BR112014022548B1 - tubo flexível não ligado - Google Patents

Abstract

TUBO FLEXÍVEL NÃO LIGADO. Um tubo flexível não ligado com um comprimento e um eixo geométrico longitudinal é descrito. O tubo compreende uma bainha de vedação a mais interna definindo um furo, pelo menos uma camada de blindagem circundando a bainha de vedação interna e pelo menos uma camada contendo fibra óptica, em que a camada contendo fibra óptica compreende pelo menos uma fita e pelo menos uma fibra óptica arranjada com um comprimento de pelo menos cerca de 3 vezes o comprimento do tubo flexível. Em uma forma de realização a fibra óptica é incorporada na pelo menos uma fita de dita camada contendo fibra óptica para proporcionar uma fita de fibra integrada onde vantajosamente a fibra óptica é arranjada com dobras conformadas em S.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A invenção se refere a um tubo flexível não ligado em particular para transporte ao largo da costa e submarino de fluidos como hidrocarbonetos, CO2, água e misturas das mesmas.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[0002] Tubos flexíveis não ligados do presente tipo são por exemplo descritos na norma "Recommended Practice para Flexible Pipe", ANSI/API 17 B, quarta edição, julho de 2008, e na norma "Specification para Unbonded Flexible Tube", ANSI/API 17J, terceira edição, julho de 2008. Tais tubos usualmente compreendem um forro o mais interno também frequentemente chamado uma bainha de vedação interna ou uma bainha interna, que forma uma barreira contra o fluxo de saída do fluido que é transportado no furo do tubo, e uma ou mais camadas de blindagem. Frequentemente o tubo compreende ainda uma camada de proteção externa que propicia proteção mecânica das camadas de blindagem. A camada de proteção externa pode ser uma camada de vedação vedando contra o ingresso de água do mar. Em alguns tubos flexíveis não ligados uma ou mais camadas de vedação intermediárias são arranjadas entre camadas de blindagem.

[0003] Em geral espera-se que tubos flexíveis tenham uma vida útil de 20 anos em operação.

[0004] Exemplos de tubos flexíveis não ligados são por ex. descritos em US 6.978.806, US 7.124.780; US 6.769.454 e US 6.363.974.

[0005] O termo "não ligado" significa neste texto que menos duas das camadas incluindo as camadas de blindagem e camadas de polímero não são ligadas entre si. Na prática o tubo conhecido normalmente compreende pelo menos duas camadas de blindagem localizadas fora da de vedação interna e opcionalmente uma estrutura de blindagem localizada dentro da bainha de vedação interna normalmente referida como uma carcaça.

[0006] Estas camadas de blindagem compreendem ou consistem em múltiplos elementos de blindagem alongados que não são ligadas entre si diretamente ou indiretamente via outras camadas ao longo do tubo. Deste modo o tubo se torna dobrável e suficientemente flexível para se enrolar para transporte.

[0007] Durante transporte, instalação e uso tais tubos flexíveis não ligados vão ser submetidos a impactos de desgaste mecânicos, térmicos e químicos. Usualmente o tubo flexível não ligado vai ser qualificado em um nível além do que é realmente requerido e frequentemente o tubo flexível não ligado vai tirado fora de uso em um momento onde ele ainda está intacto e pode ter sido usado por um tempo mais longo. Por numerosos anos, foi tentado incorporar vários arranjos de sensor no ou sobre o tubo flexível não ligado para monitorar os impactos a que o tubo é submetido e para acompanhar o desgaste e possível dano a fim de otimizar o uso do tubo e opcionalmente para melhorar o conhecimento para uso em qualificação do futuro tubo flexível não ligado.

[0008] US7024941 descreve um método de montar um arranjo de sensor, tal como um sensor óptico em uma camada de reforço de um tubo flexível. A camada de reforço tem a forma elemento(s) de blindagem metálico(s) helicoidalmente enrolado(s) e o arranjo de sensor é montada em uma ranhura prevista no elemento de blindagem metálico onde ele é fixado com um material de epóxi ou similar.

[0009] W02008077410A1 descreve um outro método de montar uma fibra óptica em um elemento de blindagem de um tubo flexível, onde o elemento de blindagem compreende uma tira de metal dobrada e o sensor colocado em uma dobra da tira de metal para proteção mecânica.

[00010] WO 2012/059729 descreve um tubo flexível com uma camada de blindagem de tração de arames helicoidalmente enrolados compreendendo uma fibra óptica. A fibra óptica é arranjada em uma haste portadora resistente ao esmagamento em substituição a um enrolador de arame da camada de blindagem de tração.

[00011] EP 2065551 descreve um tubo flexível compreendendo uma carcaça e uma camada de polímero extrusada sobre o lado externo da carcaça em que uma pluralidade de fibra ópticas é embutida na camada de polímero para monitorar pressão dentro da camada de polímero extrusada. Aqui é também descrito que uma fibra do sensor pode ser incorporada em uma camada de blindagem sendo arranjada em uma haste portadora substituindo um elemento de blindagem.

[00012] WO2011042023 descreve um tubo flexível compreendendo uma bainha interna, pelo menos uma camada de blindagem circundando a bainha interna e um furo definindo pela bainha interna onde o tubo flexível compreende ainda um sensor de fibra arranjado no furo, tal como em um elemento de proteção na forma de uma bobina ou uma rede conformada em tubo de polímero e/ou metal.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[00013] Um objeto da presente invenção é prever um tubo flexível não ligado compreendendo uma fibra óptica para uso no monitoramento de pelo menos um parâmetro do tubo durante a operação, cuja fibra óptica é simples de incorporar no tubo flexível não ligado enquanto simultaneamente a fibra óptica é seguramente protegida contra danos mecânicos mesmo onde o tubo flexível não ligado é aplicado em aplicações dinâmicas, tal como ser usado para um tubo ascendente.

[00014] Um outro objeto da presenta invenção é prever um tubo flexível não ligado compreendendo uma fibra óptica para uso no monitoramento de pelo menos um parâmetro com uma resolução relativamente alta e alto grau de precisão em relação à posição ao longo do comprimento do tubo.

[00015] Estes objetos foram atingidos pela invenção como definida nas reivindicações e descrita aqui.

[00016] Verificou-se que a invenção e suas formas de realização apresentam uma série de vantagens adicionais que vão ficar claras para a pessoa especializada a partir da seguinte descrição.

[00017] De acordo com a invenção foi surpreendentemente verificado que provendo o tubo flexível não ligado com uma camada contendo fibra óptica compreendendo pelo menos uma fita e pelo menos uma fibra óptica arranjada com um comprimento em excesso na forma de um comprimento de pelo menos cerca de 3 vezes o comprimento do tubo flexível, um tubo flexível não ligado compreendendo uma fibra óptica para uso no monitoramento de pelo menos uma parâmetro com uma resolução muito alta e alto grau de precisão em relação à posição ao longo do comprimento do tubo foi obtido.

[00018] Simultaneamente a fibra óptica é simples de incorporar no tubo flexível não ligado e foi anda verificado que a fibra óptica é seguramente protegida contra danos mecânicos mesmo onde o tubo flexível não ligado é aplicado em aplicações dinâmicas, tal como em uso para um tubo ascendente.

[00019] Além disso, o arranjo da fibra óptica no tubo flexível não ligado não resulta em um enfraquecimento de uma camada de blindagem do tubo flexível não ligado porque o arranjo da fibra óptica não é às expensas de um arame de blindagem, i.e. a fibra óptica não é arranjada em uma haste portadora em substituição a um enrolador de arame de uma camada de blindagem.

[00020] A frase que a fibra óptica é arranjada com um comprimento em excesso significa que ela tem um comprimento que excede o comprimento do tubo flexível não ligado. Um comprimento em excesso de pelo menos cerca de 3 vezes o comprimento do tubo flexível significa que o comprimento da fibra óptica em uma seção de comprimento do tubo flexível não ligado é pelo menos cerca de 3 vezes maior do que a seção de comprimento em questão.

[00021] Como descrito acima na discussão da técnica anterior é bem sabido arranjar a fibra óptica com um comprimento em excesso em relação ao tubo flexível não ligado, porém, até hoje o comprimento em excesso previsto tinha exclusivamente o propósito de permitir que o tubo flexível não ligado se dobre sem danificar a fibra óptica, i.e. o comprimento em excesso da fibra óptica nos tubos da técnica anterior é cerca de 50% (IV2 vezes o comprimento do tubo). Até hoje, não foi considerado nem aplicar um maior comprimento em excesso, nem foi considerado que nada podia ser obtido usando este maior comprimento em excesso. Além disso usar as construções da técnica anterior não torna possível prever um comprimento em excesso de fibra óptica de pelo menos cerca de 3 vezes o comprimento do tubo flexível e simultaneamente assegurar uma proteção segura da fibra óptica.

