BR112014024922B1

BR112014024922B1 - Conjunto de um conduto tubular e método de montagem de um conjunto de um conduto tubular

Info

Publication number: BR112014024922B1
Application number: BR112014024922-9A
Authority: BR
Inventors: Yves Castel; Alexandre Levet
Original assignee: Technip France
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2020-09-15
Also published as: FR2989144A1; EP2834546A1; US9534713B2; AU2013245060B2; BR112014024922B8; WO2013149983A1; US20150059909A1; DK2834546T3; EP2834546B1; AU2013245060A1; FR2989144B1

Abstract

conjunto de um conduto tubular e método de montagem a presente invenção refere-se a um conjunto de um conduto tubular (1) flexível para o transporte de fluidos de hidrocarbonetos compreendendo uma carcaça (10) metálica realizada pelo enrolamento helicoidal com passo curto de uma folha perfilada, definindo a referida folha uma pluralidade de interstícios (10a) entre cada espira (10b) do enrolamento, uma manga polimérica de estanquicidade interna, pelo menos uma camada de armação metálica e uma manga polimérica externa, com um tubo metálico secundário (2) coaxial como conduto tubular (1).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um conjunto de um conduto tubular flexível para o transporte de fluídos de hidrocarbonetos, com um tubo metálico secundário coaxial ao conduto tubular.

[002] A invenção refere-se, igualmente, a um método de montagem de um conjunto de um conduto tubular com um tubo metálico secundário.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Os condutos tubulares flexíveis, de acordo com a invenção, bem conhecidos do especialista da técnica, utilizam-se principalmente para extrair, no mar, hidrocarbonetos e são definidas, por exemplo, pela norma API 17J ou API RP 17B do American Petroleum Institute (API). De um modo geral, a sua estrutura compreende uma sobreposição de várias camadas, nomeadamente: uma carcaça metálica, uma manga polimérica interna de estanqueidade ou “manga de pressão”, camadas de armações enroladas no exterior em tomo da manga de pressão, a fim de resistir aos esforços de compressão exercidos pela circulação do fluido petrolífero e às solicitações de tensão longitudinal. Pelo menos uma primeira camada de armação compreende, pelo menos, um fio de armação enrolado com passo curto sobre a manga estanque e forma espiras sem passo ou uma “câmara de pressão”. E, pelo menos uma segunda camada de armação compreendendo fios de armação enrolados com passo longo, está disposta em torno da câmara de pressão. Habitualmente é extrudida uma manga polimérica externa por cima da, pelo menos uma, segunda camada de armação.

[004] É conhecido do estado da técnica, nomeadamente do documento WO99/19656, proceder à montagem de uma carcaça metálica de conduto tubular flexível com um elemento adicional, de modo a facilitar a sua fixação dentro de uma extremidade de ligação.

[005] O elemento adicional é um anel de paragem posicionado na extremidade da carcaça metálica e destinado a cooperar com uma gola formada na extremidade de ligação por uma operação de enroscamento, ao longo de uma rosca definida pelo enrolamento de folhas metálicas perfiladas.

[006] O anel de paragem é fixo sobre a carcaça por uma operação de soldadura ou, mais simplesmente, com o auxílio de um parafuso, a fim de manter fixamente o conjunto. Contudo, um tal conjunto apresenta o inconveniente de não se adaptar facilmente a qualquer tipo de carcaça: estando a fabricação do anel de paragem dependente da dimensão do diâmetro exterior da carcaça em tomo da qual se destina a ser montado. Por outro lado, o conjunto pode requerer a utilização de um cordão de soldadura para manter solidariamente o anel e a carcaça em conjunto, o que representa uma operação suplementar e não permite assim que o conjunto seja montado de modo irreversível.

[007] Por outro lado, no documento W001/50056, descreve-se a montagem de pelo menos dois troços de carcaça metálica de conduto tubular flexível entre si. Cada troço de carcaça, formado pelo enrolamento de várias folhas perfiladas, descreve um passo de parafuso.

