BR102017017283A2

BR102017017283A2 - BIPARTITE DEVICE FOR RESIN APPLICATION IN REPAIR OF A FLEXIBLE Duct AND / OR RIGID Duct MONITORING

Info

Publication number: BR102017017283A2
Application number: BR102017017283-0A
Authority: BR
Inventors: Evandro Bertoldi; Thomas Gabriel Rosauro Clarke; Giovanno Ferrari Zuglian; Ricardo Callegari Jacques
Original assignee: Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul
Priority date: 2017-08-11
Filing date: 2017-08-11
Publication date: 2019-03-26

Abstract

dispositivo bipartido para aplicação de resina em reparo de um duto flexível e/ou monitoramento de duto rígido. a presente invenção se refere a um dispositivo bipartido (clamp) e método para aplicação de resina ou misturas contendo produtos anticorrosivos para reparo de estruturas do tipo dutos flexíveis (risers) e/ou ainda para atuar no monitoramento de dutos rígidos. o dispositivo permite o acoplamento de sistemas de monitoramento a dutos rígidos, e neste caso, os sensores, cabos e eletrônica que constituem o sistema são pré-inseridos no dispositivo que atua como um invólucro protetivo. o invento atende às áreas de emissários submarinos, oleodutos, gasodutos, adutoras, plataformas de petróleo, tanques de armazenamento, referentemente em ambientes marinhos.split device for resin application in flexible duct repair and / or rigid duct monitoring. The present invention relates to a clamp device and method for applying resin or mixtures containing anti-corrosion products for repairing riser-like structures and / or for monitoring rigid ducts. The device allows the coupling of monitoring systems to rigid ducts, in which case the sensors, cables and electronics that make up the system are pre-inserted into the device acting as a protective enclosure. The invention addresses the areas of undersea outfalls, oil pipelines, pipelines, water mains, oil rigs, storage tanks, particularly in marine environments.

Description

Dispositivo bipartido para aplicação de resina em reparo de um duto flexível E/OU MONITORAMENTO DE DUTO RÍGIDOBipartite device for application of resin in repair of a flexible duct AND / OR HARD DUCT MONITORING

Campo da invençãoField of invention

001. A presente invenção se refere a um dispositivo bipartido (clamp) e método para aplicação de resina ou misturas contendo produtos anticorrosivos para reparo de estruturas do tipo dutos flexíveis (risers) e/ou ainda para atuar no monitoramento de dutos rígidos. O dispositivo permite o acoplamento de sistemas de monitoramento a dutos rígidos, e neste caso, os sensores, cabos e eletrônica que constituem o sistema são pré-inseridos no dispositivo que atua como um invólucro protetivo. O invento atende às áreas de emissários submarinos, oleodutos, gasodutos, adutoras, plataformas de petróleo, tanques de armazenamento, preferentemente em ambientes marinhos.001. The present invention relates to a bipartite device (clamp) and method for applying resin or mixtures containing anti-corrosion products to repair flexible duct type structures (risers) and / or even to act in the monitoring of rigid ducts. The device allows the coupling of monitoring systems to rigid ducts, and in this case, the sensors, cables and electronics that make up the system are pre-inserted in the device that acts as a protective enclosure. The invention serves the areas of submarine outfalls, pipelines, gas pipelines, pipelines, oil platforms, storage tanks, preferably in marine environments.

Antecedentes da invençãoBackground of the invention

002. Clamp é um tipo de dispositivo que pode ser bipartido, que é utilizado num método de restauração de riser flexível ou ainda usado para a proteção de sistemas de monitoramento de riser rígido. O clamp é composto de diversos componentes que permitem a fixação de duas partes bipartidas no riser para fazer a injeção de resina no seu interior, também promove a vedação entre as duas partes bipartidas no sentido longitudinal e ainda permite efetuar a vedação entre o clamp e a superfície externa do riser no seu diâmetro. Quando aplicado em restauração da estanqueidade de capas externas danificadas de riser flexível, o dispositivo bipartido (clamp) serve como recipiente para injeção de resina pura ou misturas contendo produtos anticorrosivos. E quando aplicado em sistemas de monitoramento, os sensores, cabos e eletrônica que constituem o mesmo, são pré-inseridos no dispositivo (clamp), que atua como um invólucro protetivo.002. Clamp is a type of device that can be split, which is used in a flexible riser restoration method or used for the protection of rigid riser monitoring systems. The clamp is composed of several components that allow the fixation of two split parts in the riser to make the resin injection inside, it also promotes the sealing between the two split parts in the longitudinal direction and also allows to seal between the clamp and the external surface of the riser in its diameter. When applied to restore the tightness of damaged external layers of flexible riser, the split device (clamp) serves as a container for injection of pure resin or mixtures containing anti-corrosion products. And when applied to monitoring systems, the sensors, cables and electronics that make up the same, are pre-inserted in the device (clamp), which acts as a protective wrapper.

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003. Pipelines são rotineiramente utilizados para o transporte de materiais, como fluidos e particularmente hidrocarbonetos, incluindo líquidos e gases em grandes distâncias. Isto pode ser entre uma instalação offshore, como um poço e uma planta de processamento offshore.003. Pipelines are routinely used to transport materials, such as fluids and particularly hydrocarbons, including liquids and gases over long distances. This can be between an offshore installation, such as a well and an offshore processing plant.

004. A tubulação é geralmente formada por secções discretas de tubos que estão ligadas entre si de uma extremidade à outra para formar um caminho contínuo para os materiais fluírem. Tubo flexível é um termo usado para descrever um tubo multicamada que é formado a partir de materiais que permitem que ele se dobre com relativa facilidade. Geralmente é construído de várias camadas de materiais tais como polímeros e metais ou compósitos.004. The piping is usually formed by discrete sections of tubes that are connected from one end to the other to form a continuous path for materials to flow. Flexible tube is a term used to describe a multilayer tube that is formed from materials that allow it to bend relatively easily. It is usually constructed of several layers of materials such as polymers and metals or composites.

