BR102015013371B1 - Processo de obtenção de configuração de armadura de tração de um conduto flexível e conector para conduto flexível - Google Patents

Processo de obtenção de configuração de armadura de tração de um conduto flexível e conector para conduto flexível Download PDF

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Abstract

processo de obtenção de configuração de armadura de tração de um conduto flexível e conector para conduto flexível. a presente invenção propõe um processo de obtenção de configuração de armadura de tração (54, 55) de um conduto flexível (50) compreendendo as etapas de montar um anel de extremidade (60) engajado com a região terminal (541a, 551a) de cada arame (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55), definindo uma posição inicial (pi), deslocar axialmente o anel de extremidade (60), em sentido oposto a uma extremidade livre (1) do conduto flexível (50), da posição inicial (pi) até uma posição final (pf), de modo a provocar uma flexão nos arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55), e fixar o anel de extremidade (60) na posição final (pf), de modo a manter os arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) flexionados. a presente invenção também propõe um conector (10) para conduto flexível (50), dito conector (10) compreendendo um anel de extremidade (60) engajado com a região terminal (541a, 551a) de cada arame (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) e fixado em uma posição final (pf) de modo que os arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) ficam flexionados.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção “PROCESSO DE OBTENÇÃO DE CONFIGURAÇÃO DE ARMADURA DE TRAÇÃO DE UM CONDUTO FLEXÍVEL E CONECTOR PARA CONDUTO FLEXÍVEL”.
[001] CAMPO TÉCNICO [002] Refere-se a presente invenção a um processo de obtenção de configuração de armadura de tração de um conduto flexível e a um conector para conduto flexível. Um conduto flexível é utilizado no transporte de fluidos em sistemas de extração de petróleo e de gás offshore. Condutos flexíveis utilizados para este fim são fabricados com diversas camadas, de materiais e de formas diferentes, entre as quais estão ao menos uma armadura de tração interna e ao menos uma armadura de tração externa. Para conectar um conduto flexível a um elemento adjacente, tal como outro segmento de conduto flexível, a uma estação manifold, ou a uma plataforma ou navio de extração de petróleo e gás, um conector, do inglês end-fitting, é instalado na extremidade do conduto flexível, dito conector sendo responsável por sustentar, acomodar e fixar todas as camadas da extremidade do conduto flexível, mantendo sua estanqueidade interna e externa. Neste contexto, a presente invenção refere-se a um processo de obtenção de configuração de armadura de tração de um conduto flexível e a um conector instalado em um conduto flexível de forma que a configuração de armadura de tração obtida está ancorada junto ao conector.
[003] ESTADO DA TÉCNICA [004] Na área da extração de petróleo offshore, a coleta do petróleo e de gás extraídos nos poços do fundo do mar se dá por meio de condutos horizontais, do inglês flowlines, geralmente estáticos, e de condutos preponderantemente verticais, do inglês risers, responsáveis pela ligação entre os condutos horizontais e a plataforma ou navio de extração de petróleo. Os condutos verticais podem ser do
2/20 tipo rígido ou flexível.
[005] Notadamente, os condutos flexíveis (risers flexíveis) utilizados para este fim são expostos a diversas intempéries provenientes do meio em que estão inseridos. As fortes correntezas e a própria água do mar exigem que os condutos flexíveis estejam preparados para todas as adversidades a que lhes são impostas.
[006] Para tanto, já são previstos no estado da técnica condutos flexíveis fabricados com diversas camadas, de materiais e de formas diferentes. Entre as camadas presentes em um conduto flexível estão ao menos uma armadura de tração interna e ao menos uma armadura de tração externa sobreposta em relação à dita armadura de tração interna, cada armadura de tração sendo formada pelo enrolamento helicoidal de uma pluralidade de arames, normalmente de aço. As armaduras de tração são responsáveis pela resistência à tração do conduto flexível.
[007] Devido à complexidade de fabricação dos condutos flexíveis e ao tamanho do bobinado do arame das armaduras de tração utilizado nesse processo, são utilizados segmentos de condutos flexíveis de aproximadamente 1000 metros de comprimento ao longo de uma linha de coleta de petróleo. Sendo assim, para atingir o comprimento necessário da linha de coleta de acordo com sua aplicação, são instalados conectores nas extremidades de cada segmento de conduto flexível a fim de realizar a ligação entre diferentes segmentos de condutos flexíveis. Além disso, os conectores são utilizados para conectar a extremidade de um conduto flexível a uma estação manifold, ou a uma plataforma ou navio de extração de petróleo.
[008] Os conectores são responsáveis por sustentar, acomodar e fixar todas as camadas do conduto flexível, mantendo sua estanqueidade interna e externa. Na instalação do conector no conduto flexível, é necessário realizar uma ancoragem da armadura de tração interna e da armadura de tração externa junto ao conector. Para
3/20 realização dessa ancoragem, uma das possibilidades consiste em executar-se uma conformação na região terminal de cada arame de cada armadura de tração obtendo uma região terminal conformada em um perfil de ancoragem, por exemplo, em formato ondulado, como revelado em US6592153. As regiões terminais conformadas de cada arame ficam acomodadas no interior de uma câmara existente no conector, dita câmara sendo preenchida com uma resina epóxi, realizando-se assim a ancoragem das armaduras de tração junto ao conector.
[009] A região terminal de cada arame de cada armadura de tração é conformada individualmente por um operador, com auxílio de um dispositivo de conformação, o que representa um elevado trabalho de mão de obra e de tempo para instalação do conector no conduto flexível. Além disso, a deformação plástica atribuída às regiões terminais conformadas em um perfil de ancoragem origina pontos com tensões residuais elevadas, o que se caracteriza como um fator de falha por fadiga das armaduras de tração do conduto flexível.
