BR112014032301B1 - Tubo flexível para transporte de fluidos a partir de uma localização submarina e seu método de montagem - Google Patents

Abstract

ELEMENTO DE MANGA, MONTAGEM DE CONECTOR TERMINAL E MÉTODO DE MONTAGEM DE TUBO FLEXÍVEL. A presente invenção refere-se a um elemento de manga, montagem de conector terminal, e um método de montagem de um tubo flexível. O elemento de manga inclui um corpo compreendendo uma porção substancialmente cilíndrica com um diâmetro interno substancialmente igual a um diâmetro externo de uma primeira camada de corpo de tubo para sobrepor a primeira camada de corpo de tubo; e uma porção de flange que se estende radialmente para fora do corpo para a localização entre uma outra camada de corpo de tubo e um conector terminal, a outra camada de corpo de tubo sendo uma camada de proteção, a porção de flange com um diâmetro externo substancialmente igual a ou maior do que o diâmetro externo da outra camada de corpo de tubo.

Description

[0001] A presente invenção se refere a um elemento de manga, uma montagem acessória de extremidade e um método de montagem de um tubo flexível. Em particular, mas não exclusivamente, a presente invenção se refere a um elemento de manga para uso em um tubo flexível na região onde um corpo de tubo flexível é encerrado em um acessório de extremidade.

[0002] A presente invenção também se refere à vedação intermediária para aplicações em águas ultraprofundas. Em particular, mas não exclusivamente, a presente invenção se refere a sistemas de vedação de fluido previstos nos acessórios de extremidade de tubos flexíveis, incluindo a configuração de vedação e o teste dos mesmos.

[0003] Tradicionalmente, o tubo flexível é utilizado para o transporte de fluidos de produção, tais como óleo e/ou gás e/ou água, a partir de um local para outro. Tubo flexível é particularmente útil para conectar um local debaixo da água (que pode ser profundo debaixo da água, a saber 1000 metros ou mais) para um local ao nível do mar. O tubo pode ter um diâmetro interno, tipicamente, até cerca de 0,6 metro. O tubo flexível é geralmente formado como uma montagem de um corpo de tubo flexível e um ou mais acessórios de extremidade. O corpo do tubo é tipicamente formado como uma combinação de materiais em camadas que forma um conduto contendo pressão. A estrutura de tubo permite grandes deslocamentos, sem causar tensões de flexão que comprometem a funcionalidade do tubo durante sua vida. O corpo do tubo é geralmente construído como uma estrutura combinada incluindo camadas metálicas e poliméricas.

[0004] Tubo flexível não-ligado tem sido utilizado para desenvolvimentos em águas profundas (menor do que 3300 pés (1005,84 metros)) e águas ultraprofundas (maior do que 3300 pés). O aumento da demanda por óleo está fazendo com que a exploração ocorra em profundidades maiores, onde os fatores ambientais são mais extremos. Por exemplo, em tais ambientes de água profunda e ultraprofunda, a temperatura do fundo do oceano aumenta o risco de arrefecimento de fluidos de produção a uma temperatura que pode levar ao bloqueio do tubo. O aumento das profundidades também aumenta a pressão associada com o ambiente, no qual o tubo flexível tem de funcionar. Como um resultado, a necessidade de altos níveis de desempenho das camadas do corpo de tubo flexível e as ligações de camadas do corpo do tubo com acessórios de extremidade é aumentada.

[0005] Um tubo flexível é uma montagem de uma porção de um corpo do tubo e um ou mais acessórios de extremidade em cada um dos quais uma respectiva extremidade do corpo do tubo é encerrada. A Figura 1 ilustra como o corpo do tubo 100 pode ser formado a partir de uma combinação de materiais em camadas que forma um conduto contendo pressão. Embora um certo número de camadas particulares seja ilustrado na Figura 1, as estruturas do corpo do tubo podem incluir duas ou mais camadas coaxiais fabricadas a partir de uma variedade de possíveis materiais. As espessuras de camada são mostradas apenas para fins ilustrativos.

