BR112014015538B1

BR112014015538B1 - Método de monitoramento da integridade de uma linha flexível, linha flexível, kit de medição e processo de fabricação de uma linha flexível

Info

Publication number: BR112014015538B1
Application number: BR112014015538-0A
Authority: BR
Inventors: Frédéric Demanze
Original assignee: Technip N-Power
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2021-06-01
Also published as: AP2014007772A0; DK2795281T3; AU2012356795A1; BR112014015538A8; MY172733A; US20140345740A1; BR112014015538A2; AU2012356795B2; US9588074B2; WO2013093068A1; FR2985020A1; FR2985020B1; EP2795281B1; EP2795281A1

Abstract

método de monitoramento da integridade de uma linha flexível, linha flexível, kit de medição e processo de fabricação de uma linha flexível a presente invenção refere-se a um método compreende o fornecimento de pelo menos um sensor filiforme (54a) que compreende uma matriz de polímero e que apresenta uma condutividade elétrica superior à do corpo tubular (52). o método compreende a medição de uma grandeza elétrica representativa da integridade da linha flexível em pelo menos um ponto de medição (60a, 60b) situado sobre o sensor (54a).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção trata de um método de monitoramento da integridade de uma linha flexível que se estende através de uma instalação de exploração de fluido, a qual linha flexível compreende pelo menos um corpo tubular de polímero.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A linha flexível é vantajosamente um conduto flexível destinado ao transporte de fluido, em particular um conduto submarino apto a receber um fluido petrolífero para transferir esse fluido a partir do fundo de uma extensão de água para a superfície. Tal conduto flexível é, por exemplo, definido pela norma API 17J ou API RP 17B do American Petroleum Institute (API) e compreende geralmente de dentro para fora, uma carcaça, uma bainha de pressão, pelo menos uma armação de resistência à pressão interna do fluido transportado, pelo menos uma armação de resistência à tração e uma bainha externa de proteção.

[003] Em uma variante, a linha flexível é um umbilical destinado ao transporte de um fluido de comando, de uma potência elétrica ou de um sinal de informação. Tal umbilical é, por exemplo, definido pela norma geral API 17E e API RP 17I.

[004] Nas instalações de exploração de fluido destinadas a coletar hidrocarbonetos no fundo de uma extensão de água, costuma-se conectar um conjunto de fundo a uma instalação de superfície por meio de uma linha flexível tal como definida mais acima. Para conectar a linha sobre a estrutura de superfície, a linha é imersa na extensão de água e, depois, uma extremidade a montante da linha é içada para a estrutura de superfície em vista de sua conexão.

[005] A fim de evitar que a linha sofra torções ou flexões muito grandes durante essa instalação ou durante a exploração ulterior da instalação, a linha flexível é inserida através de um tubo de guia ligado à estrutura de superfície. Esse tubo é designado pelo termo inglês “I-Tube” ou “J-Tube” em função de sua forma.

[006] Durante o içamento da linha flexível no interior do tubo, durante seu uso em estado de funcionamento, ocorre, às vezes, uma abrasão externa da bainha de proteção da linha flexível. Essa abrasão é gerada, por exemplo, pela abrasão entre a face externa da bainha e a face interna do tubo de proteção.

[007] Em certos casos críticos, a abrasão na superfície pode provocar microfissuras ou uma perda de integridade da bainha de proteção, também denominada bainha externa. Em certos casos, os elementos metálicos situados no interior da bainha, e em particular as armações de tração, são suscetíveis de se corroer, o que pode ter consequências importantes sobre a resistência mecânica da linha flexível ao longo do tempo. É, portanto, necessário poder verificar facilmente a integridade mecânica de tal conduto, em particular depois de sua introdução em um tubo de proteção, pois qualquer acessibilidade ao conduto se torna então impossível. A inspeção visual é impossível para a parte do conduto situada no tubo de proteção.

[008] WO2009/070769 descreve um método de medição no qual um sensor ótico, formado por uma fibra ótica é integrado na estrutura interna de um conduto flexível.

[009] Medidas óticas realizadas na fibra ótica permitem determinar se essa fibra se degrada mecanicamente.

[010] Tal método é, porém, complicado e dispendioso de ser implementado, uma vez que requer uma aparelhagem ótica aperfeiçoada.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[011] Uma finalidade da presente invenção é obter um método de monitoramento da integridade de uma linha flexível disposta através de uma instalação de exploração de fluido, que seja simples de implementar e pouco onerosa.

[012] Para esse fim, a presente invenção tem por objeto um método do tipo precitado, caracterizada pelo fato de que o método compreende as seguintes etapas: - fornecimento de pelo menos um sensor filiforme em contato com o corpo tubular, e o ou cada sensor compreende uma matriz de polímero que apresenta uma condutividade elétrica superior à do corpo tubular; - medição de uma grandeza elétrica representativa da integridade do corpo tubular, em pelo menos um ponto de medição situado sobre o sensor.

