igualmente, uma manga de isolamento térmico de parede tubular oca preenchida com um material ísolante térmico praticamente incompresslvel

Outras características e vantagens da presente invenção apare5 cerão face à descrição pormenorizada que se segue, recorrendo às figuras seguintes, nas quais'

- as figuras IA e IR representam uma manga de isolamento de acordo com a invenção, respectivamente, numa vista lateral e nurna vista lateral em norte longitudinal,

- a figura 2A ê uma vista em perspectiva do processo de moldagem por rotação de uma manga isolante,

- a figura 2B è urn corte em vista lateral de urna manga isolarrte durante o enchimento com composto isolante de tipo gel,

- a figura 3 é um corte em vista lateral de uma manga isolante 15 apresentando uma bolsa interna preenchida com material de mudança de fase,

- as figuras 3A Ã 3B são cortes segundo o plano XX da figura 3 pormeaorizando duas formas de realização de uma referida bolsa interna preenchida com material de mudança de fase,

- a figura 4A è um corte em vista lateral pormenorizando a montagem de um trfoo interno dentro de um invólucro externo obtido por moldagem por rotação para constituir uma manga de isolamento,

- as figuras 4El & 4G poonenorizam um modo de montagem por soldadura a ar quente do tubo interne ao invólucro externo prè-rnontados de .25 acorde com o modo definido na. figura 4A_S

- a figura 5A representa, em sorte e em viste lateral, as extremidades de dois troços de tipo PiP montados por intermédio de peças forjadas, estando o conjunto envolvido por uma manga de isolamento de acordo com a invenção,

- a figura 58 representa, em corte e em vista lateral as extremidades de dois troços de tipo PiP montados por intermédio de peças forjadas, apresentando uma delas uma excrescênoia externa que serve de apoio no momento da instalação em mar a partir de um navio de instalação em J. estando o conjunto envolvido por uma manga isolante de acordo com a invenção, com uma parte compreendendo um diâmetro interno maior,

- a figura 6A representa, em norte e em vista lateral, as extremi- dadas de dois traços de tipa PiF montado por «enrolamento», envolvidos por duas bolsas na forma de semi-mvólucros de material de mudança de fase, estando o conjunto envolvido por uma manga isolante de acordo com a invenção, (a manga Isolante não representada na parte superior da figura por cima do eixo longitudinal ZZ).

a figura 68 representa em curte transversal as duas bolsas preenchidas com material de mudança de fase,

- a figura 7 è uma vista lateral de um navio de instalação equipado com uma torre de instalação em J.

- as figuras 8A e 8B pormenorizam, em curte e em vista lateral, a montagem ã bordo do navio da figura 7. de um troço suplementar, respectivamente em fase de soldadura e,. seguidamente, em fase da enchimento anelar depois de a manga de acordo com a invenção ter sido descida para a sua posição definitiva,

- as figuras 9A e 98 representam, em curte e em vista lateral, in- võlucros externo 1a e interno 1b cilíndricos de secção circular obtidos por extrusáo e montados nas suas extremidades longitudinais por golas 1c anelares.

A figura 18 representa, em corte e em vista lateral, uma manga 1 de isolamento térmica com parede tubular oca compreendendo uma dupla 25 parede constituída por um invólucro 1a externo e um invólucro 1b interno ligadas entre si por cada das suas extremidades 1c. definindo o conjunto um volume 1d estanque destinado a ser preenchido por um composto isolante graficamente incompressivel, de um modo preferido, um gel, de um modo preferido ainda., um gel de mudança de fase apto a restituir calorias >à condu30 ta de tipo PiP em torno da qual a referida manga está disposta.

Para assegurar uma estabilidade dimensional do invòlucm externo no momento do processo de fabricação e durante as manipulações rio local, n invólucro externo apresenta, cie um moda vantajosa, ondulações 2 ou ranhuras serrilhadas côncavas 2a ou convexas 2b circulares, estendidas transversalmente à direção /2' longitudinal axial da manga da parede Ia, com uma largura de 1 a 5 cm na direção ZZ’ longitudinal espaçadas de modo regular ou não, por exemplo, de 20-30 cm em 20-30 cm.