[00022] O termo "fita” é aqui usado para significar uma tira longa plana e flexível compreendendo polímero e/ou pano, que é estreita em relação a seu comprimento, preferivelmente com uma largura determinada perpendicularmente a seu comprimento de até cerca de lm e com uma espessura determinada perpendicularmente à sua largura e comprimento de até cerca de 20% de sua largura, vantajosamente de até cerca de 10% de sua largura.

[00023] Deve ser enfatizado que o termo "compreende/compreendendo" quando usado aqui deve ser interpretado como um termo aberto, i.e. ele deve ser tomado para especificar a presença de aspecto(s) especificamente declarado(s)), tais como elemento(s), unidade(s), inteiro (s), etapa(s) componente(s) e combinação(ões) dos mesmos, mas não impede a presença ou adição de uma ou mais outros aspectos declarados.

[00024] O termo "substancialmente" deve ser tomado aqui para significar variações tolerâncias de produto comuns estão incluídas.

[00025] Os termos "do lado de dentro" e "do lado de fora" de uma camada do tubo são usados para designar a distância relativa para o eixo do tubo, de tal modo que "do lado de dentro de uma camada" significa a área circundada pela camada, i.e. com uma distância axial mais curta do que a camada, e "do lado de fora de uma camada" significa a área não circundada pela camada e não contida pela camada, i.e. com uma distância axial mais curta do que a camada.

[00026] O termo "lado interno" de uma camada é o lado da camada voltado para o eixo do tubo. O termo "lado externo" de uma camada é o lado da camada voltado para longe do eixo do tubo.

[00027] O termo "camada a mais interna" significa a camada mais próxima do eixo central do tubo vista na direção radial, e consequentemente a "camada a mais externa" significa a camada mais afastada do eixo central do tubo vista na direção em radial.

[00028] O termo "direção de enrolamento"significa direção de enrolamento relativamente ao eixo geométrico longitudinal do tubo flexível não ligado a menos de especificado de outro modo.

[00029] Filamentos são fibras continuamente singulares (também chamada monofilamento).

[00030] A frase "contínuas" como aqui usada aqui em associação com fibras, filamentos, cordões ou mechas significa que as fibras, filamentos, cordões, fios e/ou cordões ou mechas significa que eles geralmente têm um comprimento significante mas não deve ser entendido como significando que o comprimento é perpétuo ou infinito. Fibras contínuas, tais como filamentos, cordões, fios e/ou cordões ou mechas preferivelmente têm comprimento de pelo menos cerca de 10m, preferivelmente pelo menos cerca de 100m, mais preferivelmente pelo menos cerca de 1000m.

[00031] O termo "cordão" é usado para designar um feixe não torcido de filamentos.

[00032] O termo "fio" é usado para designar um feixe torcido de filamentos e/ou fibras cortadas. Fio inclui barbantes e cordas. O fio pode ser um fio primário feito diretamente a partir de filamentos e/ou fibras cortadas ou um fio secundário feito a partir de fios e/ou cordões e/ou cordas. Fio secundários e/ou cordões são também referidos como cordas.

[00033] O tubo flexível não ligado da invenção tem comprimento e um eixo geométrico longitudinal e compreende uma bainha de vedação mais interna definindo um furo, pelo menos uma camada de blindagem circundando a bainha de vedação interna e pelo menos uma camada contendo fibra óptica.

[00034] O tubo flexível não ligado pode ter outras camadas ex. como descrito em "Recommended Practice for Flexible Pipe", ANSI/API 17 B, quarta edição, julho de 2008, e a norma "Specification for Unbonded Flexible Pipe", ANSI/API 17J, terceira edição, julho de 2008.

[00035] A camada contendo fibra óptica compreende pelo menos uma fita e pelo menos uma fibra óptica arranjada com um comprimento de pelo menos cerca de 3 vezes o comprimento do tubo flexível.

[00036] Vantajosamente, a camada contendo fibra óptica consiste essencialmente de uma ou mais fitas e a uma ou mais fibra ópticas, pelo menos uma fibra óptica arranjada com um comprimento de pelo menos cerca de 3 vezes o comprimento do tubo flexível. Esta camada contendo fibra óptica mostrou garantir uma boa proteção da fibra óptica ou fibra ópticas.

[00037] Na descrição seguinte o termo elemento de "fita" quando usado no singular deve ser interpretado como incluindo também o significado plural do termo a menos que seja especificamente declarado ou seja claro que ele significa uma única fita.

[00038] Na descrição seguinte onde o tubo flexível não ligado é descrito com o termo elemento de "fibra óptica" usado no singular, porém, deve ser entendido que o tubo flexível não ligado pode compreender diversas fibras ópticas ex. na camada contendo fibra óptica ou em uma ou mais outras camadas do tubo.

[00039] A fim de obter um grau de precisão muito alto em relação à posição do parâmetro determinado ao longo do comprimento do tubo, a fibra óptica é vantajosamente arranjada com um comprimento de pelo menos cerca de 4 vezes o comprimento do tubo flexível, tal como com um comprimento de pelo menos cerca de 5 vezes o comprimento do tubo flexível, tal como com um comprimento de pelo menos cerca de 6 vezes o comprimento do tubo flexível, tal como com um comprimento de pelo menos cerca de 7 vezes o comprimento do tubo flexível, tal como com um comprimento de pelo menos cerca de 8 vezes o comprimento do tubo flexível, tal como com um comprimento de pelo menos cerca de 9 vezes o comprimento do tubo flexível, tal como com um comprimento de pelo menos cerca de 10 vezes o comprimento do tubo flexível.

[00040] Dependendo do parâmetro determinado, o grau de comprimento em excesso da fibra óptica em relação ao comprimento do tubo pode ser selecionado para proporcionar um balanço desejado entre comprimento de fibra óptica e precisão da posição para o parâmetro determinado.

[00041] O parâmetro é determinado em uma pluralidade de posições ao longo do comprimento da fibra óptica, e usando a configuração da fibra óptica em relação ao tubo flexível não ligado, a posição para as respectivas determinações pode ser calculada com uma alta precisão tanto com respeito ao parâmetro quanto com respeito à posição ao longo do comprimento do tubo do parâmetro determinado.

[00042] Devido à construção da camada contendo fibra óptica, o alto comprimento em excesso da fibra óptica pode ser obtido de diversas maneiras por exemplo prevendo que a fibra óptica é helicoidalmente enrolada e/ou arranjada com dobras para assegurar seu comprimento de pelo menos cerca de 3 vezes o comprimento do tubo flexível.

[00043] As dobras são vantajosamente dobras conformadas em S. O termo dobras conformadas em S é usado para incluir quaisquer dobras com dobras curvas, onde as dobras curvas podem ser iguais ou diferentes uma da outra e onde a amplitude das dobras curvas pode ser igual ou diferente uma da outra. Vantajosamente as dobras conformadas em S são dobras harmônicas com formato curvo igual e amplitude igual. Deste modo o parâmetro em questão ex. a temperatura ao longo do comprimento do tubo vai ser mais simples de determinar com alta precisão.

[00044] Em uma forma de realização a pelo menos uma fita da camada contendo fibra óptica é helicoidalmente enrolada para circundar o eixo geométrico longitudinal do tubo flexível.

[00045] Em uma forma de realização a pelo menos uma fita da camada contendo fibra óptica é arranjada com dobras ao longo do comprimento do tubo flexível.

[00046] Em uma forma de realização a pelo menos uma fita da camada contendo fibra óptica é dobrada para circundar parcialmente ou completamente o eixo geométrico longitudinal do tubo flexível.

[00047] Em uma forma de realização a pelo menos uma fita da camada contendo fibra óptica é arranjada com direção de comprimento correspondendo ao eixo geométrico longitudinal do tubo flexível.

[00048] Vantajosamente a camada contendo fibra óptica compreende uma pluralidade de fitas deste modo proporcionando uma proteção segura da fibra óptica. Preferivelmente pelo menos uma fita da camada contendo fibra óptica é helicoidalmente enrolada para circundar o eixo geométrico longitudinal do tubo flexível, é arranjada com dobras ao longo do comprimento do tubo flexível, é dobrada para circundar parcialmente ou completamente o eixo geométrico longitudinal do tubo flexível (correspondendo a um envoltório) e/ou é arranjada com direção de comprimento correspondendo ao eixo geométrico longitudinal do tubo flexível (reto). Em princípio a camada contendo fibra óptica pode compreender fitas arranjadas com configuração diferente, porém, para simples construção é vantajoso aplicar a pluralidade de fitas da camada contendo fibra óptica com configuração similar selecionada dentre enrolada, com dobras, dobrada ou reta.