[0006] Como ilustrado na Figura 1, um corpo do tubo inclui uma camada de carcaça mais interna opcional 101. A carcaça fornece uma construção interligada que pode ser utilizada como a camada mais interna para evitar, total ou parcialmente, o colapso de um revestimento de pressão interna 102, devido à descompressão do tubo, pressão externa, e pressão de proteção de tração e cargas de esmagamento mecânico. O corpo do tubo pode ser utilizado sem uma camada de carcaça (isto é, furo liso) ou com uma carcaça (furo áspero). O revestimento de pressão interna 102 funciona como uma camada de retenção de fluido e compreende uma camada de polímero que assegura a integridade do fluido interno. Deve ser entendido que esta camada pode, ela própria, compreender uma variedade de subcamadas. Será apreciado que, quando a camada de carcaça opcional é utilizada, o revestimento de pressão interna é, muitas vezes, referido por aqueles versados na técnica como uma camada de barreira. Em operação, sem esta tal carcaça (operação de furo liso), o revestimento de pressão interna pode ser referido como um forro.

[0007] Uma camada de armadura de pressão opcional 103 é uma camada estrutural com um ângulo de torção próximo a 90° que aumenta a resistência do tubo flexível para pressão interna e externa e cargas de esmagamento mecânico. A camada também suporta estruturalmente o revestimento de pressão interna, e consiste tipicamente em uma construção intertravada. Camadas de proteção de pressão, muitas vezes, têm fios enrolados com um perfil de seção transversal específico para engrenar, de modo a ser capaz de manter e absorver forças radiais resultantes de uma pressão exterior ou interior no tubo. O perfil da seção transversal dos fios enrolados, que impede o tubo de entrar em colapso ou ruptura, como um resultado da pressão é, algumas vezes, chamado de perfis resistentes à pressão. EP 1141606, US 6,739,355, US 6,283,161, US 6,065,501, WO 2008/023110, EP 1135623 e EP 1395769 descrevem o corpo de tubo flexível com fios enrolados para a camada de armadura de pressão, os fios com vários perfis transversais. Por exemplo, uma seção através de uma camada de armadura de pressão conhecida formada de fios enrolados com um perfil em seção transversal tendo um perfil substancialmente em forma de "Z" é mostrada na Figura 8.

[0008] O corpo de tubo flexível também inclui uma primeira camada de armadura de tração opcional 105 e a segunda camada de armadura de tração opcional 106. Cada camada de armadura de tração é uma camada estrutural com um ângulo de torção tipicamente entre 10° e 55°. Cada camada é usada para sustentar as cargas de tração e pressão interna. As camadas de proteção de tração são, muitas vezes, contraferidas em pares. O corpo de tubo flexível mostrado também inclui as camadas opcionais de fita 104 que ajudam a conter as camadas subjacentes e em certa medida, evitar a abrasão entre as camadas adjacentes.

[0009] O corpo de tubo flexível também inclui, tipicamente, as camadas de isolamento opcionais 107 e um revestimento exterior 108, que compreende uma camada de polímero usada para proteger o tubo contra a penetração de água do mar e outros ambientes externos, corrosão, abrasão e danos mecânicos.

[0010] Cada tubo flexível compreende, pelo menos, uma porção, algumas vezes referida como um segmento ou seção de corpo do tubo 100 junto com um acessório de extremidade localizado em, pelo menos, uma extremidade do tubo flexível. Um acessório de extremidade proporciona um dispositivo mecânico, o qual forma a transição entre o corpo de tubo flexível e um conector. As diferentes camadas de tubos, como mostrado, por exemplo, na Figura 1 são finalizadas no acessório de extremidade, de modo a transferir a carga entre o tubo flexível e o conector.