A referida manga isolante é, de um modo preferido, obtida por moldagem por rotação numa só operação. Na figura 2A_: representou-se, em perspectiva, o principio de encamisagem por moidagem por rotação, conhecido pelo especialista na técnica, e que consiste em fazer rodar, no espaço, em geral de modo pseudo aleatório, segundo dois eixos 3a, 3b, um molde da forma, em geral metálico, no qual se introduziram grânulos de material termoplàstico, tais como poiietifeno, polípropíleno, poíiamida ou ainda PVDF e que se aquece progressivamente, por exemplo num forno, a uma temperatura na qual os grânulos atingem a sua temperatura de fusão. Os grânulos fundidos colam-se, enteo, à parede do molde e, devido ao molde estar a efetuar uma rotação pseudo aleatória segundo dois eixos, a espessura da parede cresce de moda substancialmente uniforme em toda a superfície interna do molde, Quando todos os grânulos estão fundidos, contmua-se a rotação e arrefece-se a parede externa da peça de conexão que serve de molde, ao ar hvre, ou pulverizando água. Quando o molde este frio, abre-se o molde e refíra-se a peça moldada por rotação, efetuando-se a desmoldegern da parte externa, em geral, sem dificuldades, porque o material termoplàstico apresenta uma retração de 0,5 a 2% de acordo com o material. Em contrapartida, para facilitar a desmoldagem da parte do molde em contato com o invólucro 1b interno, fabrica-se, de um modo vantajoso, o referido molde interno em duas partes, esquerda e direita, sendo cada das partes, de um modo vantajoso, perfilada de modo cônico 3c. como pormenorizado na figura 18, ο que permite extrair cada das referidas partes, a parte esquerda para a esquerda e a parte direita para a direita, sendo a ooninidade, de um modo vantajoso, de 1 a 3%, apresentando, por conseguinte, o invólucro 1b interno um perfil bicônico com uma retração do seu diâmetro interno na sua parte 3d central e duas partes cônicas invertidas simétricas de um lado e doutro. Os

20/27 invólucros 1a, 1b externo e interno apresentam uma espessura de 5-5 mm.

Após desmcldagem, cama represerviado na figura 2B_. preenchese o interior Id da referida manga 1 com um composta 4 isolante praticamente inoompressivel a partir de uma abertura 4a que pode ser fechada. O referido composto ísolante, de um mudo preferido, de tipo gel. é transferida, de um modo vantajoso, para o estada liquido até aa enchimento completo do referido volume 1d. seguida mente, o orifício de enchimento è obturado de modo definitivo e perfeitamenie estanque. Utiliza-se, por exemplo, um gel políuretano-querosene da Companhia ARKEMA (França) que é transferido para o estado liquido após mistura dos componentes e que retinula a frio em algumas horas.

A manga 1 de isolamento destina-se a isolar a zona de conexão de dois troços 5a-5b de condutas de tipo PiP, tais como ilustrados nas figuras 5A, 5B, 6A e 811

Na figura 5A. representou-se, em cede e em vista lateral a montagem de dois troços ao nlvei de duas peças 9a, 9b de junção forjadas de revolução, tal como descritas no documento FR 0^2973427, Cada troço é constituído por uma conduta 5ai-5bl externa cilíndrica envolvendo, de modo coaxial, uma conduta 5a2~5b2 interna cilíndrica, sendo a conduta Sat-bbl externa soldada, de modo estanque, em 8a, a uma peça togada, a própria soldada, de modo estanque, em 8b. à conduta 5a2-5b2 interna, para constituir um volume 5a3 preenchido com matenaí iselante, de um modo preferido, sob pressão reduzida de gás, por exemplo, tal como descrito no documento FR n°2878Ô36. Os dois troços sâo montados por soldadura em 7, a bordo da torre 21 de instalação em J instalada a bordo do navio 20 de instalação, tal como ilustrado na figura 7,