[010] Outros exemplos de ancoragem das armaduras de tração estão descritos em WO2012126999. Particularmente, em um dos exemplos revelados, além da região terminal conformada em um perfil de ancoragem, cada armadura de tração compreende uma porção em formato de bicone, a qual se afasta radialmente do eixo longitudinal do conduto flexível, a partir do ponto de entrada da dita armadura de tração na câmara, e que depois se reaproxima radialmente do eixo longitudinal do conduto flexível, à medida que a dita armadura de tração se aproxima do flange de conexão do conector. Essa configuração particular em formato de bicone das armaduras de tração melhora o desempenho de ancoragem das armaduras de tração junto ao conector.
[011] Para obter-se essa configuração particular das armaduras de tração,
4/20
WO2012126999 ensina que primeiramente deve-se afastar radialmente para fora cada arame de cada armadura de tração, para então introduzir-se, embaixo das partes afastadas da armadura de tração interna, um anel de conformação tendo um perfil externo em formato de bicone. Em seguida, desloca-se cada arame das armaduras de tração sobre o anel de conformação, de modo a criar o formato de bicone nas armaduras de tração. Nota-se que nesta etapa ocorre uma deformação plástica em cada arame das armaduras de tração. Posteriormente, realiza-se a conformação na região terminal de cada arame de cada armadura de tração obtendo a região terminal conformada em um perfil de ancoragem. Para retirar o anel de conformação, deve-se suspender as extremidades das armaduras de tração e, então, deixar ditas extremidades retornarem a sua posição inicial.
[012] Na prática, o processo de obtenção da configuração das armaduras de tração em formato de bicone, como ensinado em WO2012126999, eleva ainda mais a quantidade de trabalho de mão de obra e de tempo para instalação do conector no conduto flexível, além da deformação plástica atribuída à porção das armaduras de tração em formato de bicone originar pontos com tensões residuais elevadas, o que se caracteriza como um fator de falha por fadiga das armaduras de tração do conduto flexível.
[013] SUMÁRIO DA INVENÇÃO [014] Com o intuito de eliminar esses inconvenientes, a presente invenção propõe um processo de obtenção de configuração de armadura de tração de um conduto flexível compreendendo as etapas de montar um anel de extremidade engajado com a região terminal de cada arame de cada armadura de tração, definindo uma posição inicial, deslocar axialmente o anel de extremidade, em sentido oposto a uma extremidade livre do conduto flexível, da posição inicial até uma posição final, de
5/20 modo a provocar uma flexão nos arames de cada armadura de tração, e fixar o anel de extremidade na posição final, de modo a manter os arames de cada armadura de tração flexionados.
[015] Vantajosamente, de acordo com a solução proposta, a configuração dos arames de cada armadura de tração na forma flexionada é propícia para ancoragem das armaduras de tração junto a um conector. Vantajosamente, todos os arames da armadura de tração interna e todos os arames da armadura de tração externa são flexionados ao mesmo tempo, o que representa uma considerável redução de trabalho de mão de obra e de tempo para instalação do conector no conduto flexível. Ainda, nota-se que os arames de cada armadura de tração são flexionados em um regime de deformação elástica, ou seja, não há deformação plástica, o que vantajosamente representa uma redução no nível de tensões residuais presentes nos arames das armaduras de tração, contribuindo para uma maior durabilidade do conjunto a ser formado pelo conector e conduto flexível.
[016] A presente invenção também propõe um conector para conduto flexível, dito conector compreendendo um anel de extremidade engajado com a região terminal de cada arame de cada armadura de tração e fixado em uma posição final de modo que os arames de cada armadura de tração ficam flexionados.
[017] BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [018] A invenção será melhor compreendida com a descrição detalhada a seguir, que melhor será interpretada com auxílio das figuras, a saber:
[019] A Figura 1 apresenta uma vista em perspectiva de um conduto flexível em seu estado original de fábrica.
[020] A Figura 2 apresenta uma vista em corte longitudinal do conduto flexível em seu estado original de fábrica.
6/20 [021] A Figura 3 apresenta uma vista em corte longitudinal do conduto flexível após o corte da camada polimérica de vedação externa e das armaduras tração.
[022] A Figura 4 apresenta uma vista lateral do anel de extremidade engajado no conduto flexível, em posição inicial.
[023] A Figura 5 apresenta uma vista segundo o plano de corte A-A indicado na Figura 4.
[024] A Figura 6 apresenta uma vista lateral do anel de extremidade engajado no conduto flexível, em posição final.
[025] A Figura 7 apresenta uma vista segundo o plano de corte B-B indicado na Figura 6.
[026] A Figura 8 apresenta uma vista ampliada da região “Z1” indicada na Figura 5.
[027] A Figura 9 apresenta uma vista ampliada da região “Z2” indicada na Figura 7.
[028] A Figura 10 apresenta uma vista em corte longitudinal do conduto flexível após o corte da armadura de pressão.
[029] A Figura 11 apresenta uma vista lateral do conduto flexível e uma primeira abraçadeira fixada no conduto flexível.
[030] A Figura 12 apresenta uma vista segundo o plano de corte C-C indicado na Figura 11.
[031] A Figura 13 apresenta uma vista lateral do conduto flexível segundo um primeiro modo de realização da etapa relativa ao deslocamento axial do anel de extremidade da posição inicial até a posição final.