005. Tubos flexíveis (risers) são utilizados em toda a indústria de petróleo e gás tanto onshore e predominantemente offshore. Sua atração é a facilidade de instalação e sua capacidade de resistir a flexão cíclica, e, portanto, eles são menos propensos à fadiga do que risers rígidos. O riser pode ser considerado uma das partes críticas de um sistema de produção offshore, em função de estar continuamente submetido a condições ambientais severas e a um grande número de solicitações variáveis. Eles podem ser denominados risers rígidos ou flexíveis, de acordo com o material empregado na fabricação.005. Flexible pipes (risers) are used throughout the oil and gas industry both onshore and predominantly offshore. Their attraction is the ease of installation and their ability to withstand cyclic bending, and therefore they are less prone to fatigue than rigid risers. The riser can be considered one of the critical parts of an offshore production system, due to the fact that it is continuously subjected to severe environmental conditions and to a large number of variable demands. They can be called rigid or flexible risers, according to the material used in the manufacture.

006. Os risers rígidos são tubos fabricados normalmente em aço, formados por segmentos de tubos unidos por soldas circunferenciais de topo. Embora tubulações de exploração e distribuição de óleo e gás tenham um excelente histórico no quesito segurança, estas estão sujeitas a vários tipos de danos durante sua operação em campo. Estes defeitos podem envolver a perda de espessura da parede por corrosão, trincas, riscos e amassamentos.006. Rigid risers are tubes usually made of steel, formed by segments of tubes joined by circumferential butt welds. Although oil and gas exploration and distribution pipelines have an excellent track record in terms of safety, they are subject to various types of damage during their operation in the field. These defects can involve loss of wall thickness due to corrosion, cracks, scratches and dents.

007. Os risers flexíveis são compostos por camadas intercaladas de diferentes materiais, como aço e polietileno. Usualmente sua estrutura é constituída por cinco camadas, no qual cada camada possui uma função específica. Devido à complexidade dos dutos flexíveis como também das operações de instalação e operação, os mesmos estão susceptíveis a uma série de modos de danos e de falhas, principalmente na camada externa polimérica. A armadura de tração que007. Flexible risers are composed of interleaved layers of different materials, such as steel and polyethylene. Usually, its structure consists of five layers, in which each layer has a specific function. Due to the complexity of the flexible ducts as well as the installation and operation operations, they are susceptible to a series of damage and failure modes, mainly in the polymeric outer layer. The tensile armor that

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3/14 possui função estrutural é fabricada a partir de aços de elevada resistência mecânica, no entanto, apresenta baixa resistência à corrosão em água do mar. 008. Na literatura destaca-se que após o rompimento do polímero externo, os reparos em risers flexíveis são executados através de procedimentos envolvendo a aplicação de uma vedação na área afetada. Em alguns casos, noticia-se o controle de corrosão através da administração de fluídos inibidores de corrosão envolvendo misturas contendo monoetilenoglicol, metanol e inibidores de corrosão. No entanto, as informações são muito escassas a respeito dos procedimentos empregados, como também, na especificação dos materiais utilizados e na eficiência das técnicas de reparo.3/14 has a structural function and is manufactured from steels with high mechanical resistance, however, it has low resistance to corrosion in seawater. 008. In the literature it is highlighted that after the rupture of the external polymer, repairs to flexible risers are performed through procedures involving the application of a seal on the affected area. In some cases, corrosion control is reported through the administration of corrosion inhibiting fluids involving mixtures containing monoethylene glycol, methanol and corrosion inhibitors. However, information is very scarce about the procedures used, as well as the specification of the materials used and the efficiency of the repair techniques.

009. Para evitar que danos se propaguem podendo causar algum tipo de acidente, ou para localizar a posição de uma possível falha na estrutura, aplicamse técnicas de Ensaios não-destrutivos (ENDs). Os ENDs realizados em tubulações e vasos de pressão na indústria petroquímica são uma questão de grande importância, por razões de segurança e de controle do impacto ambiental que uma possível falha venha a ocasionar.009. To prevent damage from spreading and possibly causing some type of accident, or to locate the position of a possible failure in the structure, non-destructive testing (ENDs) techniques are applied. ENDs performed on pipes and pressure vessels in the petrochemical industry are a matter of great importance, for reasons of safety and control of the environmental impact that a possible failure will cause.

0010. Os reparos de modo geral, tem a função de restabelecer de maneira mais próxima ao projetado, a resistência e a rigidez original dos dutos, sem alterar de forma significativa o peso e usufruir de custos reduzidos em comparação com a substituição da peça.0010. Repairs in general, have the function of reestablishing the original resistance and rigidity of the ducts, in a way that is closer to what was designed, without significantly altering the weight and enjoying reduced costs in comparison with the replacement of the part.

0011. De modo geral, os reparos são classificados de acordo com o cenário existente: (i) reparo para defeitos de perda de espessura externa (corrosão ou dano mecânico); (ii) reparo para defeitos de perda de espessura interna (corrosão ou erosão) e (iii) reparo para defeitos com vazamentos. A partir desta análise se pode determinar qual o melhor tipo de reparo a ser utilizado.0011. In general, repairs are classified according to the existing scenario: (i) repair for defects in loss of external thickness (corrosion or mechanical damage); (ii) repair for defects in loss of internal thickness (corrosion or erosion) and (iii) repair for defects with leaks. From this analysis, it is possible to determine the best type of repair to be used.

0012. De maneira geral existem seis tipos de reparos que vem sendo mais utilizados, sendo estes: (i) corte e substituição; (ii) lixamento; (iii) depósito de solda; (iv) dupla calha soldada; (v) abraçadeiras mecânicas; (vi) hot tapping, além de (vii) reparos realizados com material compósito.0012. In general, there are six types of repairs that are being used more, these being: (i) cutting and replacement; (ii) sanding; (iii) weld deposit; (iv) double welded rail; (v) mechanical cable ties; (vi) hot tapping, in addition to (vii) repairs made with composite material.