Os troços 5 têm um oornpnmento de cerca de 12, 24 ou 48 m e apresentam em tudo o seu comprimento, exceto nas extremidades, um nível de isolamento extremo devido à presença de um material isoiante, de um modo pretendo, associado a uma operação de formação de vácuo forçada para limitar os fenômenos de transmissão de calor por oonveção. Em contrapartida, ao nível das extremidades dos referidos troços conectados entre etes, a ligação metálica maciça entre os dois troços coloca em contato directa o meio ambiente, em geral, àgua a 3-5 X a muito grande profundidade e o petróleo a veicular, em geral a uma temperatura de 40-45 X a 80-100 X. ou mesmo mais·, segue-se, então, ama transferencia térmica e, por conse5 guinte, uma perda de calor do petróleo transportado, o gue pode gerar rolhas de parafina oo a formação de hidratas de gás, se a temperatura se reduzir abaixo de 30-35 X num ponto qualquer da ligação fundo-soperflcie. Assim, procura-se restituir, localmente, ao nível de cada das junções entre troços, um nível de isolamento suficiente para que o encaminhamento do petróleo 10 entre as cabeças de poços e a superfície se faca com um minima de perda de calor.

Este problema de ponte térmica é ainda mais critica no momento das Interrupções de produção, parque a coluna de petróleo bruto è então parada e se na seução principal de troço a perda de calor permanece redu15 zída, devida ao nível de isolamento extrema resultante do principia de PiP, isso já não acontece em frente das conexões entre troços devido à ponte térmica assim criada. Com efeito, um troço de PiP de extensão unitária de 48 rn apresentando um nível de isolamento, em comprimento normal, denominado tPvafue. inferior a 1 W/mÕK, tem o seu valor médio degradada de 20 10-12% devida à ponte térmica existente em cada uma das extremidades, quando as referidas extremidades não são isoladas, Se a extensão umtária for metade, ou sep 24 m, a degradação devida às extremidades não isoladas é duplicada, ou seja, 20-25%. Acontece o mesmo aos troços de comprimento 12 m, a degradação atinge, então, 40/50%, o que torna, então, a 25 tecnologia PiP pouco interessante devido á complexidade e ao custo considerável da sua fabricação,

A instalação de mangas de isolamento em cada das conexões confere um ganho significativo ao isolamento médio de um troço e os valores médios degradados previamente definidos são, então, respectivamente da 30 ordem de 7-8% para um troço de 48 m. de 14-1835 para um troço de 24 m e de 28 -36% para um troço de 12 m.

Em contrapartida, no caso de interrupção de produção, os de

22/27 sempenhos serão os mesmos para cada das extensões unitárias de traço, parque então o fenômenofenómeno de arrefecimento é prinoipalmente localizado ao nival das pontes térmicas, ou seja, ao nível cada uma das conexões entre traços, respectsvamente. todos os 48-50 m, todos os 24-2-5 m ou 5 todos os 12 m.

A titulo de exemplo, uma junção não isolada cria, no caso de interrupção de produção, por exempla, ern caso de incidente a bordo do FPSO, de uma PiP constituída por uma conduta interna de 300 mm de diâmetro e uma conduta externa de 400 mm, veiculando petróleo bruto a 65 C, uma 10 queda de temperatura de 48 ^eC em 4-6 horas, enquanto que esta junção isolada por uma manga injeotada da gel isolante verá esta queda de temperatura durante um período superior a 24 horas. Se. além drsso, uma bolsa 22 interna, descrita a seguir, compreendendo um composto de mudança de fase, tal como um sal fundida, for adicionada, então, a mesma queda de tem15 peratura será atingida apenas apôs 30 a 36 horas, o que limita, assim, radicaimente, os riscos de formação de parafina ou hidrato de gás e deixa, assim, mais tempo para reparar e relançar a produção,

A manga de isolamento, de acordo com a invenção, é sobreposta sobre cada uma das referidas junções 7 de soldadura entre troços, apre20 sentando, a referida manga, uma espessura de material isolante na referida parede oca de 10 a 30 am e estendendo-se a referida manga, de um modo preferido, de um lado e doutro, da referida junção ao longo de um cumprimento superior a 1 m, de um modo preferido, de um comprimento de 1,5 m a 3 m, ou seja, se for caso disso, por cima das condutas 1a externas para a25 tem das peças 9a, 9b de junção ou da soldadura. 6a, 6b de fecho por enrolamento descrita a seguir,