[013] O método de acordo com a presente invenção pode compreender uma ou mais das características a seguir, consideradas isoladamente ou de acordo com qualquer combinação tecnicamente possível: - a linha flexível é inserida através de um tubo de proteção presente na instalação de exploração de fluido, em particular um tubo vertical ligado a uma estrutura de superfície da instalação, e pelo menos uma parte do sensor está disposta no tubo de proteção; - o ou cada sensor está imerso na espessura do corpo tubular ou está fixado em uma face do corpo tubular; - o ou cada sensor é realizado à base de uma matriz de polímero intrinsecamente condutora, vantajosamente à base de um polímero escolhido entre os poliacetilenos, as polianilinas, os polipirróis, e os politiofenos; - o ou cada sensor é realizado à base de uma matriz de polímero isolante carregado com partículas condutoras, e as partículas eletricamente condutoras são escolhidas em particular entre as partículas de negro de carbono, os nanotubos de carbono, o grafeno, as partículas metálicas ou suas misturas; - ele compreende o contato de um primeiro ponto de medição situado sobre o sensor com um primeiro borne de um aparelho de medição de uma grandeza elétrica, e o contato de um segundo ponto de medição situado sobre o sensor ou sobre um sensor adicional com um segundo borne do aparelho de medição, o qual aparelho de medição é vantajosamente um multímetro, e a grandeza elétrica é, em particular, a condutividade ou a resistividade; - ele compreende a injeção de um sinal elétrico no sensor e a medição de um sinal elétrico se propagou através do sensor em pelo menos um ponto de medição para determinar a continuidade elétrica do sensor; - ele compreende o fornecimento de pelo menos um primeiro sensor filiforme e de pelo menos um segundo sensor filiforme em contato com o corpo tubular, sendo que cada sensor compreende uma matriz de polímero que apresenta uma condutividade elétrica superior à do corpo tubular, e o primeiro sensor e o segundo sensor estão pelo menos em parte espaçados angularmente um em relação ao outro em relação a um eixo do corpo tubular; - pelo menos um primeiro ponto a jusante do primeiro sensor, vantajosamente uma extremidade do primeiro sensor, está conectado eletricamente com um segundo ponto a jusante do segundo sensor, vantajosamente uma extremidade do segundo sensor, e o ou cada ponto de medição está situado respectivamente afastado do primeiro ponto a jusante e afastado do segundo ponto a jusante; - ele compreende o contato de um primeiro ponto de medição situado sobre um entre o primeiro sensor e o segundo sensor com um primeiro borne de um aparelho de medição de uma grandeza elétrica, e o contato de um segundo ponto de medição situado sobre um entre o primeiro sensor e o segundo sensor com um segundo borne do aparelho de medição, o qual aparelho de medição é vantajosamente um multímetro, e a grandeza elétrica é, em particular, a condutividade ou a resistividade; - pelo menos uma parte do primeiro sensor e do segundo sensor está situada no tubo de proteção; - a matriz de polímero do ou de cada sensor é cheia em todo o comprimento do sensor.

[014] A presente invenção tem igualmente por objeto uma linha flexível destinada a se estender através de uma instalação de exploração de fluido, e a linha flexível compreende pelo menos uma bainha que compreende um corpo tubular de polímero, caracterizada pelo fato de que a bainha compreende pelo menos um sensor filiforme em contato com o corpo tubular, e cada sensor compreende uma matriz de polímero e que apresenta uma condutividade elétrica superior à do corpo tubular.

[015] Uma linha flexível de acordo com a presente invenção pode compreender uma ou mais das características a seguir, consideradas isoladamente ou de acordo com qualquer combinação tecnicamente possível: - o corpo tubular contém ou delimita uma passagem de circulação de fluido; - o sensor é realizado à base de um polímero intrinsecamente condutor, ou de um polímero isolante carregado de partículas condutoras; - ela compreende pelo menos um primeiro sensor filiforme e pelo menos um segundo sensor filiforme em contato com o corpo tubular, sendo que o ou cada sensor compreende uma matriz de polímero e que apresenta uma condutividade elétrica superior à do corpo tubular, e o primeiro sensor e o segundo sensor estão pelo menos em parte espaçados angularmente um em relação ao outro em relação a um eixo do corpo tubular, os quais primeiro sensor e o segundo sensor se estendem vantajosamente em diante um do outro, longitudinalmente em relação ao corpo tubular, em particular, paralelamente um ao outro.

[016] A presente invenção tem igualmente por objeto um kit de medição, caracterizado pelo fato de que compreende uma linha flexível tal como descrita acima, e um aparelho de medição de uma grandeza elétrica em pelo menos um ponto de medição situado sobre o sensor, e o aparelho de medição é vantajosamente um aparelho de medição destinado a medir uma grandeza elétrica entre dois pontos de medição espaçados um do outro ou um aparelho de medição de um sinal elétrico que se propaga através do sensor.

[017] A presente invenção tem igualmente por objeto uma instalação de exploração de fluido através de uma extensão de água, do tipo que compreende: - uma estrutura de superfície; - um tubo de proteção, ligado à estrutura de superfície; - uma linha flexível tal como definida acima, inserida através do tubo; - um aparelho de medição de uma grandeza elétrica destinado a ser conectado a pelo menos um ponto de medição situado sobre o sensor filiforme, vantajosamente destinado a ser conectado a um primeiro ponto de medição situado sobre um primeiro sensor filiforme e a um segundo ponto de medição situado sobre um segundo sensor filiforme.

[018] A presente invenção tem igualmente por objeto um processo de fabricação de uma linha flexível tal como descrita acima, que compreende as seguintes etapas: - extrusão do corpo tubular de polímero; - disposição em contato com o corpo tubular de pelo menos um sensor filiforme, sendo que o ou cada sensor compreende uma matriz de polímero e que apresenta uma condutividade elétrica superior à do corpo tubular.

