BR102013009665A2

BR102013009665A2 - Corpo de tubo flexível e método de produzir o mesmo

Info

Publication number: BR102013009665A2
Application number: BRBR102013009665-2A
Authority: BR
Inventors: Iwan Rhys Harries
Original assignee: Wellstream Int Ltd
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2015-06-30
Also published as: BR122019024372B1; AU2013205311B2; US9505026B2; US20130276930A1; CN107718482B; DK2653291T3; AU2013205310A1; BR102013009501B1; AU2013205311A1; US9630207B2; MY161979A; CA2813245A1; EP2653291B1; EP2653288A1; BR102013009501A2; EP3034921A1; EP2653291A1; EP2653288B1; CN103372986A; CN103372987A

Abstract

Corpo de tubo flexível e método de produzir o mesmo. A presente invenção se refere a um corpo de tubo flexível e método de produzir o mesmo. Em particular, mas não exclusivamente, a presente invenção se refere ao uso de polímeros incluindo materiais termoplásticos para formar uma ou mais camada de corpo de tubo flexível, e um método de tratamento par aumentar as características do polímero. Tradicionalmente tubo flexível é utilizado para transportar fluidos de produção, tal como óleo e/ou gás e/ou água, a partir de um local para o outro. Tubo flexível é particularmente útil na conexão de um local submarino (que pode ser águas profundas, quer dizer 1000 metros ou mais) a um local a nível do mar. O tubo pode ter um diâmetro interno de tipicamente até cerca de 0,6 metros. Tubo flexível é em geral formado como um conjunto de um corpo de tubo flexível e um ou mais encaixes de extremidade. O corpo do tubo é tipicamente formado como uma combinação de materiais em camadas que forma um conduto contendo pressão. A estrutura do tubo permite grandes deflexões sem ocasionar tensões de flexão que prejudicam a funcionalidade do tubo por sua vida útil. O corpo do tubo é em geral construído como uma estrutura combinada incluindo camadas metálicas e de polímero. Tubo flexível não ligado tem diso usado para desenvolvimentos em águas profundas (menos do que 1,005.84 metros (3.300 pés) e águas ultra profundas (mais do que 3,300 pés). É a crescente demanda por óleo que está fazendo com que a exploração ocorra em maior e maior profundidade onde os fatores ambientais são mais extremos. Por exemplo, nas referidos ambientes de águas profundas e águas ultra profundas a temperatura do leito do oceano aumenta o risco dos fluidos de produção resfriarem a uma temperatura que pode levar ao bloqueio do tuo. Profundidades maiores também aumentam a pressão associada com o ambiente no qual o tubo flexível deve operar. Como resultado a necessidade de altos níveis de desembpenho a partir das camadas do corpo de tubo flexível é aumentada. Tubo flexível pode também ser usado para aplicações em águas rasas (por exemplo, menos do que cerca de 500 metros profundidade) ou mesmo para aplicações em terra (terrestre). Em tudob flexíveis são com frequência usadas camadas de polímeiro, tal como pvdf (fluoreto de polivinilideno), que pode ser formado por extrusão. A maioria dos polímeros terá uma determinada tensão permitida máxima acima da qual o risco de dano ao material é muito maior. Em tubos flexíveis onde a camada de polímero se encontra adjacente a um camada de blindagem (tal como uma camada de barreira de polímero adjacente a camada de blindagem de pressão metálica), a camada de polímero pode ser submetida a tensões altamente localizadas relativamente severas e não uniformes. Isso é em virtude da camada de blindagem ser em geral formada a partir de fios de intertravamento de determinada seção transversal, e há determinados espaços entre enrolamento adjacentes. A camada de polímero tende a se arrastar par adentro dos espaços quando sob pressão. A presente invenção se refere a um corpo de tubo flexível e método de produzir um corpo de tubo flexível. O método inclui proporcionar uma camada tubular; e direcionar um reagente químico em direção da porção de superfície da camada tubular, em que a camada tubular compreende um polímero extrusado, e em que o reagente químico é adequado para mudar uma ou mais propriedades físicas ou mecânicas da proporção da espessura da camada tubular extrusada.

Description

“CORPO DE TUBO FLEXÍVEL E MÉTODO DE PRODUZIR O MESMO” A presente invenção se refere a um corpo de tubo flexível e método de produzir o mesmo. Em particular, mas não exclusivamente, a presente invenção se refere ao uso de polímeros incluindo materiais termoplásticos para formar uma ou mais camada de corpo de tubo flexível, e um método de tratamento para aumentar as características do polímero.

Tradicionalmente tubo flexível é utilizado para transportar fluidos de produção, tal como óleo e/ou gás e/ou água, a partir de um local para o outro. Tubo flexível é particularmente útil na conexão de um local submarino (que pode ser aguas profundas, quer dizer 1000 metros ou mais) a um local a nível do mar. O tubo pode ter um diâmetro interno de tipicamente até cerca de 0,6 metros. Tubo flexível é em geral formado como um conjunto de um corpo de tubo flexível e um ou mais encaixes de extremidade. O corpo do tubo é tipicamente formado como uma combinação de materiais em camadas que forma um conduto contendo pressão. A estrutura do tubo permite grandes deflexões sem ocasionar tensões de flexão que prejudicam a funcionalidade do tubo por sua vida útil. O corpo do tubo é em geral construído como uma estrutura combinada incluindo camadas metálicas e de polímero.