[032] A Figura 14 apresenta uma vista segundo o plano de corte D-D indicado na Figura 13, o anel de extremidade estando na posição inicial.
[033] A Figura 15 apresenta uma vista segundo um plano de corte equivalente ao plano de corte D-D indicado na Figura 13, o anel de extremidade estando na posição
7/20 final.
[034] A Figura 16 apresenta uma vista lateral do conduto flexível de acordo com um segundo modo de realização da etapa relativa ao deslocamento axial do anel de extremidade da posição inicial até a posição final.
[035] A Figura 17 apresenta uma vista segundo o plano de corte E-E indicado na Figura 16, o anel de extremidade estando na posição inicial.
[036] A Figura 18 apresenta uma vista segundo um plano de corte equivalente ao plano de corte E-E indicado na Figura 16, o anel de extremidade estando na posição final.
[037] A Figura 19 apresenta uma vista em corte longitudinal de um conector instalado em um conduto flexível.
[038] A Figura 20 apresenta uma vista em corte longitudinal de uma incorporação alternativa do anel de extremidade.
[039] DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [040] A descrição detalhada a seguir é realizada com base em um conduto flexível (50) dotado de seis camadas, já previsto pelo estado da técnica. No entanto, ficará evidente que a invenção ora proposta não se configura apenas para um condutor flexível (50) de seis camadas, podendo ser aplicada em outros condutos flexíveis com diferentes números de camadas, respeitando o escopo das reivindicações.
[041] Um conduto flexível (50) de seis camadas sobrepostas é composto por uma carcaça interna (51), uma camada polimérica de vedação interna (52), uma armadura de pressão (53), uma armadura de tração interna (54), uma armadura de tração externa (55) e uma camada polimérica de vedação externa (56). A armadura de tração interna (54) é formada pelo enrolamento helicoidal, a passo longo, de uma pluralidade de arames (541) e a armadura de tração externa (55) é formada pelo
8/20 enrolamento helicoidal, a passo longo, de uma pluralidade de arames (551). A armadura de pressão (53) é formada pelo enrolamento helicoidal, a passo curto, de um fio metálico. Nas Figuras 1 e 2 é possível visualizar um segmento de conduto flexível (50) em seu estado original de fábrica, com uma extremidade livre (1) na qual se pode instalar um conector (10) para conectar dito conduto flexível (50) a um elemento adjacente, tal como outro segmento de conduto flexível, a uma estação manifold, ou a uma plataforma ou navio de extração de petróleo e gás, dito conector (10) sendo responsável por sustentar, acomodar e fixar todas as camadas (51, 52, 53, 54, 55, 56) da extremidade livre (1) do conduto flexível (50), mantendo sua estanqueidade interna e externa. Nas Figuras 1 a 3, 5, 7, 10, 12, 14, 15 e 17 a 19 a outra extremidade (2) do conduto flexível (50) tem suas camadas (51, 52, 53, 54, 55, 56) representadas de forma escalonada, apenas a título de visualização das mesmas.
[042] Neste contexto, a presente invenção refere-se a um processo de obtenção de configuração de armadura de tração (54, 55) de um conduto flexível (50) e a um conector (10) instalado em um conduto flexível (50) de forma que a configuração de armadura de tração (54, 55) obtida está ancorada junto ao conector (10).
[043] O processo de obtenção de configuração de armadura de tração (54, 55) de um conduto flexível (50) compreende as etapas de (a) cortar as camadas externas do conduto flexível (50) em relação à armadura de tração externa (55), em um primeiro comprimento (L1) em relação à extremidade livre (1), de modo a permitir acesso à dita armadura de tração externa (55), (b) cortar os arames (551) da armadura de tração externa (55) e os arames (541) da armadura de tração interna (54), em um segundo comprimento (L2) em relação à extremidade livre (1), o segundo comprimento (L2) sendo menor que o primeiro comprimento (L1), de modo
9/20 a permitir acesso à armadura de pressão (53) e de modo a definir uma região terminal (551a) para cada arame (551) da armadura de tração externa (55) e uma região terminal (541a) para cada arame (541) da armadura de tração interna (54). Na Figura 3 é possível visualizar o conduto flexível (50) após o corte das camadas externas em relação à armadura de tração externa (55) no primeiro comprimento (L1), e após o corte das armaduras de tração (54, 55) no segundo comprimento (L2). Nota-se que segundo o modelo de conduto flexível (50) representado, as camadas externas em relação à armadura de tração externa (55) correspondem à camada polimérica de vedação externa (56). Eventualmente, segundo outros modelos de condutos flexíveis, outras camadas podem estar presentes de forma externa em relação à armadura de tração externa (55).
[044] De acordo com a invenção, o processo compreende ainda uma etapa de (c) montar um anel de extremidade (60) engajado com a região terminal (541a, 551a) de cada arame (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55), definindo uma posição inicial (pi), como se pode visualizar nas Figuras 5 e 8, uma etapa de (d) deslocar axialmente o anel de extremidade (60), em sentido oposto à extremidade livre (1), da posição inicial (pi) até uma posição final (pf), de modo a provocar uma flexão nos arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55), e uma etapa de (e) fixar o anel de extremidade (60) na posição final (pf), de modo a manter os arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) flexionados, como se pode visualizar nas Figuras 7 e 9.