[019] O processo de acordo com a presente invenção pode compreender uma ou mais das características a seguir, consideradas isoladamente ou de acordo com qualquer combinação tecnicamente possível: - o ou cada sensor é co-extrudado simultaneamente com o corpo tubular para ser disposto na espessura ou sobre uma face do corpo tubular; - o ou cada sensor é fabricado antes da extrusão do corpo tubular, e depois é disposto na espessura ou sobre uma face do corpo tubular durante a extrusão do corpo tubular.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[020] A presente invenção será mais bem entendida com a leitura da descrição a seguir, dada unicamente a título de exemplo, e feita em relação aos desenhos anexos, nos quais: - a Figura 1 é uma vista esquemática em corte parcial de uma première instalação de exploração de fluido através de uma extensão de água, dotada de uma linha flexível de acordo com a presente invenção; - a Figura 2 é uma vista esquemática parcial em perspectiva de um exemplo de linha flexível de acordo com a presente invenção; - a Figura 3 é uma vista em perspectiva parcial de um primeiro modo de realização de uma bainha instrumentada para a linha flexível de acordo com a presente invenção; - a Figura 4 é uma vista análoga à Figura 3 de um segundo exemplo de bainha instrumentada; - a Figura 5 é uma vista de uma face de uma fieira destinada à realização da bainha da Figura 4; - a Figura 6 é uma vista análoga à Figura 3 de outro exemplo de bainha flexível de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[021] Uma linha flexível 10, dotada de uma bainha instrumentada parcialmente condutora de acordo com a presente invenção está ilustrada esquematicamente pelas Figuras 2 e 3. Essa linha flexível se destina a ser utilizada em uma instalação 12 de exploração de fluido através de uma extensão de água 14 representada na Figura 1.

[022] A instalação 12 se destina, por exemplo, a recolher um fluido, em particular um hidrocarboneto, retirado no fundo da extensão de água 14 e/ou a transferir esse hidrocarboneto para um navio de transporte.

[023] A instalação 12 compreende uma estrutura de superfície 16, um conjunto de fundo (não representado), situado sob a superfície da extensão de água 14 e pelo menos uma linha flexível 10 que conecta o conjunto de fundo à estrutura de superfície 16.

[024] A instalação 12 compreende ainda um dispositivo 18 de guia da linha flexível 10 sobre a estrutura de superfície 16 e um aparelho de medição 20; 20’ de uma informação representativa da integridade da linha flexível 10.

[025] A extensão de água 14 é, por exemplo, um lago, um mar ou um oceano. A profundidade da extensão de água 14 perpendicularmente à estrutura flutuante 16 está, por exemplo, compreendida entre 15 metros e 4000 metros.

[026] A estrutura de superfície 16 é, por exemplo, flutuante. Ela é vantajosamente formada por um suporte na jusante de superfície, uma plataforma semi-submersível, uma coluna vertical flutuante (de tipo SPAR), ou um navio, por exemplo de tipo FPSO (“Floating Production, Storage and Offloading”).

[027] Em uma variante, a estrutura de superfície 16 é uma estrutura rígida de tipo fixa de tipo “jacket” ou uma estrutura oscilante fixada no fundo. Ela compreende pelo menos um conector 22 destinado a ser conectado a uma extremidade a jusante da linha flexível 10.

[028] Quando a linha flexível 10 for um conduto de transporte de fluido, o conector 22 é vantajosamente um coletor de tipo “manifold” para recolher o fluido que circula através da linha flexível 10.

[029] O dispositivo de guia 18 compreende um tubo rígido oco 24 ligado à estrutura 16 e um limitador de curvatura 26 montado em torno da linha flexível 10 para se inserir parcialmente no tubo rígido oco 24.

[030] No exemplo representado na Figura 1, o tubo 24 é um tubo reto, de tipo ”I-Tube”.

[031] Em uma variante (não representada) o tubo 24 é um tubo que apresenta uma extremidade inferior curva, de tipo “J-Tube”.

[032] O tubo 24 se estende verticalmente sobre a estrutura 16. Ele delimita uma luz interna 28 de passagem da linha flexível 10. Ele desemboca para baixo na extensão de água 14 e desemboca para cima, vantajosamente acima da superfície da extensão de água 14.

[033] Quando a linha flexível 10 estiver disposta através de o tubo 24, uma parte superior do limitador de curvatura 26 é inserida na extremidade inferior do tubo 24 e obtura para baixo o tubo 24.

[034] No exemplo representado na Figura 2, a linha flexível 10 é um conduto tubular flexível de transporte de fluido que delimita internamente uma passagem central 30 de circulação de fluido. Esse conduto, também chamado “conduto ascendente” ou “riser” se destina, em particular, a conectar um reservatório de fluido no fundo da extensão de água ao conector 22 na superfície. Esse conduto é, por exemplo, tal como descrito nos documentos normativos publicados pelo American Petroleum Institute (API), API 17J e API RP17B.

[035] De modo convencional, como ilustrado pela figura 2, tal conduto compreende vantajosamente uma carcaça interna 32 de retomada dos esforços radiais de esmagamento, uma bainha interna 34 de estanqueidade de polímero, e uma abóboda de pressão 36, para a retomada dos esforços radiais gerados por a pressão do fluido transportado.

[036] O conduto flexível compreende igualmente uma manta interna 38 de armações de tração, uma manta externa de armações de tração 40 enrolada em torno da manta interna 38 em sentido oposto da manta interna 38 e uma bainha externa 42 de estanqueidade de polímero.