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0013. Conforme descrito acima, sobre os tipos de reparos utilizados em dutos rígidos e flexíveis, tem se destacado a aplicação de dupla calha soldada, no qual consiste em envolver o duto com duas meias calhas metálicas na região do defeito, que serão unidas entre si por meio de uma solda longitudinal, sem contato direto com o duto, pois entre a calha e o duto são utilizadas resinas endurecíveis para a transmissão de carregamento do duto ao reparo, conforme mostrado na figura 1. Na figura 2 é mostrado uma configuração típica de riser flexível representando suas camadas, no qual cada camada possui uma especificação específica. E na figura 3, é apresentado dois casos de rompimento da camada externa de risers flexíveis e o resultado do efeito da corrosão. Outro tipo de reparo utilizando dupla calha soldada, trata-se em envolver o duto com duas meias calhas metálicas que serão unidas entre si por meio de uma solda longitudinal, e unidas ao duto com a utilização de uma solda circunferencial. Na figura 4 é mostrado as variantes do reparo de dupla calha soldada.0013. As described above, regarding the types of repairs used in rigid and flexible ducts, the application of double welded gutters has been highlighted, which consists of wrapping the duct with two metallic half gutters in the region of the defect, which will be joined together through a longitudinal weld, without direct contact with the duct, because between the gutter and the duct hardenable resins are used for the transmission transmission from duct to repair, as shown in figure 1. In figure 2 a typical configuration of flexible riser representing its layers, in which each layer has a specific specification. And in figure 3, two cases of rupture of the external layer of flexible risers and the result of the corrosion effect are presented. Another type of repair using double welded gutters involves wrapping the duct with two metallic half gutters that will be joined together by means of a longitudinal weld, and joined to the duct using a circumferential weld. Figure 4 shows the variants of the double welded rail repair.

0014. Similar ao tipo dupla calha soldada, tem-se as abraçadeiras mecânicas conforme mostrado na figura 5, que são estruturas robustas que abraçam o duto, sendo apertadas por meio de grandes parafusos. Em seus extremos possuem selos mecânicos para conter vazamento de fluido. São comumente utilizadas para reparos de defeitos com ou sem vazamento e de rápida e fácil aplicação. No entanto, são espessas e consequentemente pesadas, além de ter custos mais elevados.0014. Similar to the double welded gutter type, there are the mechanical clamps as shown in figure 5, which are robust structures that hug the duct, being tightened by means of large screws. At their ends they have mechanical seals to contain fluid leakage. They are commonly used to repair defects with or without leakage and are quick and easy to apply. However, they are thick and consequently heavy, in addition to having higher costs.

0015. Quando se trata de monitoramento de dutos, existem sistemas que são montados em dutos antes da instalação submarina, em locais críticos ou em áreas que não podem ser inspecionadas facilmente por métodos tradicionais.0015. When it comes to pipeline monitoring, there are systems that are mounted on pipelines prior to underwater installation, in critical locations or in areas that cannot be easily inspected by traditional methods.

0016. Destaque para o tipo de sistema de monitoramento conforme mostrado na figura 6 denominado de “g-PIMS Permanent Inspection and Monitoring Subsea”, pois fornece um excelente grau de sensibilidade de detecção de defeitos. Trata-se de um conjunto de transdutores de ondas guiadas permanentemente instalados em oleodutos e gasodutos submarinos e risers, para monitorar a corrosão, erosão e perda de espessura de parede.0016. Highlight for the type of monitoring system as shown in figure 6 called “g-PIMS Permanent Inspection and Monitoring Subsea”, as it provides an excellent degree of sensitivity for defect detection. It is a set of guided wave transducers permanently installed in underwater and pipeline pipelines and risers, to monitor corrosion, erosion and loss of wall thickness.

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0017. No caso desse sistema específico, o colar de sensores é encapsulado dentro de um robusto invólucro de proteção construído em fibra de vidro, que fornece proteção contra impactos de objetos soltos e proteção ao meio ambiente por um longo período de tempo, vide detalhes nas figuras 6, 7 e 8.0017. In the case of this specific system, the sensor collar is encapsulated within a robust protective housing made of fiberglass, which provides protection against impacts from loose objects and protection to the environment for a long period of time, see details in figures 6, 7 and 8.

0018. Com relação ao dispositivo “g-PIMS Permanent Inspection and Monitoring Subsea”, destaca-se que o mesmo se refere a um tipo de sistema de monitoramento que oferece excelente grau de sensibilidade de detecção de defeitos, no qual trata-se de um conjunto de transdutores de ondas guiadas permanentemente instalados em oleodutos e gasodutos submarinos e risers, para monitorar a corrosão, erosão e perda de espessura de parede. O sistema de monitoramento é protegido por um invólucro construído em fibra de vidro, e é composto por calha superior de proteção dos sensores, calha superior dos cabos e calha inferior, e a fixação das duas partes bipartidas é realizada por barras laterais, flanges e elementos de fixação. Difere o presente pedido de patente do dispositivo “g-PIMS Permanent Inspection and Monitoring Subsea” por se tratar de um dispositivo para aplicação de resina, contendo um sistema de vedação que garante que a resina permaneça na parte interna do invólucro no momento da sua injeção, possuir inserto (estrutura) metálico, possuir conjunto de entrada e saída da resina (composto por engate rápido, conector, espigão e mangueira), pino guia, chapa de ancoragem da resina e parafuso prisioneiro no qual permite o acoplamento e fixação no duto através de ferramenta automatizada e por atuar na proteção de sistemas de monitoramento.0018. Regarding the “g-PIMS Permanent Inspection and Monitoring Subsea” device, it should be noted that it refers to a type of monitoring system that offers an excellent degree of defect detection sensitivity, in which it is a set of guided wave transducers permanently installed in underwater and pipeline pipelines and risers, to monitor corrosion, erosion and loss of wall thickness. The monitoring system is protected by a housing made of fiberglass, and consists of the upper sensor protection rail, the upper cable rail and the lower rail, and the fixing of the two split parts is carried out by side bars, flanges and elements fixing. It differs from the present patent application of the device "g-PIMS Permanent Inspection and Monitoring Subsea" in that it is a device for applying resin, containing a sealing system that ensures that the resin remains in the inner part of the casing at the time of its injection , have metallic insert (structure), have resin inlet and outlet set (composed of quick coupling, connector, spike and hose), guide pin, resin anchor plate and captive screw in which it allows the coupling and fixation in the duct through automated tool and for acting in the protection of monitoring systems.