Tubo flexível não ligado tem sido usado para desenvolvimentos em águas profundas (menos do que 1,005.84 metros (3,300 pés) e águas ultra profundas (mais do que 3,300 pés). É a crescente demanda por óleo que está fazendo com que a exploração ocorra em maior e maior profundidade onde os fatores ambientais são mais extremos. Por exemplo, nas referidos ambientes de aguas profundas e aguas ultra profundas a temperatura do leito do oceano aumenta o risco dos fluidos de produção resfriarem a uma temperatura que pode levar ao bloqueio do tubo. Profundidades maiores também aumentam a pressão associada com o ambiente no qual o tubo flexível deve operar. Como resultado a necessidade de altos níveis de desempenho a partir das camadas do corpo de tubo flexível é aumentada.

Tubo flexível pode também ser usado para aplicações em águas rasas (por exemplo, menos do que cerca de 500 metros profundidade) ou mesmo para aplicações em terra (terrestre).

Em tubos flexíveis são com frequência usadas camadas de polímero, tal como PVDF (fluoreto de polivinilideno), que pode ser formado por extrusão. A maioria dos polímeros terá uma determinada tensão permitida máxima acima da qual o risco de dano ao material é muito maior. Em tubos flexíveis onde a camada de polímero se encontra adjacente a um camada de blindagem (tal como uma camada de barreira de polímero adjacente a camada de blindagem de pressão metálica), a camada de polímero pode ser submetida a tensões altamente localizadas relativamente severas e não uniformes. Isso é em virtude da camada de blindagem ser em geral formada a partir de fios de intertravamento de determinada seção transversal, e há determinados espaços entre enrolamentos adjacentes. A camada de polímero tende a se deformar e se arrastar para dentro dos espaços quando sob pressão.

Por exemplo, será entendido que um tubo flexível é um conjunto de uma porção de um corpo do tubo e um ou mais encaixes de extremidade em cada um dos quais uma respectiva extremidade do corpo do tubo é terminada. A figura 1 ilustra como o corpo do tubo 100 pode ser formado a partir de uma combinação de materiais em camadas que formam um conduto contendo pressão. Deve ser observado que as espessuras das camadas são mostradas por questões de ilustração apenas.

Como ilustrado na figura 1, o corpo do tubo pode incluir uma camada de carcaça mais interna opcional 101. A carcaça proporciona uma construção intertravada que pode ser usada como a camada mais interna para evitar, totalmente ou parcialmente, o colapso de uma bainha de pressão interna 102 em virtude da descompressão do tubo, pressão externa, e pressão de blindagem de tensão e cargas de impacto mecânicas. Como é conhecido no campo técnico, há operações de aplicações em ‘furo suave’ (isto é, sem a carcaça) assim como ‘furo bruto’ (com a carcaça). A camada de carcaça pode ser formada a partir de uma fita metálica helicoidalmente enrolada tendo uma seção transversal formada para permitir o intertravamento de porções de fita enrolada adjacentes. A bainha de pressão interna 102 atua como uma camada de retenção de fluido e compreende a camada de polímero que garante a integridade do fluido interno. Deve ser entendido que essa camada pode em si compreender uma série de subcamadas. Será observado que quando a camada de carcaça opcional é utilizada a bainha de pressão interna é com frequência referida como por aqueles versados na técnica como a camada de barreira. Em operação sem a referida carcaça (assim chamada operação de furo suave) a bainha de pressão interna pode ser referida como um revestimento.

Adicionalmente, e não mostrado na figura 1, pode também ser incluída uma camada de desgaste entre a camada de carcaça e bainha de pressão interna. A camada de desgaste (ou sacrificial) pode ser a camada de polímero (com frequência extrusado mas algumas vezes na forma de fita) pretendida para proporcionar uma superfície mais lisa ou leito para a camada de barreira a ser extrusada sobre o que seria o caso sobre a camada de carcaça, que pode ter ondulações e espaços entre recobrimentos; a referida superfície de camada de desgaste mais lisa pode permitir que a camada de barreira experimente níveis mais elevados de tensão geral (extensão) como um resultado de flexão e pressão as concentrações de tensão pelo fato de que o que resta das concentrações de tensão local é relativamente pequeno e insignificante. Sem a referida camada de desgaste a barreira de polímero extrusado pode exibir uma superfície interna ondulada com cúspides salientes de material que naturalmente fluíram para dentro dos espaços na camada de carcaça durante o processo de extrusão; as referidas cúspides atuam como concentradores de tensão quando o polímero é tensionado.

