BR102017025018B1

BR102017025018B1 - Dispositivo para prender um elemento em um tubo, conjunto, instalação, e, método para implementar um dispositivo

Info

Publication number: BR102017025018B1
Application number: BR102017025018-0A
Authority: BR
Inventors: Hervé COURBIS
Original assignee: Financiere De Beaumont - Fdb
Priority date: 2016-11-23
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2022-12-06
Also published as: FR3059059B1; FR3059059A1; US20180142713A1; EP3327297B1; EP3327297A1; DK3327297T3; BR102017025018A2; US10337541B2

Abstract

A presente invenção é relativa a um dispositivo (1) para prender um elemento (2) em um tubo (4), o dispositivo (1) compreendendo: um membro de compensação (10) feito a partir de material elástico, e duas fitas (20, 30) que se estendem cada uma entre uma primeira extremidade (21, 31) presa ao membro de compensação (10) e uma segunda extremidade livre (22, 32); onde as fitas (20, 30) são capazes, por junção das segundas extremidades (22, 32), de formar uma tira (40) provida para prender o elemento (2) ao tubo (4); e onde o membro de compensação (10) é, por sua vez, estirável quando o dispositivo (1) é apertado ao redor do tubo (4) e, por sua vez, gradualmente retraível ao longo do tempo para manter a tira (40) tesa quando o tubo (4) se retrai. A invenção também se refere a um conjunto (1, 2) compreendendo tal dispositivo (1), e uma instalação (1, 2, 3, 4) compreendendo tal conjunto (1, 2). A invenção também se refere a um método para implementar tal dispositivo (1).

Description

[001] A presente invenção é relativa a um dispositivo para prender um elemento em um tubo. A invenção também se refere a um conjunto compreendendo tal dispositivo, e uma instalação compreendendo tal conjunto. A invenção também se refere a um método para implementar tal dispositivo.

[002] A invenção é relativa ao campo de tubos, tal como oleodutos subaquáticos para o transporte de hidrocarbonetos.

[003] Neste campo, é conhecida a fixação de diversos elementos ao longo dos tubos, que podem se estender por várias centenas de quilômetros, em terra, subsolo e/ou debaixo d’água. Como exemplos não limitantes, esses elementos podem ser cabos elétricos, sistemas de sensor, ou suportes para fixação de cabos. Em relação a este último exemplo, é de fato preferível inserir um elemento de suporte entre o tubo e os cabos.

[004] Na prática, o elemento preso no tubo deve permanecer no lugar durante toda a vida útil deste tubo, por exemplo 25 anos. Os elementos submersos a uma profundidade devem resistir às pressões, variações de temperatura, correntes, fauna e flora marinha, etc.

[005] Além disso, é notável que o tubo submerso gradualmente se retrai ao longo do tempo sob o efeito das tensões às quais ele é submetido, isto é, seu diâmetro gradualmente se retrai. Se um elemento é preso no tubo com o uso de uma tira tensionada, então a tração na tira relaxa quando o tubo se retrai, de modo que o elemento não é mais mantido no lugar.

[006] O documento FR 2.965.252 descreve um sistema de preensão de exemplo, designado para fixar uma carga em um veículo de transporte. Este sistema compreende uma tira tecida e um dispositivo de compensação de perda de tração. No entanto, este sistema tem uma construção complexa e não é adequado para prender um elemento em um tubo submerso ou enterrado.

[007] O objetivo da presente invenção é propor um dispositivo para resolver as desvantagens acima.

[008] Para este fim, o objeto da invenção é um dispositivo para prender um elemento em um tubo, o dispositivo compreendendo: - um membro de compensação feito a partir de um material elástico, e - duas fitas que se estendem cada uma entre uma primeira extremidade presa ao membro de compensação e uma segunda extremidade livre; onde as fitas são capazes, por junção das segundas extremidades, de formar uma tira provida para prender o elemento ao tubo; e onde o membro de compensação é, por sua vez, estirável quando o dispositivo é apertado ao redor do tubo, e por sua vez, retraível gradualmente ao longo do tempo para manter a tira tesa quando o tubo se retrai.