0019. A literatura patentária descreve documentos de patente relacionados a dispositivos para reparos ou monitoramento de risers flexíveis e rígidos.0019. Patent literature describes patent documents related to devices for repairing or monitoring flexible and rigid risers.

0020. Pedido US2011/0221137A1, 15/09/2011, “Sealing Method and0020. Order US2011 / 0221137A1, 15/09/2011, “Sealing Method and

Apparatus”. O invento citado refere-se a um método de vedação de aberturas em vasos ou dutos no qual compreende a introdução de elementos de vedação dento do vaso ou duto na região do vazamento, no qual o elemento de vedação é transportado para a abertura, permitindo que o mesmo se extrude através da abertura. Difere a presente invenção do pedido US2011/0221137A1, por seApparatus ”. The cited invention relates to a method of sealing openings in vessels or ducts in which it comprises the introduction of sealing elements into the vessel or duct in the region of the leak, in which the sealing element is transported to the opening, allowing it extrudes through the opening. It differs from the present invention from application US2011 / 0221137A1 in that it

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6/14 tratar de um dispositivo bipartido (clamp) e método para aplicação de resina ou misturas contendo produtos anticorrosivos para reparo de estruturas do tipo dutos flexíveis (risers) e/ou ainda atuar no monitoramento de dutos rígidos. O dispositivo permite o acoplamento de sistemas de monitoramento a dutos rígidos, e neste caso, os sensores, cabos e eletrônica que constituem o sistema são pré-inseridos no dispositivo que atua como um invólucro protetivo.6/14 dealing with a bipartite device (clamp) and method for applying resin or mixtures containing anti-corrosion products to repair structures like flexible ducts (risers) and / or even act in the monitoring of rigid ducts. The device allows the coupling of monitoring systems to rigid ducts, and in this case, the sensors, cables and electronics that make up the system are pre-inserted in the device that acts as a protective enclosure.

0021. Pedido US20110089679A1, 21/04/2011, “Method and apparatus for repairing tubular members”. O invento citado refere-se a um dispositivo para reparar a camada polimérica externa de um duto flexível, compreendendo de uma luva adaptada para rodear o tubo, meios de vedação na parte circunferencial entre a superfície do duto e da luva, e meios para forçar uma solução de vedação contra a superfície do duto e entre os dois vedantes circunferenciais, sendo a disposição tal que, a luva fique afastada da superfície externa do duto formando um anel estanque entre eles e um método de reparação para a camada externa do duto. Difere a presente invenção do pedido US20110089679A1, por possuir inserto (estrutura) metálico, possuir conjunto de entrada e saída da resina (composto por engate rápido, conector, espigão e mangueira), pino guia, chapa de ancoragem da resina e parafuso prisioneiro no qual permite o acoplamento e fixação no duto através de ferramenta automatizada. O dispositivo permite o acoplamento de sistemas de monitoramento a dutos rígidos, e neste caso, os sensores, cabos e eletrônica que constituem o sistema são pré-inseridos no dispositivo que atua como um invólucro protetivo.0021. Order US20110089679A1, 21/04/2011, “Method and apparatus for repairing tubular members”. The aforementioned invention relates to a device for repairing the outer polymeric layer of a flexible duct, comprising a sleeve adapted to surround the tube, sealing means in the circumferential part between the surface of the duct and the sleeve, and means for forcing a sealing solution against the surface of the duct and between the two circumferential seals, the arrangement being such that the glove is separated from the external surface of the duct forming a watertight ring between them and a repair method for the external layer of the duct. It differs from the present invention from application US20110089679A1, in that it has a metallic insert (structure), has a resin inlet and outlet assembly (composed of quick coupling, connector, spike and hose), guide pin, resin anchor plate and captive screw in which allows coupling and fixation in the duct through an automated tool. The device allows the coupling of monitoring systems to rigid ducts, and in this case, the sensors, cables and electronics that make up the system are pre-inserted in the device that acts as a protective enclosure.

0022. Pedido GB2499379A, 21/08/2013, “Protection of tubular members”. O invento citado refere-se a um método de proteção da região de um duto suspenso em água do mar dentro de uma peça tubular. O duto é afastado das peças tubulares e o método compreende em depositar um líquido que fornecerá proteção contra corrosão na parte interna entre o duto e a peça tubular para retirar a água do mar de dentro do espaço. O líquido circula na região selecionada do duto. Um material resistente ao calor é também depositado0022. Order GB2499379A, 08/21/2013, “Protection of tubular members”. The aforementioned invention relates to a method of protecting the region of a duct suspended in seawater within a tubular part. The duct is removed from the tubular parts and the method involves depositing a liquid that will provide protection against corrosion in the internal part between the duct and the tubular part to remove sea water from inside the space. The liquid circulates in the selected region of the duct. A heat resistant material is also deposited

Petição 870180006263, de 24/01/2018, pág. 9/29Petition 870180006263, of 01/24/2018, p. 9/29