[008] Previamente maquinam-se dois orifícios em cada um dos troços. O primeiro troço é posicionado coaxialmente em relação ao troço seguinte, e em seguida são fixos, um ao outro, por uma operação de enroscamento das duas folhas perfiladas em conjunto, até que os dois orifícios maquinados em cada um deles coincidam. Em seguida, eles são mantidos em conjunto solidariamente por intermédio de sistemas de parafuso com porca. Um dos inconvenientes deste tipo de montagem é que é necessário maquinar cada troço de carcaça para os ligar uns aos outros. Uma tal maquinação pode mais tarde originar fenômenos de corrosão localizados e/ou problemas de comportamento mecânico e de resistência aos esforços de tração.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[009] A presente invenção visa remediar os inconvenientes acima mencionados e refere-se a um conjunto de um conduto tubular flexível para o transporte de fluidos de hidrocarbonetos compreendendo: uma carcaça metálica formada pelo enrolamento helicoidal com passo curto de uma folha perfilada, definindo a referida folha uma pluralidade de interstícios entre cada espira de enrolamento; - uma manga polimérica interna de estanqueidade; - pelo menos uma camada de armação metálica; e - uma manga polimérica externa; com um tubo metálico secundário coaxial com o conduto tubular, caracterizado por um elemento de fixação compreendendo pelo menos duas espiras sem passo ser inserido dentro da carcaça metálica e cooperar com a pluralidade de interstícios e por, pelo menos, uma das extremidades do referido tubo metálico secundário compreender uma rosca com um passo curto que define uma ranhura helicoidal, enroscando-se a referida ranhura com as pelo menos duas espiras sem passo do referido elemento de fixação.

[010] Assim, um conjunto, de acordo com a invenção, apresenta várias vantagens. De fato, um tal conjunto apresenta a vantagem de ser instalado facilmente e com rapidez em linhas de transporte de fluidos de hidrocarbonetos, previamente instaladas, ligadas e em serviço sobre uma plataforma petrolífera ou mesmo em todas as outras unidades semi- submersíveis, tal como as unidades flutuantes do tipo SPAR ou TLP (Tension Leg Platform) ou, tal como as unidades flutuantes de produção, armazenamento e descarga do tipo FPSO (Floating Production, Storage &Offloading), etc. De fato, a instalação do conjunto no mar, necessita de poucas peças e não requer qualquer ação adicional, por exemplo, uma operação de furação ou de soldadura. Além disso, dado serem conhecidas as características do conduto e mais precisamente aquelas da carcaça, os elementos constituintes do conjunto são realizados no mar em função das mesmas. Finalmente, de acordo com a invenção, o conjunto é inteiramente desmontável, sem provocar por isso danos na carcaça.

[011] O conjunto de acordo com a invenção pode compreender uma ou mais das características seguintes, tomadas isoladamente ou segundo qualquer combinação tecnicamente possível: - de um modo preferido, o diâmetro das referidas pelo menos duas espiras sem passo do elemento de fixação é escolhido igual a 110% do diâmetro interno da folha perfilada da carcaça metálica; - vantajosamente, as pelo menos duas espiras do elemento de fixação em contacto com a pluralidade dos interstícios exercem um esforço radial sobre a carcaça; - de acordo com uma forma particular de realização da invenção, o afastamento entre o diâmetro interno da carcaça metálica e o diâmetro interno do elemento de fixação é, pelo menos, igual a 1,5 milímetros; - de um modo preferido, o elemento de fixação compreende pelo menos numa das suas extremidades, um gancho de fixação que se estende radialmente e em direção do interior do volume definido pelo diâmetro das espiras; - de modo vantajoso, o elemento de fixação é uma mola helicoidal. A utilização de uma mola helicoidal permite uma montagem/desmontagem rápida e fácil; - de acordo com uma forma de execução da invenção, as pelo menos duas espiras sem passo da mola helicoidal são formadas por uma operação de espiralagem de um fio de aço; - de acordo com o modo preferido de realização da invenção, o fio de aço é em aço inoxidável. Vantajosamente, escolhe-se um aço da mesma natureza para a realização da carcaça metálica e da mola helicoidal, a fim de limitar os fenômenos de corrosão; - como variante, o fio de aço é de secção circular; - vantajosamente, o fio de aço é de secção perfilada para garantir uma melhor cooperação com a pluralidade de interstícios da carcaça e para melhorar o seu comportamento mecânico; - de modo vantajoso, a mola helicoidal resiste a um esforço de tração compreendido entre 2 toneladas e 10 toneladas, de um modo preferido, a um esforço de 5 toneladas. Mesmo depois de um teste de resistência a um esforço de tração de 5 toneladas, o conjunto não apresenta qualquer sinal de enfraquecimento.

[012] A invenção tem igualmente, por objetivo, um método de montagem de um conjunto de um conduto tubular flexível com um tubo metálico secundário, caracterizado por compreender as etapas que consistem em: a) fixar o elemento de fixação a uma das duas extremidades de um dispositivo de instalação; b) inserir o dispositivo de instalação relativamente à carcaça metálica; c) ajustar o elemento de fixação em relação à carcaça metálica; d) libertar o elemento de fixação; e) retirar o dispositivo de instalação; f) posicionar e inserir o tubo metálico secundário relativamente à carcaça metálica; e g) fixar o elemento de fixação ao referido tubo metálico secundário.