[009] Portanto, a invenção torna possível compensar a perda de tração na tira devido à retração do tubo, e manter o elemento preso no tubo. O membro de compensação torna possível prover flexibilidade e elasticidade ao dispositivo de preensão, em comparação a um dispositivo composto por apenas uma tira rígida.

[0010] De acordo com outras características vantajosas da invenção, tomadas em isolamento ou em combinação: - O dispositivo não tem nenhuma parte de metal. - O dispositivo compreende um sistema de junção com as extremidades distais das fitas para formar a tira provida para prender o elemento ao tubo. - As primeiras extremidades incluem rebaixos que recebem material do membro de compensação durante a sobremoldagem. - Os rebaixos compreendem cavidades formadas alternando entre fendas. - Os rebaixos compreendem orifícios passantes entre duas superfícies opostas das primeiras extremidades. - O membro de compensação compreende uma porção mediana e duas porções de extremidade que recebem as primeiras extremidades das fitas, as porções de extremidade tendo seções transversais maiores que a seção transversal da porção mediana. - O membro de compensação compreende porções intermediárias tendo seções transversais que variam gradualmente entre a porção mediana e as porções de extremidade. - O membro de compensação é feito a partir de poliuretano. - As duas fitas são feitas a partir de um material inelástico sob condições normais de temperatura e pressão (NTPC).

[0011] O objeto da invenção é também um conjunto compreendendo: um dispositivo como descrito acima, e um elemento destinado a ser preso a um tubo pela implementação do dispositivo.

[0012] O objeto da invenção é também uma instalação compreendendo: pelo menos um conjunto como descrito acima, pelo menos uma peça fixada ao elemento, e um tubo sustentando o conjunto e a peça.

[0013] O objeto da invenção é também um método para implementar um dispositivo como descrito acima. O método é caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: a) quando o dispositivo é apertado em torno de um tubo, o membro de compensação é estirado sob o efeito da tração exercida pela tira; então b) quando o tubo gradualmente se retrai ao longo do tempo, o membro de compensação também se retrai de modo que a tira é mantida tesa.

[0014] De acordo com uma modalidade específica, o tubo é destinado a ser submerso. O membro de compensação pode gradualmente se retrair ao longo do tempo para manter a tira tesa quando o tubo se retrai enquanto submerso.

[0015] Neste caso, o conjunto é um conjunto submersível, compreendendo um dispositivo como descrito acima, e um elemento destinado a ser preso em um tubo pela implementação do dispositivo. A instalação por sua vez compreende pelo menos um conjunto submersível como descrito acima, pelo menos uma peça fixada ao elemento, e um tubo sustentando o conjunto submersível e a peça.

[0016] De acordo com outra modalidade específica, o tubo é destinado a ser enterrado. O membro de compensação pode gradualmente se retrair ao longo do tempo para manter a tira tesa quando o tubo se retrai subsolo.

[0017] A invenção será melhor entendida mediante leitura da seguinte descrição, dada unicamente como um exemplo não limitante, e feita com referência às figuras anexas em que: - a figura 1 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de preensão de acordo com a invenção; - a figura 2 é uma vista seccional longitudinal parcial do dispositivo da figura 1; - a figura 3 é uma vista superior parcial, ampliada e parcialmente transparente, do dispositivo da figura 1; - a figura 4 é uma vista em maior escala do detalhe IV na figura 2; - a figura 5 é uma vista em maior escala do detalhe V na figura 3; - a figura 6 é uma vista dianteira de uma instalação compreendendo um dispositivo de preensão de acordo com a invenção, um tubo cilíndrico, um elemento de suporte preso ao tubo com o uso do dispositivo, e um cabo fixado ao elemento de suporte; - a figura 7 é uma vista lateral ao longo da seta VII da figura 6; - a figura 8 é uma vista similar àquela da figura 6, mostrando o tubo e o dispositivo de preensão retraído após vários anos de uso; e - a figura 9 é uma vista lateral ao longo de seta IX da figura 8.