7/14 dentro do espaço. O material resistente ao calor pode ser depositado em cima do líquido ou pode ser incorporado dento do líquido, e pode estar alojado em água incluindo microesferas de vidro, pode ser uma espuma sintática, espuma formando uma membrana aquosa, espuma de compostos orgânicos, gel de sílica, gel arejado, lã de vidro, lã mineral, ou revestimento de fibra de vidro. O líquido pode compreender em hidrocarbonetos, óleo vegetal, elastômero de silicone, borracha de silicone, óleo de silicone, um agente antibacteriano, ou inibidor de corrosão. Difere o presente pedido de patente do pedido GB2499379A, por ser um dispositivo bipartido e possuir inserto (estrutura) metálico, um conjunto de entrada e saída da resina (composto por engate rápido, conector, espigão e mangueira), pino guia, chapa de ancoragem da resina e parafuso prisioneiro no qual permite o acoplamento e fixação no duto através de ferramenta automatizada. O dispositivo bipartido permite o acoplamento de sistemas de monitoramento a dutos rígidos, e neste caso, os sensores, cabos e eletrônica que constituem o sistema são pré-inseridos no dispositivo que atua como um invólucro protetivo. O método consiste na aplicação de resina ou misturas contendo produtos anticorrosivos para reparo de estruturas do tipo dutos flexíveis (risers) e/ou ainda para atuar no monitoramento de dutos rígidos. 0023. Pedido MY157426, 15/06/2016, “Corrosion protection”. O invento citado visa oferecer um simples e efetivo método de fornecer proteção contra corrosão de elementos tubulares e buscar oferecer uma solução no qual é particularmente adaptável para uso com instalações existentes sem a necessidade de remover a tubulação existente. Isso oferecería uma melhoria significante sobre técnicas conhecidas tanto em termos de economia de tempo quanto de custo. De acordo com um aspecto da presente invenção é fornecido um método de proteção de uma região do duto suspenso em água do mar dentro de uma peça tubular tal que o duto é espaçado na peça tubular contra corrosão, o método compreende no passo de depositar um líquido fornecendo ou adaptado para fornecer proteção contra corrosão do duto dentro do espaço entre o duto e a peça tubular para retirar a água do mar de dentro do espaço tal que o líquido circule na região7/14 within the space. The heat resistant material can be deposited on top of the liquid or can be incorporated into the liquid, and can be housed in water including glass microspheres, it can be a syntactic foam, foam forming an aqueous membrane, foam of organic compounds, gel of silica, aerated gel, glass wool, mineral wool, or fiberglass coating. The liquid may comprise hydrocarbons, vegetable oil, silicone elastomer, silicone rubber, silicone oil, an antibacterial agent, or corrosion inhibitor. This patent application differs from application GB2499379A in that it is a split device and has a metallic insert (structure), a resin inlet and outlet assembly (composed of quick coupling, connector, spigot and hose), guide pin, anchor plate resin and captive screw which allows coupling and fixation in the duct through an automated tool. The bipartite device allows the coupling of monitoring systems to rigid ducts, and in this case, the sensors, cables and electronics that make up the system are pre-inserted in the device that acts as a protective enclosure. The method consists of applying resin or mixtures containing anti-corrosion products to repair flexible duct type structures (risers) and / or even to act in the monitoring of rigid ducts. 0023. Order MY157426, 06/15/2016, “Corrosion protection”. The mentioned invention aims to offer a simple and effective method of providing protection against corrosion of tubular elements and to seek to offer a solution in which it is particularly adaptable for use with existing installations without the need to remove the existing piping. This would offer a significant improvement over known techniques in terms of both time and cost savings. According to an aspect of the present invention, a method of protecting a region of the duct suspended in seawater within a tubular part is provided such that the duct is spaced in the tubular part against corrosion, the method comprises in the step of depositing a liquid providing or adapted to provide protection against corrosion of the duct within the space between the duct and the tubular part to remove sea water from within the space such that the liquid circulates in the region

Petição 870180006263, de 24/01/2018, pág. 10/29Petition 870180006263, of 01/24/2018, p. 10/29

8/14 selecionada do duto. Difere o presente pedido de patente do pedido MY157426, por ser um dispositivo bipartido e possuir inserto (estrutura) metálico, possuir conjunto de entrada e saída da resina (composto por engate rápido, conector, espigão e mangueira), pino guia, chapa de ancoragem da resina e parafuso prisioneiro no qual permite o acoplamento e fixação no duto através de ferramenta automatizada. O dispositivo permite o acoplamento de sistemas de monitoramento a dutos rígidos, e neste caso, os sensores, cabos e eletrônica que constituem o sistema são pré-inseridos no dispositivo que atua como um invólucro protetivo. O método consiste na aplicação de resina ou misturas contendo produtos anticorrosivos para reparo de estruturas do tipo dutos flexíveis (risers) e/ou ainda para atuar no monitoramento de dutos rígidos.8/14 selected from the duct. It differs from the present patent application from application MY157426, in that it is a bipartite device and has a metallic insert (structure), has a resin inlet and outlet assembly (composed of quick coupling, connector, spike and hose), guide pin, anchor plate resin and captive screw which allows coupling and fixation in the duct through an automated tool. The device allows the coupling of monitoring systems to rigid ducts, and in this case, the sensors, cables and electronics that make up the system are pre-inserted in the device that acts as a protective enclosure. The method consists of applying resin or mixtures containing anti-corrosion products to repair flexible duct type structures (risers) and / or even to act in the monitoring of rigid ducts.

0024. Nesse contexto, a presente invenção vem apresentar um “dispositivo bipartido (clamp)’’ que deve ser acoplado e fixado num riser a fim de efetuar reparos, ou ainda com a finalidade de proteger um sistema de monitoramento de risers flexíveis e rígidos. O referido dispositivo é composto de duas partes e possui conjuntos de sensores, cabos e eletrônica embarcada para o sistema de monitoramento e aplicado de forma permanente em risers. A aplicação do presente invento se mostra vantajosa no sentido de exercer as duas funções num único dispositivo, seja propiciar o reparo de dutos e também o monitoramento, mediante o uso de sensores e eletrônica embarcada.Sumário da invenção0024. In this context, the present invention features a “split device (clamp)’ ’” that must be attached and fixed to a riser in order to carry out repairs, or even with the purpose of protecting a flexible and rigid riser monitoring system. This device is composed of two parts and has sets of sensors, cables and embedded electronics for the monitoring system and applied permanently in risers. The application of the present invention proves to be advantageous in the sense of exercising the two functions in a single device, whether to provide the repair of pipelines and also the monitoring, through the use of sensors and embedded electronics.