[13] O método de acordo com a invenção pode compreender a ou as seguintes etapas, tomada(s) independentemente ou segundo qualquer(quaisquer) rambinação(combinações) tecnicamente possível(possíveis): i) a etapa a) compreende uma etapa ai) de compressão axial das espiras, seguida de uma etapa a?) de inserção do pelo menos um gancho de fixação do elemento de fixação dentro de pelo menos um entalhe realizado numa das extremidades do dispositivo de instalação, seguido vantajosamente de uma união por parafuso com porca do referido pelo menos um gancho de fixação em relação ao entalhe; j) a etapa d), apresenta uma fase de expansão radial das espiras do elemento de fixação dentro da pluralidade de interstícios da carcaça metálica; k) a etapa f) compreende uma etapa fi) de centragem coaxial do tubo metálico secundário relativamente ao diâmetro interno da carcaça metálica seguida de uma etapa f2) de enroscamento da ranhura do tubo metálico secundário em relação às espiras do elemento de fixação; l) a etapa g) compreende uma operação de união por parafuso com porca do pelo menos um gancho de fixação do elemento de fixação com o tubo metálico secundário; m) depois da etapa g), uma etapa gi) de aplicação de uma resina de polímero entre as espiras do elemento de fixação e o tubo metálico secundário; e n) a etapa f) compreende uma etapa fi) de centragem coaxial do tubo metálico secundário relativamente ao diâmetro externo da carcaça metálica seguida de uma etapa f’2) de enroscamento da ranhura do tubo metálico secundário em relação às espiras do elemento de fixação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[014] A invenção será compreendida melhor com a leitura da descrição que se segue, dada unicamente a título de exemplo e feita com referência aos desenhos anexos nos quais: o) a Figura 1 é uma vista esquemática parcial em secção de um conduto tubular flexível de acordo com a invenção; p) a Figura 2 é uma vista de conjunto de um elemento de fixação, segundo a invenção; q) a Figura 3 é uma vista esquemática parcial de um tubo metálico; r) as Figuras 4a, 4b, 4c e 4d são vistas pormenorizadas das diferentes etapas sucessivas de montagem de um conduto tubular e de um tubo metálico secundário, de acordo com a invenção; s) a Figura 5 é uma vista esquemática parcial em corte de um conjunto de acordo com a invenção; e - as Figuras 6a e 6b são vistas parciais de um dispositivo de detecção da presença da carcaça metálica de um conduto flexível de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[015] O conduto tubular 1 flexível de acordo com a invenção e bem conhecida do especialista da técnica está ilustrada na Figura 1. Ela é formada por um conjunto de diferentes camadas concêntricas sobrepostas, umas em relação às outras, em tomo de um eixo longitudinal A-A’. As camadas são de tipo não ligadas (“unbounded” em inglês) e podem mover-se, umas em relação às outras. O conduto representado na Figura 1 pode ser utilizado como conduto montante (“risers” em inglês) ou como conduto que repousa sobre o fundo marinho (“flowlines” em inglês). Por outro lado, o conduto é do tipo com passagem não lisa (“rough-bore” em inglês), isto é, o fluido em circulação dentro do conduto tubular 1 está em contacto com a carcaça 10 metálica, sendo a referida carcaça 10 a primeira camada ao observar-se o eixo A- A’. No âmbito da invenção, o conduto tubular 1 flexível é exclusivamente do tipo “rough-bore”.

[016] As diferentes camadas, montadas concentricamente com o eixo longitudinal A-A’, desde aquela situada mais próximo do referido eixo em direção daquela mais afastada do eixo, são as seguintes: - uma carcaça 10 metálica formada por enrolamento com um passo curto, segundo um ângulo de enrolamento compreendido nomeadamente entre 70° e 90° em relação ao eixo A-A’, de uma folha perfilada e definindo uma zona de escoamento para a passagem de um fluido de hidrocarbonetos; - uma manga polimérica interna de estanqueidade 11 ou “manga de pressão" disposta em tomo da carcaça 10 metálica, destinada a resistir aos esforços exercidos pela pressão hidrostática e evitar qualquer risco de colapso da carcaça 10; - pelo menos uma camada de armação metálica, tal como por exemplo, uma manta de armação de resistência à pressão 12 ou “câmara de pressão” formada pelo enrolamento com um passo curto, tipicamente, segundo um ângulo de torção compreendido entre 70° e 90°, de fios de forma metálica perfilada em Z, em T, em U, em K, em X, ou em I em tomo da manga de pressão 11. A referida câmara de pressão 12 destina-se a resistir aos esforços de compressão axiais exercidos pela circulação dentro da zona de escoamento, do fluido de hidrocarbonetos sobre pressão; ou então pelo menos uma manta de armações de resistência à tração 13, 14 formada pelo enrolamento com um passo longo, tipicamente segundo um ângulo de torção compreendido entre 20° e 55° de fios de forma metálica por cima da câmara de pressão 12, a fim de resistir às solicitações de tensão longitudinal; e - uma manga polimérica externa 15 ou “manga externa” disposta em torno da pelo menos uma camada de armação metálica 12; 13, 14, a fim de proteger estas últimas de quaisquer deteriorações físicas exteriores.

