BRPI1103533A2

BRPI1103533A2 - tubulação para o transporte submerso de um fluido

Info

Publication number: BRPI1103533A2
Authority: BR
Inventors: Christian Frohne; Ketil Opstad; Jon-Arne Hall
Original assignee: Nexans
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2012-12-11
Also published as: AU2011203076A1; US20120018027A1; EP2410223B1; DK2410223T3; US9027606B2; EP2410223A1; CA2744809A1

Abstract

TUBULAçãO PARA O TRANSPORTE SUBMERSO DE UM FLUIDO. A presente invenção refere-se a uma tubulação para o transporte submerso de um fluido, a qual apresenta um tubo interno metálico resistente à pressão que conduz o fluido, tubo este em torno do qual, para sua estabilização em direção radial, acha-se enrolado pelo menos um cabo metálico perfilado e, para sua estabilização em direção axial, pelo menos um cabo resistente à tração. O tubo interno (1) é um tubo metálico ondulado transversalmente à sua direção longitudinal o qual, para a estabilização em direção radial, acha-se envolvido por pelo menos uma primeira armadura radial (3), a qual é constituída de uma tira perfilada que evolui em forma espiral, culas voltas se localizam bem perto uma da outra ou agarram uma na outra e ficam enganchadas uma com a outra. Em torno da primeira armadura radial (3) acha-se instalado um tubo metálico, como tubo externo (5), ondulado transversalmente à sua direção longitudinal e em torno do tubo externo (5) estão enroladas pelo menos duas camadas de cabos (7, 8) resistentes à tração, de preferência com direções opostas de impacto.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TUBULAÇÃO PARA O TRANSPORTE SUBMERSO DE UM FLUIDO".

Descrição

A presente invenção refere-se a uma tubulação para o transpor- te submerso de um fluido, a qual apresenta um tubo interno metálico, à pro- va de pressão que conduz o fluido, em torno do qual, para sua estabilização mecânica em direção radial, está enrolado pelo menos um cabo metálico perfilado, e para a estabilização em direção axial pelo menos um cabo resis- tente à tração, sendo que entre as camadas individuais de elementos metáli- cos acha-se instalada respectivamente uma camada intermediária de mate- rial isolante (WO-A-OO/36324).

Tais tubulações são empregadas, por exemplo, como tubos mó- veis para o transporte de óleo, gás ou água entre disposições móveis e/ou fixas de instalações de abastecimento de óleo ou gás, que cooperam com plataformas correspondentes construídas no mar. Essas tubulações têm que suportar esforços de carga radiais que por um lado, ocorrem devido à pres- são do óleo internamente e por outro lado, devido à pressão da água do mar externamente, que atua sobre a tubulação especialmente em maiores pro- fundidades com mais de 1000m. Além disso, elas têm que ser resistentes a esforços de carga de tração que atuem na direção axial.

Pelo WO-A-OO/36324 mencionado ao início conhece-se uma tu- bulação armada com um tubo interno construído como uma assim chamada carcaça, a qual está enrolada em forma espiral a partir de uma faixa metálica perfilada, cujas voltas estão enganchadas uma coma outra de forma a agar- rar uma na outra. Sobre a carcaça localiza-se uma camada lisa de um polí- mero que serve para a vedação, camada esta, que está envolvida por duas faixas perfiladas em forma de U que agarram uma na outra. Sobre as faixas estão enroladas duas camadas de arames de aço sob a forma de elementos resistentes à tração, os quais estão envolvidos por uma cobertura de materi- al sintético. A carcaça pode ser facilmente exposta ao óleo, de modo que fica dificultada a sua flexibilidade e portanto, a flexibilidade da tubulação. Além disso, poderiam se formar sedimentos que sob a forma de "óleo velho", levam a sujeiras. Devido à propriedade do polímero, a camada colocada pa- ra a vedação não é vedada à difusão contra componentes agressivos do fluido a ser transportado, os quais, portanto, poderiam danificar através de corrosão as camadas localizadas externamente a essa camada.

A invenção tem como objetivo configurar a tubulação descrita ao

início, de um modo tal que seja possível garantir um transporte de um fluido sem interferências e além disso, seja possível obter uma proteção eficaz contra a água do mar.