[037] Em uma variante, o conduto flexível é desprovido de carcaça interna 30.

[038] A carcaça 30 é, por exemplo, formada por meio de uma folha(tira) metálica enrolada em hélice.

[039] A abóboda de pressão 36 disposta em torno da bainha 34 se destinada a retomar os esforços ligados à pressão existente no interior do conduto. Ela é, por exemplo, formada de um fio metálico enrolado em hélice em torno da bainha que apresenta geralmente uma geometria completa, em particular em forma de Z, de T, de U, de K, de X, ou de I.

[040] As mantas de armações de tração 38, 40 são, por exemplo, formadas por fios metálicos enrolados.

[041] A bainha interna 34 se destina a confinar o fluido transportado na abertura 30.

[042] A bainha externa 42 se destina a impedir a permeação de fluido a partir de forma da linha flexível 10 para dentro e a proteger as armações de tração.

[043] Em uma variante, o conduto flexível é desprovido de abóboda de pressão 36. Ele compreende, então, vantajosamente uma carcaça interna 30, uma bainha interna 34, pelo menos duas mantas de armações 38, 40 cruzadas, enroladas com um ângulo compreendido entre 50° e 60° em relação a um eixo do conduto e uma bainha externa 42.

[044] Tal conduto flexível, chamado “de estrutura equilibrada”, está, por exemplo, descrito em FR 2 743 858 ou na norma API RP 17B, edição de março 2002, nos parágrafos § 4.3.2.1 pagina 8, e § 7.3.4.1.2 pagina 55.

[045] De acordo com a presente invenção, a linha flexível 10 compreende pelo menos uma bainha instrumentada 50 tal como representada na Figura 3 ou na Figura 4. No exemplo da Figura 2, pelo menos uma das bainhas 34, 42, de polímero, em particular a bainha externa 42, é constituída de uma bainha instrumentada 50 de acordo com a presente invenção.

[046] Como ilustrada pela figura 3, a bainha instrumentada 50 compreende um corpo tubular 52 de polímero eletricamente isolante e uma pluralidade de sensores eletricamente condutores 54A, 54B, 54C que se estendem longitudinalmente ao longo de um eixo A-A’ da bainha 50.

[047] No exemplo representado, o corpo 52 é realizado à base de um polímero isolante eletricamente. Esse polímero é, por exemplo, uma poliolefina, tal como polietileno, uma poliamida tal como PA11 ou do PA12, ou um polímero fluorado tal como polifluoreto de vinilideno (PVDF).

[048] O corpo 52 apresenta geralmente uma espessura inferior a 30 mm e em particular compreendida entre 3 mm e 20 mm. Ele apresenta, geralmente, um comprimento superior a 5 m.

[049] A condutividade elétrica do corpo tubular 52 de polímero, considerada em sua massa, afastada dos sensores 54A a 54C, é inferior a 10-8 S/cm, tipicamente da ordem de 10-10 S/cm para as poliolefinas tais como o polietileno e da ordem de 10-12 S/cm para as poliamidas.

[050] Os sensores 54A a 54C são constituídos, cada um, por um elemento longitudinal filiforme ou haste 56. No exemplo representado na Figura 3, as hastes 56 estão dispostas sobre a superfície externa do corpo tubular 52.

[051] A largura das hastes 56 é inferior a 20/1000 vezes seu comprimento. Essa largura é, por exemplo, inferior a 20 mm.

[052] Cada sensor 54A a 54C apresenta uma condutividade elétrica superior à do corpo tubular 52, em particular pelo menos 10 vezes superior à do corpo tubular 52, e de preferência pelo menos 100 vezes a 1000 vezes superior à do corpo tubular.

[053] Essa condutividade elétrica é, por exemplo, superior a 10-6 S/cm.

[054] Cada sensor 54A a 54C se estende longitudinalmente ao longo da bainha 50 sobre um comprimento mínimo compreendido entre dez metros e vinte metros, preferencialmente quinze metros. Em um modo de realização, cada sensor 54A a 54C é vantajosamente paralelo ao eixo A-A’ da bainha 50.

[055] A bainha 50 compreende pelo menos dois sensores 54A, 54B, 54C espaçados angularmente um do outro. Os sensores estão, por exemplo, conectados entre si em pelo menos uma extremidade. De acordo com uma variante da presente invenção, os sensores 54A a 54C estão espaçados angularmente uns dos outros, mas não estão necessariamente conectados entre si.

[056] A bainha 50 apresenta assim, em pelo menos uma parte de seu comprimento, pelo menos dois sensores 54A, 54B, situados axialmente um diante um do outro, em particular paralelamente um ao outro.

[057] Cada sensor 54A, 54B está separado do sensor 54B, 54A adjacente por um segmento angular isolante 58 do corpo tubular 52 próprio para isolar eletricamente os sensores 54A, 54B entre si.

[058] No exemplo representado na Figura 3, a bainha 50 compreende uma pluralidade de sensores 54A a 54C distribuídos angularmente em torno do eixo A-A’ e separados entre si por segmentos angulares isolantes 58 do corpo tubular 52.

[059] Vantajosamente, os sensores 54A a 54C de cada par de sensores adjacentes 54A a 54C estão separados um ângulo de 30°, considerado em relação a um eixo central da linha 10, para uma linha flexível de diâmetro interno igual a seis polegadas. Para linhas flexíveis cujo diâmetro interno é superior a seis polegadas, os referidos sensores 54A a 54C estão separados por um ângulo compreendido entre 10° e 20°, preferencialmente de 15°.