[0011] Os acessórios de extremidade de um tubo flexível podem ser usados para conectar segmentos de corpo de tubo flexível juntos ou para conectá-los aos equipamentos terminais, tais como estruturas debaixo da água rígidas ou instalações flutuantes. Como tal, entre outras utilizações variadas, o tubo flexível pode ser usado para proporcionar uma montagem de riser para o transporte de fluidos a partir de uma linha de fluxo debaixo d’água para uma estrutura flutuante. Em uma tal montagem de riser, um primeiro segmento de tubo flexível pode ser ligado a um ou mais segmentos adicionais de tubo flexível. Cada segmento de tubo flexível inclui, pelo menos, um acessório de extremidade. A Figura 2 ilustra uma montagem de riser 200 adequada para o transporte de fluido de produção, tal como óleo e/ou gás e/ou água a partir de uma localização debaixo d’água 201 para uma instalação flutuante 202.

[0012] Uma seção transversal de uma montagem acessória de extremidade conhecida 300, tal como descrita no documento WO 2007/144552 ou EP 1867907, é mostrada na Figura 3. O acessório de extremidade 300 inclui um corpo de acessório de extremidade 301, que inclui um furo interno 302 que corre ao longo do seu comprimento. O corpo do acessório de extremidade é feito de aço ou outro tipo de material rígido. Em uma primeira extremidade do corpo do acessório de extremidade 301 define-se uma região de boca aberta 303 em que uma extremidade de um segmento de corpo de tubo flexível 100 está localizada e, em seguida, finalizada. Em uma outra extremidade do corpo de acessório de extremidade 301 está um conector 304. Esta é formada como uma região substancialmente queimada em forma de disco no corpo de acessório de extremidade. O conector pode ser ligado diretamente a um conector correspondente de um outro corpo de acessório de extremidade de um segmento adjacente do corpo de tubo flexível. Isto pode ser feito por meio de parafusos ou qualquer outra forma de mecanismo de fixação. Neste tipo de configuração, os acessórios de extremidade seriam localizados em uma configuração de retorno. Alternativamente, o conector 304 pode ser ligado a uma estrutura flutuante ou estacionária, tal como um navio, plataforma ou outra estrutura desse tipo. Várias camadas do corpo de tubo flexível são introduzidas para a montagem acessória de extremidade, cortadas com o comprimento adequado, e de forma estanque engatadas com uma porção particular do acessório de extremidade.

[0013] Existem diversos problemas associados à oferta de acessórios de extremidade para fins do corpo de tubo flexível. Os acessórios de extremidade devem garantir tanto a boa fixação e boa vedação. Em particular, o anel de vedação interior 600 e o anel de vedação exterior 309 podem ser fornecidos para selar entre uma camada adjacente do corpo de tubo flexível e o acessório de extremidade. Uma vedação é formada por uma ação de estampagem, que provoca a deformação do anel de vedação e/ou uma camada adjacente do corpo de tubo, e a compactação da camada do corpo de tubo, que pode ser de polímero, por exemplo. Acessório de extremidade varia em desenho, de modo a acomodar diferentes variantes do corpo de tubo flexível. Certos desenhos de acessório de extremidade podem incluir um outro anel de vedação, tais como um anel de vedação intermediário, que pode ser utilizado para formar uma vedação entre uma camada de revestimento intermediária de um corpo de tubo flexível e o acessório de extremidade. Alguns arranjos conhecidos podem ter um risco aumentado de vazamento, pois não podem facilmente ou de forma confiável serem testados durante o estágio de montagem/fabricação de prender o acessório de extremidade para o corpo do tubo, por isso tais vedações não podem ser conhecidas como eficazes.