[045] Vantajosamente, de acordo com a solução proposta, a configuração dos arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) na forma flexionada é propícia para ancoragem das armaduras de tração (54, 55) junto ao conector (10). Vantajosamente, todos os arames (541) da armadura de tração interna (54) e todos
10/20 os arames (551) da armadura de tração externa (55) são flexionados ao mesmo tempo, o que representa uma considerável redução de trabalho de mão de obra e de tempo para instalação do conector (10) no conduto flexível (50). Ainda, nota-se que os arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) são flexionados em um regime de deformação elástica, ou seja, não há deformação plástica, o que vantajosamente representa uma redução no nível de tensões residuais presentes nos arames (541, 551) das armaduras de tração (54, 55), contribuindo para uma maior durabilidade do conjunto a ser formado pelo conector (10) e conduto flexível (50).
[046] Preferencialmente, após a realização da etapa (b), realiza-se a etapa de (b1) cortar a armadura de pressão (53) em um terceiro comprimento (L3) em relação à extremidade livre (1), o terceiro comprimento (L3) sendo menor ou igual ao segundo comprimento (L2), de modo a permitir acesso à camada polimérica de vedação interna (52). Na Figura 10 é possível visualizar o conduto flexível (50) após o corte da armadura de pressão (53) segundo uma incorporação onde o terceiro comprimento (L3) é ligeiramente menor que o segundo comprimento (L2).
[047] O corte dos arames (541, 551) das armaduras de tração (54, 55) e o corte da armadura de pressão (53) podem ser realizados com auxílio de uma ferramenta de corte, tal como uma esmerilhadeira manual.
[048] Preferencialmente, após a realização da etapa (b1), realiza-se a etapa de (b2) posicionar um anel de retenção (90) sobre uma extremidade livre da armadura de pressão (53) e sobre uma parte da camada polimérica de vedação interna (52). Um anel de retenção (90) posicionado sobre a extremidade livre da armadura de pressão (53) e sobre uma parte da camada polimérica de vedação interna (52) pode ser melhor visualizado nas Figuras 8 e 9. O anel de retenção (90) tem por função
11/20 manter a extremidade da armadura de pressão (53) enrolada sobre a camada polimérica de vedação interna (52).
[049] Preferencialmente, o anel de extremidade (60) compreende um alojamento axial (62), dentro do qual é engajada a região terminal (541a, 551a) de cada arame (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55), como se pode melhor visualizar nas Figuras 8 e 9. Preferencialmente, o anel de extremidade (60) também compreende uma primeira superfície interna (63) deslizante sobre a armadura de pressão (53) e uma segunda superfície interna (64) deslizante sobre a camada polimérica de vedação interna (52), a primeira superfície interna (63) e a segunda superfície interna (64) tendo uma diferença de diâmetro que define uma parede de parada (65). [050] De acordo com esta incorporação, ao realizar-se a etapa (d) relativa ao deslocamento axial do anel de extremidade (60) da posição inicial (pi) até a posição final (pf), a primeira superfície interna (63) desliza sobre a armadura de pressão (53) e a segunda superfície interna (64) desliza sobre a camada polimérica de vedação interna (52). Após a realização da etapa (b2) pode ser pertinente realizar um lixamento da porção exposta da camada polimérica de vedação interna (52), a fim de facilitar o deslizamento da segunda superfície interna (64) sobre à dita camada polimérica de vedação interna (52). A posição final (pf) do anel de extremidade (60) é alcançada quando a parede de parada (65) contatar o anel de retenção (90), como se pode melhor visualizar na Figura 9, ou contatar a própria extremidade da armadura de pressão (53), caso o anel de retenção (90) não esteja sendo utilizado.
[051] Preferencialmente, o anel de extremidade (60) compreende uma terceira superfície interna (66) localizada entre a primeira (63) e a segunda superfície interna (64), dita terceira superfície interna (66) tendo um diâmetro maior que o diâmetro da primeira (63) e da segunda superfície interna (64), definindo uma cavidade (67) entre
12/20 a primeira (63) e a segunda superfície interna (64), dita cavidade (67) estando ligada a ao menos um canal (68) estendido até uma superfície externa (69) do anel de extremidade (60), sendo a dita cavidade (67) preenchida com um material de enchimento, como, por exemplo, uma resina epóxi, após a realização da etapa (e). O preenchimento da cavidade (67) com o material de enchimento tem por função manter a extremidade da armadura de pressão (53) enrolada sobre a camada polimérica de vedação interna (52), não somente no âmbito do processo de obtenção da configuração de armadura de tração (54, 55), mas também durante a vida útil do conector (10) a ser ancorado junto conduto flexível (50).
[052] A primeira superfície interna (63) pode ter um rebaixo circunferencial (63a) preenchido com um meio de vedação, como, por exemplo, uma espuma expansiva. Neste caso, o preenchimento do rebaixo circunferencial (63a) deve ser realizado após a execução da etapa (e) relativa à fixação do anel de extremidade (60) na posição final (pf) e antes da realização do preenchimento da cavidade (67) com o material de enchimento, uma vez que o rebaixo circunferencial (63a) preenchido com o meio de vedação tem por função evitar um vazamento do material de enchimento para fora da cavidade (67).
[053] A seguir descreve-se um primeiro modo de realização da etapa (d) relativa ao deslocamento axial do anel de extremidade (60) da posição inicial (pi) até a posição final (pf). Neste contexto, uma primeira abraçadeira (110) é fixada firmemente sobre uma camada externa (56) do conduto flexível (50), dita primeira abraçadeira (110) tendo meios de engate (112). Na incorporação representada, como se pode visualizar nas Figuras 11 e 12, a primeira abraçadeira (110) é do tipo tripartida, cada uma das partes sendo fixada em uma parte adjacente por meio de uma união aparafusada, e os meios de engate (112) correspondem a três olhais voltados para a
13/20 extremidade livre (1) e distribuídos ao entorno da primeira abraçadeira (110). Notase que é possível utilizar uma camada de proteção (114), como, por exemplo, uma camada de borracha, entre a superfície externa (56) e uma superfície interna da primeira abraçadeira (110), a fim de evitar que a primeira abraçadeira (110) venha causar dano ao conduto flexível (50).