Uma camada de blindagem de pressão opcional 103 é uma camada estrutural que aumenta a resistência do tubo flexível a pressão interna e externa e cargas de impacto mecânico. A camada também suporta estruturalmente a bainha de pressão interna, e tipicamente consiste de uma construção intertravada de fios com um ângulo de incidência próximo de 90°. O corpo de tubo flexível também inclui uma primeira camada de blindagem de tensão opcional 105 e segunda camada de blindagem de tensão opcional 106. Cada camada de blindagem de tensão é usada para sustentar cargas de tensão e pressão interna. A camada de blindagem de tensão é com frequência formada a partir de uma pluralidade de fios metálicos (para proporcionar resistência para a camada) que são localizadas sobre uma camada interna e são helicoidalmente enroladas ao longo do comprimento do tubo em um ângulo de incidência tipicamente entre cerca de 10° a 55°. As camadas de blindagem de tensão são com frequência contra enroladas em pares. O corpo de tubo flexível mostrado também inclui camadas de fita opcionais 104 que ajudam a conter camadas subjacentes e em alguma extensão evitar a abrasão entre as camadas adjacentes. O corpo de tubo flexível também tipicamente inclui camadas de isolamento opcionais 107 e uma bainha externa 108, que compreende uma camada de polímero usada para proteger o tubo contra penetração de água do mar e outros ambientes externos, corrosão, abrasão e danos mecânicos.

Cada tubo flexível compreende pelo menos uma porção, algumas vezes referida como um segmento ou seção de corpo do tubo 100 junto com um encaixe de extremidade localizado em pelo menos uma extremidade do tubo flexível. Um encaixe de extremidade proporciona um dispositivo mecânico que forma a transição entre o corpo de tubo flexível e um conector. As diferentes camadas de tubo como mostradas, por exemplo, na figura 1 são terminadas no encaixe de extremidade de tal modo a transferir a carga entre o tubo flexível e o conector. A figura 2 ilustra um conjunto elevador 200 adequado para transportar fluido de produção tal como óleo e/ou gás e/ou água a partir de um local submarino 201 a uma plataforma flutuante 202. Por exemplo, na figura 2 o local submarino 201 inclui uma linha de fluxo submarina. A linha de fluxo flexível 205 compreende um tubo flexível, que se encontra completamente ou em parte, no leito do oceano 204 ou enterrada abaixo do leito do oceano e usada em uma aplicação estática. A plataforma flutuante pode ser proporcionada por uma plataforma e/ou boia ou, como ilustrado na figura 2, um navio. O conjunto elevador 200 é proporcionado como um elevador flexível, quer dizer um tubo flexível 203 que conecta o navio à instalação no leito do oceano. O tubo flexível pode ser em segmentos de corpo de tubo flexível com encaixes de conexão de extremidade.

Será observado que há diferentes tipos de elevador, como é bem conhecido por aqueles versados na técnica. Modalidades da presente invenção podem ser usadas com qualquer tipo de elevador, tal como um elevador livremente suspenso (elevador de catenária livre), um elevador retensionado a alguma extensão (boias, correntes), elevador totalmente retensionado ou encerrado em um tubo (tubos I ou J). A figura 2 também ilustra como as porções de tubo flexível podem ser utilizadas como uma linha de fluxo 205 ou tubo de ponte 206.

De acordo com as regulamentações da indústria, todas as estruturas de tubo flexível devem passar por um teste de aceitação de fábrica (FAT) antes da venda. Isso envolve pressurizar um furo de tubo com um fluido tal como água a 1,5 vezes a pressão de uso usual. A água é assim um meio de pressurizar. A aplicação de pressão interna (isto é, pressão a partir de dentro do furo) para o tubo produz expansão radial em todas as camadas e isso é quando a camada de polímero sofre deformação e tende a fluir para dentro dos espaços de uma camada de blindagem subjacente. Em pressões elevadas (cerca de 8000 psi / 55 MPa ou mais), a distribuição da tensão resultante dentro da camada de polímero pode ser altamente localizada nas áreas em torno dos espaços, e o material de polímero pode se deformar por cavitação em vez de por fluxo plástico. Isso pode por sua vez resultar na formação de microfissuras ou microra-chaduras na superfície radialmente interna da camada de polímero. Durante qualquer carga subsequente (tal como a carga experimentada durante o uso normal no transporte de fluidos de produção) as referidas microfissuras podem então se estender para formar rachaduras mais longas / mais profundas através da camada de polímero. Isso aumenta o risco de falha da camada de polímero e pode de fato levar a perda de contensão de pressão, tendo um efeito adverso na vida útil do tubo flexível.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção é proporcionado um método de produzir um corpo de tubo flexível, compreendendo: proporcionar uma camada tubular; e direcionar um reagente químico em direção da porção de superfície da camada tubular, em que a camada tubular compreende um polímero extrusado, e em que o reagente químico é adequado para mudar uma ou mais propriedades físicas ou mecânicas de uma proporção da espessura da camada tubular extrusada.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção é proporcionado um corpo de tubo flexível formado por um processo compreendendo: proporcionar a camada tubular; e direcionar um reagente químico em direção da porção de superfície da camada tubular, em que a camada tubular compreende um polímero extrusado, e em que o rea-gente químico é adequado para mudar uma ou mais propriedades físicas ou mecânicas da proporção da espessura da camada tubular extrusada.