[017] Evidentemente, podem intercalar-se entre as camadas citadas anteriormente outras camadas intermédias formadas a partir de um material polimérico extrudido compreendendo ou não cargas, ou mesmo a partir da montagem em configuração autobloqueada ou não autobloqueada de folhas metálicas, de fios metálicos ou da combinação das duas.

[018] Aliás, no caso em que o conduto tubular 1 flexível compreende uma “estrutura equilibrada”, são enroladas pelo menos duas mantas de armações de resistência à tração 13, 14 em tomo da manga de pressão 11, segundo um ângulo de torção compreendido entre 50° e 60°.

[019] Além disso, a utilização de mangas poliméricas como écran térmico ou como manga de permeabilidade reduzida relativamente a gases corrosivos, tal como uma manga anti-FW, anti-H2S ou anti-CO2, é completamente concebível e não limitativa.

[020] Na descrição da invenção que se segue, o termo “a montante” designa a extremidade proximal da carcaça 10 metálica que desemboca em direção do ambiente exterior, e por oposição, o termo “a jusante” designa a extremidade distai da carcaça 10 metálica que está mais afastada do ambiente exterior, do lado oposto da extremidade a montante da carcaça 10 metálica.

[021] Salientar-se-á, igualmente, que as expressões “em direção do interior”, “interior” e “interno” são idênticos e designam qualquer elemento ou parte de elemento situado mais próximo do eixo longitudinal A-A’. No caso inverso, as expressões “em direção do exterior”, “exterior” e “externo” são idênticas e designam qualquer elemento ou parte de elemento situada mais longe do eixo longitudinal A-A’.

[022] O conduto tubular 1 flexível segundo a invenção, tal como descrita anteriormente, destina-se a ser montada com um tubo metálico secundário 2. Esta montagem tem, nomeadamente, como objetivo, realizar um dispositivo de controlo do deslocamento da carcaça 10 metálica graças a uma sonda de ultra-sons.

[023] De fato, os condutos 1 flexíveis do tipo “risers” são sujeitas a resistir aos esforços de tração induzidos pelo peso da estrutura. Sendo estes esforços tanto mais importantes quanto maior for a profundidade da água a atingir. Esta é a razão pela qual é vantajoso dar importância ao deslocamento da carcaça 10 metálica em relação às diferentes camadas constituintes do conduto 1 flexível, a fim de avaliar o impacto que o esforço de tração pode ter sobre estas.

[024] O dispositivo de controlo por medições de ultra-sons do deslocamento da carcaça 10 metálica, é composto por um sistema de alimentação elétrica ligado a um transdutor 80, pelo tubo metálico secundário 2 e por um sistema de aquisição e/ou de visualização de dados. Mais precisamente, o dispositivo de controlo refere-se a um processo ecográfico de ultra-sons por reflexão.

[025] Ilustrado nas Figuras 6a e 6b, o tubo metálico secundário 2 está instalado no interior da carcaça 10 metálica e é mantido solidariamente com esta graças a um elemento 3 de fixação (não representado por razões de maior clareza). A sonda 80 está posicionada sobre a superfície externa de uma câmara 61 de uma extremidade de fixação 60 e está ligada a um sistema de alimentação elétrica (não representado) situado a alguns metros do conduto tubular 1 flexível. A fim de detectar a presença (Figura 6a) ou a não presença (Figura 6b) da carcaça 10 à direita do transdutor 80, o transdutor 80 emite uma onda de ultra-sons na espessura da câmara 61 da extremidade 60, cuja frequência está compreendida entre 500 KHz e 2 MHz. A frequência da onda é escolhida em relação à natureza e à espessura do ou dos elementos estruturais a atravessar, bem como, à resolução espacial procurada.