[00049] A fita tem uma direção de comprimento e uma largura perpendicular à sua direção de comprimento. A largura da fita é vantajosamente constante ao longo do comprimento da fita para construção simples. A largura da fita pode em princípio ter qualquer dimensão, porém, para manipulação efetiva e para produção efetiva em termos de custo é geralmente desejado que a largura da fita seja pelo menos cerca de 3 cm. Preferivelmente a largura da fita é pelo menos cerca de 5 cm, tal como pelo menos cerca de 10 cm, tal como pelo menos cerca de 15 cm, tal como pelo menos cerca de 20 cm, preferivelmente a largura da fita é de cerca de 5 cm a cerca de 15 cm. Em soluções ótimas a largura da fita fica na faixa de cerca de 5 a 15 cm. Se a fita é muito larga ela pode ser difícil de manipular e aplicar sem rugas e/ou irregularidades indesejadas.

[00050] A fita da camada contendo fibra óptica tem uma espessura determinado na direção axial do tubo. Vantajosamente a espessura da fita é relativamente baixa para permitir uma alta flexibilidade, porém, simultaneamente uma fita muito fina pode requerer um alto número de fitas a fim de proporcionar uma proteção desejada da fibra óptica. Vantajosamente a espessura da fita enrolada é até cerca de 4 mm, tal como até cerca de 3 mm, tal como até cerca de 2 mm. Preferivelmente a espessura da fita é de cerca de 1 mm a cerca de 3 mm.

[00051] Em uma forma de realização a fita tem uma espessura de cerca de 10% a cerca de 200% do diâmetro da fibra óptica. Em uma forma de realização a fita tem uma espessura de cerca de 50% a cerca de 150% do diâmetro da fibra óptica, tal como de 1 mm a cerca de 2,5 mm.

[00052] A espessura da fibra óptica é determinada como a espessura da fibra óptica incluindo opcionalmente revestimentos, tais como revestimentos aplicados para revestimento químico e/ou mecânico. Em princípio estes revestimentos vantajosamente devem ser muito finos em particular onde a fibra óptica é usada para monitoramento de temperatura. Em uma forma de realização a fibra óptica compreende um fino revestimento de aço de cerca de 0,1 a cerca de 0,2 mm ex. cerca de 0,125 mm. Para proteção contra corrosão o aço pode ser revestido com uma fina camada de polímero ex. uma camada de polímero contendo fluoreto, tal como um PVDF ex. um revestimento de PVDF de cerca de 50 a cerca de 200 pm.

[00053] A fim de proporcionar uma boa proteção da fibra óptica a camada contendo fibra óptica vantajosamente tem uma espessura determinada na direção axial do tubo de pelo menos cerca de 1 mm. Em uma forma de realização a espessura da camada contendo fibra óptica é até cerca de 5 mm, tal como até cerca de 4 mm, tal como até cerca de 3 mm. Preferivelmente, a espessura da camada contendo fibra óptica é de cerca de 1 mm a cerca de 3 mm.

[00054] Em geral a fita pode ser ou compreender qualquer material de polímero e suas combinações. Em uma forma de realização a fita da camada contendo fibra óptica é uma fita de polímero. Vantajosamente a fita de polímero é ou compreende um homopolímero ou um copolímero compreendendo pelo menos um dos materiais no grupo compreendendo poliolefinas, ex. polietileno ou polipropileno (P), tal como copolímero P linear rígido com um homopolímero P ramificado; polioxietilenos (POE); copolímeros de cicloolefina (COC); poliamidas (PA), ex. poliamida-imida, poliamida-11 (PA-11), poliamida-12 (PA-12) ou poliamida-6 (PA-6)); poliimida (PI); poliuretanos tais como poliuretano-isocianurato; poliureias; poliésteres; poüacetais; poliéteres tais como poliéter sulfona (PES); polióxidos; polissulfetos, tais como polifenileno sulfeto (PS); elastômeros termoplásticos, tais como copolímeros em bloco de estireno, tais como bloco poli(estireno)-blocobutadieno-blocoestireno) (SBS) ou suas versões seletivamente hidrogenadas SEBS e SEPS; poliolefinas termoplásticas (TPO) ex. compreendendo SEBS e/ou SEPS; polissulfonas, ex. poliaril sulfona (PAS); poliacrilatos; tereftalatos de polietileno (PET); poliéter-éter-cetonas (PEEK); polivinilas; poliacrilonitrilas (PAN); poliétercetonacetona (PEKK); e/ou copolímeros dos anteriores; polímeros fluorosos ex. difluoreto de polivinilideno (PVDF), homopolímeros ou copolímeros de fluoreto de vinilideno ("VF2"), homopolímeros ou copolímeros de trifluoroetileno ("VF3"), copolímeros ou terpolímeros compreendendo dois ou mais diferentes membros selecionados dentre VF2, VF3, clororifluoroetileno, tetrafluoroetileno, hexafluoropropeno, ou hexafluoro-etileno.

[00055] Em uma forma de realização a fita é de material compósito compreendendo ou consistindo de polímero e elementos de reforço. Preferivelmente o elemento de reforço compreende fibras e/ou microesferas (contas) maciças e/ou ocas, ex. feitas a partir de vidro, polímero, basalto ou sílica, mais preferivelmente o elemento de reforço compreende ou consiste de fibras, tais como fibras de vidro, fibras de carbono, fibras de aramida, fibras de sílica tais como fibras de basalto, fibras de aço, fibras de polietileno, fibras de polipropileno, fibras minerais, e/ou qualquer combinação destas.

[00056] Em uma forma de realização a fita compreende um pano na forma de uma fita tecida compreendendo fios e/ou cordões tecidos. Preferivelmente a fita compreende fios e/ou cordões tecidos compreendendo filamentos selecionados dentre filamentos de carbono, filamentos de vidro, filamentos de basalto, filamentos de filamentos e combinações dos mesmos preferivelmente impregnados com uma resina termoplástica, tal como uma resina termoplástica compreendendo poliamida (PA), tereftalato de polibutileno (PBT), poliéster termoplástico (PET), policarbonato (PC), polietileno (PE), polipropileno (P), cloreto de polivinila (PVC) e misturas compreendendo uma ou mais destas resinas termoplásticas.

[00057] A fibra óptica é adaptada para ser uma parte de um sistema sensor para monitorar pelo menos um parâmetro. O sistema para monitorar pelo menos um parâmetro pode ser configurado para monitorar continuamente, para monitoramento ad-hoc ou para determinação individual dos um ou mais parâmetros ao longo do comprimento do tubo flexível não ligado. O parâmetro pode por exemplo ser deformação, vibração, som, pressão e/ou temperatura.

[00058] Em uma forma de realização a fibra óptica é uma parte de um sistema sensor configurado para detectar deformação, vibrações, pressão e/ou som.

[00059] Vantajosamente a fibra óptica é uma parte de um sistema sensor de temperatura, tal como um sistema sensor distribuído ex. um sensor à base de OTDR (reflexometria óptica no domínio de tempo) ou um sensor à base de OFDR (reflexometria óptica no domínio de frequência) ou um à base de FBG (fibra de Bragg distribuída) ou um sensor à base de espalhamento de Brillouin. Foi constatado que onde a fibra óptica é uma parte de um sistema sensor de temperatura uma determinação de temperatura muito precisa ao longo do comprimento do tubo flexível não ligado pode ser obtida e mesmo pequenas variações de temperatura podem ser registradas. Uma vez que superaquecimento local pode potencialmente danificar camadas de polímero, tais como uma bainha externa de um tubo flexível não ligado, e uma vez que uma diminuição local de temperatura pode resultar em formação e deposição indesejadas de hidrates de clatrato dentro do furo, é extremamente vantajoso monitorar a temperatura e opcionalmente regular o fluxo de fluido no tubo e/ou prever resfriamento ou aquecimento para evitar uma temperatura indesejada.

[00060] Em uma forma de realização a pelo menos uma fita e a pelo menos uma fibra óptica são helicoidalmente enroladas para circundar o eixo geométrico longitudinal do tubo flexível.

[00061] Para obter o desejado comprimento em excesso de fibra óptica com respeito ao tubo flexível não ligado é vantajosamente enrolado com um grau relativamente alto de enrolamento ou o comprimento em excesso é obtido por uma combinação de enrolamento helicoidal e dobras.

[00062] A fita pode em princípio ser enrolada com qualquer grau de enrolamento. Em uma forma de realização a fita da camada contendo fibra óptica é enrolada com um ângulo com o eixo geométrico longitudinal que é pelo menos cerca de 35 graus, tal como de cerca de 40 graus a cerca de 89 graus, tal como de cerca de 45 graus a cerca de 87 graus, tal como de cerca de 55 graus a cerca de 85 graus.

[00063] Em uma forma de realização a fita da camada contendo fibra óptica é enrolada com um ângulo com o eixo geométrico longitudinal que é pelo menos cerca de 55 graus, tal como de cerca de 60 graus a cerca de 89 graus, tal como de cerca de 70 graus a cerca de 80 graus.

[00064] Em uma forma de realização a fita da camada contendo fibra óptica é enrolada com um ângulo com o eixo geométrico longitudinal que é cerca de 55 graus ou menos, tal como de cerca de 35 graus a cerca de 50 graus.

[00065] O grau de enrolamento da fibra óptica pode ser igual ao ou diferente do grau de enrolamento da fita.