De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção é proporcionado um corpo de tubo flexível para transportar óleo ou gás ou outro referido fluido a partir de um local submarino, compreendendo: uma camada tubular compreendendo um polímero, em que a camada tubular tem uma porção de borda radialmente interna ou uma porção de borda radialmente externa que tem um módulo elástico que é mais baixo do que o restante da camada tubular.

De acordo com um quarto aspecto da presente invenção é proporcionado um método substancialmente como aqui descrito com referência aos desenhos.

De acordo com um quinto aspecto da presente invenção é proporcionado um corpo de tubo flexível substancialmente como aqui descrito com referência aos desenhos.

Determinadas modalidades da presente invenção proporcionam a vantagem de que um corpo de tubo flexível é proporcionado sendo tratado para reduzir, inibir ou evitar micro-fissuras.

Determinadas modalidades da presente invenção proporcionam a vantagem de que um método de tratar um corpo de tubo flexível é proporcionado para reduzir, inibir ou evitar microfissuras, que pode ser convenientemente incorporado nos processos atuais de fabricação de tubo.

Modalidades da presente invenção são adicionalmente descritas daqui em diante com referência aos desenhos anexos, nos quais: A figura 1 ilustra um corpo de tubo flexível; A figura 2 ilustra um conjunto elevador; A figura 3 mostra um diagrama de fluxo que ilustra um método de proporcionar um tubo flexível;

Afigura 4 ilustra uma representação esquemática do método da figura 3; A figura 5 mostra outro diagrama de fluxo que ilustra um método de proporcionar um tubo flexível; e A figura 6 ilustra um método de proporcionar um tubo flexível.

Nos desenhos números de referência similares se referem a partes similares.

As figuras 3 e 4 ilustram uma modalidade da presente invenção na qual um corpo de tubo flexível 400 é fabricado. Na primeira etapa S11 um comprimento tubular de material polimérico é proporcionado para formar uma camada polimérica 401 do corpo de tubo flexível. No referido exemplo, o material polimérico é PVDF e formado como a camada de desgaste 401 do corpo do tubo, e é proporcionado por extrusão sobre a camada de carcaça pré-formada (não mostrada) em um modo conhecido.

Na segunda etapa S12, antes ou enquanto a camada de barreira 403 está sendo formada (etapa S13), um tratamento é realizado com o que as camadas poliméricas são tratadas com um produto químico. Aqui, acetona é pulverizada a partir de um bocal 407 localizado em uma posição próxima do ponto no qual a camada de barreira 403 está sendo aplicada à superfície da camada de desgaste 401. Uma pulverização ou névoa ou líquido que engloba completamente circunferencialmente de acetona 409 é proporcionada sobre uma área de camada de desgaste 401 logo antes de super-formar a camada de barreira 403, a acetona se apresentando a, e tratando, as superfícies adjacentes não só da barreira de polímero mas também as camadas de desgaste 401,403. O bocal 407 pode ser posicionado para direcionar a pulverização entre a camada de desgaste 401 e a camada de barreira 403. A pulverização 409 substancialmente reveste a porção de corpo de tubo flexível em ambas a superfície radialmente externa da camada de desgaste e a superfície radialmente interna da camada de barreira. A pulverização química 409 em contato com as camadas de polímero 401 e 403 é capaz de reagir com as camadas de modo a tratar quimicamente a superfície dos polímeros nas referidas superfícies.

Na terceira etapa S13, um comprimento tubular adicional de material polimérico 403 é proporcionado. Nesse exemplo, o material polimérico é também PVDF e formado como a camada de barreira 403 do corpo do tubo. A camada de barreira 403 é proporcionada por extrusão sobre a camada de desgaste 401 em um modo conhecido.

Na presente modalidade, a extrusão é realizada por direcionar PVDF em um estado fluível em direção da camada de desgaste 401 via um bocal 405 e formado em torno da camada de desgaste 401 usando uma cabeça e ponta de extrusão (não mostradas) para controlar o formato e a característica concêntrica da referida camada tubular de barreira adicional 403 sendo formada. Ao mesmo tempo, as camadas formadas de tubo flexível (incluindo a camada de carcaça e a camada de desgaste 401) são movidas em uma direção horizontal indicada pela seta A na direção do eixo longitudinal do tubo. Isso permite que o material flui-vel cubra a camada de desgaste e forme a camada tubular adicional 403.