[026] Uma vez atingida a superfície interna da câmara 61, uma parte da onda é refletida em direção do transdutor 80 e uma outra parte é transmitida dentro da espessura do tubo metálico secundário 2. Em presença do tubo metálico secundário 2, o eco da onda refletida em direção do transdutor 80 é fortemente atenuado devido a uma interface metal/metal diminuir a amplitude de onda refletida. Em contrapartida, logo que o tubo metálico secundário 2 já não esteja presente à direita da sonda 80, o eco da onda refletida é menos atenuado devido a uma interface metal/fluido petrolífero ou metal/vazio diminuir de modo menor a amplitude da onda refletida. Se o tubo metálico secundário 2 tiver deixado a sua posição inicial, o conduto 1 que garante a extração do fluido petrolífero é parada e é programada uma inspeção do interior da mesma, geralmente a fim de controlar a amplitude do deslocamento da carcaça metálica 10 em relação às outras camadas constituintes do conduto 1.

[027] Agora, descrever-se-á de modo pormenorizado, aquilo em que consiste o conjunto de acordo com a invenção e o método que permite realizá-lo.

[028] A montagem entre o referido conduto tubular 1 e o referido tubo metálico 2 realiza-se graças a um elemento 3 de fixação, tal como representado na Figura 2. O elemento de fixação 3 é uma mola helicoidal obtida por uma operação de espiralagem de um fio metálico em aço, cujo passo é escolhido igual ao passo médio do passo da carcaça 10 metálica. O aço utilizado é de um modo preferido da mesma natureza que o aço utilizado para a realização da carcaça 10 metálica, por exemplo, um aço inoxidável. De acordo com a invenção, o fio metálico espiralado para a realização da mola 3 é de secção circular. Numa variante de realização, o fio metálico espiralado possui uma secção perfilada de forma complementar à forma da indentação definida pela pluralidade de interstícios 10a da folha da carcaça 10 metálica. Este tipo de secção perfilada permite aumentar a superfície de contacto entre o fio metálico espiralado e a pluralidade de interstícios 10a formados pelo enrolamento da folha perfilada e, portanto, a solicitação máxima aceitável pelo conjunto.

[029] A mola 3 compreende pelo menos duas espiras 3a, 3b, de um modo preferido, quatro espiras, sem passo e está munida com pelo menos um gancho de fixação 3c roscado, formado com pelo menos uma das suas extremidades. Vantajosamente, a mola 3 compreende dois ganchos de fixação 3c roscados que se estendem radialmente fazendo face em direção do interior do volume definido pelo diâmetro interior das espiras 3a, 3b. Os ganchos de fixação 3c estão configurados de modo a permitirem a colocação da mola 3 dentro da carcaça 10 metálica. Para realizar isto, utiliza-se um dispositivo de instalação 4 compreendendo meios de fixação 4b sobre os quais se vêm fixar temporariamente os ganchos de fixação 3c.

[030] A fixação dos ganchos de fixação 3c envolve uma redução do diâmetro da mola 3, permitindo então a sua inserção no interior da carcaça 10. Em seguida, os ganchos 3c são libertados dos meios de fixação 4b do dispositivo de instalação 4, originando a expansão das espiras 3a, 3b da mola 3 dentro da pluralidade de interstícios 10a da carcaça 10 metálica.

[031] O tubo metálico secundário 2, ilustrado na Figura 3, está configurado para cooperar coaxialmente com a carcaça 10 do conduto tubular 1 por intermédio da mola 3 helicoidal instalada previamente no interior da carcaça 10. O referido diâmetro externo do tubo metálico 2 é, no entanto, ajustado o mais próximo do diâmetro interno da carcaça 10, a fim de poder ser introduzido e, portanto, montado com uma folga mínima. O tubo metálico secundário 2 compreende, numa das suas extremidades, uma rosca 2a formada na espessura da sua superfície externa. A espessura do tubo metálico secundário 2, definida pela relação entre o seu diâmetro externo e o seu diâmetro interno, depende do diâmetro da carcaça 10 metálica e deve ser relativamente espessa, a fim da realização da rosca 2a não originar a fragilização do referido tubo metálico secundário 2. A espessura do tubo metálico secundário 2 está compreendida entre cinco milímetros e vinte milímetros, de um modo preferido entre dez milímetros e quinze milímetros.