[060] Em um modo de realização, os sensores 54A, 54B estão agrupados por pares. Os sensores 54A, 54B de cada par estão conectados eletricamente entre si, em particular em suas extremidades axiais.

[061] Essa conexão elétrica, simbolizada pela referência 60, é, por exemplo, formada por um segmento condutor que conecta as extremidades axiais de dois sensores 54A, 54B ou por um segmento de sensor, de mesma natureza que os sensores 54A, 54B que forma uma ligação elétrica entre os sensores 54A, 54B.

[062] Em um primeiro modo de realização, cada haste 56 é formada por uma matriz polimérica que contém cargas eletricamente condutoras. A matriz polimérica é cheia ou desprovida de cavidade contínua em todo o comprimento da haste 56.

[063] Em particular, a matriz polimérica de cada haste 56 é realizada à base de um polímero eletricamente isolante, na ausência de cargas. Essa matriz polimérica é, por exemplo, realizada no mesmo polímero que o que constitui o corpo tubular 52.

[064] Nesse caso, as cargas dispersas asseguram a condutividade elétrica global da haste 56. Essas cargas são, por exemplo, partículas de negro de carbono, nanotubos de carbono, grafeno, partículas metálicas.

[065] A porcentagem mássica de cargas na matriz polimérica está geralmente compreendida entre 0,5% em massa e 5% em massa.

[066] Se a matriz polimérica da haste 56 for de mesma natureza que o polímero que forma o corpo 52, por exemplo quando o corpo 52 de elastômero termoplástico PP + EPDM e a matriz polimérica da haste 56 for de PP, nenhum aglutinante é necessário para fixar a haste 56 e o corpo tubular 52 entre si.

[067] Em uma variante, um agente aglutinante, tal como polietileno enxertado anidrido maleico é adicionado para melhorar a compatibilidade entre a matriz polimérica da haste 56 e o polímero que forma o corpo 52. Esse é o caso, em particular, se o corpo 52 for fabricado a partir de polietileno (PE) e se a haste 56 for formada a partir de poliamida (PA). Entretanto, o agente aglutinante depende da natureza dos polímeros utilizados para a realização do corpo tubular 52 e da haste 56. Se o corpo tubular 52 for fabricado a partir de polietileno (PE) e a haste 56 formada a partir de polipropileno (PP), será escolhido, por exemplo, um agente aglutinante na família dos terpolímeros C2/tal como a referência BORSEAL™, comercializada pela empresa Boréalis.

[068] Em um segundo modo de realização, a haste 56 é realizada à base de um material polimérico intrinsecamente condutor. Esse material polimérico é, por exemplo, escolhido entre os poliacetilenos, as polianilinas, os polipirróis ou os politiofenos. Nesse caso, a condutividade elétrica do material polimérico é, por exemplo, superior a 10-4 S/cm. Um agente aglutinante pode ser usado para melhorar a compatibilidade entre a matriz polimérica da haste 56 e o polímero que forma o corpo 52.

[069] No exemplo representado na Figura 3, cada sensor 54A, 54B, 54C está disposto sobre a face externa do corpo tubular 52, vantajosamente em ranhuras praticadas na face externa do corpo tubular 52 para receber as hastes 56.

[070] Nesse caso, cada haste 56 aflora vantajosamente na face externa do corpo 52 e é acessível em qualquer ponto da bainha 50 ao longo desta última.

[071] No modo de realização representado na Figura 4, as hastes 56 estão imersas no corpo tubular 52 e só são acessíveis de fora nas extremidades da bainha 50.

[072] Em um modo de realização, o aparelho de medição 20 se destina a efetuar medições elétricas entre dois pontos da bainha 50, em particular entre dois pontos 60A, 60B situados sobre dois sensores 54A, 54B de um par de sensores 54A, 54B conectados eletricamente entre si.

[073] O aparelho de medição 20 é próprio para medir a condutividade ou a resistividade entre dois bornes de medição 62A, 62B destinados a ser respectivamente conectados eletricamente aos pontos 60A, 60B. O aparelho de medição 20 é vantajosamente um multímetro.

[074] Essa condutividade elétrica é, por exemplo, medida por meio de um aparelho de medição tal como um multímetro, por exemplo um ohmímetro, pelo seguinte método que consiste na aplicação dos fios ao aparelho de medição nas extremidades ou “bornes” acessíveis de cada um dos condutores 54A e 54B a fim de verificar se há continuidade elétrica ou abrasão do corpo tubular 52. Um material condutor facilita a passagem da corrente, ao contrário de um material isolante o qual não deixa a corrente passar. Consequentemente, se aparelho de medição indicar um valor de resistência baixo, por exemplo inferior ou igual ao valor de resistência nominal do sensor 54A, 54B, isso significa que o corpo tubular 52 está íntegro. Inversamente, se o aparelho de medição indicar um valor de resistência elevado, por exemplo estritamente superior ao valor de resistência nominal do sensor 54A, 54B, isso significa que uma abrasão parcial ou ruptura total de pelo menos um dos referidos sensores 54A e 54B ocorreu e que, portanto, o corpo 52 sofreu uma degradação

[075] Em outro modo de realização, o aparelho de medição 20’ se destina a efetuar medidas de propagação de um sinal elétrico em cada ponto 60A, 60B situado sobre dois sensores 54A, 54B conectados ou não conectados entre si.