Embora a descrição acima se refira ao uso de acetona, muitos produtos químicos podem ser usados de modo a mudar uma propriedade física da camada polimérica. O produto químico pode ser um óleo ou fluido de hidrocarboneto, um solvente polar (tal como ál-coois comuns), ou solventes não polares (por exemplo, benzeno ou tolueno), ou solventes líquidos iônicos ou supercríticos. Exemplos adicionais de possíveis produtos químicos são: sulfóxido de dimetila, Metil Etil Cetona, Sebacato de Dibutila (DBS), Xileno, Monoetileno Gli-col (MEG), e Acetato de Etila. O produto químico pode também ser uma mistura, suspensão ou liga de produtos químicos de modo a proporcionar o ingrediente ativo no local desejado, por exemplo, um gel contendo o produto químico solvente, ou um óleo e emulsão solvente, ou uma mistura de um óleo de silicone de super baixa viscosidade com o produto químico ativo pode também ser usado. Alguns dos referidos produtos químicos ou combinações de produtos químicos podem necessitar de ativação usando calor ou pressão de modo que os mesmos efetivamente reagem com a superfície do polímero.

De fato um fluido transportador pode conter bolsos ou bolhas com o produto químico ativo nos referidos bolsos que liberam os seus conteúdos seja por pressurização entre as duas camadas de polímero 401 e 403 ou a partir da temperatura de extrusão, ou como um resultado da remoção do fluido transportador a partir de em torno dos referidos bolsos de produto químico ativo através de evaporação, permeação, ou reação com a superfície dos bolsos.

Adicionalmente o polímero de revestimento ou de camada de desgaste pode ser dosado com o produto químico ativo de tal modo que o produto químico ativo é liberado com o tempo. A referida liberação irá agir na camada extrusada sobre o topo e proporciona o tratamento de produto químico necessário e desejado para a superfície interna da camada de barreira.

Com a formação do corpo de tubo flexível completo, isso pode ser imediatamente ou posteriormente seguido pela FAT. O tratamento das camadas de polímero com acetona é usado para mudar uma ou mais propriedade da superfície das camadas. Nesse caso a propriedade física inclui a rigidez ou módulo elástico (módulo de elasticidade de Young) e resistência de rendimento. O produto químico atua como um semi-solvente, que tem o efeito de amolecer o polímero sem dissolver o polímero.

Foi observado pelos inventores que, surpreendentemente, ao se tratar quimicamen-te a camada de polímero, tal como a camada de barreira de um corpo de tubo flexível, mi-crofissuras na camada durante a pressurização posterior do corpo de tubo flexível são reduzidas ou evitadas (por exemplo, durante o Teste de Aceitação de Fábrica ou quando o corpo do tubo está em uso para transportar fluidos de produção ou injetar fluidos em um poço para manter a pressão do reservatório). Ou seja, como um resultado do tratamento, a camada de polímero deve ser mais resistente a fissuras e rachaduras sob pressão a partir do furo do tubo. O tratamento é aplicado em um modo controlado de modo a apenas afetar a porção na superfície da camada. Essa mudança de estrutura molecular da superfície radialmente interna da camada é suficiente para evitar microfissuras embora a porção radialmente externa da camada (que é a porção que é impulsionada entre os espaços em uma camada de blindagem subjacente) não seja tratada. É observado que o tratamento de produto químico aumenta a elasticidade e a robustez do polímero sob pressão na superfície interna suficientemente para evitar a iniciação das microfissuras. O amolecimento relativo do material na área de superfície radialmente interna faz com que o material de polímero se mova para dentro de quaisquer espaços que estejam presentes entre os enrolamentos de uma camada de blindagem subjacente quando sob pressão. Isso ajuda o polímero a fluir parcialmente dentro dos espaços sem cavitação e sob uma tensão relativamente baixa. Uma vez que o polímero tenha movido a quantidade desejada dentro dos espaços, como um resultado do estágio de tratamento, o polímero permanece naquela posição.

Portanto, as áreas da camada polimérica, que pode ter sido submetido a alta tensão localizada sob alta pressão (a partir da FAT ou em uso) em arranjos conhecidos de tubo em virtude da proximidade dos espaços, não são submetidos a referida alta tensão em uso adicional. Ou seja, mesmo quando o corpo do tubo sofre alta pressão em FAT ou uso, os níveis de tensão não são tão elevados quanto os outros arranjos conhecidos. Foi comprovado que essa redução significantemente ou completamente evita quaisquer microfissuras na camada polimérica durante o seu uso futuro após o estágio de tratamento, incluindo durante a FAT e uso no transporte de fluidos de produção. A influência sobre o polímero pelo estágio de tratamento pode ser permanente ou temporária. Se a influência for permanente, então a camada de polímero (por exemplo, camada de barreira 403) terá as vantagens acima mencionadas em termos de reduzida ou zero chance de microfissuras em uso futuro como um tubo flexível. Se a influência for temporária, então a camada de polímero resultante terá vantagens suficientemente longas para os benefícios a serem vistos durante a FAT.