Na figura 6A, representou-se, em norte e em vista lateral, a montagem de dais troças de tipo «enroladas. Cada um dos troços é constituído por um Invólucro 5a1-5b1 externo tubular envolvendo, de mudo coaxial, uma 30 conduta 5a2-5b2 interno, sendo o invólucro 5a1-5b1 externo «enrolado», em cada das suas extremidades, e saldado, de modo estanque, em 6a< 6b, à conduta 5a2~5b2. interna, para constituir um volume 5a3-5b3 preenchido com material Isotente, de um modo preferido, sub pressão reduzida de gás. Q espaço 5a4 entre a conduta Interna não coberto pela conduta externa e pela manga é preenchido, de um mudo vantajoso, por bolsas 20 estanques contendo um composto de mudança de fase, sendo o referido composto, em 5 particular, um sal fundido, A referida bolsa è, de um modo vantajoso, cilíndrica, constituída por duas bolsas 20a, 20b de secção semicircular dispostas diametralmente opostas urna contra a outra, tal oomo representado no cone transversa? 613, de tal mods que a conduta á coberta por duas balsas 20a 20b idênticas, sendo as extremidades direita e esquerda, segundo o eixo ZZ, 10 de um modo vantajoso,, perfiladas 20c para se atestarem o mais próximo possível da conduta 1a externa na zona entre a conduta externa e a parede interna da manga, para além das soldaduras 6a, 6b de enrclamento. Assim., proporciona-se um máximo de volume de bolsa e, por conseguinte, de capacidade calorífica.

Numa versão preferida da invenção representada na figura 3, a manga 1 isolante compreende, no seu meio, e no interior da sua face 1b interna, uma reentrância 21 na qual se insere, der um modo vantajoso, uma bolsa 22 contendo um referido material de mudança de fase, cuja espessura de 1 a 5nm é tal que, depois de colunada dentro da manga isolante, o seu 20 diâmetro interno é ngeíramente superior ao diâmetro interna da parede 1b interna da referida manga de um lado e doutro da zuna 21 côncava. Para facilitar a instalação dentro da referida manga isolante, dispõem-se, de um modo vantajoso, duas semí-bulsas 22a, 22b de seução semicircular dispostas diametraímente opostas uma contra a outra, tal como representado na 25 figura 3A, ou ainda uma só bolsa aberta segundo a geratriz 22c, t.al como representado na figura 3B, que se pode rebater sabre si própria para ser inserida mais facilmente no alojamento 21 côncavo.

Numa versão preferida da invenção, a manga isolante è fabricada em dois tempos, como representado nas figuras 4A, 48 A 4C. Inictetmem30 te, molda-se por rotação, de modo conhecido, o invólucro 1a externo, compreendendo o referido invólucro externo extremidades 1c reforçadas 1e, ou seja, de espessura superior à secçãn principal, tendo a referida espessura 524/237 mm. Seguidamente, insere-se dentro de referido invólucro externo um invólucro interno constituído por um tube th liso obtido, por exemplo, por ux trusão contínua e, depois, cortado em comprimento de modo a que o cumprimento do referido tubo corresponda ao comprimento do invólucro la exit terno, como representado na figura 4A, Uma vez a inserção terminada, soli dariza-se 25 a extremidade 1e do invólucro 1a externo e o referido tubo 1b interno, por exemplo, de mude cenheoido, por soldadura 26 a ar quente ou sob atmosfera de gàs neutro, tal como o azote, de modo a tornar estanque a parede oca da manga de isolamento com o objective de a encher com um 10 gel 4 isolante.