[0014] Até agora, o teste de verificação de sistemas de vedação durante as montagens acessórias de extremidade sobre o corpo do tubo pode ser insuficiente para provar a integridade no serviço quando o tubo é pressurizado. Isto é porque os materiais utilizados na construção dos elementos de acessório de extremidade exibem um comportamento de material elástico, quando submetidos a uma carga, por exemplo, quando o tubo é pressurizado. A quantidade de movimento elástico/deslocamento dos componentes será determinada a partir da pressão no tubo e as propriedades dos materiais dos componentes. Por exemplo, articulações seladas que se baseiam em sistemas de fixação roscados para as suas forças de maquilhagem e, por conseguinte, a sua integridade de vedação, serão necessárias a uma alta pré- carga dos elementos de fixação durante a montagem para garantir que a força de compressão na vedação necessária para manter a integridade do selo, são dominantes mesmo quando a pressão aplicada no tubo tenta separar a articulação.

[0015] A Figura 4 mostra uma variação no arranjo mostrada na caixa A da Figura 3. O arranjo mostrado inclui um invólucro de acessório de extremidade 304, corpo de acessório de extremidade 306, e anel de vedação interior 600, de acordo com a Figura 3. No entanto, a montagem também inclui um primeiro membro de colar 308 e um segundo membro de colar 310 fornecidos para encerrar uma camada de vedação intermediária 312 do corpo do tubo. A camada de vedação intermediária pode ser proporcionada radialmente para o exterior de uma camada de armadura de pressão 314 e utilizada para selar a camada de armadura de pressão.

[0016] A montagem também inclui um anel de vedação adicional 316, que é conhecido como um anel de vedação intermediário, uma vez que o mesmo veda uma camada de vedação intermediária do corpo do tubo. Além disso, a montagem inclui os O-rings 320, 322 para ajudar a bloquear uma via de fuga potencial ao longo das bordas do primeiro membro de colar 308.

[0017] Será conhecido que os O-rings são frequentemente utilizados para vedação eficiente, no entanto, a localização e o desempenho das vedações do O-ring são muito dependentes das propriedades e desempenho dos materiais ao seu redor. As forças de compressão em cada lado de um arranjo de vedação do O-ring são essenciais para a manutenção de uma vedação. A capacidade de provar o desempenho de um sistema de vedação em serviço é difícil, uma vez que não é possível realizar um teste sobre as configurações conhecidas como mostrado na Figura 4, quando o tubo é pressurizado.

[0018] Tem sido previamente impossível testar a integridade dos O-rings 320, 322 e do anel de vedação 316 neste arranjo. Além disso, pode haver problemas de localização dos O-rings corretamente, e sob altas pressões quando flexão elástica de alguns dos componentes ocorre, a força de compressão nesses O-rings necessária para manter a sua integridade de vedação, pode diminuir ou até mesmo ser perdida.

[0019] Outro problema associado com o fornecimento de acessórios de extremidade para as extremidades do corpo de tubo flexível é que pode ser difícil de cortar certas camadas do corpo de tubo que têm uma natureza não-uniforme para fornecer uma face de extremidade adequadamente linear para confinar com uma porção de acessório de extremidade. Camadas de proteção de um corpo de tubo flexível, tais como camada de armadura de pressão e camada de armadura de tração, muitas vezes, têm uma natureza não-uniforme. Por exemplo, para uma camada de armadura de pressão com um perfil de seção transversal como mostrado na Figura 8, com fios enrolados helicoidalmente (em um ângulo diferente de zero), pode ser difícil formar um corte preciso em 90 graus em relação ao eixo longitudinal do corpo de tubo.

[0020] Como tal, a extremidade de corte da camada de armadura de pressão (ou outra camada não-uniforme) pode não encostar firmemente com o acessório de extremidade, que conduz a uma ligação menor do que ideal entre o corpo de tubo flexível e o acessório de extremidade.