[076] O aparelho de medição 20’ é próprio para medir a continuidade elétrica (e indiretamente a condutividade ou a resistividade) entre dois bornes de medição 62A, 62B destinados a ser respectivamente conectados eletricamente aos pontos 60A, 60B. O aparelho de medição 20’ é vantajosamente um reflectômetro temporal.

[077] Nesse caso, a continuidade elétrica (e indiretamente a condutividade elétrica) dos sensores 54A a 54C é medida por um método de ecometria denominado reflectometria temporal (ou TDR para Time Domain Reflectometry). É possível detectar e localizar quaisquer descontinuidades que possam existir ao longo de uma linha de transmissão ou de um cabo eletricamente condutor.

[078] Por meio de um aparelho de medição tal como um reflectômetro temporal que foi ligado às extremidades ou “bornes” de dois condutores (no caso, os sensores 54A, 54B) muito próximos um do outro, um impulso elétrico é enviado para dois dos sensores 54A, 54B. A onda se propaga então em todo o comprimento dos referidos sensores 54A, 54B. Se um sinal refletido positivo for reemitido para o reflectômetro, isso significa que o sinal emitido encontrou o corpo tubular 52 formado por um material isolante eletricamente, ao nível da extremidade dos referidos sensores 54A, 54B e que não há, então, nenhum defeito em presença nessa zona do referido corpo tubular 52. Isso equivale a considerar um circuito elétrico aberto. Inversamente, se um sinal refletido negativo for reemitido para o reflectômetro, isso significa que, em um certo ponto de um dos referidos 54A, 54B, existe um defeito e, consequentemente, que o corpo tubular 52 sofreu uma abrasão localizada. Isso equivale a considerar que há “curto-circuito”. O tempo que o sinal reemitido leva para voltar ao reflectômetro dá uma informação sobre a posição em que se situa o efeito ao longo dos sensores 54A, 54B e a amplitude do sinal reemitido dá uma informação sobre a natureza do defeito encontrado.

[079] Em uma variante, a medição é efetuada em enviando um impulso elétrico para um único sensor 54A a 54C.

[080] Exemplos de técnicas de medição de continuidade elétrica são dados no fascículo IN-118-1 das Técnicas do Engenheiro (datado de maio de 2010), intitulado “Diagnóstico filar” ou na especificação HN 41-M-1 da empresa Electricité de France, datada de julho de 1979.

[081] O corpo tubular 52 é vantajosamente fabricado por extrusão. Em um primeiro modo de realização da bainha da Figura 3, a haste 56 é aplicada sobre a face externa do corpo tubular 52 por um método de co-extrusão derivada. Para esse fim, para facilitar a colocação das hastes 56, ranhuras longitudinais são vantajosamente praticadas durante a extrusão do corpo 52. As hastes 56 são formadas por extrusão, e são depositadas sobre a face externa do corpo 52, por exemplo nas ranhuras.

[082] Em uma variante, as hastes condutoras 56 são fabricadas antes do corpo tubular 52, em particular por extrusão. Elas são depois integradas no polímero fluido destinado a formar o corpo 52 para ser fixadas sobre a face externa do corpo tubular 52.

[083] Para realizar a bainha de acordo com a Figura 4, o corpo 52 e as hastes 56 são, por exemplo, co-extrudados simultaneamente por meio de uma fieira representada esquematicamente na Figura 5. Como ilustrado na Figura 5, essa fieira compreende uma passagem anular 71 destinada a formar o corpo 52 e uma pluralidade de condutos 72 de injeção das hastes 56 dispostos na passagem anular 70 para conduzir o material fluido destinado a formar as hastes 56.

[084] O polímero fluido destinado a formar a bainha 52 é conduzido na passagem anular 71. O material polimérico destinado a formar as hastes 56, que contém eventualmente cargas, é conduzido através dos condutos 72 para ser integrado no material polimérico extraído através da passagem anular 71.

[085] Em uma variante, cada haste 56 é fabricada separadamente, antes da extrusão do corpo tubular 52. Cada haste 56 é depois integrada ao corpo tubular 52 durante a extrusão deste último.

[086] Um método de medição da integridade da linha flexível 10 disposta através da instalação 12 vai ser agora descrito.

[087] Inicialmente, em referência à Figura 1, a linha flexível 10 foi içada através do tubo de guia 24 a partir da extremidade inferior do tubo 24 para a extremidade superior para ser ligada ao conector 22.

[088] Durante esse deslocamento e em certos casos, a bainha 50 da linha 10 vantajosamente sua bainha externa 42, pode sofrer um fenômeno de abrasão e/ou de desgaste prematuro, em particular por atrito entre a linha 10 e o tubo 24.

[089] Esse fenômeno pode aparecer durante a montagem da linha flexível 10 na instalação 12, ou posteriormente, durante a exploração de fluido através da instalação 12.

[090] Nesse caso, quando a bainha 50 se degrada, um desgaste, e mesmo uma ruptura local de pelo menos um dos sensores 54A a 54C ocorreu.

[091] Um primeiro método de medição de integridade de acordo com a presente invenção compreende uma primeira etapa de conexão elétrica dos bornes 62A, 62B do aparelho elétrico 20 respectivamente a um primeiro ponto de medição 60A em um primeiro sensor 54A e a um segundo ponto de medição 60B em um segundo sensor 54B conectado eletricamente ao primeiro sensor 54A.