[00066] Em uma forma de realização a fibra óptica é enrolada com um ângulo com o eixo geométrico longitudinal que é substancialmente idêntico à direção de enrolamento da fita helicoidalmente enrolada.

[00067] Vantajosamente a fita é enrolada com um interstício helicoidal entre seus enrolamentos e a fibra óptica é arranjada no interstício helicoidal. Deste modo uma proteção muito segura da fibra óptica é prevista.

[00068] Em uma forma de realização a camada contendo fibra óptica compreende uma pluralidade de fitas helicoidalmente enroladas, e pelo menos uma das fitas helicoidalmente enroladas é enrolada acima ou abaixo da fibra óptica no interstício helicoidal para prever proteção adicional. Vantajosamente pelo menos uma das fitas helicoidalmente enroladas é enrolada acima ou abaixo da fibra óptica no interstício helicoidal para separar a fibra óptica de uma camada de blindagem metálica. Opcionalmente pelo menos uma das fitas helicoidalmente enroladas é enrolada acima da fibra óptica no interstício helicoidal e pelo menos uma das fitas helicoidalmente enroladas é enrolada abaixo da fibra óptica no interstício helicoidal.

[00069] Os termos "acima" e "abaixo" em relação à a fibra óptica são aqui usados para significar acima e abaixo como visto na direção radial do tubo.

[00070] Em uma forma de realização a camada contendo fibra óptica não compreende qualquer fita helicoidalmente enrolada acima ou abaixo da fibra óptica no interstício helicoidal.

[00071] Em uma forma de realização a fibra óptica é enrolada com um ângulo com o eixo geométrico longitudinal que é diferente do enrolamento da(s) fita(s) helicoidalmente enrolada(s).

[00072] Em uma forma de realização a fibra óptica é enrolada com um ângulo com o eixo geométrico longitudinal que é pelo menos cerca de 55 graus, tal como de cerca de 60 graus a cerca de 89 graus, tal como de cerca de 70 graus a cerca de 80 graus.

[00073] Em uma forma de realização preferida a fibra óptica é incorporada na pelo menos uma fita da camada contendo fibra óptica para proporcionar uma fita de fibra integrada. Esta forma de realização prevê uma manipulação muito simples da fibra óptica durante a produção e assegura um posicionamento preciso da fibra óptica ao longo do comprimento do tubo.

[00074] Em uma forma de realização a fibra óptica é incorporada na fita da camada contendo fibra óptica sendo parcialmente ou completamente embutida na fita. Nesta forma de realização a fita é vantajosamente uma fita de polímero termoplástico e o sensor é parcialmente ou completamente pressionado na fita enquanto ela é plastificada ou o sensor é arranjado na fita durante a sua extrusão.

[00075] Vantajosamente a fibra óptica é incorporada na fita da camada contendo fibra óptica sendo retida entre duas subcamadas da fita. Esta forma de realização prevê um método de fabricação muito simples e seguro.

[00076] As duas subcamadas da fita podem ser iguais ou diferentes uma da outra em espessura e/ou em composição. Vantajosamente as duas subcamadas da fita são substancialmente iguais pelo menos em composição. Em uma forma de realização as duas subcamadas da fita são substancialmente iguais entre si tanto em espessura quanto em composição.

[00077] Em uma forma de realização as subcamadas da fita são fundidas ou aderidas uma a outra. Para produção simples as duas subcamadas da fita são simplesmente fundidas entre si em nas regiões desejadas usando calor. As subcamadas da fita são fundidas ou aderidas entre si deixando que uma zona de folga ao longo de pelo menos uma parte do comprimento da fibra óptica não seja fundida ou aderida. Deste modo a fibra óptica pode deslizar com respeito à fita quando a fita é submetida a estiramento por exemplo quando o tubo flexível não ligado é submetido a dobras.

[00078] Em uma forma de realização a fibra óptica é encerrada pela fita sem sendo fixada a ela. Deste modo a fibra óptica pode deslizar com respeito à fita quando a fita é submetida a estiramento por exemplo quando o tubo flexível não ligado é submetido a dobras.

[00079] Em uma forma de realização a fibra óptica é encerrada pela fita e fixada à mesma em posições selecionadas ao longo de seu comprimento, deixando seções de comprimento intermediário da fibra óptica não serem fixadas à fita. Vantajosamente, as seções de comprimento intermediário são substancialmente mais longas do que as posições fixadas. Nesta forma de realização a fixação da fibra óptica à fita em posições selecionadas pode ser usada para proporcionar um posicionamento preciso da fibra óptica em relação à fita ex. com dobras desejadas.

[00080] Em uma forma de realização a fibra óptica é arranjada para ser substancialmente reta ao longo do comprimento da fita.

[00081] Vantajosamente a fibra óptica é arranjada com dobras ao longo do comprimento da fita. Deste modo um modo simples e efetivo de proporcionar o desejado comprimento em excesso da fibra óptica com respeito ao tubo flexível não ligado é previsto. Como a fita com a fibra óptica incorporada pode ser produzida separadamente da produção do tubo flexível não ligado, este método proporciona um método muito efetivo e econômico em termos de custo produzir um tubo flexível não ligado com uma fibra óptica com um alto comprimento em excesso. A este respeito deve também ser observado que o tubo flexível não ligado frequentemente é muito longo, tal como 1 quilômetro ou mais ex. até mesmo 2 ou 3 quilômetros ou mais, o comprimento de fibra óptica requerido é muito alto, e pode ser necessário emendar a fibra óptica. Esta emenda de fibra óptica requer equipamento especial e instalações com espaço limpo. A produção da fita com comprimento em excesso incorporado de fibra óptica separadamente da produção do tubo flexível não ligado - ex. em um sítio de produção separado resulta em grandes economias e simultaneamente uma qualidade mais alta da fita com fibra óptica incorporada pode ser separada.

[00082] Vantajosamente a fibra óptica é arranjada com dobras ao longo do comprimento da fita para proporcionar um comprimento em excesso da fibra óptica com respeito à fita de pelo menos cerca de 2 vezes o comprimento da fita, tal como pelo menos cerca de 3 vezes o comprimento da fita.

[00083] Preferivelmente a fibra óptica é arranjada com dobras conformadas em S, tal como as dobras conformadas em S descritas acima. Vantajosamente as dobras conformadas em S são dobras harmônicas conformadas em S.

[00084] Vantajosamente a fita é elástica pelo menos na sua direção de comprimento. Deste modo a fita pode ser aplicada à camada contendo fibra óptica em qualquer configuração enquanto ainda permitindo que o tubo flexível não ligado seja bobinado como ele vai usualmente ser antes da extensão ou e dobrar como ele vai usualmente vai ser durante extensão e sob uso ex. como um tubo ascendente. Dotando a fita com a fibra óptica incorporada em comprimento em excesso com uma desejada elasticidade uma maneira muito efetiva de proporcionar um tubo flexível não ligado com um alto comprimento em excesso de fibra óptica é previsto.

[00085] Vantajosamente a fita em sua direção de comprimento tem uma elasticidade linear de pelo menos cerca de 3%, preferivelmente a fita em sua direção de comprimento tem uma elasticidade linear de pelo menos cerca de 5%, tal como pelo menos cerca de 10%, tal como pelo menos cerca de 20%, tal como pelo menos cerca de 30%, tal como pelo menos cerca de 40%, tal como pelo menos cerca de 50%.

[00086] A elasticidade da fita é vantajosamente selecionada de tal modo que as dobras estimadas do tubo flexível não ligado resultam em estiramento da fita dentro de sua região elástica, isto é, a fita é vantajosamente não estirada além de seu ponto de resistência limite onde a deformação plástica tem lugar. Na região elástica linear da fita, a fita vai retornar a seu formato original após um estiramento devido a uma dobra do tubo flexível não ligado.

[00087] Em uma forma de realização preferida a fita em sua direção de comprimento tem uma elasticidade linear de cerca de 25% a cerca de 500%, tal como de cerca de 50% a cerca de 300%, tal como de cerca de 75% a cerca de 200%. Esta alta elasticidade proporciona uma fita com fibra óptica incorporada que pode ser aplicada em quaisquer configurações mesmo como uma fita aplicada com sua direção de comprimento substancialmente perpendicular ao eixo geométrico longitudinal do tubo flexível não ligado.

[00088] Em uma forma de realização a fita é ou compreende um material tecido. O material tecido é preferivelmente tecido de tal modo que ele tem uma alta elasticidade na sua direção de comprimento. Vantajosamente o material tecido compreende fios e/ou cordões tecidos de filamentos compreendendo filamentos de pelo menos um polímero, preferivelmente pelo menos um elastômero, tal como borracha (natural ou sintética) e/ou elastômero termoplástico.

[00089] Exemplos de elastômeros apropriados incluem copolímeros estirênicos em bloco, misturas de poliolefinas, ligas elastoméricas (TPE-v ou TPV), poliuretanos termoplásticos, copoliéster termoplástico e poliamidas termoplásticas.