[0021] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção proporciona-se um elemento de manga para um tubo flexível, que compreende: um corpo que compreende uma porção substancialmente cilíndrica com um diâmetro interno substancialmente igual ao diâmetro exterior de uma primeira camada do corpo de tubo para se sobrepor à primeira camada do corpo de tubo; e uma porção de flange que se estende radialmente para fora a partir do corpo para a localização entre uma outra camada do corpo de tubo e um acesório de extremidade, a outra camada do corpo de tubo sendo uma camada de armadura, a porção de flange com um diâmetro substancialmente exterior igual a ou maior do que o diâmetro exterior da outra camada do corpo de tubo.

[0022] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção proporciona-se uma montagem acessória de extremidade que compreende um elemento anular e um elemento de manga para a localização entre o elemento anular e uma ou mais camadas do corpo de tubo flexível.

[0023] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção proporciona-se um tubo flexível que compreende um corpo de tubo flexível e, pelo menos, um acessório de extremidade.

[0024] De acordo com um quarto aspecto da presente invenção proporciona-se um método de montagem de um tubo flexível, que compreende: proporcionar um elemento de manga que compreende um corpo que tem uma porção substancialmente cilíndrica com um diâmetro interno substancialmente igual ao diâmetro externo de uma primeira camada de corpo do tubo e uma porção de flange que se estende radialmente para fora a partir do corpo, a porção de flange com um diâmetro exterior substancialmente igual ou maior do que um diâmetro exterior de uma outra camada do corpo de tubo, a outra camada do corpo de tubo sendo uma camada de armadura; localizar o corpo sobre uma porção da primeira camada do corpo de tubo e, pelo menos, parcialmente sob a camada de armadura; localizar a porção de flange contra um acessório de extremidade; e ligar a primeira e outras camadas do corpo de tubo com o acessório de extremidade.

[0025] De acordo com um quinto aspecto da presente invenção proporciona-se um elemento de manga substancialmente como aqui descrito com referência aos desenhos.

[0026] De acordo com um sexto aspecto da presente invenção proporciona-se um acessório de extremidade substancialmente como aqui descrito com referência aos desenhos.

[0027] De acordo com um sétimo aspecto da presente invenção proporciona-se um método substancialmente como aqui descrito com referência aos desenhos.

[0028] Certas modalidades da presente invenção proporcionam a vantagem de que uma fenda entre uma camada do corpo de tubo flexível e um acessório de extremidade (que pode ser um resultado de uma redução sub-ótima da camada) pode ser transposta para impedir uma camada subjacente infiltrando naquela fenda. Certas modalidades da presente invenção proporcionam a vantagem de que uma montagem é fornecida, na qual um maior grau de certeza sobre a qualidade da junção entre um acessório de extremidade e um corpo de tubo flexível pode ser adquirido.

[0029] Certas modalidades proporcionam a vantagem de que um sistema de vedação é previsto para ter uma maior segurança comparada aos arranjos conhecidos. Certas modalidades proporcionam um método de testar a integridade de vedação de um elemento de vedação em um tubo flexível antes da implantação. Como tal, o tempo de vida do tubo flexível pode ser previsto com mais precisão.

[0030] Modalidades da invenção são adicionalmente descritas a seguir com referência aos desenhos anexos, nos quais: Figura 1 ilustra um corpo de tubo flexível; Figura 2 ilustra uma montagem superior; Figura 3 ilustra um acessório de extremidade; Figura 4 ilustra uma variação no desenho de acessório de extremidade; Figura 5 ilustra uma porção de uma montagem acessória de extremidade; Figura 6 ilustra a porção da Figura 5 durante a montagem; Figura 7 ilustra a porção da Figura 5 após montagem adicional; Figura 8 ilustra enrolamentos de uma camada de armadura de pressão conhecida; Figura 9 mostra uma vista ligeiramente ampliada da porção de montagem acessória de extremidade mostrada na Figura 6 e uma porção do invólucro de acessório de extremidade; Figura 10 mostra uma vista ligeiramente ampliada da porção mostrada na Figura 7; Figura 11 ilustra uma vista mais completa de uma montagem acessória de extremidade, incluindo a porção da Figura 10; Figuras 12a e 12b ilustram um elemento de manga; e Figura 13 ilustra um arranjo alternativo ãquele mostrado nas Figuras 6, 7 e 9 a 11.