0025. A presente invenção compreende um dispositivo bipartido (clamp) que tem a função de restaurar a estanqueidade de capas externas danificadas de risers flexíveis e que pode também ser aplicado como um componente do sistema de monitoramento de risers flexíveis e rígidos e é composto por:0025. The present invention comprises a bipartite device (clamp) that has the function of restoring the watertightness of damaged external layers of flexible risers and that can also be applied as a component of the monitoring system of flexible and rigid risers and consists of:

a) Calha superior do dispositivoa) Top rail of the device

b) Calha inferior do dispositivob) Lower device track

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c) Conjunto de saída da resina composto por: engate rápido, espigão e mangueirac) Resin outlet set consisting of: quick coupling, spigot and hose

d) Conjunto de entrada da resina composto por: engate rápido, conector e mangueirad) Resin inlet set consisting of: quick coupling, connector and hose

e) Conector dos cabos do sensore) Sensor cable connector

f) Parafuso prisioneiro com molaf) Spring-loaded stud

g) Pino guiag) Guide pin

h) Borrachas de vedaçãoh) Sealing rubbers

i) Chapa de ancoragem da resinai) Resin anchor plate

j) Parafuso de fixaçãoj) Fixing screw

0026. Em uma realização preferencial a presente invenção apresenta um dispositivo bipartido que atua como um recipiente para injeção de resina pura ou misturas contendo produtos anticorrosivos.0026. In a preferred embodiment the present invention features a bipartite device that acts as a container for injection of pure resin or mixtures containing anti-corrosion products.

0027. Em uma realização preferencial a presente invenção apresenta um dispositivo bipartido que atua como um sistema de monitoramento de dutos flexíveis (risers) e rígidos.0027. In a preferred embodiment, the present invention features a bipartite device that acts as a monitoring system for flexible and riser ducts.

0028. Em um aspecto para a aplicação em sistemas de monitoramento o dispositivo bipartido utiliza um conjunto de sensores.0028. In one aspect for application in monitoring systems the bipartite device uses a set of sensors.

Breve Descrição das FigurasBrief Description of the Figures

0029. A figura 1 apresenta um duto danificado e a amostra de preenchimento, sendo:0029. Figure 1 shows a damaged duct and the filling sample, being:

a) duto corroídoa) corroded duct

b) duto após tratamento superficialb) duct after surface treatment

c) duto preenchido com resinac) duct filled with resin

0030. A figura 2 apresenta a configuração típica de um riser flexível e suas camadas, sendo:0030. Figure 2 shows the typical configuration of a flexible riser and its layers, being:

a) camada externaa) outer layer

b) armadura de traçãob) traction armor

Petição 870180006263, de 24/01/2018, pág. 12/29Petition 870180006263, of 01/24/2018, p. 12/29

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c) armadura de pressãoc) pressure armature

d) camada de estanqueidaded) sealing layer

e) carcaçae) carcass

0031. A figura 3 apresenta dois casos de rompimento da camada externa de risers flexíveis e o resultado do efeito da corrosão, sendo:0031. Figure 3 shows two cases of rupture of the external layer of flexible risers and the result of the corrosion effect, being:

a) Um riser com rasgo na camada polimérica externa evidenciando a armadura de traçãoa) A riser with a tear in the outer polymeric layer showing the tensile reinforcement

b) Um riser com excessiva corrosão devido à splash zone.b) A riser with excessive corrosion due to the splash zone.

0032. A figura 4 apresenta variantes do reparo de dupla calha soldada, sendo:0032. Figure 4 shows variants of double welded rail repair, being:

a) reparo para soldas circunferenciaisa) repair for circumferential welds

b) reparo para acoplamentosb) repair for couplings

0033. A figura 5 apresenta um exemplo de braçadeira mecânica utilizada para reparo de dutos0033. Figure 5 shows an example of a mechanical clamp used for pipeline repair

0034. A figura 6 mostra um dispositivo de sistema de monitoramento com invólucro protetivo instado em duto. O referido dispositivo é apresentado a partir de uma vista em corte com as seguintes partes:0034. Figure 6 shows a monitoring system device with protective casing installed in a duct. Said device is presented from a sectional view with the following parts:

a) Calha superior de proteção aos sensoresa) Upper sensor protection rail

b) Sensoresb) Sensors

c) Calha superior dos cabosc) Upper cable track

d) Calha inferiord) Lower track

0035. A figura 7 apresenta o dispositivo citado acima numa vista em corte com as seguintes partes:0035. Figure 7 shows the device mentioned above in a sectional view with the following parts:

a) Barras lateraisa) Sidebars

b) Flangesb) Flanges

c) Elementos de fixaçãoc) Fastening elements

0036. A figura 8 mostra o inserto (estrutura) metálico do dispositivo bipartido (clamp) objeto desse invento, no qual estará “embebido” ou “coberto” pelo material polimérico utilizado na fabricação do clamp, composto por:0036. Figure 8 shows the metallic insert (structure) of the bipartite device (clamp) object of this invention, in which it will be “embedded” or “covered” by the polymeric material used in the manufacture of the clamp, consisting of:

a) Inserto da calha superiora) Top rail insert

b) Inserto da calha inferiorb) Insert of the lower rail

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0037. A figura 9 mostra o dispositivo bipartido (clamp) numa versão explodida composto por:0037. Figure 9 shows the split device (clamp) in an exploded version consisting of:

a) Calha superior do dispositivoa) Top rail of the device

b) Calha inferior do dispositivob) Lower device track

e) Conector dos cabos do colar de sensores (utilizado quando o clamp for aplicado em sistema de monitoramento em risers rígidos)e) Sensor collar cable connector (used when the clamp is applied to a monitoring system in rigid risers)

f) Parafuso prisioneiro com molaf) Spring-loaded stud

g) Pino guiag) Guide pin

h) Borracha de vedaçãoh) Sealing rubber

i) Chapa de ancoragem da resinai) Resin anchor plate

j) Parafuso de fixaçãoj) Fixing screw

0038. A Figura 10 mostra o dispositivo bipartido (clamp) montado, composto por:0038. Figure 10 shows the assembled split device, composed of:

a) Conjunto de saída da resina, composto por: engate rápido, espigão e mangueiraa) Resin outlet set, consisting of: quick coupling, spike and hose

b) Conjunto de entrada da resina, composto por: engate rápido, conector e mangueirab) Resin inlet set, consisting of: quick coupling, connector and hose

c) Conector dos cabos do colar de sensores (utilizado quando o clamp for aplicado em sistema de monitoramento em risers rígidos)c) Sensor collar cable connector (used when the clamp is applied to a monitoring system in rigid risers)

0039. A Figura 11 mostra o dispositivo bipartido (clamp) em suas vistas :0039. Figure 11 shows the split device (clamp) in its views:

a) frontal ea) front and

b) lateral, representando a posição de acoplamento no riser.b) lateral, representing the coupling position on the riser.