Esse objetivo é alcançado de acordo com a invenção pelo fato

de que:

- o tubo interno é um tubo metálico ondulado transversalmente à sua direção longitudinal;

- para a estabilização em direção radial, o tubo interno acha-se envolvido por pelo menos uma primeira armadura radial, a qual é constituída

de uma tira perfilada que evolui em forma espiral, cujas voltas se localizam bem perto uma da outra ou agarram uma na outra e ficam enganchadas uma com a outra;

- em torno da armadura radial acha-se instalado um tubo metáli- co, como tubo externo, ondulado transversalmente à sua direção Iongitudi-

nal;

- em torno do tubo externo estão enroladas pelo menos duas camadas de cabos resistentes à tração, de preferência com direções opos- tas de impacto.

O tubo interno e o tubo externo dessa tubulação são tubos metá-

Iicos ondulados transversalmente na direção longitudinal deles. Eles são produzidos, por exemplo, com uma técnica conhecida, a partir de uma faixa metálica que corre longitudinalmente para dentro, a qual é moldada para formar um tubo com fenda evoluindo na direção longitudinal, que em seguida é soldada, de tal modo que resulte um tubo fechado completamente. Ao fi-

nal, nesse tubo é impressa uma ondulação que pode evoluir em forma espi- ral ou anelar. Devido à ondulação, o respectivo tubo metálico se torna bem flexível e, ao mesmo tempo, mais capaz de suportar cargas radialmente. O tubo interno e o tubo externo podem ser constituídos basicamente de um metal qualquer, que possa ser processado no sentido descrito. Vantajosa- mente, eles são constituídos de aço refinado.

A armadura radial existente na estrutura da tubulação consiste em uma tira perfilada, vantajosamente de metal, que se encontra enrolada em forma espiral em torno do tubo interno. De preferência, a tira perfilada é enrolada com pequena inclinação, que por exemplo, é igual à largura do per- fil. O seu perfil é projetado de tal forma que suas voltas se situem bem juntas uma da outra ou agarrem uma na outra e, desse modo, fiquem enganchadas uma com a outra. Nas duas versões resulta uma estrutura tubular. Uma ar- madura desse tipo, também chamada de carcaça, é conhecida, por exemplo, como tubo de proteção de cabo.

O tubo interno dessa tubulação, como tubo metálico fechado completamente, acha-se portanto, vedado em relação ao fluido a ser trans- portado, de tal modo que ele não fique exposto e nem possa ser sujado. Também uma difusão de componentes agressivos do fluido para o exterior é impedida pelo tubo interno. A mesma primeira armadura radial circundante proporciona à tubulação uma alta estabilidade transversal, de tal modo que a pressão gerada pelo fluido que se move no tubo interno não possa atuar. O tubo externo também é um tubo metálico completamente fechado, de tal modo que as estruturas situadas dentro do mesmo também ficam protegidas contra a água do mar. Os dois cabos resistentes à tração garantem a resis- tência à tração da tubulação, mesmo no caso de comprimentos maiores.

Exemplos de execução do objeto da invenção estão representa- dos nos desenhos. Mostram-se:

Figura 1: uma tubulação de acordo com a invenção, parcialmen- te em corte.

Figuras de 2 a 5: formas complementares de execução da tubu- lação da figura 1.

Para simplificar, nos desenhos só são mostradas seções curtas da tubulação de acordo com a invenção, a partir das quais são mostrados os elementos estruturais.

A tubulação da figura 1 possui um tubo interno 1, que se acha concretizado como tubo metálico ondulado transversalmente à sua direção longitudinal. De preferência, ele é constituído de aço refinado. O tubo interno 1 está envolvido por uma primeira armadura radial 3 mediante a intercalação de uma camada divisória 2 de material isolante. Por cima da primeira arma- dura radial 3 situa-se também uma camada divisória 4 de material isolante, na qual encosta um tubo metálico ondulado transversalmente à sua direção longitudinal, sob a forma de tubo externo 5. O tubo externo 5 acha-se envol- vido por duas camadas de cabos 7 e 8 resistentes à tração, que servem para a estabilização da tubulação, mediante a intercalação de uma camada iso- lante 6, cabos estes que vantajosamente são constituídos de metal, especi- almente aço, ou de aramida. Por cima do cabo 8 da camada externa acha-se instalada uma camada 9 de material isolante. Entre os dois cabos 7 e 8 Ioca- liza-se vantajosamente, uma camada divisória de material isolante. De prefe- rência, os dois cabos 7 e 8 encontram-se enrolados, com direções opostas de impacto, em torno de seus respectivos suportes. Também é possível co- locar mais do que dois cabos resistentes à tração sobre o tubo externo 5.