[0018] As figuras 1 a 9 mostram um dispositivo de preensão 1 de acordo com a invenção. O dispositivo 1 compreende um membro de compensação 10, bem como duas fitas 20 e 30 capazes de formar uma tira 40.

[0019] Nas figuras 1 a 5, o dispositivo 1 é mostrado inativo, sem nenhuma tensão mecânica exercida em seus elementos componentes.

[0020] Nas figuras 6 a 9, o dispositivo 1 é mostrado durante uso, no contexto de preensão de um elemento de suporte 2 de cabo 3 em um tubo 4.

[0021] Alternativamente, o elemento 2 pode suportar vários cabos 3. De acordo com outra alternativa, o elemento 2 pode ser de qualquer outro tipo adequado para a aplicação almejada. Além disso, em vez de um cabo 3, o elemento 2 pode receber qualquer outro tipo de peça, geralmente alongada, tal como uma bainha ou uma mangueira. O elemento 2 está em uma única peça, formada a partir de uma única peça de plástico. Preferivelmente, o membro 10 é um elastômero de poliuretano, como conhecido sob o nome comercial COURBHANE pelo requerente. O elemento 2 é presto no tubo 4 com o uso do dispositivo 1, em particular devido a passagem da tira 40 através de uma abertura 6 arranjada para este fim no elemento 2.

[0022] O cabo 3 pode ser um cabo de alimentação ou um cabo de transferência de dados digitais.

[0023] O tubo 4 é um tubo de metal, preferivelmente coberto com uma camada isolante, por exemplo feito a partir de polipropileno.

[0024] O membro 10 está em uma única peça, formada a partir de uma única peça de plástico. Preferivelmente, o membro 10 é feito a partir de poliuretano.

[0025] O membro 10 compreende uma porção mediana 11, duas porções de extremidade 12 e 13, e duas porções intermediárias 14 e 15 formadas entre a porção mediana 11 e as porções de extremidade 12 e 13, respectivamente. O membro 10 inclui uma superfície inferior 16 que se estende por todo seu comprimento e é destinada a se sustentar contra a superfície externado tubo 4.

[0026] Quando inativo, o membro 10 tem um comprimento L10. A porção 11 tem um comprimento L11, uma largura W11 e uma altura H11. A porção 12 tem um comprimento L12, uma largura W12 e uma altura H12. A porção 13 tem um comprimento L13, uma largura W13 e uma altura H13. A porção 14 tem um comprimento L14, uma largura variável entre as larguras W11 e W12, e uma altura variável entre as alturas H11 e H12. A porção 15 tem um comprimento L15, uma largura variável entre as larguras W11 e W13, e uma altura variável entre as alturas H11 e H13.

[0027] Preferivelmente, o membro 10 é simétrico em relação a um plano central transversal. Portanto, a porção 12 tem dimensões L12, W12 e H12 idênticas às dimensões L13, W13 e H13 da porção 13, e a porção 14 tem dimensões L14, W14 e H14 idênticas às dimensões L15, W15 e H15 da porção 15.

[0028] O comprimento L11 é maior que os comprimentos L12 e L13, que por sua vez são maiores que os comprimentos L14 e L15. A largura W11 é menor que as larguras W12 e W13. Do mesmo modo, a altura H11 é menor que as alturas H12 e H13. Consequentemente, as porções 12 e 13 têm seções transversais maiores que a seção transversal da porção 11. As porções 14 e 15 por sua vez têm seções transversais que variam gradualmente entre a porção 11 e as porções 12 e 13. Os formatos de todas as seções transversais das porções 11-15 são paralelepípedos.

[0029] Devido a suas menores dimensões, e, portanto, sua menor resistência mecânica, é essencialmente a porção 11 que é estirada quando o membro 10 é submetido a tensões de tração em suas duas porções de extremidade 12 e 13.