0040. A figura 12 mostra uma vista isométrica do dispositivo (clamp) acoplado ao riser.0040. Figure 12 shows an isometric view of the device (clamp) attached to the riser.

Descrição Detalhada da InvençãoDetailed Description of the Invention

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0041. Dutos flexíveis estão sujeitos à deterioração de seus elementos metálicos ou compósitos por mecanismos de fadiga (propagação de trincas), corrosão (perda de espessura de elementos estruturais), e corrosão-fadiga (propagação de trincas com ação de meios corrosivos). O principal elemento estrutural nestes dutos são as chamadas armaduras de tração, que são formadas por camadas de arames de seção normalmente retangular, que formam helicoides ao redor do núcleo central, e que são responsáveis por suportar os esforços de tração impostos à estrutura, principalmente quando esta está em posição próxima à vertical, como em risers na exploração de petróleo e gás em alto-mar. Quando defeitos do tipo trinca ou perda de espessura por corrosão se desenvolvem nestes arames, e estes atingem tamanhos críticos, ocorre a falha do arame defeituoso. A estrutura destes dutos e cabos tipicamente suporta a ruptura de dezenas destes arames antes de ser totalmente condenada.0041. Flexible ducts are subject to the deterioration of their metallic or composite elements by mechanisms of fatigue (propagation of cracks), corrosion (loss of thickness of structural elements), and corrosion-fatigue (propagation of cracks with the action of corrosive media). The main structural element in these ducts is the so-called tensile reinforcement, which is formed by layers of wires of normally rectangular section, which form helicoids around the central core, and which are responsible for supporting the tensile forces imposed on the structure, especially when this is in a position close to the vertical, as in risers in offshore oil and gas exploration. When defects of the crack type or loss of thickness due to corrosion develop in these wires, and these reach critical sizes, the defective wire fails. The structure of these ducts and cables typically supports the rupture of dozens of these wires before being fully condemned.

0042. A presente invenção descreve um dispositivo bipartido (clamp) que tem a função de restaurar a estanqueidade de capas externas danificadas de risers flexíveis e que pode também ser aplicado como um componente do sistema de monitoramento de risers rígidos.0042. The present invention describes a split device (clamp) that has the function of restoring the tightness of damaged external layers of flexible risers and that can also be applied as a component of the rigid riser monitoring system.

Dispositivo com a função de reparos em risersDevice with riser repair function

0043. O dispositivo bipartido (clamp), mostrado na Figura 9, tem a função de restaurar a estanqueidade de capas externas danificadas de risers flexíveis, no qual, servirá como recipiente para injeção de resina pura ou misturas contendo produtos anticorrosivos, garantindo, desta maneira, a proteção das armaduras, e o controle de processos corrosivos em curso.0043. The bipartite device (clamp), shown in Figure 9, has the function of restoring the tightness of damaged external layers of flexible risers, in which it will serve as a container for injection of pure resin or mixtures containing anti-corrosion products, thus ensuring , the protection of reinforcement, and the control of corrosive processes in progress.

0044. Para a execução do reparo, a ferramenta bipartida provê a aplicação de um revestimento líquido no interior de um dispositivo bipartido (clamp) garantindo a vedação da área afetada contra a circulação e renovação do eletrólito corrosivo, protegendo as camadas metálicas que estão na face do dano, portanto mais expostas à corrosão. A ferramenta deverá aplicar a resina com emprego de0044. For the execution of the repair, the split tool provides the application of a liquid coating inside a split device (clamp) ensuring the sealing of the affected area against the circulation and renewal of the corrosive electrolyte, protecting the metallic layers that are on the face damage, therefore more exposed to corrosion. The tool should apply the resin using

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13/14 pressão no preenchimento do dispositivo bipartido (clamp), e desta forma, haverá movimentação da resina em direção as armaduras de tração. Ao aplicar o revestimento, projeta-se que parte da resina irá permear para o interior do duto e aderir sobre a armadura de tração, aumentando a proteção contra a corrosão. 0045. Ao final da operação de injeção de fluidos, o dispositivo bipartido (clamp) será desacoplado da estrutura interna, permitindo assim, que a estrutura externa possa ser desacoplada do riser e possa ser elevada à superfície.13/14 pressure in filling the split device (clamp), and in this way, there will be movement of the resin towards the tensile reinforcement. When applying the coating, it is projected that part of the resin will permeate into the duct and adhere to the tensile reinforcement, increasing protection against corrosion. 0045. At the end of the fluid injection operation, the split device (clamp) will be decoupled from the internal structure, thus allowing the external structure to be decoupled from the riser and to be raised to the surface.

Dispositivo aplicado no sistema de monitoramento de risersDevice applied to the riser monitoring system

0046. Além da aplicação em restauração de risers, o dispositivo bipartido (clamp) poderá ser aplicado como um componente do sistema de monitoramento de risers flexíveis e rígidos. Neste caso, os sensores, cabos e eletrônica que constituem o sistema são pré-inseridos no dispositivo (clamp), que atua como um invólucro protetivo. Tanto na aplicação em reparo quanto em sistema de monitoramento, será injetado resina no interior do dispositivo (clamp), com o objetivo de restaurar a estanqueidade no caso do reparo ou proteger e vedar os sensores, cabos e eletrônica no caso do sistema de monitoramento, permitindo a adequação de sistemas de monitoramento por ondas guiadas para ambientes marinhos de até 250 m, admitindo o monitoramento do riser quanto à perda de espessura de parede, sendo capazes de resistir às condições de aplicação.0046. In addition to the application in riser restoration, the bipartite device (clamp) can be applied as a component of the flexible and rigid riser monitoring system. In this case, the sensors, cables and electronics that make up the system are pre-inserted into the device (clamp), which acts as a protective enclosure. Both in the repair application and in the monitoring system, resin will be injected into the device (clamp), in order to restore the tightness in the case of repair or to protect and seal the sensors, cables and electronics in the case of the monitoring system, allowing the adaptation of monitoring systems by guided waves for marine environments of up to 250 m, admitting the monitoring of the riser for the loss of wall thickness, being able to resist the application conditions.