[00090] Em uma forma de realização os fios e/ou cordões compreendem polímero termoplástico, tal como filamentos aramida, filamentos polipropileno, filamentos de polietileno, filamentos de policarbonato, filamentos de poliéster termoplástico e misturas das mesmas.

[00091] Em uma forma de realização a fita é ou compreende uma fita não tecida, tal como uma fita extrusada, a fita é opcionalmente uma fita laminada. Vantajosamente a fita compreende ou consiste de polímero tal como um elastômero, tal como borracha (natural ou sintética) e/ou um elastômero termoplástico.

[00092] Em uma forma de realização a fita compreendendo a fibra óptica incorporada é arranjada com sua direção de comprimento substancialmente paralela ao eixo geométrico longitudinal do tubo flexível.

[00093] Em uma forma de realização a fita compreendendo a fibra óptica incorporada é helicoidalmente enrolada para circundar o eixo geométrico longitudinal do tubo flexível ou é arranjada com dobras ao longo do comprimento do tubo flexível. Nesta forma de realização o alto comprimento em excesso da fibra óptica em relação ao tubo flexível não ligado pode ser obtido tanto prevendo dobras sobre a fibra óptica incorporada na fita e pela configuração helicoidal da fita com a fibra óptica incorporada. A fita com a fibra óptica incorporada pode deste modo ser enrolada com um grau de enrolamento muito baixo e ainda proporcionar um alto comprimento em excesso de fibra óptica em relação ao comprimento do tubo flexível não ligado.

[00094] Em uma forma de realização a fita compreendendo a fibra óptica incorporada arranjada com dobras ao longo do comprimento da fita é helicoidalmente enrolada para circundar o eixo geométrico longitudinal do tubo flexível com um grau de enrolamento de cerca de 10 a cerca de 55 graus, tal como de cerca de 20 a cerca de 45 graus.

[00095] A camada contendo fibra óptica pode em princípio ser arranjada em qualquer lugar no tubo flexível não ligado entre a sua camada a mais interna e a mais externa.

[00096] Em uma forma de realização em que o tubo flexível não ligado compreende uma carcaça opcionalmente a camada contendo fibra óptica é arranjada entre a carcaça e a bainha de vedação a mais interna

[00097] Em uma forma de realização a camada contendo fibra óptica é arranjada do lado de fora da bainha de vedação a mais interna.

[00098] Em uma forma de realização, em que o tubo flexível não ligado compreende uma ou mais camadas de blindagem arranjadas no lado de fora da bainha de vedação a mais interna, a camada contendo fibra óptica é arranjada no lado de fora da uma ou mais camadas de blindagem.

[00099] Em uma forma de realização, em que o tubo flexível não ligado compreende uma camada de proteção externa, a camada contendo fibra óptica é arranjada no lado de dentro da camada de proteção externa.

[000100] Em uma forma de realização preferida, em que o tubo flexível não ligado compreende uma ou mais camadas de blindagem arranjadas no lado de fora da bainha de vedação mais interna e uma camada de proteção externa impermeável a líquido, a camada contendo fibra óptica é arranjada entre a(s) camada(s) de blindagem e a camada de proteção externa impermeável a líquido.

[000101] Vantajosamente a camada contendo fibra óptica é arranjada no lado de fora da camada a mais externa de blindagem, preferivelmente entre a camada a mais externa de blindagem e uma camada de proteção externa e a fibra óptica é uma parte de um sistema de monitoramento de temperatura ex. para proteger a camada de proteção externa contra superaquecimento. Quando por exemplo um elemento tal como um limitador de dobra e/ou um módulo de flutuabilidade ou similar é fixado sobre o lado externo da camada de proteção externa, vai ser observado que a temperatura monitorada vai ser mais alta do que onde água do mar está em contato direto com o lado externo da camada de proteção externa. Se a temperatura nesta posição está subindo para um nível perigoso onde a camada de proteção externa está em risco de ser danificada, a temperatura pode ser reduzida por resfriamento e/ou reduzindo a vazão de fluido aquecido no furo do tubo. Uma vez que a temperatura pode ser estreitamente monitorada, a taxa de produção pode simultaneamente ser otimizada uma vez que a margem de segurança pode ser reduzida.

[000102] Em uma forma de realização o tubo flexível não ligado compreende uma primeira e uma segunda extremidade e um comprimento entre a primeira e a segunda extremidades e a uma fibra óptica helicoidalmente enrolada são arranjadas na camada contendo fibra óptica em pelo menos uma parte do comprimento do tubo flexível não ligado entre a primeira e a segunda extremidade. Vantajosamente a camada contendo fibra óptica é arranjada em todo o comprimento do tubo flexível não ligado. Porém, em certas formas de realização e por razões de custo pode às vezes ser vantajoso aplicar a camada contendo fibra óptica em apenas uma parte do comprimento do tubo flexível não ligado.

[000103] A fibra óptica pode sair do tubo flexível não ligado por quaisquer construções conhecidas, vantajosamente relativamente perto de uma extremidade do tubo flexível não ligado para ser conectada ao restante do sistema de monitoramento.

[000104] Alternativamente a fibra óptica pode ser conectada a uma fonte de luz remota e um transmissor para transmissão sem filamento dos sinais obtidos.

[000105] Em uma forma de realização o tubo flexível não ligado compreende uma primeira extremidade terminada com um encaixe de extremidade em que pelo menos a bainha de vedação mais interna é ancorada tal como é sabido na técnica e a fibra óptica vantajosamente sai do tubo flexível não ligado via o encaixe de extremidade.

[000106] Em uma forma de realização onde o tubo flexível não ligado compreende uma camada a mais externa, a fibra óptica sai d tubo flexível não ligado via a camada a mais externa.

[000107] Por exemplo o tubo flexível não ligado pode compreender uma primeira extremidade terminada com um encaixe de extremidade em que pelo menos a bainha de vedação mais interna é ancorada, e a fibra óptica sai do tubo flexível não ligado a uma distância de saída do encaixe de extremidade determinada ao longo do comprimento do tubo flexível não ligado.

[000108] Em uma forma de realização te distância de saída é até cerca de 10 m, tal como até cerca de 20 m.

[000109] Em uma forma de realização o tubo flexível não ligado compreende uma bainha protetora externa impermeável a líquido, a fibra óptica sai do tubo flexível não ligado através de uma abertura na bainha protetora externa impermeável a líquido onde a e abertura é prevista removendo uma parte de parede da bainha protetora externa impermeável a líquido.

[000110] Em uma forma de realização o tubo flexível não ligado compreende uma bainha protetora externa impermeável a líquido que é terminada em uma distância de terminação a partir do encaixe de extremidade deste modo proporcionando uma seção livre de lâmina de proteção externa, e a fibra óptica sai do tubo flexível não ligado saído da seção livre de lâmina de proteção externa.

[000111] A bainha protetora externa impermeável a líquido adjacente à abertura ou a seção livre de lâmina de proteção externa é vantajosamente vedada a pelo menos uma camada subjacente por um material de vedação ex. um cimento, tal como epóxi.

[000112] Em uma forma de realização o tubo flexível não ligado é como descrito no pedido copendente DK PA 201270409 aqui incorporado por referência. Nesta forma de realização o tubo flexível não ligado tem um comprimento e um eixo geométrico longitudinal e compreendendo uma bainha de vedação interna definindo um furo, uma camada de blindagem de pressão, uma bainha de vedação intermediária e uma blindagem de tração, em que a camada de blindagem de pressão compreende pelo menos um elemento de metal alongado arranjado com interstícios de blindagem de pressão e é arranjada em um zona anular prevista entre a bainha de vedação interna e a bainha de vedação intermediária, a blindagem de tração sendo arranjada sobre o lado externo da bainha de vedação intermediária, em que a bainha de vedação intermediária forma uma camada de drenagem ou o tubo flexível não ligado compreende ainda uma camada de drenagem arranjada na zona anular, a camada de drenagem compreende pelo menos um trajeto de drenagem arranjado ao longo do comprimento do tubo, em que o trajeto de drenagem está em comunicação fluida com os interstícios de blindagem de pressão, em que a camada de drenagem compreende um elemento de transmissão de sinal, o elemento de transmissão de sinal é preferivelmente arranjado em um trajeto de drenagem. O elemento de transmissão é uma fibra óptica e preferivelmente o elemento de transmissão é parte de ou constitui um arranjo de sensor ex. para medição de temperatura, de uma concentração química e/ou de pressão na zona anular.

[000113] Em uma forma de realização o elemento de transmissão é parte de ou constitui um arranjo de sensor para determinar pelo menos um parâmetro, tal como pressão, temperatura, valor f, concentrações de componentes selecionados, velocidade de fluxo, folga do trajeto e/ou vazamento da bainha de vedação interna e/ou da bainha de vedação intermediária.