[032] A rosca 2a define uma ranhura 2b que se estende helicoidalmente sobre a superfície externa do tubo metálico 2 em relação a um eixo longitudinal B-B’, cujo passo é sensivelmente igual ao passo médio do enrolamento das folhas perfiladas da carcaça 10 metálica, isto é, de passo curto, correspondente ao ângulo de hélice que faz a ranhura 2b em relação ao eixo B-B’ (ou A-A’) e que está compreendido nomeadamente entre 70° e 90°. A ranhura 2b é maquinada desde um rebordo 2c situado na extremidade do tubo, ao longo de um comprimento L. A altura h da ranhura 2b está compreendida entre dois e três milímetros, vantajosamente, h é igual a dois vírgula cinco milímetros.

[033] A largura / da ranhura 2b depende de dois parâmetros explicitados na fórmula abaixo:

[034] Com: • Δp,a diferença entre o passo mínimo e o passo máximo da carcaça 10, levada em consideração para a realização da rosca 2a; e • n, o número de espiras da mola 3 escolhido para montar o conduto tubular 1 e o tubo metálico secundário 2.

[035] O comprimento L ao longo do qual se estende a ranhura 2b, depende igualmente dos parâmetros descritos anteriormente, nomeadamente: a largura / da ranhura 2b, a diferença Δpentre o passo mínimo e o passo máximo da carcaça 10, levada em consideração para a realização da rosca 2a, bem como, o número n de espiras da mola 3. Os valores de passo mínimo e de passo máximo são reagrupados em tabelas de dados fornecidas pelo construtor do conduto. Estes valores podem ser igualmente verificados com o auxílio de medidas efetuadas sobre a linha de produção dos condutos flexíveis destinados a receberem o dispositivo de controlo ou medidas a posteriori. O número de espiras n da mola 3 é escolhido igual a pelo menos duas espiras, de um modo preferido, igual a quatro espiras, e não excede geralmente cinco espiras para garantir um contacto suficiente entre a carcaça 10 metálica e o tubo metálico secundário 2. Levando em atenção estes parâmetros, bem como o diâmetro da carcaça 10 metálica, é possível definir um comprimento L mínimo sobre o qual a ranhura 2b descreve pelo menos uma revolução. É igualmente possível definir um comprimento L máximo sobre o qual a ranhura 2b descreve pelo menos cinco revoluções. No caso em que L é máximo, o passo da rosca 2a deve ser determinado com precisão, a fim do ajustamento entre a carcaça 10 e o tubo secundário metálico 2 permanecer coerente, isto é, que exista um contacto suficiente entre a mola 3 e a ranhura 2b do tubo metálico secundário 2 ao longo de todo o comprimento L. A apreciação do contacto entre os elementos 2 e 3 de montagem assenta nos conhecimentos do especialista da técnica e permite levar em consideração as variações do passo da carcaça 10 metálica ao longo do comprimento L

[036] O método de montagem da carcaça 10 metálica do conduto tubular 1 flexível com um tubo metálico secundário 2, mais precisamente as diferentes etapas necessárias para a realizar, estão ilustradas nas Figuras 4a a 4d.

[037] A Figura 4a descreve a primeira etapa do método de montagem, nomeadamente a fixação da mola helicoidal 3 sobre o dispositivo de instalação 4. O dispositivo de instalação 4 utilizado neste caso, é fabricado com o auxílio de um material polimérico, mais precisamente com policloreto de vinilo ou PVC, extrudido sob a forma de um tubo. Contudo, o tubo 4 pode ser realizado também em aço, de um modo preferido em aço inoxidável. Numa das suas extremidades 4a, o tubo 4 compreende um entalhe 4b que permite a fixação da mola 3. De fato, as espiras da mola 3 são inicialmente comprimidas, em seguida a mola 3 é ajustada com montagem forçada sobre o tubo 4 de instalação, et in fine, os ganchos de fixação 3c da mola 3 são inseridos no entalhe 4b do referido tubo 4. De modo vantajoso, os ganchos de fixação 3c são mantidos fixos por bloqueio radial com o tubo de instalação 4, são encaixados pernos e depois apertados sobre as extremidades roscadas dos ganchos de fixação 3c.

[038] Logo que a mola 3 é fixa sobre o tubo de instalação 4, insere-se por deslizamento o tubo 4 no interior da carcaça 10 metálica segundo o eixo A-A’ e, como ilustrado na Figura 4b, as pelo menos duas espiras 3a, 3b da mola 3 são ajustadas com a pluralidade de interstícios 10a da carcaça 10 metálica. Como o diâmetro externo das pelo menos duas espiras 3a, 3b é escolhido igual a 110% do diâmetro interno da carcaça 10 metálica, quando os pernos são retirados, as pelo menos duas espiras 3a, 3b estendem-se radialmente, libertando a mola 3 do tubo de instalação 4 e garantindo a sua inserção dentro dos interstícios 10a.