Nas figuras 8A-8B, representou-se, em corte e em vista lateral, a fase de instalação de uma manga numa torre 21 de instalação em J de um navio 20 de instalação, ao nível da junção entre dois troços 5a-5b, tais como definidos recorrendo á figura 5B. A condida 5a em suspensão è mantida na 15 turre de instalação em J devido xá gala 30 situada na periferia da peça 9a forjada. O troço 5b, sobre o qual se instalou, previamente, a manga 1 em posição retraída, ou seja, afastada da zona de montagem por soldadura, ê< depois., levado a contactar com a referida conduta 5a em suspensão e. seguidamente. saldado por um dispositivo 31 de soldadura orbital. Após con20 troto e operações de acabamentos, a manga é descida por deslizamento axial segundo ZZ.‘ de mude a sobrepor-se ã referida soldadura 7, de um mo do preferido, a igual distancia das suas extremidades. A extremidade inferior da referida manga coopera com urna junta, de um made preferido, uma junta 32 tórica pré-instalada no troço 5a inferior em suspensão. Assim, o espaço 25 ou folga 33 dentro da manga, ou seja, entre o invólucro interno da manga e a ou as referidas bolsas 20,22 e o conjunto de condutas coaxials 5a, 5b, pode ser presschido(a) com um composto 34 de enchimento aderente que permite solidarizar a manga nem o conjunto de condutas coaxials, de um modo preferido, um material isotante praticamente iricompressível, fazendo-se o 30 enchimento a partir da extremidade superior da referida manga. O composto 34 pode ser uma resina de peliuretano, carregada ou não corn microesferas de vidro para constituir, então, um complemento de isolamento à manga, ou

25/27 um gel Isolante ou um gel aquoso ou ainda um gelo compreendendo um material de mudança de fase..

Na figura 5B, pelo fato de o troço 5a compreender uma gola 30, a referida manga apresenta, de um modo vantajoso, na sua parte inferior, um diâmetro 35a interno superior ao diâmetro 35b interno da parte superior, sendo o referido diâmetro 35a hgeiramente superior ao diâmetro externo da referida gc-la 30. Isto permite minimizar a quantidade de produto de enchimento na parte superior da manga anima da gula 30 e, em determinados casos, minimizar as tronas térmicas com o exterior.

Nas figuras 9A e 913, representou-se uma variante de realização na qual os invólucros externo la e invólucro interno 1b da manga tèm uma forma cilíndrica rectillnea e são obtidos por extrusâo. os dois, por exemplo, em poliebleno e cujas extremidades longitudinais estão ligadas por soldadura de golas anelares inseridas entre os referidos invólucros interno 1 b e externa 1a às suas extremidades e saldadas através de um instrumento 2.6 descrito previamente.

Nas figuras 5A e 5B, os dois troças ba, 5b compreendem, nada, uma peça 9a, 9b de junção montadas uma na outra. Cada referida peça 9a, 9b de junção é uma peça de junção de revolução delimitada do seguinte modo:

« numa direção radial em relação a um eixo XX‘ longitudinal de revolução da referida peça, esta é delimitada por uma parede interna cilíndrica substancialmente com o mesmo diâmetro que o da secção principal da referida cc-nduta 5a->, 5b-< interna e por uma parede externa oiiindrica com um diâmetro substancialmente igual au diâmetro externo da secção principal da referida conduta 5a<-5b_; externa, e • na direção ZZ¹ axial longitudinal, * do lado da referida peça de junção montada por soldadura 8a à extremidade das referidas condutas externa e interna de um referido elemento unitário de um conjunta de, pelo menus, duas condutas coaxials, as referidas paredes externa e interna da referida peça de junção formam, em secção longitudinal, primeiros ramos, respectivamente, externo 13_; e interno

26/2?

13? com, substanuiaimente, a mesma espessura que as retendes condutas externa 5a í e interna 5b-_: nas quais são montados, delimitando os referidos primeiros ramos externo 13< e interno 13? uma primeira cavidade 14 anelar