[000114] Em uma forma de realização o tubo flexível não ligado é como descrito no pedido copendente DK PA 2012 00185 aqui incorporado por referência. Nesta forma de realização o tubo flexível não ligado compreende uma camada de reforço de tração compreendendo uma pluralidade de elementos de reforço alongados cada um compreendendo uma pluralidade de tiras de blindagem alongadas e um elemento de suporte alongado compreendendo um canal, em que a pluralidade de tiras de blindagem alongadas é arranjada no canal do elemento de suporte alongado, preferivelmente as tiras de blindagem alongadas são arranjadas para ser superpostas no canal e a camada de blindagem de tração compreende ainda pelo menos um elemento cego alongado, os elementos de reforço alongados e o pelo menos um elemento cego alongado sendo helicoidalmente enrolados em uma relação lado a lado. O(s) elemento(s) cego(s) alongado(s) é(são) provido(s) por elemento(s) de suporte alongado(s) sem tiras de blindagem e pelo menos um elemento cego alongado compreende um sensor de fibra.

[000115] Todos os aspectos da invenção incluindo faixas e faixas preferidas podem ser combinados de vários modos dentro do escopo da invenção, a menos que existam razões específicas para não combinar tais aspectos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[000116] A invenção vai ser explicada mais totalmente abaixo em associação com uma forma de realização preferida e com referência aos desenhos em que: a FIG. 1 é uma vista de lado esquemática de um tubo flexível não ligado da invenção. a FIG. 2 é uma s vista de lado esquemática de um outro tubo flexível não ligado da invenção. a FIG. 3 é uma vista de lado esquemática de um outro tubo flexível não ligado da invenção. a FIG. 4 é uma vista em perspectiva de um tubo flexível não ligado da invenção em que as respectivas camadas são expostas. a FIG. 5 é uma vista de lado esquemática de uma camada de um tubo flexível não ligado da invenção compreendendo uma fibra óptica. a FIG. 6a é uma vista em corte transversal de uma seção de parede de um tubo flexível não ligado da invenção compreendendo uma pluralidade de camadas. O corte transversal é tomado na direção longitudinal paralela ao eixo geométrico longitudinal do tubo. Apenas algumas das camadas são mostradas. a FIG. 6b é uma vista em corte transversal de uma seção de parede de um outro flexível não ligado da invenção compreendendo uma pluralidade de camadas. O corte transversal é tomado na direção longitudinal paralela ao eixo geométrico longitudinal do tubo. Apenas algumas das camadas são mostradas. a FIG. 7 mostra uma instalação de produção para incorporar uma fibra óptica em uma fita para proporcionar uma fita de fibra integrada. a FIG. 8 é uma vista de topo esquemática de uma fita de fibra integrada. a FIG. 9 é uma vista em perspectiva de um tubo flexível não ligado da invenção compreendendo uma fita de fibra integrada em que as camadas acima da fita de fibra integrada são removidas em uma seção de tubo para expor a fita de fibra integrada.

[000117] As figuras são esquemáticas e simplificadas por clareza. Por toda a descrição das figuras os mesmos números de referência são usados para partes idênticas ou correspondentes.

[000118] O tubo flexível mostrado na Fig. 1 compreende uma bainha de vedação mais interna 6, frequentemente também chamada um forro interno ou simplesmente uma bainha de vedação interna. A bainha de vedação mais interna é ex. de polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno reticulado (PEX), difluoreto de polivinila (PVDF) ou poliamida (PA). A bainha de vedação interna 6 tem a finalidade de impedir fluxo de saída do fluido transferido no furo do tubo, indicado com a seta grossa. No lado de dentro da bainha de vedação interna 6 o tubo compreende uma camada contendo fibra óptica 3 e uma camada de blindagem interna 2, chamada uma carcaça que é normalmente de metal, e tem a finalidade principal de reforçar o tubo contra colapse como descrito acima. A carcaça 2 não é estanque a líquido. O tubo flexível não ligado da invenção pode também ser previsto sem uma carcaça como descrito acima. A camada contendo fibra óptica 3 compreende pelo menos uma fita e pelo menos uma fibra óptica como descrito acima. Uma fibra óptica é vantajosamente incorporada na fita, preferivelmente sendo embutida na fita ou sendo ensanduichada entre duas subcamadas da fita.

[000119] Sobre o lado externo da bainha de vedação interna 6, o tubo flexível compreende uma camada de blindagem de pressão 5, que é frequentemente de elemento(s) de blindagem helicoidalmente enrolado(s) de metal ou material compósito ou combinações, que é enrolada com um ângulo com o eixo do tubo de cerca de 65 graus ou mais e. g. cerca de 85 graus. A camada de blindagem de pressão 5 não é estanque a líquido.

[000120] Do lado de fora da camada de blindagem de pressão 5, o tubo compreende duas camadas de blindagem de tração enroladas transversalmente 7a, 7b enroladas a partir de elementos de blindagem alongados. Os elementos de blindagem alongados da camada de blindagem de tração a mais interna 7a são enrolados com um grau de enrolamento de cerca de 55 graus ou menos com o eixo do tubo em uma primeira direção de enrolamento e a camada de blindagem de tração a mais externa 7b é enrolada com um grau de enrolamento de cerca de 60 graus ou menos, tal como entre cerca de 20 e cerca de 55 graus com o eixo do tubo em uma segunda direção de enrolamento, que é a direção oposta à primeira direção de enrolamento. As duas camadas de blindagem de tração 7a, 7b com tais direções de enrolamento opostas são normalmente referidas como sendo enroladas transversalmente. O tubo compreende ainda uma bainha de vedação externa 1 que protege a camada de blindagem mecanicamente e opcionalmente contra ingresso de água do mar. Como descrito acima a bainha de vedação externa não precisa estanque a líquido. O tubo flexível não ligado preferivelmente compreende camadas anti-fricção não mostradas entre as camadas de blindagem 5, 7a, 7b. As camadas anti-fricção são usualmente não estanques a líquido e podem por exemplo estar na forma de um filme enrolado.

[000121] O tubo flexível mostrado na Fig. 2 compreende uma bainha de vedação mais interna 16, e no lado de dentro a bainha de vedação interna 16 o tubo compreende uma camada de blindagem interna 12.

[000122] Sobre o lado externo da bainha de vedação interna 16, o tubo flexível compreende uma camada de blindagem de pressão não estanque a líquido 15 compreendendo elemento(s) de blindagem helicoidalmente enrolado(s) de metal ou material compósito ou combinações, que é enrolada com um ângulo como eixo do tubo de cerca de 65 graus ou mais e. g. cerca de 85 graus.

[000123] No lado de fora da camada de blindagem de pressão 15, o tubo compreende duas camadas de blindagem de tração enroladas transversalmente 17a, 17b enroladas a partir de elementos de blindagem alongados. No lado de fora da camada de blindagem de tração a mais externa 17b o tubo flexível não ligado compreende uma camada contendo fibra óptica 13.0 tubo compreende ainda uma bainha de vedação externa 11 que protege a camada de blindagem mecanicamente e opcionalmente contra ingresso de água do mar. O tubo flexível não ligado preferivelmente compreende camadas anti-fricção entre não mostradas as camadas de blindagem 15, 17a, 17b.

[000124] A camada contendo fibra óptica 13 compreende pelo menos uma fita e pelo menos uma fibra óptica como descrito acima. A fibra óptica é vantajosamente incorporada na fita, preferivelmente sendo embutida na fita ou sendo ensanduichada entre duas subcamadas da fita.

[000125] O tubo flexível mostrado na Fig. 3 compreende uma bainha de vedação mais interna 26, e no lado de dentro a bainha de vedação interna 26 o tubo compreende uma camada de blindagem interna 22.

[000126] Sobre o lado externo da bainha de vedação interna 26, o tubo flexível compreende uma camada contendo fibra óptica 23. A camada contendo fibra óptica 23 compreende pelo menos uma fita e pelo menos uma fibra óptica como descrito acima. Uma fibra óptica é vantajosamente incorporada na fita, preferivelmente sendo embutida na fita ou sendo ensanduichada entre duas subcamadas da fita.

[000127] Sobre o lado externo da camada contendo fibra óptica 23, o tubo flexível compreende uma camada de blindagem de pressão não estanque a líquido 25 compreendendo elemento(s) de blindagem helicoidalmente enrolado(s) de metal ou material compósito ou combinações, que é enrolada com um ângulo como eixo do tubo de cerca de 65 graus ou mais e. g. cerca de 85 graus.

[000128] No lado de fora da camada de blindagem de pressão 25, o tubo compreende duas camadas de blindagem de tração enroladas transversalmente 27a, 27b enroladas a partir de elementos de blindagem alongados. No lado de fora da camada de blindagem de tração a mais externa 27b o tubo flexível não ligado compreende uma camada contendo fibra óptica 23. O tubo compreende ainda uma bainha de vedação externa 21 que protege a camada de blindagem mecanicamente e opcionalmente contra ingresso de água do mar. O tubo flexível não ligado preferivelmente compreende não mostrado anti-fricção camadas entre a camadas de blindagem 25, 27a, 27b.