[054] Uma segunda abraçadeira (120) é apoiada de modo deslizante sobre a camada polimérica de vedação interna (52) e em contato com uma superfície anterior (61) do anel de extremidade (60). A superfície anterior (61) do anel de extremidade (60) é interpretada como sendo aquela voltada para a extremidade livre (1) do conduto flexível (50). Na incorporação representada, como se pode visualizar nas Figuras 6, 14 e 15, a segunda abraçadeira (120) é do tipo tripartida, cada uma das partes sendo fixada em uma parte adjacente por meio de uma união aparafusada.
[055] Um disco (130) tendo um furo (132) é apoiado de modo deslizante sobre a camada polimérica de vedação interna (52), dito disco (130) estando em contato com a segunda abraçadeira (120) e tendo meios de engate (134). Na incorporação representada, como se pode visualizar nas Figuras 13, 14 e 15, os meios de engate (134) correspondem a três olhais voltados para a outra extremidade (2) do conduto flexível (50) e distribuídos ao entorno do disco (130).
[056] Ao menos um meio motor (140) liga os meios de engate (112) da primeira abraçadeira (110) aos meios de engate (134) do disco (130). Na incorporação representada, como se pode visualizar nas Figuras 13, 14 e 15, existe um meio motor (140) para cada respectivo par de meios de engate (112, 134). O deslocamento axial do anel de extremidade (60) é realizado pela ativação do meio motor (140) que desloca o disco (130), a segunda abraçadeira (120) e o dito anel de
14/20 extremidade (60) em sentido oposto à extremidade livre (1). A Figura 14 ilustra o anel de extremidade (60) em posição inicial (pi), antes da ativação do meio motor (140), e a Figura 15 ilustra o anel de extremidade (60) em posição final (pf), após a ativação do meio motor (140), e consequentemente com os arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) flexionados. O meio motor (140) pode ser um dispositivo de acionamento hidráulico ou pneumático, como, por exemplo, um cilindro hidráulico ou pneumático, ou mesmo um dispositivo de acionamento elétrico, como, por exemplo, uma talha elétrica com corrente ou um motor elétrico que aciona um fuso, entre outras possibilidades.
[057] A etapa (e) relativa à fixação do anel de extremidade (60) na posição final (pf) é realizada pela fixação firme da segunda abraçadeira (120) sobre a camada polimérica de vedação interna (52). Para tanto, cada união aparafusada da segunda abraçadeira (120) deve ser firmemente apertada. Nota-se que como os arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) estão flexionados, ditos arames (541,551) tendem a empurrar o anel de extremidade (60) em sentido à extremidade livre (1). Assim, a fixação firme da segunda abraçadeira (120) impede um novo deslocamento do anel de extremidade (60). Após a fixação da segunda abraçadeira (120), realizase a remoção do meio motor (140), da primeira abraçadeira (110) e do disco (130), obtendo-se a configuração desejada para a armadura de tração (54, 55) como se pode visualizar na Figura 7.
[058] A seguir descreve-se um segundo modo de realização da etapa (d) relativa ao deslocamento axial do anel de extremidade (60) da posição inicial (pi) até a posição final (pf). Neste contexto, uma primeira abraçadeira (110) é fixada firmemente sobre uma camada externa (56) do conduto flexível (50), dita primeira abraçadeira (110) tendo meios de engate (112). Na incorporação representada, a primeira abraçadeira
15/20 (110) é idêntica à primeira abraçadeira (110) descrita no primeiro modo de realização da etapa (d) e como se pode visualizar nas Figuras 11 e 12.
[059] Meios de engate (164) são providos no anel de extremidade (60). Na incorporação representada, como se pode visualizar nas Figuras 17 e 18, os meios de engate (164) correspondem a três olhais voltados para a outra extremidade (2) do conduto flexível (50) e distribuídos ao entorno do anel de extremidade (60).
[060] Ao menos um meio motor (140) liga os meios de engate (112) da primeira abraçadeira (110) aos meios de engate (164) do anel de extremidade (60). Na incorporação representada, como se pode visualizar nas Figuras 16 a 18, existe um meio motor (140) para cada respectivo par de meios de engate (112, 164). O deslocamento axial do anel de extremidade (60) é realizado pela ativação do meio motor (140) que desloca o dito anel de extremidade (60) em sentido oposto à extremidade livre (1). A Figura 17 ilustra o anel de extremidade (60) em posição inicial (pi), antes da ativação do meio motor (140), e a Figura 18 ilustra o anel de extremidade (60) em posição final (pf), após a ativação do meio motor (140), e consequentemente com os arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) flexionados. O meio motor (140) pode ser idêntico ao meio motor (140) descrito no primeiro modo de realização da etapa (d).