Para continuar a melhorar a estabilização e para melhorar a pro- priedade de isolamento térmico da tubulação, de acordo com a figura 2 po- de-se colocar uma segunda armadura radial em torno da primeira armadura radial 3 e concentricamente a esta, armadura 10 esta que fica separada da primeira armadura radial 3 por meio de um distanciador 11, indicado apenas esquematicamente.

Segundo a figura 3, o tubo interno 1 pode ser apoiado adicio-

nalmente por um corpo perfilado 12, o qual encosta na camada 2 de material isolante e se projeta para dentro das concavidades das ondulações do tubo interno 1 encostando no mesmo. O corpo perfilado 12 é constituído vantajo- samente, de um material resistente à pressão e à tração, tal como um mate- rial sintético reforçado por fibras ou um metal. Ele deve apresentar boas pro- priedades de deslizamento em comparação com o tubo interno metálico 1. No caso de um tubo interno 1 ondilado em forma espiral, emprega-se so- mente um corpo perfilado 12, o qual se acha então concretizado como espi- ral. No caso de um tubo interno 1 ondulado em forma anelar, para cada con- cavidade de ondulação do mesmo é necessário um corpo perfilado individu- al, de tal modo que o corpo perfilado 12 seja então constituído de uma série de corpos perfilados. Nessa forma de execução da tubulação, pode ser con- veniente por exemplo, que um corpo perfilado desse tipo seja disposto ape- nas em cada segunda ou terceira concavidade de ondulação.

De acordo com a forma de execução da tubulação da figura 4, o tubo externo 5 também pode ser apoiado adicionalmente por um corpo perfi- lado 13, o qual pode ser concretizado do mesmo modo que o corpo perfilado 12. Ele encosta na camada 6 de material isolante e se projeta para dentro das concavidades de ondulação do tubo externo 5, encostando neste.

De acordo com a figura 5, no tubo interno 1 também pode ser disposta uma mangueira 14, revestindo este de material isolante, a qual também é chamada de "liner". Para a compensação de pressão com o es- paço oco situado entre o tubo interno 1 e a mangueira 14, a mangueira 14 pode ser perfurada por todo o seu comprimento através da produção de fu- ros.

Claims

1. Tubulação para o transporte submerso de um fluido, a qual apresenta um tubo interno metálico resistente à pressão que conduz o fluido, tubo este em torno do qual, para sua estabilização em direção radial, acha- se enrolado pelo menos um cabo metálico perfilado e, para sua estabilização em direção axial, pelo menos um cabo resistente à tração, sendo que entre cada uma das camadas de elementos metálicos acha-se disposta respecti- vamente uma camada intermediária de material isolante, caracterizada pelo fato de que: - o tubo interno (1) é um tubo metálico ondulado transversalmen- te à sua direção longitudinal; - para a estabilização em direção radial, o tubo interno (1) acha- se envolvido por pelo menos uma primeira armadura radial (3), a qual é constituída de uma tira perfilada que evolui em forma espiral, cujas voltas se localizam bem perto uma da outra ou agarram uma na outra e ficam engan- chadas uma com a outra; - em torno da primeira armadura radial (3) acha-se instalado um tubo metálico, como tubo externo (5), ondulado transversalmente à sua dire- ção longitudinal; - em torno do tubo externo (5) estão enroladas pelo menos duas camadas de cabos (7, 8) resistentes à tração, de preferência com direções opostas de impacto.

2. Tubulação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pe- lo fato de que a primeira armadura radial (3) está envolvida por uma segun- da armadura radial (10) mediante a intercalação de um distanciador (11).

3. Tubulação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteriza- da pelo fato de que no tubo interno (1) acha-se disposta uma mangueira (14) de material isolante que reveste o mesmo.

4. Tubulação de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pe- lo fato de que a mangueira (14) acha-se perfurada por todo seu comprimen- to.

5. Tubulação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pe- Io fato de que os cabos resistentes à tração (7, 8) estão embutidos entre camadas de material isolante.

6. Tubulação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pe- lo fato de que acham-se presentes corpos perfilados (12, 13) que agarram por fora na ondulação do tubo interno (1) e/ou do tubo externo(5) e que ser- vem para o apoio.