[092] Em seguida, uma medição de resistividade e/ou de condutividade entre os pontos 60A, 60B é efetuada pelo aparelho de medição 20.

[093] Se os sensores 54A, 54B estiverem intactos, a condutividade é máxima, e a resistividade é mínima. Se tiver ocorrido uma ruptura de um dos sensores 54A, 54B, a condutividade é mínima, e a resistividade é máxima.

[094] Em um primeiro método de medição, aplicado às bainhas 50 das Figuras 3 e 4, a medição é efetuada conectando os bornes 62A, 62B do aparelho 20 às respectivas extremidades de dois sensores 54A, 54B. Essa conexão é, por exemplo, efetuada em superfície em pontos de medição 60A, 60B situados nas extremidades superiores dos sensores 54A, 54B.

[095] Em uma variante, aplicável à bainha 50 da Figura 3, medições sucessivas são realizadas em conectando eletricamente os bornes 62A, 62B do aparelho de medição 20 a pontos de medição 60A, 60B sucessivos situados na face externa da bainha 50 ao nível das hastes 56 aparentes nessa face.

[096] As medições sucessivas podem ser realizadas em diversas posições longitudinais ao longo do eixo A-A’ da bainha 50, ao longo de sua parte que se encontra ao ar livre ao nível da plataforma, por um pessoal qualificado ou então ao longo de sua parte imersa, por meio de um veículo teleguiado ou ROV (Remotely Operated Vehicle). É assim possível avaliar em que nível uma eventual ruptura de um dos sensores 54A, 54B ocorreu.

[097] Esse método é designado pelo termo “método pin”.

[098] Um segundo método de medição de integridade de acordo com a presente invenção compreende uma primeira etapa de conexão elétrica de pelo menos um dos bornes 62A, 62B do aparelho de medição 20’ respectivamente a um ponto de medição 60A, 60B em um sensor 54A, 54B.

[099] Em seguida, um impulso elétrico é enviado a fim de efetuar uma medição de continuidade/descontinuidade elétrica (resistividade e/ou de condutividade) entre os pontos 60A, 60B pelo aparelho de medição 20’, como explicado acima.

[0100] Se os sensores 54A, 54B estiverem intactos, o sinal reemitido é idêntico ao sinal emitido. E, se uma ruptura de um dos sensores 54A, 54B tiver ocorrido, o sinal reemitido é negativo e sua amplitude varia de acordo com a gravidade da ruptura observada.

[0101] Em um segundo método de medição, aplicado às bainhas 50 das Figuras 3 e 5, a medição é efetuada conectando os bornes 62A, 62B do aparelho 20’ às respectivas extremidades dos sensores 54A, 54B ou 54C. Essa conexão é, por exemplo, efetuada na superfície dos pontos de medição 60A, 60B ou 60C situados nas extremidades superiores dos sensores 54A, 54B ou 54C.

[0102] A medição da integridade é vantajosamente realizada após a colocação da linha flexível 10 sobre a estrutura 16, antes da exploração da linha flexível 10, ou ainda posteriormente durante a exploração da linha flexível 10.

[0103] Em uma variante representada em pontilhados na Figura 3, os dois bornes 62A, 62B do aparelho de medição 20 estão conectados a pontos de medição respectivos 60A, 60B espaçados longitudinalmente sobre o mesmo sensor 54A, 54B. Nesse caso, os sensores 54A, 54B vizinhos não estão necessariamente ligados entre si por uma ligação 60.

[0104] Em outra variante, a bainha 50 apresenta um sensor 54A único que apresenta vantajosamente um comprimento inferior a 110% do comprimento da bainha 50.

[0105] Em outras variantes (não representadas), a linha flexível 10 é umbilical tal como definido pela norma API 17E e (API RP 17I). Esse umbilical se destina a transportar um fluido de comando hidráulico, uma potência elétrica, ou um sinal de transporte de informação.

[0106] Em outra variante, a linha flexível 10 é um feixe de cabos elétricos.

[0107] Nos exemplos anteriores, os sensores filiformes 54A a 54C são colocados em uma das bainhas 34, 42. Mais geralmente, os sensores 54A a 54C podem ser colocados qualquer bainha de polímero da linha flexível.

Claims

1. MÉTODO DE MONITORAMENTO DA INTEGRIDADE DE UMA LINHA FLEXÍVEL (10), que se estende através de uma instalação (12) de exploração de fluido, a linha flexível (10) compreendendo pelo menos uma bainha (50) que compreende um corpo tubular (52) de polímero, caracterizado pelo método compreender as seguintes etapas: - fornecimento de pelo menos um sensor filiforme (54A, 54B) em contato com o corpo tubular (52), sendo que o, ou cada, sensor (54A, 54B) compreende uma matriz de polímero que apresenta uma condutividade elétrica superior à do corpo tubular (52); e - medição de uma grandeza elétrica representativa da integridade do corpo tubular (52) em pelo menos um ponto de medição (60A, 60B) situado sobre o sensor (54A).

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela linha flexível (10) estar inserida através de um tubo de proteção (24) presente na instalação (12) de exploração de fluido, em particular um tubo vertical fixado em uma estrutura de superfície (16) da instalação (12), e pelo menos uma parte do sensor (54A) estar disposta no tubo de proteção (24).