[061] A etapa (e) relativa à fixação do anel de extremidade (60) na posição final (pf) é realizada pela fixação firme de uma segunda abraçadeira (120) sobre a camada polimérica de vedação interna (52) e em contato com uma superfície anterior (61) do anel de extremidade (60), como se pode visualizar na Figura 18. A superfície anterior (61) do anel de extremidade (60) é interpretada como sendo aquela voltada para a extremidade livre (1) do conduto flexível (50). Na incorporação representada, a segunda abraçadeira (120) é idêntica à segunda abraçadeira (120) descrita no
16/20 primeiro modo de realização da etapa (d). Para fixação da segunda abraçadeira (120), cada união aparafusada da dita segunda abraçadeira (120) deve ser firmemente apertada. Após a fixação da segunda abraçadeira (120), realiza-se a remoção do meio motor (140), da primeira abraçadeira (110) e dos meios de engate (164) presentes no anel de extremidade (60), obtendo-se a configuração desejada para a armadura de tração (54, 55) como se pode visualizar na Figura 7.
[062] Alternativamente, segundo uma incorporação não representada, a etapa (e) relativa à fixação do anel de extremidade (60) na posição final (pf) pode ser realizada por um conjunto de parafusos axiais introduzidos a partir da superfície anterior (61) do anel de extremidade (60), os quais fixam dito anel de extremidade (60) no anel de retenção (90). Neste caso, o anel de retenção (90) pode ter sido anteriormente soldado junto à armadura de pressão (53). Ou ainda, alternativamente, segundo outra incorporação não representada, a etapa (e) relativa à fixação do anel de extremidade (60) na posição final (pf) pode ser realizada por um conjunto de parafusos radiais introduzidos a partir da superfície externa (69) do anel de extremidade (60), os quais fixam dito anel de extremidade (60) na armadura de pressão (53).
[063] A invenção também propõe um conector (10) instalado em um conduto flexível (50) de forma que a configuração de armadura de tração (54, 55) obtida, de acordo com o processo descrito acima, está ancorada junto ao conector (10).
[064] Como se pode visualizar na Figura 19, um conector (10) compreende um flange de conexão (20) e um envoltório externo (40) em formato tubular, prologando o flange de conexão (20) e incluindo um conjunto de vedação externa (70) atuante sobre uma camada externa (56) do conduto flexível (50). O flange de conexão (20) e o envoltório externo (40) formam uma câmara anular (12) dentro da qual se
17/20 estendem uma porção dos arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55), dita câmara anular (12) estando preenchida com um material de enchimento.
[065] De acordo com a invenção, o conector (10) compreende um anel de extremidade (60) engajado com a região terminal (541a, 551a) de cada arame (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) e fixado em uma posição final (pf) de modo que os arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) ficam flexionados.
[066] Preferencialmente, o anel de extremidade (60) compreende um alojamento axial (62), dentro do qual está engajada a região terminal (541a, 551a) de cada arame (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55), como se pode melhor visualizar na Figura 9. As demais características do anel de extremidade (60) podem ser idênticas às características já descritas acima.
[067] Preferencialmente, segundo uma incorporação alternativa do anel de extremidade (60), o alojamento axial (62) compreende uma parede divisória (62a) que divide dito alojamento axial (62) em um alojamento interno e um alojamento externo, como se pode visualizar na Figura 20. Neste caso, a região terminal (541a) de cada arame (541) da armadura de tração interna (54) está engajada no alojamento interno e a região terminal (551a) de cada arame (551) da armadura de tração externa (55) está engajada no alojamento externo. A parede divisória (62a) faz a região terminal (541a) de cada arame (541) da armadura de tração interna (54) ficar ligeiramente afastada da região terminal (551a) de cada arame (551) da armadura de tração externa (55), o que, vantajosamente, possibilita que o material de enchimento presente na câmara anular (12) envolva o entorno de cada região terminal (541a, 551a) de cada arame (541, 551), aumentando o efeito de ancoragem das armaduras de tração (54, 55). Como efeito de ancoragem entende-se a
18/20 capacidade da armadura de tração (54, 55) permanecer ancorada junto ao conector (10), suportando esforços em geral, tal como esforços de tração. As demais características da incorporação alternativa do anel de extremidade (60) ilustrada na Figura 20 podem ser idênticas às características já descritas acima.
[068] A fixação do anel de extremidade (60) na posição final (pf) ocorre devido a uma abraçadeira (120) estar firmemente fixada sobre a camada polimérica de vedação interna (52) do conduto flexível (50) e estar em contato com uma superfície anterior (61) do anel de extremidade (60), como se pode visualizar nas Figuras 6 e 7.
[069] A fixação do anel de extremidade (60) na posição final (pf) pode estar complementada pela fato do dito anel de extremidade (60) estar fixado por meio de parafusos (122) no flange de conexão (20), segundo uma incorporação não representada, ou em um flange de fechamento (30) presente entre o flange de conexão (20) e o envoltório externo (40), como se pode visualizar na Figura 20. O flange de fechamento (30) está fixado a uma extremidade anterior (42) do envoltório externo (40) e fixado no flange de conexão (20).
[070] O conjunto de vedação externa (70) coopera com uma extremidade posterior (43) do envoltório externo (40) e com a camada polimérica de vedação externa (56) do conduto flexível (50), de modo a praticar uma vedação em relação ao ambiente externo ao dito conduto flexível (50). O conector (10) também compreende um conjunto de vedação interna (80), cooperante com o flange de fechamento (30) e com a camada polimérica de vedação interna (52) do conduto flexível (50), de modo a praticar uma vedação em relação ao ambiente interno ao dito conduto flexível (50). O conjunto de vedação externa (70) e o conjunto de vedação interna (80) representados são configurados conforme descrito no documento WO2015027304.
19/20
Alternativamente, o conjunto de vedação externa (70) e o conjunto de vedação interna (80) podem assumir outras formas, como por exemplo, aquelas reveladas em BRP11100148-8.