0047. Na figura 9 são apresentados os componentes que fazem parte do dispositivo (clamp), que podem ser descritos como: calha superior do dispositivo (a), calha inferior do dispositivo (b), conjunto de saída da resina composto por: engate rápido, espigão e mangueira (c), conjunto de entrada da resina composto por: engate rápido, conector e mangueira (d), conector dos cabos do sensor que será utilizado quando o clamp for aplicado em sistema de monitoramento em risers rígidos (e), parafuso prisioneiro com mola (f), pino guia (g), borracha de vedação (h), chapa de ancoragem da resina (i) e parafuso de fixação (j).0047. Figure 9 shows the components that are part of the device (clamp), which can be described as: upper device rail (a), lower device rail (b), resin outlet set consisting of: quick coupling , spigot and hose (c), resin inlet set consisting of: quick coupler, connector and hose (d), sensor cable connector that will be used when the clamp is applied to a monitoring system in rigid risers (e), spring-loaded captive screw (f), guide pin (g), sealing rubber (h), resin anchor plate (i) and fixing screw (j).

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0048. Na figura 8 são mostrados os insertos metálicos aplicados na base para a elaboração do dispositivo bipartido (clamp) da figura 9. Em detalhe na figura 10 o conjunto de inserto metálico do dispositivo de saída de resina (a), o conjunto de inserto metálico do dispositivo de entrada de resina (b) e os conectores dos cabos dos sensores (c).0048. In figure 8 are shown the metallic inserts applied in the base for the elaboration of the bipartite device (clamp) of figure 9. In detail in figure 10 the set of metallic insert of the resin outlet device (a), the set of insert resin input device (b) and sensor cable connectors (c).

0049. Por se tratar de um material anticorrosivo, definiu-se o polietileno reticulado para ser usado no dispositivo bipartido (clamp), e devido a sua geometria complexa, definiu-se o processo de rotomoldagem para sua fabricação.0049. Because it is an anticorrosive material, cross-linked polyethylene was defined to be used in the bipartite device (clamp), and due to its complex geometry, the rotational molding process was defined for its manufacture.

0050. O processo de rotomoldagem permitirá a obtenção do dispositivo (clamp) em polietileno reticulado com um inserto metálico, no qual trata-se da estrutura mostrada na figura 8, que estará coberto pelo polietileno, e terá uma função estrutural e também auxiliará na precisão das dimensões e geometria.0050. The rotational molding process will enable the device (clamp) to be reticulated in polyethylene with a metallic insert, in which it is the structure shown in figure 8, which will be covered by the polyethylene, and will have a structural function and will also assist in precision dimensions and geometry.

0051. Os insertos serão construídos em aço ASTM A 36 e não terão o problema da corrosão, pois, estarão envolvidos pelo polietileno. Demais insertos, que estarão parcialmente expostos, receberão pintura como proteção superficial. O material ideal para os insertos expostos poderia ser o aço inox 316 L, porém, utilizou-se o aço ASTM A 36 devido aos custos para construir o protótipo. Os insertos metálicos são basicamente fabricados a partir de chapas e barras redondas de aço através de processos de corte, dobramento, usinagem e solda. Já os componentes comerciais, todos terão acabamento superficial zincado.0051. The inserts will be made of ASTM A 36 steel and will not have the problem of corrosion, as they will be surrounded by polyethylene. Other inserts, which will be partially exposed, will be painted as surface protection. The ideal material for the exposed inserts could be 316 L stainless steel, however, ASTM A 36 steel was used due to the costs to build the prototype. Metal inserts are basically manufactured from round steel plates and bars through cutting, bending, machining and welding processes. The commercial components, on the other hand, will all have a zinc-plated surface finish.

0052. Para a borracha de vedação (h), utilizou-se uma borracha comercial de SBR, com perfil retangular de 18 x 13 mm e dureza de 40 Shore que será unido ao dispositivo (clamp) com um tipo de adesivo instantâneo específico para colar borracha em polietileno. Definiu-se a dureza de 40 Shore de acordo com o torque necessário para deformá-la e a medida da deformação necessária para garantir a perfeita vedação. Selecionou-se o SBR como elastômero base da borracha por apresentar ótima resistência à compressão e ao desgaste, boa resistência ao calor e à água e possuir temperatura de trabalho entre -40° C a 70° C.0052. For the sealing rubber (h), a commercial SBR rubber was used, with a rectangular profile of 18 x 13 mm and a 40 Shore hardness that will be attached to the device (clamp) with a specific type of instant adhesive to stick polyethylene rubber. The 40 Shore hardness was defined according to the torque required to deform it and the measure of the deformation necessary to guarantee the perfect seal. SBR was selected as the base rubber elastomer because it has excellent resistance to compression and wear, good resistance to heat and water and has a working temperature between -40 ° C to 70 ° C.

Claims

1. Bipartite device - for application of resin in the repair of a flexible duct and / or rigid duct monitoring, characterized by being composed of:

a) Top rail of the device

b) Lower device track

c) Resin outlet set consisting of: quick coupling, spigot and hose

d) Resin inlet set consisting of: quick coupling, connector and hose

e) Sensor cable connector (used when the clamp is applied to a monitoring system in rigid risers)

f) spring-loaded stud

g) guide pin

h) Sealing rubbers

i) Resin anchor plate

j) Fixing screw

2. Bipartite device according to claim 1, characterized by being a container for injection of pure resin or mixtures containing anti-corrosion products

3. Bipartite device according to claim 1, characterized by acting in the repair of flexible risers

4. Bipartite device according to claim 1, characterized by acting as a component of the rigid riser monitoring system

5. Bipartite device according to claim 1, characterized by allowing the use of a metallic structure (insert) “embedded” or “covered” by polymeric material

6. Bipartite device according to claims 1 and 5, characterized by the polymeric material being a polyethylene

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7. Bipartite device according to claims 1 and 4, characterized by having a set of sensors, cables and electronic components

8. Bipartite device according to claim 1, characterized by having a structure adapted to be mounted around flexible or rigid ducts