[000129] O tubo da invenção pode ter mais ou menos camadas do que os tubos das Figs. 1, 2 e 3, algumas camadas podem ser substituídas por outras camadas desde que o tubo compreenda pelo menos uma camada contendo fibra óptica como descrito acima e de acordo com a invenção. Por exemplo o tubo pode compreender camada ou camadas adicionais de polímero - ex. na forma de uma bainha de vedação intermediária. Esta camada ou estas camadas de polímero adicionais podem ser aplicadas entre as respectivas camadas de blindagem. Por exemplo o tubo pode compreender camada ou camadas isolantes ex. aplicadas entre a camada de blindagem de tração a mais externa e a bainha externa. O tipo de camadas e a ordem das camadas pode ex. ser como descrito nos documentos GB 1 404 394, US 3.311.133, US 3.687.169, US 3.858.616, US 4.549.581, US 4.706.713, US 5.213.637, US 5.407.744, US 5.601.893, US 5.645.109, US 5.669.420, US 5.730.188, US 5.730.188, US 5.813.439, US 5.837.083, US 5.922.149, US 6.016.847, US 6.065.501, US 6.145.546, US 6.192.941, US 6.253.793, US 6.283.161, US 6.291.079, US 6.354.333, US 6.382.681, US 6.390.141, US 6.408.891, US 6.415.825, US 6.454.897, US 6.516.833, US 6.668.867, US 6.691.743, US 6.739.355 US 6,840.286, US 6.889.717, US 6.889.718, US 6.904.939, US 6.978.806, US 6.981.526, US 7.032.623, US 7.311.123, US 7.487.803, US 23102044, WO 28025893, WO 2009024156, WO 2008077410 e/ou WO 2008077409, assim como na Specification for Unbonded Flexible Pipe, API, 17J, terceira edição, Julho de 2008 e/ou em Recommended Practice for Flexible Pipe, API, 17B, quarta edição, julho de 2008, previram que pelo menos uma camada de blindagem é uma de camada de blindagem de deslocamento reduzido como descrito aqui.

[000130] O tubo flexível mostrado na Fig. 4 compreende uma bainha de vedação mais interna 36, e no lado de dentro a bainha de vedação interna 36 o tubo compreende uma camada de blindagem interna 32.

[000131] Sobre o lado externo da bainha de vedação interna 36, o tubo flexível compreende uma camada de blindagem de pressão não estanque a líquido 35 compreendendo elemento(s) de blindagem helicoidalmente enrolado(s) de metal ou material compósito ou combinações, que é enrolada com um alto ângulo com o eixo do tubo de cerca de 86-88 graus.

[000132] No lado de fora da camada de blindagem de pressão 35, o tubo compreende duas camadas de blindagem de tração enroladas transversalmente 37a, 37b enroladas a partir de elementos de blindagem alongados. Entre as camadas de blindagem 35, 37a, 37b, o tubo flexível não ligado compreende camadas anti-fricção ex. na forma de fita enrolada contendo polímero, tal como uma fita de fibras tecidas impregnadas com uma resina. A camada de blindagem de tração a mais externa 37b compreende pares de fibras 24a, 34b, 34c enroladas em interstícios helicoidais entre os elementos de blindagem alongados ex. para monitorar a integridade dos arames como descrito em PCT/DK2011/050426.

[000133] No lado de fora da camada de blindagem de tração a mais externa 37b o tubo flexível não ligado compreende uma camada contendo fibra óptica composta de fitas helicoidalmente enroladas 33a, 33b e fibras ópticas 34, 34' enroladas com um ângulo de enrolamento relativamente alto de tal modo que o comprimento das fibras ópticas 34, 34' em relação ao comprimento do tubo é relativamente alto. Preferivelmente o comprimento da fibra ópticas 34, 34' é pelo menos cerca de πr2, preferivelmente pelo menos cerca de 1.5πr2, mais preferivelmente pelo menos cerca de I.8πr2, onde r é o raio da camada de blindagem de tração a mais externa 37b determinado a partir de sua superfície externa.

[000134] O tubo compreende ainda uma bainha de vedação externa 31 que protege a camada de blindagem mecanicamente e contra ingresso de água do mar.

[000135] A FIG. 5 mostra uma camada contendo fibra óptica de um tubo flexível não ligado da invenção. A camada contendo fibra óptica compreende uma ou mais fitas 43 helicoidalmente enroladas para proporcionar um interstício helicoidal entre enrolamentos onde uma ou mais fibras ópticas 44 são arranjadas no interstício helicoidal. Na forma de realização mostrado na fig. 5 o grau de enrolamento da(s) fibra(s) óptica(s) 44 é cerca de 45 graus.

[000136] A FIG. 6a mostra uma seção de parede de um tubo flexível não ligado da invenção compreendendo uma pluralidade de camadas. A camada a mais externa é uma bainha de vedação externa 41. No lado de dentro da bainha de vedação externa 41 o tubo compreende uma camada contendo fibra óptica como mostrado na Fig. 5 aplicada entre uma primeira e uma segunda fita 49 ex. de polímero tecido ex. de poliéster, poliamida e/ou polietileno (ex. de diolen®). No lado de dentro da segunda fita 49 o tubo compreende duas camadas de blindagem de tração enroladas transversalmente 47a, 47b enroladas a partir de elementos de blindagem alongados e com uma camada anti-desgaste 48 arranjada entre as duas camadas de blindagem de tração enroladas transversalmente 47a, 47b. As camadas do tubo no lado de dentro da camada de blindagem de tração a mais interna 47b não são mostradas.

[000137] As fitas 49 arranjada acima e abaixo a camada contendo fibra óptica são aplicadas para proteção mecânica assim como por razões de produção.

[000138] A seção de parede do tubo mostrada na Fig. 6b é uma variação da seção de parede mostrada na FIG. 6a e compreende uma bainha de vedação externa 41 e no lado de dentro a bainha de vedação externa 41 o tubo compreende uma camada contendo fibra óptica ex. como mostrado em Fig. 5 que compreende fita(s) 43a e fibra(s) óptica(s) 44a.A camada contendo fibra óptica é aplicado entre uma primeira e uma segunda fita 49. No lado de dentro da segunda fita 49 o tubo compreende uma camada isolante 40, e ainda mais para dentro o tubo compreende uma segunda camada contendo fibra óptica como mostrado na Fig. 5 que compreende fita(s) 43b e fibra(s) óptica(s) 44b.A camada contendo fibra óptica é aplicada entre uma primeira e uma segunda fita 49. Ainda mais para dentro o tubo compreende duas camadas de blindagem de tração enroladas transversalmente 47a, 47b enroladas a partir de elementos de blindagem alongados e com uma camada anti-desgaste 48 arranjada entre as duas camadas de blindagem de tração enroladas transversalmente 47a, 47b. As camadas do tubo no lado de dentro da camada de blindagem de tração a mais interna 47b não são mostradas.

[000139] A FIG. 7 mostra uma instalação produção para incorporar uma fibra óptica em uma fita para proporcionar uma fita de fibra integrada. Uma fibra óptica 54 é alimentada a partir de uma bobina 54a compreendendo fibra óptica enrolada. Duas fitas em subcamada contendo polímero 53, preferivelmente fitas idênticas, são alimentadas a partir de respectivas bobinas 53a para incorporar a fibra óptica 54 entre as duas fitas em subcamada 53. A instalação de produção vantajosamente compreende uma unidade de controle móvel não mostrada para arranjar a fibra óptica 54 com dobras conformadas em S entre as fitas 53. A instalação de produção compreende uma zona de aquecimento 51 onde as fitas 53 são pelo menos parcialmente fundidas para integrar a fibra para obter a fita contendo fibra óptica na forma de uma fita de fibra integrada 55.

[000140] Roletes 52 estão pressionando as fitas em subcamada 53 em conjunto para assegurar uma desejada fusão das fitas subcamada 53 em torno da fibra óptica 54. Roletes adicionais 52b são aplicados na saída da zona de aquecimento para assegurar uma fusão estável e uma espessura uniforme. A fita de fibra integrada final 55 é opcionalmente enrolada sobre uma bobina não mostrada para armazenamento ou ela pode ser diretamente aplicada na produção de um tubo flexível não ligado da invenção.

[000141] A FIG. 8 é uma vista de topo esquemática de uma fita de fibra integrada ex. produzida como mostrado na Fig. 5. A fita de fibra integrada compreende fibra 64 e fita 63 de fitas em subcamada fundidas ensanduichando a fibra óptica 64. A fibra óptica 54 é arranjada para ser dobrada com dobras conformadas em S. As fitas em subcamada são fundidas pelo menos ao longo de suas duas bordas 63a, 63b para encerrar completamente a fibra óptica 54.