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo, ou cada, sensor (54A, 54B) estar imerso na espessura do corpo tubular (52) ou estar fixado sobre uma face do corpo tubular (52).

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo, ou cada, sensor (54A, 54B) ser realizado à base de uma matriz de polímero condutora, preferencialmente à base de um polímero escolhido entre os poliacetilenos, as polianilinas, os polipirróis, e os politiofenos.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo, ou cada, sensor (54A, 54B) ser realizado à base de uma matriz de polímero isolante carregado com partículas condutoras, e as partículas eletricamente condutoras serem escolhidas, em particular, entre as partículas de negro de carbono, os nanotubos de carbono, o grafeno, as partículas metálicas ou suas misturas.

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender um contato do primeiro ponto de medição (60A) situado sobre o sensor (54A) com um primeiro borne (62A) de um aparelho de medição (20) de uma grandeza elétrica; o contato de um segundo ponto de medição (60B) sendo situado sobre o sensor (54A) ou sobre um sensor (54B) adicional com um segundo borne (62B) do aparelho de medição (20), em que o aparelho de medição (20) é um multímetro, a grandeza elétrica sendo em particular a condutividade ou a resistividade.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender a injeção de um sinal elétrico no sensor (54A, 54B) e a medição de um sinal elétrico que se propaga através do sensor (54A, 54B) em pelo menos um ponto de medição (60A, 60B) para determinar a continuidade elétrica do sensor (54A, 54B).

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender o fornecimento de pelo menos um primeiro sensor filiforme (54A) e de pelo menos um segundo sensor filiforme (54B) em contato com o corpo tubular (52); cada sensor (54A, 54B) compreendendo uma matriz de polímero que apresenta uma condutividade elétrica superior à do corpo tubular (52), e em que o primeiro sensor (54A) e o segundo sensor (54B) estão pelo menos em parte espaçados angularmente um em relação ao outro em relação a um eixo (A-A’) do corpo tubular (52).

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por pelo menos um primeiro ponto a jusante do primeiro sensor (54A), particularmente uma extremidade do primeiro sensor (54A), estar conectado eletricamente com um segundo ponto a jusante do segundo sensor (54B), particularmente uma extremidade do segundo sensor (54B), e o, ou cada, ponto de medição (60A, 60B) estar situado respectivamente afastado do primeiro ponto a jusante e afastado do segundo ponto a jusante.

10. LINHA FLEXÍVEL (10), destinada a se estender através de uma instalação (12) de exploração de fluido, a linha flexível (10) compreendendo pelo menos uma bainha (50) que compreende um corpo tubular (52) de polímero, caracterizada pela bainha (50) compreender pelo menos um sensor filiforme (54A, 54B) em contato com o corpo tubular (52); em que cada sensor (54A, 54B) compreende uma matriz de polímero e apresenta uma condutividade elétrica superior à do corpo tubular (52), cada sensor (54A, 54B) compreendendo um ponto de medição (60A, 60B) situado na extremidade do sensor (54A, 54B), o ponto de medição (60A, 60B) sendo adequado para ser eletricamente conectado a pelo menos um borne de medição (62A, 62B) de um aparelho de medição (20, 20’).

11. LINHA (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo corpo tubular (52) conter ou delimitar uma passagem (30) de circulação de fluido.

12. LINHA (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 11, caracterizada pelo sensor (54A) ser realizado à base de um polímero condutor ou de um polímero isolante carregado de partículas condutoras.

13. LINHA (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizada por compreender pelo menos um primeiro sensor filiforme (54A) e pelo menos um segundo sensor filiforme (54B) em contato com o corpo tubular (52), sendo que o ou cada sensor (54A, 54B) compreende uma matriz de polímero e apresenta uma condutividade elétrica superior à do corpo tubular (52), em que o primeiro sensor (54A) e o segundo sensor (54B) estão pelo menos em parte espaçados angularmente um em relação ao outro em relação a um eixo (A-A’) do corpo tubular (52), e o primeiro sensor (54A) e o segundo sensor (54B) se estendem um diante do outro, longitudinalmente em relação ao corpo tubular (52), em particular, paralelamente um ao outro.

14. KIT DE MEDIÇÃO, caracterizado por compreender uma linha flexível (10), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 10 a 13, e um aparelho (20, 20’) de medição de uma grandeza elétrica em pelo menos um ponto de medição (60A; 60B) situado sobre o sensor (54A, 54B), o aparelho de medição (20, 20’) sendo um aparelho de medição (20) destinado a medir uma grandeza elétrica entre dois pontos de medição espaçados um do outro ou um aparelho de medição de um sinal elétrico (20’) que se propaga através do sensor (54A, 54B).

15. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UMA LINHA FLEXÍVEL (10), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado por compreender as seguintes etapas: - extrusão do corpo tubular (52) de polímero; e - disposição em contato com o corpo tubular (52) de pelo menos um sensor filiforme (54A, 54B), sendo que o, ou cada, sensor (54A, 54B) compreende uma matriz de polímero e apresenta uma condutividade elétrica superior à do corpo tubular (52).

16. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo, ou cada, sensor (54A, 54B) ser co-extrudado simultaneamente com o corpo tubular (52) para ser disposto na espessura ou sobre uma face do corpo tubular (52).

17. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo, ou cada, sensor (54A, 54B) ser fabricado antes da extrusão do corpo tubular (52), e é depois disposto na espessura ou sobre uma face do corpo tubular (52) durante a extrusão do corpo tubular (52).