Deve ser observado que a tratamento de produto químico na porção de superfície da camada de polímero tal como a camada 403 pode ser visto enfraquecer as propriedades de superfície da camada de polímero (permanente ou temporariamente). Entretanto, a referida porção de superfície pode ser apenas uma proporção muito pequena da espessura total de seção transversal. Por exemplo, a porção de seção transversal da camada de polímero pode ser apenas 0,1 mm de espessura, ou 0,5 mm de espessura, ou 1 mm de espessura, por exemplo. A porção de camada de polímero restante que não foi submetida a tratamento, por exemplo, aproximadamente 6 mm de espessura, ou 8 mm de espessura, ou 10 mm de espessura, permanecerá em completa resistência e suficiente para adequadamente realizar a função da camada de retenção de fluido. Será observado que as espessuras e os materiais precisos dependerão dos parâmetros específicos de uso e podem ser determinados por aqueles versados na técnica.

Outra modalidade da presente invenção é mostrada na figura 5. Esta é similar em algumas maneiras à primeira modalidade e portanto por uma questão de concisão nem todos os detalhes serão repetidos.

Na etapa S21 um comprimento tubular de material polimérico é proporcionado para formar a camada polimérica de um corpo de tubo flexível. Nesse exemplo, o material polimérico é mais uma vez PVDF e formado como um revestimento do corpo do tubo, e é proporcionado por extrusão em um mandril (não mostrado) em um modo conhecido.

Na etapa S22 um estágio de tratamento é realizado com o que a camada polimérica é tratada com um produto químico. Aqui, fluido com base em óleo de silicone é pulverizado em um local próximo da camada polimérica recentemente formada (embora seja entendido que o referido tratamento pode ser realizado em qualquer tempo após a formação da camada). O óleo de silicone tem uma viscosidade cinemática mais baixa do que a maioria dos óleos de silicone atualmente usados na indústria, por exemplo, com uma viscosidade cinemática super baixa de cerca de 50 cSt (50 mm2-s"1) ou menos, ou particularmente conveniente uma viscosidade cinemática de menos do que 20 cSt (20 mm2-s 1). Uma pulverização ou névoa do fluido com base em óleo de silicone é formada em uma área em torno da porção de revestimento após ser formada. O fluido substancialmente reveste a superfície radialmente externa da camada e trata a camada de acordo com a sua superfície externa.

Opcionalmente, um comprimento tubular adicional de material polimérico pode ser extrusado antes de e/ou após a camada polimérica tubular de etapa S21.

Com a referida modalidade o resultado é uma camada de polímero para um corpo de tubo flexível que foi tratado com um reagente químico em pelo menos uma superfície do mesmo.

Outra modalidade da presente invenção será agora descrita na qual um corpo de tubo flexível é fabricado. Em uma primeira etapa um comprimento tubular de material polimérico é proporcionado para formar a camada polimérica do corpo de tubo flexível. No referido exemplo, o material polimérico é PVDF como um revestimento do corpo do tubo, e é proporcionado por extrusão em um mandril em um modo conhecido.

Em uma segunda etapa a camada de resistência, que nesse caso é a camada de blindagem de pressão, é proporcionada sobre o revestimento. A camada de blindagem de pressão é formada a partir de uma tira alongada de aço carbono tendo um perfil de seção transversal em geral em forma de Z. A tira é formada a partir de um processo de rolagem de fio para ter porções conectoras macho e fêmea correspondentes de modo que na medida em que a tira é enrolada sobre a camada polimérica enrolamentos adjacentes se intertra-vam.

Em uma terceira etapa, um estágio de tratamento é realizado com o que a camada polimérica é tratada com um produto químico. Mais especificamente, a superfície radialmente interna da camada polimérica é embebida com um produto químico de modo a mudar pelo menos uma propriedade física da camada.

Um exemplo do estágio de tratamento será agora descrito com referência à figura 6. Um conduto de entrada de fluido 502 é conectado à primeira extremidade 506 do corpo de tubo flexível 501 por meio de um membro de bomba 508. O corpo do tubo é convenientemente armazenado em um carretei 510 ao mesmo tempo em que é submetido ao estágio de tratamento. Acetona é então bombeada através do corpo do tubo. A acetona que sai da segunda extremidade 514 do corpo do tubo pode ser recirculada de volta para a primeira extremidade do corpo do tubo (em direção da seta B por meio de um conduto 516). O referido enxágue com acetona é continuado por até 2 horas.