14.. e * do lado oposto da referida peça de junção montada numa outra referida peça de junção, ela própria montada por soldadura 8a, 8b á extremidade do referido outro elemento unitário der conjunto de duas condutas coaxials, as referidas paredes externa e interna formam, em secção longitudinal, segundos ramos, respectivamente, externo 15< e interno 15?, delimito tando uma segunda cavidade 16 anelar, * sendo as duas referidas primeira e segunda peças de junção soldadas uma à outra unicamente ao nível da extremidade dos referidos segundas ramos 15; externos, * as extremidades dos referidos dois ramos 15? internos não solid dados entram em contato uma corn a outra, pelo que as referidas segundas cavidades 16 internas não são estanques no que diz respeita ao interior da referida parede interna e da referida condràa interna, e * os fundos das referidas primeira e segunda cavidades 14, 16 estão espaçados na referida direção ZZ’ longitudinal, de modo a delimitar uma zuna cheia maciça da referida peça de junção na qual as referidas paredes externa e interna formam as faces externa e interna de uma mesma parede cilíndrica e os fundos das referidas primeira e segunda cavidades 14. 16 estão espaçados por um comprimento de, pelo menos, 0,5 vezes a espessura máxima da parede da referida peça de junção, de um modo preferi25 do, superior à referida espessura máxima.

As referidas segundas cavidades internas destinam-se a ser preenchidas com o mesmo fluido que circula na conduta interna.

O ponto de contato entre as extremidades livres dos segundos ramos internas das duas peças de junção montadas uma na outra assegura 30 uma quase continuidade da conduta interna e permite evitar fenômenos de turbulência de tipo Vórtice na circulação da fluido nu inferior do conjunto de condutas ao nível da conexão das duas peças de junção.

Por outro lado, o fato de duas peças de junção adjacentes serem soldadas unicamente ao nível da extremidade dos referidos segundos ramos externos, permite que a totalidade dos fenômenos da transferências de carga e de tensões seja localizada ao nível externo e não implique as referidas paredes internas, o que permite controlar melhor os riscos de fissuraçâo ou fenômenos de cansaço e evitar que o dispositivo seja compteiamente arruinado ao nível da parede interna,

Além disso, o fato de as duas extremidades dos referidos segundos ramos internos da duas peças adjacentes, de acordo com a inven ção, não serem soldadas entre si, autoriza movimentos ínfimos das referidas paredes internas face a face devidos a eventuais flexôes ou variações de pressão ou de temperatura e perrmte que as referidas paredes internas se possam deformar plasticamente e permitir uma cslafetagem dos referidos segundos ramos internos sem correr o risco de transferir cargas de com pressão de contato, o que permite evitar perturbar a distribuição de tensões na zona de montagem e que o essencial das tensões seja retornado ao nivel das paredes externas das referidas peças.

Par último, a zona cheia maciça entre os fundos das referidas primeira e segunda cavidades permite transferir os esforços de compressão ou de tracçào entre as condutas interna e externa.

Todas estas características contribuem para melhorar radicalmente o comportamento em flexão, bem como em fadiga, de um dispositivo implicando dois elementos de conjunto coaxial equipado com as referidas peças de junção e conectadas urna à outra, a bordo de navios de instalação.

Claims

1. Conjunto de duos condutas coaxials de tipo PiP, compreendendo, pelo menos, dois elementos (5a, 5b) unitários de condutas coaxiaís compreendendo, seda, uma conduta (5a-,>, 5b?) interna e uma conduta (5a? <

5 5b',) externa com uro espaço (53^, 5M anelar, de um modo pretendo, preenchido com um material Isoíarde. montados extremidade a extremidade por soldadura, caracterizado por compreender uma manga (1) de parede tubular oca em material rígido ou semi-ngido, de um modo preferido, plástico ou material composite, envolvendo a referida conduta em frente da zona (7) de

10 junção por soldadura dos dois referidas elementos (5a, 5b) unitários de condutas coaxials, compreendendo a referida parede tubular oca da manga um invólucro (1a) externo e um invólucro (1b) interno ligados nas suas extremidades (1c) longitudinais de modo estanque, definindo, assim, um volume interno inteiramente preenchido com um material isolante térmico pratica15 mente incompressível. consistindo em um gel isolante,

2. Conjunto da duas condutas ooaxiais de tipo PiP, de acordo com a reivindicação 1. caracterizado por o referido material isolante térmico pratloamente incompressivel ser um gel isolante de mudança de fase (PCM).