[071] O envoltório externo (40) é dotado de ao menos duas aberturas radiais. Ao final da montagem do conector (10) no conduto flexível (50), um material de enchimento, como, por exemplo, uma resina epóxi, é introduzida por uma das aberturas para dentro da câmara anular (12) em que estão acomodadas as armaduras de tração (54, 55), e o ar é liberado pela outra abertura radial, realizandose assim a ancoragem das armaduras de tração (54, 55) junto ao conector (10).
[072] O flange de conexão (20) é responsável por propiciar a conexão do conector (10) a um elemento adjacente, tal como outro segmento de conduto flexível, a uma estação manifold, ou a uma plataforma ou navio de extração de petróleo e gás.
[073] Eventualmente, a região terminal (541a, 551a) de cada arame (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) pode ser conformada em um perfil de ancoragem, como, por exemplo, em formato ondulado. Neste caso, a conformação é realizada antes da etapa (c) relativa à montagem do anel de extremidade (60) engajado com a região terminal (541a, 551a) de cada arame (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55). Ainda que a conformação das regiões terminais (541a, 551a) em um perfil de ancoragem seja trabalhosa e origine pontos com tensões residuais elevadas, dita conformação pode ser desejada para aumentar o efeito de ancoragem das armaduras de tração (54, 55) junto ao conector (10), dependendo do nível de solicitações a que o conector (10) e o conduto flexível (50) serão submetidos. Notase que a porção dos arames (541, 551) em posição flexionada permanecerá gozando das vantagens provenientes da presente invenção.
[074] As incorporações preferenciais ou alternativas aqui descritas não têm o
20/20 condão de limitar a invenção às formas estruturais descritas, podendo haver variações construtivas que sejam equivalentes sem, no entanto, fugir do escopo de proteção da invenção.

Claims (17)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. “PROCESSO DE OBTENÇÃO DE CONFIGURAÇÃO DE ARMADURA DE
    TRAÇÃO DE UM CONDUTO FLEXÍVEL”, dito conduto flexível (50) compreendendo ao menos uma armadura de tração interna (54) formada pelo enrolamento helicoidal de uma pluralidade de arames (541) e ao menos uma armadura de tração externa (55) formada pelo enrolamento helicoidal de uma pluralidade de arames (551), a armadura de tração externa (55) estando sobreposta em relação à armadura de tração interna (54), dita armadura de tração interna (54) estando sobreposta em relação a uma armadura de pressão (53), dita armadura de pressão (53) estando sobreposta em relação a uma camada polimérica de vedação interna (52), o conduto flexível (50) compreendendo ainda ao menos uma camada externa sobreposta em relação à armadura de tração externa (55), dito conduto flexível (50) tendo uma extremidade livre (1), caracterizado pelo processo compreender as etapas de:
    (a) cortar a ao menos uma camada externa do conduto flexível (50) em relação à armadura de tração externa (55), em um primeiro comprimento (L1) em relação à extremidade livre (1), de modo a permitir acesso à dita armadura de tração externa (55), (b) cortar os arames (551) da armadura de tração externa (55) e os arames (541) da armadura de tração interna (54), em um segundo comprimento (L2) em relação à extremidade livre (1), o segundo comprimento (L2) sendo menor que o primeiro comprimento (L1), de modo a permitir acesso à armadura de pressão (53) e de modo a definir uma região terminal (551a) para cada arame (551) da armadura de tração externa (55) e uma região terminal (541a) para cada arame (541) da armadura de tração interna (54), (c) montar um anel de extremidade (60) engajado com a região terminal (541a,
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    551a) de cada arame (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55), definindo uma posição inicial (pi), (d) deslocar axialmente o anel de extremidade (60), em sentido oposto à extremidade livre (1), da posição inicial (pi) até uma posição final (pf), de modo a provocar uma flexão nos arames (541,551) de cada armadura de tração (54, 55), (e) fixar o anel de extremidade (60) na posição final (pf), de modo a manter os arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) flexionados.
    2. “PROCESSO”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender posteriormente a etapa “b” uma etapa de:
    (b1) cortar a armadura de pressão (53) em um terceiro comprimento (L3) em relação à extremidade livre (1), o terceiro comprimento (L3) sendo menor ou igual ao segundo comprimento (L2), de modo a permitir acesso à camada polimérica de vedação interna (52).
  3. 3. “PROCESSO”, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender posteriormente uma etapa de:
    (b2) posicionar um anel de retenção (90) sobre uma extremidade livre da armadura de pressão (53) e sobre uma parte da camada polimérica de vedação interna (52).
  4. 4. “PROCESSO”, de acordo com a reivindicação 1,2 ou 3, caracterizado pelo anel de extremidade (60) compreender um alojamento axial (62), dentro do qual é engajada a região terminal (541a, 551a) de cada arame (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55).
  5. 5. “PROCESSO”, de acordo com a reivindicação 2, 3 ou 4, caracterizado pelo anel de extremidade (60) compreender uma primeira superfície interna (63) deslizante sobre a armadura de pressão (53) e uma segunda superfície interna (64) deslizante sobre a camada polimérica de vedação interna (52), a primeira superfície interna
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    3/6 (63) e a segunda superfície interna (64) tendo uma diferença de diâmetro que define uma parede de parada (65).
  6. 6. “PROCESSO”, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo anel de extremidade (60) compreender uma terceira superfície interna (66) localizada entre a primeira (63) e a segunda superfície interna (64), dita terceira superfície interna (66) tendo um diâmetro maior que o diâmetro da primeira (63) e da segunda superfície interna (64), definindo uma cavidade (67) entre a primeira (63) e a segunda superfície interna (64), dita cavidade (67) estando ligada a ao menos um canal (68) estendido até uma superfície externa (69) do anel de extremidade (60), sendo a dita cavidade (67) preenchida com um material de enchimento após a realização da etapa “e”.