Subsequente ao estágio de tratamento, o corpo do tubo pode então passar pelo Teste de Aceitação de Fábrica usual por pressurizar o corpo do tubo a uma predeterminada pressão, imediatamente ou separadamente. O corpo do tubo pode ser cortado em comprimentos mais curtos e os comprimentos separados então submetidos a uma FAT. A camada polimérica pode apenas se expandir nos espaços da camada de resistência por ocasião da FAT. Entretanto, o tratamento de produto químico para a superfície interna é suficiente para reduzir a tensão e portanto as microfissuras da camada. O método da figura 6 efetivamente proporciona um estágio de tratamento no qual a superfície radialmente interna da camada polimérica é exposta a acetona pela predeterminada extensão de tempo. A exposição ocasiona uma mudança na rigidez da porção da camada polimérica no lado radialmente interno, sem degradação prejudicial da camada polimérica. O produto químico atua como um semissolvente, que tem o efeito de amolecer o polímero sem dissolver o polímero. Várias modificações nos desenhos detalhados como descritos acima são possíveis. Por exemplo, a(s) camada(s) polimérica(s) tratada(s) pode ser qualquer camada(s) do corpo do tubo e não limitado a camada de desgaste, revestimento ou camada de barreira. A camada de blindagem pode de modo similar ser qualquer camada do corpo de tubo flexível tal como a camada de resistência, a camada de blindagem de pressão, a camada de blindagem de tensão, etc. A camada polimérica não precisa estar diretamente adjacente a uma camada de blindagem; podem haver camadas intermediárias tais como uma camada de fita sacrificial. Para o corpo de tubo flexível com mais do que uma camada polimérica, o método descrito acima pode ser empregado mais do que uma vez de modo a tratar cada uma das camadas poliméricas de cada vez ou em conjunto. O estágio de tratamento pode ser realizado diretamente sobre a camada de barreira com a camada de carcaça presente, uma vez que a camada de carcaça não é hermética a fluido e irá permitir que a pulverização ou a névoa flua entre as mesmas para acessar a camada polimérica de barreira. O produto químico de tratamento pode ser incorporado em ou combinado com os grânulos de polímero usados no processo de extrusão para uma camada extrusada ou uma fita extrusada a ser enrolada sobre o tubo como uma camada de desgaste, desse modo proporcionando a camada com o meio de liberar os produtos químicos ativos com o tempo, ou como um resultado de um evento (tal como a aplicação de calor ou pressão) a partir daquela camada nas camadas de polímero adjacentes.

Os materiais usados para o estágio de tratamento podem ser escolhidos de acordo com os materiais particulares do corpo de tubo flexível, com o desenho, e a futura pressão do teste FAT. O reagente químico pode ser qualquer reagente adequado para mudar a propriedade física da camada polimérica. O produto químico pode ser um óleo de hidrocarboneto ou fluido, um solvente polar (tal como álcoois comuns), ou solventes não polares (por exemplo, benzeno), ou solventes líquidos iônicos ou supercríticos tais como acetona, tolueno, sebaca-to de dibutila, metil etil cetona, acetato de etila, sulfóxido de dimetila, xileno, monoetileno glicol, óleo de silicone tendo uma viscosidade de cerca de 50 cSt ou menos, ou uma combinação dos mesmos, ou uma diluição em água dos mesmo. A pulverização ou névoa pode ter qualquer tamanho de gotícula adequado suficiente para completamente ou substancialmente revestir a superfície da camada de polímero, ou um enxague de líquido englobando completamente circunferencialmente pode ser usado em vez disso. A camada polimérica pode compreender um fluoropolímero tal como PVDF, uma poliamida tal como PA-12 ou PA-11, outro material tal como sulfeto de polifenileno (PPS), PP, PFA, HDPE, PEEK, PEX, ou uma combinação dos mesmos, e pode ter componentes adicionais tais como fios metálicos ou nanopartículas dispersas no mesmo. Camadas de desgaste do tipo camada de fita podem compreender um polímero, tal como os acima relacionados, ou ser de construção compósita, ligada ou não ligada às camadas circunvizinhas e compreendendo seja uma matriz curada ou uma matriz não curada em torno de reforços metálicos ou não metálicos, ou compreender fitas metálicas. A propriedade física pode incluir rigidez, formato, módulo de elasticidade, relação de esforço e tensão, tensão limiar para fissuras, dureza de superfície, tensão de superfície, fricção para o movimento das cadeias de fibra de polímero, distribuição da cadeia da micro-estrutura do polímero, e densidade, por exemplo. A superfície radialmente interna, ou a superfície radialmente externa, ou ambas as superfícies podem ser quimicamente tratadas.

Com os arranjos acima descritos um corpo de tubo flexível é proporcionado que foi tratado para reduzir, inibir ou evitar microfissuras. O método de tratar um corpo de tubo flexível pode ser convenientemente incorporado nos processos atuais de fabricação de tubo.

Como tal, os parâmetros operacionais de temperatura e pressão dos tubos flexíveis serão estendidos. Ou seja, os tubos serão capazes de resistir a maiores pressões operacionais em comparação aos arranjos conhecidos. A presente invenção pode ser de particular uso para aplicações de alta pressão, tal como uso a 15000 psi (103 MPa) e acima.

Deve ser entendido que a presente invenção é amplamente aplicável ao corpo coa-xial das estruturas de tubo incluindo duas ou mais camadas fabricadas a partir de uma variedade de materiais possíveis, por exemplo, incluindo algumas ou todas as camadas como mostrado na figura 1. A presente invenção não é necessariamente limitada às ordens das etapas mostradas nos diagramas de fluxo.

Será claro para aqueles versados na técnica que as características descritas em relação a qualquer uma das modalidades descritas acima podem ser aplicáveis intercambia-velmente entre as diferentes modalidades. As modalidades descritas acima são exemplos para ilustrar as diversas características da presente invenção.