3. Conjunto de condutas coaxials, de acordo com a reivindicação

20 1 ou 2, caracterizado por, pelo menos, o referido invólucro interno ou de um modo preferido, pelo menos, o referido invólucro (1a, 1b) externo da referida manga formar uma só peça com elementos (1c) de ligação nas suas extremidades longitudinais, apto a fechar o espaço entre os dois invólucros interno e externo da parede tubular oca da manga na sua extremidade, tendo a

25 referida peça (la-lc) em matéria íermoplástica uma espessura reduzida, inferior a 10 rnm, de um modo preferido, uma espessura com cerca de

4 a 8 mrn, obtida por moldagem par rotação e sendo a referida peça (1a-1c) fixa ao outro invólucro externo ou, respectivamente, interno da parede tubular oca da manga ao nível dos referidos elementos (1c) de hgação.

30 4. Conjunto de elementos de condutas coaxials, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a referida peça (1a, 1c) obtida por moldagem par rotação compreendendo um retendo invólucro interno ou, de um modo pretendo, externo da manga com os referidos elementos (1c) de ligação de extremidade compreender, ao nível do referido invólucro interno ou_;de um modo preferido, invólucro externo da manga, ondulações ou ranhuras (2) convexas (2a) ou côncavas (2b) arredondadas ou serrilhadas.

5. Conjunto de condutas coaxíaís, da acordo com uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizado por um dos referidos invólucros interno ou externo da referida manga solidarizada com os referidos elementos (1c) de ligação de extremidade ser obtida por moldagem por rotação, sendo o outro invólucro externo ou, respectivamente, interno da manga obtido por extrusâo ou por moldagem por rotação a sendo fixo por colagem ou soldadura aos referidos elementos (1c) da ligação,

6. Conjunto de condutas coaxials, de acordo com uma das reivindícações 1 a 4_S caracterizado por a referida parede tubular oca compreendendo os referidos invólucros (1a. 1b) interno e externo e os referidos elamentos (1c) de. ligação de extremidade ser obtida sob a forma de uma úni ca peça monobloco, apresentando o invólucro interno, de um modo preferido, urna forma ligeiramente cõnsoa (3c) e desprovida das referidas ondulações ou ranhuras, de modo a permitir a sua desmoídagem.

7. Conjunto da condutas coaxials, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o referido invólucro (1b) interno da referida parede tubular oca da manga (1) compreender uma zuna média de maior diâmetro que as zonas de extremidade que lhe são adjacentes de um lado e do oui.ro, formando, assim, uma parte (21) côncava na qual, pelo menos, uma primeira bolsa (22) estanque envolvendo o referido conjunto de condu tas coaxiais em toda a sua periferia, preenchida som um material de mudança de fases não isolante, de um modo preferido, um sal fundido, sendo a espessura da bolsa assim preenchida, de um modo preferido, inferior á espessura da referida parte côncava, de um modo preferido ainda, de 1 a 10 cm.

8. Conjunto de condutas ooaxiais, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o referido invólucro (Ia) externo da parede tubular da manga compreender uma parte media de maior diâmetro que as zonas de extremidade que lhe são adjacentes, em frente da referida zona (21) rnédia de maior diâmetro de referido invólucro interno, de modo a manter uma espessura de matenal Isolante pratiuarnente íncompressívet no interior do invólucro na referida zuna (21) rnédla. substancialmente constante em todo o 5 comprimento da referida manga.

9. Conjunta de elementos de condutas coaxials, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8_: caracterizado por a referida manga compreender ainda um material (33) de enchimento, preenchendo o espaço ou a folga entre o referido invólucro (1b) interno da parede tubular da manga 10 e a referida conduta ext.ema(5ai, 5b J ou se for caso disso, conduta interna da conjunto de condutas coaxiais, assegurando o referido material enchimento a ligação da referida manga ao conjunto de condutas coaxiais, de um modo preferido, um material de enchimento endurecívei do tipo resina ou cimento, de um moda preferida ainda, um material isolante térmica.