[0030] Cada fita 20 e 30 é uma unidade, feita a partir de uma única peça. As fitas 20 e 30 são feitas a partir de um material rígido inelástico sob condições normais de temperatura e pressão (NTPC). O material das fitas 20 e 30 é escolhido com base em um ajuste entre resistência e flexibilidade. As fitas 20 e 30 podem ser feitas a partir de um material de plástico, metal, compósito ou tecido, ou qualquer outro material adequado para a aplicação almejada.

[0031] A fita 20 se estende entre duas extremidades 21 e 22 conectadas por uma peça contínua 23. Do mesmo modo, a fita 30 se estende entre duas extremidades 31 e 32 conectadas por uma peça contínua 33. As extremidades 21 e 31 são presas ao membro 10, mais especificamente as porções 12 e 13, respectivamente. As extremidades 22 e 32 são inicialmente livres, e destinadas a serem unidas firmemente com o uso do sistema de junção 50, de modo que as fitas 20 e 30 formam a tira 40.

[0032] Preferivelmente, as extremidades 21 e 31 são presas às porções 12 e 13 por sobremoldagem. Em outras palavras, o membro 10 é sobremoldado nas extremidades 21 e 31 das fitas 20 e 30. Como mostrado nas figuras 4 e 5 para a fita 20, a extremidade 21 inclui uma superfície lisa 26 e uma superfície fendilhada 27. A superfície 27 inclui um relevo composto por fendas protuberantes alternadas 28 e rebaixos ocos 29 entre as fendas 28. Os rebaixos 29 recebem o material do membro 10 durante a sobremoldagem, que permitem criar uma ligação rígida entre o membro 10 e a fita 20. As explicações providas acima para a extremidade 21 são também válidas para a extremidade 31.

[0033] Alternativamente, as extremidades 21 e 31 podem incluir outros meios para prender ao membro 10. Por exemplo, as extremidades 21 e 31 podem ser providas de orifícios passantes entre as faces 26 e 27, que podem ser lisas ou levantadas. O material do membro 10 é então recebido nesses orifícios durante a sobremoldagem. Outros meios de preensão podem ser implementados sem se afastar do escopo da invenção.

[0034] A extremidade 21 alojada na porção 12 tem um comprimento L21, uma largura W21 e uma altura H21. Do mesmo modo, a extremidade 31 alojada in a porção 13 tem um comprimento L31, uma largura W31 e uma altura W31. Preferivelmente, cada fita 20 e 30 tem dimensões uniformes em todo seu comprimento, a partir das extremidades 21 e 31 até as extremidades 22 e 32. Ainda mais preferivelmente, as dimensões L21, W21 e H21 são iguais às dimensões L31, W31 e H31.

[0035] Preferivelmente, o comprimento L21 é maior que 90% do comprimento L12, a largura W21 é compreendida entre 20 e 40% de a largura W12, e a altura H21 é compreendida entre 10 e 20% de a altura H12. O mesmo é verdadeiro para a porção 13 e a extremidade 31.

[0036] Na prática, quando o dispositivo 1 é posicionado ao redor do tubo 4, as fitas 20 e 30 são distintas e a fita 20 é passada através da abertura 6 formada no elemento 2.

[0037] Como mostrado nas figuras 6 e 7, as fitas 20 e 30 são então presas em suas extremidades 22 e 32 com o uso do sistema 50, com o qual a tira 40 pode ser formada ao redor do tubo 4. Inicialmente, o tubo 4 tem um diâmetro D4a. As fitas 20 e 30 são em seguida apertadas próximo ao sistema 50, de modo a apertar a tira 40 ao redor do tubo 4, e, portanto, aplainar o elemento 2 contra o tubo 4. As tensões de tração exercidos pelas fitas 20 e 30 nas porções 12 e 13 causam o alongamento do membro 10. Nesta fase, o membro 10 tem um comprimento L10a maior que seu comprimento L10 em repouso.

[0038] Como mostrado nas figuras 8 e 9, o tubo 4 gradualmente se retrai ao longo do tempo, de modo que seu diâmetro D4a diminui para um diâmetro D4b. Como um exemplo, após 25 anos submerso, o diâmetro D4b pode alcançar 90% do diâmetro D4a. Devido a suas propriedades de elasticidade, o membro 10 gradualmente se retrai enquanto acompanha a retração do tubo 4. Portanto, a tira 40 permanece tesa, e o elemento 2 permanece aplainado contra o tubo 4. O membro 10 então tem um comprimento L10b menor que seu comprimento inicial L10a, mas maior que seu comprimento L10 em repouso.