[039] Salientar-se-á também que a fixação da mola 3 dentro dos interstícios 10a está dependente do passo da carcaça 10. No caso em que o passo da carcaça 10 é máximo, isto é, quando o espaçamento intersticial é máximo, o afastamento entre o diâmetro interno da carcaça 10 e o diâmetro interno da mola 3 é pelo menos igual a 1,5 milímetros.

[040] E, de modo a que a ligação entre o tubo metálico secundário 2 e a carcaça 10 metálica seja possível, o gancho de fixação 3c a montante é cortado com o auxílio de uma ferramenta apropriada, por exemplo, uma pinça de corte.

[041] De acordo com uma variante de instalação, se for difícil ajustar a mola no interior da carcaça 10 devido a uma folga radial restrita, a mola 3 é então cortada em vários segmentos de 120°. Cada segmento é inserido, um depois do outro, nos interstícios 10a da carcaça 10 metálica com o auxílio de um agente lubrificante, o que permite, progressivamente, reconstituir a mola 3 e tornar possível a instalação do tubo metálico secundário 2.

[042] Observando a Figura 4c, ilustra-se o tubo metálico secundário 2. Ele é num primeiro tempo centrado axialmente relativamente à carcaça 10 metálica, no interior da qual a mola 3 foi previamente instalada. Em seguida, ele é inserido no interior da carcaça metálica. A ranhura 2b roscada na espessura do tubo secundário 2, conformada para cooperar com as espiras 3a, 3b da mola 3 permite montar as referidas espiras 3a, 3b com o tubo 2, por uma operação de enroscamento. Assim, o tubo metálico 2 está agora ligado com a carcaça 10 metálica.

[043] A última etapa do método de montagem está ilustrada na Figura 4d. Uma vez o tubo secundário encaixado contra o gancho de fixação 3c a jusante, a operação de enroscamento é considerada como acabada e o tubo metálico secundário 2 é então bloqueado em translação em relação à carcaça 10 metálica. De um modo preferido, bloquear-se-á também em rotação o tubo 2 em relação à carcaça 10. Para fazer isto, perfura-se um orifício no tubo metálico secundário 2 ao nível da extremidade do gancho de fixação 3c a jusante, em seguida fixa-se a mola 3 e o tubo 2 em conjunto, por uma operação de união por parafuso com porca.

[044] De modo opcional, é possível colar uma resina polimérica, por exemplo, uma resina epóxida, ao nível da mola 3 e mais particularmente entre cada espira, a fim de aumentar a resistência do conjunto e consequentemente a sua resistência mecânica.

[045] Mesmo se o tubo metálico secundário 2 for mantido fixo em translação e em rotação em relação à carcaça 10 metálica, é, no entanto, desmontável facilmente se isso for necessário, e isto sem que a carcaça 10 metálica sofra danos. O conjunto que a invenção propõe é otimizado para ser totalmente montado e desmontado como pretendido.

[046] O conjunto terminado é visível na Figura 5, onde se representa apenas a carcaça 10 metálica do conduto tubular 1 flexível. A carcaça 10 metálica formada pelo enrolamento helicoidal de várias folhas perfiladas agrafadas entre si, define um perfil de secção apresentando uma alternância de interstícios 10a intercalados entre duas espiras 10b, apto a receber pelo menos duas espiras 3a, 3b sem passo do elemento de fixação ou mola 3.

[047] O tubo metálico secundário 2 compreendendo a rosca 2a que define a ranhura 2b é enroscado na mola 3 por cooperação da ranhura 2b com pelo menos duas espiras 3a, 3b da referida mola 3, está representado fixo em translação e em rotação em relação à carcaça 10. A partir da Figura 5 o conjunto tal como está ilustrado pode considerar-se como funcional e pronto a utilizar.

[048] Evidentemente, os modos de realização descritos anteriormente são dados apenas a título de exemplos não limitativos. Podem realizar-se outras variantes de execução sem por esse fato sair do âmbito da invenção.

Claims

1. CONJUNTO DE UM CONDUTO TUBULAR (1), flexível para o transporte de fluidos de hidrocarbonetos que compreende: uma carcaça (10) metálica formada pelo enrolamento helicoidal com passo curto de uma folha perfilada, a folha definindo uma pluralidade de interstícios (10a) entre cada espira (10b) do enrolamento; uma manga polimérica interna de estanqueidade (11); pelo menos uma camada de armação metálica (12; 13, 14); e uma manga polimérica externa (15); com um tubo metálico secundário (2) coaxial com o conduto tubular (1), caracterizado por um elemento de fixação (3) compreender pelo menos duas espiras (3a, 3b) sem passo e ser inserido dentro da carcaça (10) metálica e cooperar com a pluralidade de interstícios (10a), em que pelo menos uma das extremidades do tubo metálico secundário (2) compreende uma rosca (2a) com passo curto definindo uma ranhura (2b) helicoidal, sendo a ranhura (2b) enroscada com as pelo menos duas espiras (3a, 3b) sem passo do elemento de fixação (3).

2. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o diâmetro das pelo menos duas espiras (3a, 3b) sem passo do elemento de fixação (3) ser igual a 110% do diâmetro interno da folha perfilada da carcaça (10) metálica.

3. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por as pelo menos duas espiras (3a, 3b) do elemento de fixação (3) em contato com a pluralidade de interstícios (10a) exercerem um esforço radial sobre a carcaça (10).

4. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o afastamento entre o diâmetro interno da carcaça (10) metálica e o diâmetro interno do elemento de fixação (3) ser igual a 1,5 milímetros.

5. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o elemento de fixação (3) compreender em, pelo menos uma das suas extremidades, um gancho de fixação (3c) que se estende radialmente e em direção do interior do volume definido pelo diâmetro das espiras (3a, 3b).

6. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o elemento de fixação (3) ser uma mola helicoidal.

7. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por as pelo menos duas espiras (3a,3b) sem passo do elemento de fixação (3) serem formadas por uma operação de espiralagem de um fio de aço.

8. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o fio de aço ser em aço inoxidável.

9. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 8, caracterizado por o fio de aço ser de secção circular.

10. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 8, caracterizado por o fio de aço ser de secção perfilada.

11. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por o elemento de fixação (3), fixo na carcaça (10) metálica, resistir a um esforço de tração compreendido entre 2 toneladas e 10 toneladas, de um modo preferido, a um esforço de 5 toneladas.

12. MÉTODO DE MONTAGEM DE UM CONJUNTO DE UM CONDUTO TUBULAR (1), flexível com um tubo metálico secundário (2) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por compreender as etapas: a) fixar o elemento de fixação (3) em cada uma das duas extremidades de um dispositivo de instalação (4); b) inserir o dispositivo de instalação (4) à carcaça (10) metálica; c) ajustar o elemento de fixação (3) em relação à carcaça (10) metálica; d) libertar o elemento de fixação (3); e) retirar o dispositivo de instalação (4); f) posicionar e inserir o tubo metálico secundário (2) e à carcaça (10) metálica; e g) fixar o elemento de fixação (3) ao tubo metálico secundário (2).

13. MÉTODO DE MONTAGEM DE UM CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a etapa a) compreender uma etapa ai) de compressão axial das espiras (3a,3b), seguida de uma etapa a2) de inserção do pelo menos um gancho de fixação (3c) do elemento de fixação (3) dentro de pelo menos um entalhe (4b) realizado numa das extremidades (4a) do dispositivo de instalação (4), seguida de uma união por parafuso com porca do pelo menos um gancho de fixação (3c) em relação ao entalhe (4b).

14. MÉTODO DE MONTAGEM DE UM CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a etapa d) apresentar uma fase de expansão radial das espiras (3a,3b) do elemento de fixação (3) dentro da pluralidade de interstícios (10a) da carcaça (10) metálica.

15. MÉTODO DE MONTAGEM DE UM CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a etapa f) compreender uma etapa fi) de centragem coaxial do tubo metálico secundário (2) ao diâmetro interno da carcaça (10) metálica, seguida de uma fase f2) de enroscamento da ranhura (2b) do tubo metálico secundário (2) em relação às espiras (3a,3b) do elemento de fixação (3).

16. MÉTODO DE MONTAGEM DE UM CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a etapa g) compreender uma operação de união por parafuso com porca do pelo menos um gancho de fixação (3c) do elemento de fixação (3) com o tubo metálico secundário (2).

17. MÉTODO DE MONTAGEM DE UM CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado por compreender depois da etapa g), uma etapa gi) de aplicação de uma resina de polímero entre as espiras (3a,3b) do elemento de fixação (3) e o tubo metálico secundário (2).

18. MÉTODO DE MONTAGEM DE UM CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a etapa f) compreender uma etapa f’i) de centragem coaxial do tubo metálico secundário (2) ao diâmetro externo da carcaça (10) metálica, seguida de uma etapa f’2) de enroscamento da ranhura (2b’) do tubo metálico secundário (2) em relação às espiras (3a,3b) do elemento de fixação (3).