15 10 Conjunto de condutas coaxiais, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por cada um dos referidos elementos (5a. 5b) unitários de conjunto da condutas coaxiais montados c<mweender, na sua extremidade, uma peça (9a, 9b) de junção de revolução conectada às referidas condutas interna e externa numa extremidade da peça de junção 20 de revolução a sendo as duas poças de junção de revolução montadas par soldadura uma na outra na sua outra extremidade, estando a referida manga centrada cm frente da soldadura de junção (7) entre as duas peças (9a, 9b) de junção de revolução e estendendo-se para atem das soldaduras de conexão (Ba . 8b) entre as referidas peças de junção e cada um dos referidos 25 elementos unitários de conjunto das referidas condutas coaxiais.

11. Conjunto da condutas coaxiais, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por cada referido elemento (5a, 5b) unitária de condutas coaxiais compreender uma extremidade de conduta externa retraida ern relação à extremidade de conduta interna, sendo α espaço (5a$.

30 5bs) anelar entra as referidas condutas externa e interna fechada por enrulamento (6a, 6b), consistindo na deformação da parte terminal da conduta externa cujo extremidade é diretamente caneotada à superfície da conduta (5¾ 5b?) interna, de urn modo preferido, por soldadura, e os dois elementos unitários de condutas coaxials são montados por soldadura (7) um ao nutro ao nível das extremidades das suas condutas infernas, estendendo-se a referida manga (1 > por uma distância de, peto menos, 50 om, de um modo pre5 ferido, pelo menos 1 m„ acima das referidas condutas (5¾ 5b0 externas.

para além das soldaduras (6a, 6b) de enrolamenio, e o espaço entre o Invólucro interno da referida manga e a conduta interna do conjunto das condutas ooaxiaís entre as duas soldaduras de (6a. 6b) enralamento ser preenchido com um material isolante, de um modo preferido, um composto de mu10 dança de tase, de um modo preferido ainda, um sal fundido contido, pelo menos, numa segunda bolsa (20) estanque envolvendo completamente a refenda conduta interna, apresentando a extremidade longitudinal des referidas bolsas, de um modo preferido em corte longitudinal axial, um perfil (20o) biselado de modo a ajustar-se o mais próximo possível da referida conduta 15 externa após a zona de enralamento (6a. 6b) entre a referida conduta (5a _it5b ü externa e o referido invólucro (1b) inferno da referida manga.

12. Conjunto de condutas coaxiaís, de acordo com as reivindicações 1 a 10, caracterizado por cada referido elemento unitário de condutas coaxíaís compreender, na sua extremidade, uma referida peça (9a, 9b) de

20 junção, sendo as duas referidas peças de junção conectadas por soldadura (7) entre elas u urna des referidas peças de junção compreendendo, na sua superfície externa, uma protuberâncra em forma de batente ou gola (30) apta a permitir a retenção, em suspensão, do elemento de oaaduta unitário de condutas coaxíaís que lhe está conectado quando este está numa posição 26 vertical ou inclinada, a partir de um navio (21) de instalação em mar. e a referida manga tubular compreender uma zona de extremidade com urn invólucro interno de diâmetro (35a) superior ao (35b) da extremidade oposta na direção longitudinal, cobrindo a referida zona de extremidade do invólucro snterno de maior diâmetro (35a) o conjunto de condutas coaxials dentro da 30 referida manga, pele menos, desde a referida protuberância ou gola (30).

13. Conjunto de condutas coaxiais, de acordo com uma das reivindicações 7 ou 11, caracterizado por a referida manga envolver referidos

5/5 primeira eZou segunda bolsas de formando duas balsas (22a, 22b e 20a, 20b) semiciimdricas díametraimente opostas de um lado e do outro do conjunto de condutas coaxiais.

14. Conjunto de condutas coaxiais. de acordo com uma das rei-

5 vindlcações i a 2, caracterizado por o comprimento da referida manga estar compreendido entre 1 a 10 m, de um modo preferido, de 2 a 6m, de um modo preferido, com uma espessura de 5 a 25 cm, de um modo preferido ainda.. apresentando os referidos invólucros interno (14) e externo (1a) da parede tubular da manga (1) uma espessura de 2 a 10 mm.

10 15, Manga (1) de isolamento térmica de parede tubular ooa preenchida com um material isolante térmica praticamente incomprassível tal como definido em uma das reivindicações 1 a 14.