[0039] Portanto, a invenção torna possível compensar a perda de tração na tira 40 devido à retração do tubo 4, e manter o elemento 2 preso no tubo 4. O membro de compensação 10 torna possível prover flexibilidade e elasticidade ao dispositivo de preensão 1, em comparação a um dispositivo feito apenas de uma tira rígida.

[0040] Além disso, o dispositivo 1 e o conjunto 1+2 podem ser configurados diferentemente das figuras 1 a 9 sem ir além do escopo da invenção. De mais a mais, as características técnicas das diversas modalidades mencionadas acima podem, como um todo ou em parte, ser combinadas umas com as outras. Portanto, o dispositivo 1 pode ser adaptado em termos de custo, funcionalidades e desempenho.

Claims

1. Dispositivo (1) para prender um elemento (2) em um tubo (4), o dispositivo (1) compreendendo: - um membro de compensação (10) que é feito a partir de um material elástico, e - duas fitas (20, 30) que se estendem, cada uma, entre uma primeira extremidade (21, 31) presa ao membro de compensação (10) e uma segunda extremidade livre (22, 32); em que as fitas (20, 30) são capazes, por junção das segundas extremidades (22, 32), de formar uma tira (40) provida para prender o referido elemento (2) ao tubo (4); e em que o membro de compensação (10) é, por um lado, estirável quando o dito dispositivo (1) é apertado ao redor do tubo (4) e, por outro lado, retraível gradualmente ao longo do tempo para manter a tira (40) tesa quando o tubo (4) se retrai; caracterizado pelo fato de que o membro de compensação (10) é sobremoldado nas primeiras extremidades (21, 31) das fitas (20, 30); e em que as primeiras extremidades (21, 31) têm rebaixos (29) que recebem material do membro de compensação (10) durante sobremoldagem.

2. Dispositivo (1) de acordo com a reivindicação 1, sendo caracterizado pelo fato de que os rebaixos (29) compreendem cavidades que são formadas alternadamente entre fendas (28).

3. Dispositivo (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, sendo caracterizado pelo fato de que os rebaixos (29) compreendem orifícios passantes entre duas faces opostas (26, 27) das primeiras extremidades (21, 31).

4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o membro de compensação (10) compreende uma porção mediana (11) e duas porções de extremidade (12, 13) que recebem as primeiras extremidades (21, 31) das fitas (20, 30), as porções de extremidade (12, 13) tendo seções transversais maiores que a seção transversal da porção mediana (11).

5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o membro de compensação (10) compreende porções intermediárias (14, 15) tendo seções transversais que variam gradualmente entre a porção mediana (11) e as porções de extremidade (12, 13).

6. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o membro de compensação (10) é feito a partir de poliuretano.

7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as duas fitas (20, 30) são feitas a partir de um material inelástico sob condições normais de temperatura e pressão.

8. Conjunto (1, 2), caracterizado pelo fato de que compreende: - um dispositivo (1) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, e - um elemento (2) provido para ser preso a um tubo (4) com o uso do dispositivo (1).

9. Instalação (1, 2, 3, 4), sendo caracterizada pelo fato de que compreende: - pelo menos um conjunto (1, 2) como definido na reivindicação 8, - pelo menos uma peça (3) fixada ao elemento (2), e - um tubo (4) que suporta o conjunto (1, 2) e a peça (3).

10. Método para implementar um dispositivo (1) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que dito método compreende as seguintes etapas: a) quando o dispositivo (1) é apertado em torno de um tubo (4), o membro de compensação (10) é estirado sob o efeito da tração exercida pela tira (40); então b) quando o tubo (4) gradualmente se retrai ao longo do tempo, o membro de compensação (10) também se retrai de tal modo que a tira (40) seja mantida tesa.