Através da descrição e das reivindicações na presente especificação, os termos “compreende” e “contém" e variações dos mesmos quer dizer “incluindo mas não limitado a”, e os mesmos não pretendem (e não) excluem outras frações, aditivos, componentes, inteiros ou etapas. Através da descrição e das reivindicações da presente especificação, o singular engloba o plural a não ser que o contexto indique o contrário. Em particular, onde o artigo indefinido é usado, a especificação deve ser entendida como contemplando uma pluralidade assim como singularidade, a não ser que o contexto indique o contrário.

Traços, inteiros, características, compostos, frações de produto químico ou grupos descritos em conjunto com um aspecto particular, modalidade ou exemplo da presente invenção devem ser entendidos serem aplicáveis a qualquer outro aspecto, modalidade ou exemplo descrito a não ser que seja incompatível com o mesmo. Todas as características descritas na presente especificação (incluindo quaisquer reivindicações, resumo e desenhos anexos), e/ou todas as etapas de qualquer método ou processo assim descrito, podem ser combinadas em qualquer combinação, exceto combinações onde pelo menos algumas das referidas características e/ou etapas sejam mutuamente exclusivas. A presente invenção não é restrita aos detalhes de qualquer uma das modalidades anteriores. A presente invenção se estende a qualquer nova, ou qualquer nova combinação, das características descritas na presente especificação (incluindo quaisquer reivindicações, resumo e desenhos anexos), ou a qualquer nova, ou qualquer nova combinação, das etapas de qualquer método ou processo assim descrito. A atenção do leitor é orientada a todos os papéis e documentos que são depositados juntamente com ou anteriores à presente especificação em conexão com o presente pedido e que são abertos ao publico para inspeção com a presente especificação, e os conteúdos de todos os referidos papéis e documentos estão aqui incorporados por referência.

Claims

1. Método de produzir um corpo de tubo flexível, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: proporcionar uma camada tubular; e direcionar um reagente químico em direção da porção de superfície da camada tubular, em que a camada tubular compreende um polímero extrusado, e em que o reagente químico é adequado para mudar uma ou mais propriedades físicas ou mecânicas da proporção da espessura da camada tubular extrusada.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada tubular é a segunda camada tubular aplicada por extrusão sobrea primeira camada tubular, e a etapa de direcionar da reivindicação 1 é aplicada a primeira camada tubular antes da extrusão da segunda camada tubular.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada tubular é a segunda camada tubular aplicada por extrusão sobre a primeira camada tubular, e a etapa de direcionar da reivindicação 1 é aplicada à segunda camada tubular após a extrusão da segunda camada tubular.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada tubular é a segunda camada tubular aplicada por extrusão sobrea primeira camada tubular, e em que a primeira camada tubular compreende um polímero aditivado com o reagente químico, e em que a etapa de direcionar compreende liberar o reagente químico a partir da primeira camada tubular.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o polímero compreende PVDF, HDPE, PA-11, PA-12, PEX, PEEK, PPS, PP, PFA ou uma mistura dos mesmos.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o reagente químico compreende acetona, tolueno, se-bacato de dibutila, metil etil cetona, acetato de etila, sulfóxido de dimetila, xileno, monoetile-no glicol, óleo de silicone tendo uma viscosidade cinemática de cerca de 50 cSt (50 mm2 s 1) ou menos, ou uma combinação dos mesmos, ou uma diluição em água dos mesmos, ou com o que o reagente químico é portado por um outro fluido benigno.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende mudar a propriedade física de parte da camada tubular, temporária ou permanentemente, com o reagente químico.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a propriedade física inclui formato, módulo de elasticidade, resistência a rendimento, relação de esforço e tensão, tensão limiar para fissuras, dureza de superfície, tensão de superfície, fricção para o movimento das cadeias de fibra de polímero, distribuição da cadeia da micro-estrutura do polímero, e densidade

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende proporcionar uma camada de blindagem e uma bainha externa sobre a camada tubular.

10. Corpo de tubo flexível formado por um processo, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: proporcionar uma camada tubular; e direcionar um reagente químico em direção da porção de superfície da camada tubular, em que a camada tubular compreende um polímero extrusado, e em que o reagente químico é adequado para mudar uma ou mais propriedades físicas ou mecânicas da proporção da espessura da camada tubular extrusada.

11. Corpo de tubo flexível, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende a(s) característica(s) de qualquer uma das reivindicações 2 a 9.

12. Tubo flexível, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um corpo de tubo flexível de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 e 11 e um ou mais encaixes de extremidade.

13. Corpo de tubo flexível para transportar óleo ou gás ou outro fluido a partir de um local submarino, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma camada tubular compreendendo um polímero, em que a camada tubular tem uma porção de borda radialmente interna ou uma porção de borda radialmente externa que tem um módulo elástico que é mais baixo do que o restante da camada tubular.

14. Corpo de tubo flexível, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que é a porção radialmente interna da camada tubular que tem o mais baixo módulo elástico e a camada tubular é um revestimento ou camada de barreira.

15. Corpo de tubo flexível, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende uma camada de blindagem e uma camada de retenção de fluido.