[000142] Vantajosamente as fitas em subcamada não são fundidas na outra em uma zona de folga não mostrada ao longo da fibra óptica de tal modo que a fita de fibra integrada pode ser estirada em sua direção de comprimento L-L sem romper a fibra óptica, i.e. deixa-se a fibra óptica 54 se desdobrar parcialmente ou completamente a partir de suas dobras conformadas em S. Consequentemente as fitas em subcamada vantajosamente têm uma elasticidade linear relativamente alta como descrito acima. Na sua direção de largura W-W as fitas em subcamada podem ter uma elasticidade mais baixa.

[000143] O tubo flexível não ligado mostrado na Fig. 9 tem uma bainha de vedação externa 71 e duas camadas de blindagem de tração enroladas transversalmente 77a, 77b compreendendo uma camada de tração a mais externa 77b e uma camada de tração a mais interna 77a. Entre as duas camadas de blindagem de tração enroladas transversalmente 77a, 77b o tubo compreende uma camada contendo fibra óptica compreendendo fita de fibra integrada 75 compreendendo uma fibra óptica 74. A camada contendo fibra óptica vantajosamente compreende fitas helicoidalmente enroladas adicionais não mostradas em torno da camada de tração a mais interna 77a. O tubo flexível não ligado compreende ainda um encaixe de extremidade 78 com um flange de acoplamento 78a, o encaixe de extremidade 78 está terminando as respectivas camadas do tubo. Tais conexões de extremidade são ex. descritas em "Recommended Practice for Flexible Pipe", ANSI/API 17 B, quarta edição, julho de 2008, e a norma "Specification for Unbonded Flexible Pipe", ANSI/API 17J, terceira edição, julho de 2008. O encaixe de extremidade 78 é ainda provida com um alojamento de saída 79 para saída da fibra 74.

[000144] Um escopo adicional de aplicabilidade da presente invenção vai se tornar evidente a partir da descrição detalhada dada aqui. Porém, deve ser entendido que a descrição detalhada e exemplos específicos, embora indicando formas de realização preferidas da invenção, são dados a título de ilustração apenas, uma vez que várias mudanças e modificações dentro do espirito e escopo da invenção vão se tornar evidentes aos especializados na técnica partir desta descrição detalhada.

Claims (14)

1. Tubo flexível não ligado, tendo um comprimento e um eixo geométrico longitudinal e compreendendo uma bainha de vedação mais interna (6, 16, 26, 36) definindo um furo, pelo menos uma camada de blindagem (5, 15, 25) circundando a bainha de vedação interna e pelo menos uma camada contendo fibra óptica (37a, 43), caracterizadopelo fato de que a camada contendo fibra óptica compreende pelo menos uma fita e pelo menos uma fibra óptica (34, 44) arranjada com um comprimento de pelo menos 3 vezes o comprimento do tubo flexível, onde a fibra óptica (34, 44) é uma parte de um sistema sensor de temperatura.

2. Tubo flexível não ligado de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a(s) fita(s) é/são fitas tecidas compreendendo fios e/ou cordões tecidos, preferivelmente fios e/ou cordões tecidos compreendendo filamentos selecionados dentre filamentos de carbono, filamentos de vidro, filamentos de basalto, filamentos de polímero e combinações dos mesmos preferivelmente impregnados com uma resina termoplástica, tal como uma resina termoplástica compreendendo poliamida (PA), tereftalato de polibutileno (PBT), poliéster termoplástico (PET), policarbonato (PC), polietileno (PE), polipropileno (PP), cloreto de polivinila (PVC) e misturas compreendendo uma ou mais destas resina termoplásticas, preferencialmente, a fibra óptica é helicoidalmente enrolada e/ou arranjada com dobras para assegurar seu comprimento de pelo menos 3 vezes o comprimento do tubo flexível.

3. Tubo flexível não ligado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que o sistema de sensor é adicionalmente configurado para detectar deformação, vibrações, pressão e/ou som.

4. Tubo flexível não ligado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadopelo fato de que a(s) fita(s) helicoidalmente enrolada(s) da camada contendo fibra óptica (37a, 44) é/são enrolada(s) com um ângulo com o eixo geométrico longitudinal que é de 55 graus ou menos, tal como de 35 graus a 50 graus, preferencialmente, a fibra óptica (34, 44) é enrolada com um ângulo com o eixo geométrico longitudinal que é idêntico à direção de enrolamento das a(s) fita(s) helicoidalmente enrolada(s).

5. Tubo flexível não ligado de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a(s) fita(s) é/são enrolada(s) com um interstício helicoidal entre enrolamentos da(s) fita(s) helicoidalmente enrolada(s), a fibra óptica (34, 44) é arranjada no interstício helicoidal, sendo que opcionalmente a camada contendo fibra óptica (37a, 43) compreende uma pluralidade de fitas helicoidalmente enroladas, pelo menos uma das fitas helicoidalmente enroladas é enrolada acima ou abaixo da fibra óptica no interstício helicoidal, opcionalmente pelo menos uma das fitas helicoidalmente enroladas é enrolada acima da fibra óptica no interstício helicoidal e pelo menos uma das fitas helicoidalmente enroladas é enrolada abaixo da fibra óptica no interstício helicoidal.

6. Tubo flexível não ligado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a fibra óptica é incorporada na pelo menos uma fita da camada contendo fibra óptica para proporcionar uma fita de fibra integrada, preferencialmente, a fibra óptica (34, 44) é incorporada na pelo menos uma fita da camada contendo fibra óptica sendo parcialmente ou completamente embutida na fita, opcionalmente a fibra óptica é incorporada na pelo menos uma fita da camada contendo fibra óptica sendo retida entre duas subcamadas da fita, opcionalmente, as subcamadas da fita são fundidas ou aderidas entre si, preferivelmente permitindo uma zona de folga ao longo de pelo menos uma parte do comprimento da fibra óptica não a ser fundido ou aderido.

7. Tubo flexível não ligado de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a fibra óptica (34, 44) é arranjada com dobras ao longo do comprimento da fita, preferivelmente com um comprimento de pelo menos 2 vezes o comprimento da fita, tal como pelo menos 3 vezes o comprimento da fita, preferencialmente a fibra óptica é arranjada com dobras conformadas em S, as dobras conformadas em S são preferivelmente harmônicas.

8. Tubo flexível não ligado de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizadopelo fato de que a fita tem um comprimento e uma largura, a fita em sua direção de comprimento tem uma elasticidade linear de pelo menos 3%, preferivelmente a fita em sua direção de comprimento tem uma elasticidade linear de pelo menos 5%, tal como pelo menos 10%, tal como pelo menos 20%, tal como pelo menos de 25% a 500%.

9. Tubo flexível não ligado de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizadopelo fato de que a fita compreendendo a fibra óptica incorporada é helicoidalmente enrolada para circundar o eixo geométrico longitudinal do tubo flexível ou é arranjada com dobras ao longo do comprimento do tubo flexível.

10. Tubo flexível não ligado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizadopelo fato de uma ou mais camadas de blindagem (5, 7, 15, 17, 27, 37) arranjada(s) fora da bainha de vedação mais interna (6, 16, 26, 36), a camada contendo fibra óptica (37a, 43) é arranjada fora da uma ou mais camadas de blindagem.

11. Tubo flexível não ligado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizadopelo fato de que compreende uma ou mais camadas de blindagem (5, 7, 15, 17, 27, 37) arranjada(s) fora da bainha de vedação mais interna e uma camada externa de proteção impermeável a líquido (1, 11, 21, 31), a camada contendo fibra óptica é arranjada entre a(s) camada(s) de blindagens) e a camada externa de proteção impermeável a líquido.

12. Tubo flexível não ligado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizadopelo fato de que compreende uma primeira extremidade terminada com um encaixe de extremidade (78), e pelo menos a bainha de vedação mais interna (6, 16, 26, 36) é ancorada, a fibra óptica (34, 44) sai do tubo flexível não ligado via o encaixe de extremidade (78).

13. Tubo flexível não ligado de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende uma primeira extremidade terminada com um encaixe de extremidade (78) e em que pelo menos a bainha de vedação mais interna (6, 16, 26, 36) é ancorada, a fibra óptica sai do tubo flexível não ligado a uma distância de saída do encaixe de extremidade determinado ao longo do comprimento do tubo flexível não ligado, preferencialmente o tubo flexível não ligado compreende uma bainha protetora externa impermeável a líquido (1, 11, 21, 31) e a fibra óptica (34, 44) sai do tubo flexível não ligado através de uma abertura na bainha protetora externa impermeável a líquido (1, 11, 21, 31), a abertura é opcionalmente provida removendo uma parte de parede da bainha protetora externa impermeável a líquido.

14. Tubo flexível não ligado de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a bainha protetora externa impermeável a líquido (1, 11, 21, 31) adjacente à abertura ou à seção livre de lâmina de proteção externa é vedada em pelo menos uma camada subjacente por um material de vedação por exemplo um cimento, tal como epóxi.

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