  7. 7. “PROCESSO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela etapa “d” ser realizada com auxílio de:
    - uma primeira abraçadeira (110) fixada firmemente sobre uma camada externa (56) do conduto flexível (50), dita primeira abraçadeira (110) tendo meios de engate (112),
    - uma segunda abraçadeira (120) apoiada de modo deslizante sobre a camada polimérica de vedação interna (52) e em contato com uma superfície anterior (61) do anel de extremidade (60),
    - um disco (130) tendo um furo (132) apoiado de modo deslizante sobre a camada polimérica de vedação interna (52), dito disco (130) estando em contato com a segunda abraçadeira (120) e tendo meios de engate (134),
    - ao menos um meio motor (140) ligando os meios de engate (112) da primeira abraçadeira (110) aos meios de engate (134) do disco (130), sendo que o deslocamento axial do anel de extremidade (60) é realizado pela
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    4/6 ativação do meio motor (140) que desloca o disco (130), a segunda abraçadeira (120) e o dito anel de extremidade (60) em sentido oposto à extremidade livre (1).
  8. 8. “PROCESSO”, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela etapa “e” ser realizada pela fixação firme da segunda abraçadeira (120) sobre a camada polimérica de vedação interna (52).
  9. 9. “PROCESSO”, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender uma etapa de remover o meio motor (140), a primeira abraçadeira (110) e o disco (130).
  10. 10. “PROCESSO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela etapa “d” ser realizada com auxílio de:
    - uma primeira abraçadeira (110) fixada firmemente sobre uma camada externa (56) do conduto flexível (50), dita primeira abraçadeira (110) tendo meios de engate (112),
    - meios de engate (164) providos no anel de extremidade (60),
    - ao menos um meio motor (140) ligando os meios de engate (112) da primeira abraçadeira (110) aos meios de engate (164) do anel de extremidade (60), sendo que o deslocamento axial do anel de extremidade (60) é realizado pela ativação do meio motor (140) que desloca o dito anel de extremidade (60) em sentido oposto à extremidade livre (1).
  11. 11. “PROCESSO”, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela etapa “e” ser realizada pela fixação firme de uma segunda abraçadeira (120) sobre a camada polimérica de vedação interna (52) e em contato com uma superfície anterior (61) do anel de extremidade (60).
  12. 12. “PROCESSO”, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender uma etapa de remover o meio motor (140), a primeira abraçadeira
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    5/6 (110) e os meios de engate (164) presentes no anel de extremidade (60).
  13. 13. “CONECTOR PARA CONDUTO FLEXÍVEL”, dito conduto flexível (50) compreendendo ao menos uma armadura de tração interna (54) formada pelo enrolamento helicoidal de uma pluralidade de arames (541), cada arame (541) tendo uma região terminal (541a), e ao menos uma armadura de tração externa (55) formada pelo enrolamento helicoidal de uma pluralidade de arames (551), cada arame (551) tendo uma região terminal (551a), a armadura de tração externa (55) estando sobreposta em relação à armadura de tração interna (54), e dito conector (10) compreendendo um flange de conexão (20) e um envoltório externo (40) em formato tubular, prolongando o flange de conexão (20) e incluindo um conjunto de vedação externa (70) atuante sobre uma camada externa (56) do conduto flexível (50), o dito flange de conexão (20) e o dito envoltório externo (40) formando uma câmara anular (12) dentro da qual se estendem uma porção dos arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55), dita câmara anular (12) estando preenchida com um material de enchimento, caracterizado pelo conector (10) compreender um anel de extremidade (60) posicionado dentro da câmara anular (12), dito anel de extremidade (60) engajado com a região terminal (541a, 551a) de cada arame (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) e fixado em uma posição final (pf) de modo que os arames (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55) ficam flexionados, e pela fixação do anel de extremidade (60) na posição final (pf) ocorrer devido a uma abraçadeira (120) estar firmemente fixada sobre uma camada polimérica de vedação interna (52) do conduto flexível (50) e estar em contato com uma superfície anterior (61) do anel de extremidade (60).
  14. 14. “CONECTOR PARA CONDUTO FLEXÍVEL”, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo anel de extremidade (60) compreender um alojamento axial
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    6/6 (62), dentro do qual está engajada a região terminal (541a, 551a) de cada arame (541, 551) de cada armadura de tração (54, 55).
  15. 15. “CONECTOR PARA CONDUTO FLEXÍVEL”, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo alojamento axial (62) compreender uma parede divisória (62a) que divide dito alojamento axial (62) em um alojamento interno e um alojamento externo, a região terminal (541a) de cada arame (541) da armadura de tração interna (54) estando engajada no alojamento interno e a região terminal (551a) de cada arame (551) da armadura de tração externa (55) estando engajada no alojamento externo.
  16. 16. “CONECTOR PARA CONDUTO FLEXÍVEL”, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela fixação do anel de extremidade (60) na posição final (pf) estar complementada pela fato do dito anel de extremidade (60) estar fixado por meio de parafusos (122) no flange de conexão (20) ou em um flange de fechamento (30) presente entre o flange de conexão (20) e o envoltório externo (40).
  17. 17. “CONECTOR PARA CONDUTO FLEXÍVEL”, caracterizado por compreender uma configuração de armadura de tração (54, 55) obtida pelo processo definido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
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