[0031] Nos desenhos, os números de referência similares referem-se a partes similares.

[0032] Figura 5 ilustra uma seção transversal de uma porção de um arranjo de vedação de um acessório de extremidade. A montagem inclui um primeiro membro de colar 508 e um segundo membro de colar 510 fornecidos para encerrar uma camada de vedação intermediária 512 do corpo de tubo. A camada de vedação intermediária pode ser proporcionada radialmente para o exterior de uma camada de armadura de pressão 514 e utilizada para selar a camada de armadura de pressão.

[0033] A montagem também inclui anéis de vedação intermediários 516, 518 para o bloqueio de uma via de fuga potencial ao longo da face radialmente exterior da camada de vedação intermediária 512 e o primeiro membro de colar 508. O primeiro anel de vedação é proporcionado entre o primeiro membro de colar e o segundo membro de colar , e através de uma porção da camada de vedação intermediária 512. O segundo anel de vedação é fornecido a um lado oposto do segundo membro de colar 510 e através de uma porção da camada de vedação intermediária 512. Como tal, no presente exemplo, os primeiro e segundo anéis de vedação têm o mesmo diâmetro (e raio). Entre os anéis de vedação 516, 518 está um orifício de teste 524 fornecido no segundo membro de colar 510, que se estende como uma passagem a partir de uma superfície radialmente exterior do segundo membro de colar a uma superfície radialmente interna do membro de colar .

[0034] Além disso, a montagem inclui dois pares de O-rings 520, 521, 522, 523 para ajudar a bloquear uma via de fuga potencial ao longo das bordas do primeiro membro de colar 508. Os O-rings são coaxiais e fornecem ao longo das superfícies 526, 528 do primeiro membro de colar 508 que se estendem em torno dos eixos circunferenciais do tubo flexível. Neste exemplo, os O-rings 520 e 521 têm o mesmo diâmetro, e os O-rings 522 e 523 têm o mesmo diâmetro. Entre os O-rings 520, 521 está um orifício de teste 530 fornecido no primeiro membro de colar 508, que se estende como uma passagem a partir de uma superfície radialmente exterior do primeiro membro de colar a uma superfície radialmente interna do membro de colar . Entre os O-rings 522, 523 está um orifício de teste 532 fornecido no primeiro membro de colar 508, que se estende como uma passagem a partir de uma superfície radialmente exterior do primeiro membro de colar a uma superfície radialmente interna do membro de colar .

[0035] Para proporcionar uma boa vedação, um anel de vedação deve ser energizado por uma ação de estampagem. Isto envolve os dois elementos adjacentes, no caso do anel de vedação 516, o primeiro membro de colar 508 e o segundo membro de colar 510, sendo trazidos juntos (ou em qualquer direção ou ao mesmo tempo) até que o movimento adicional seja restringido. Em seguida, os elementos adjacentes são aproximados uns dos outros juntos, o que é suscetível de deformar a porção em forma de cunha do anel de vedação 536 e impelir a porção em forma de cunha para uma configuração de vedação próxima com a camada de tubo abaixo (revestimento intermediário 512). A camada de tubo também pode deformar- se ligeiramente.

[0036] Como mostrado na Figura 6, para energizar os anéis de vedação 516, 518, uma ferramenta de estampagem 534 é utilizada, a qual é forçada em uma direção da direita para a esquerda na figura mostrada. É claro que os elementos de colar podem, alternativamente, ser forçados para uma ferramenta de estampagem estacionária, ou todos os elementos, simultaneamente, juntos perdidos. Esta ação energiza ambos os anéis de vedação, tal como descrito acima.

[0037] Com os anéis de vedação no lugar e formando uma vedação, o orifício de teste 524 pode ser utilizado para testar a integridade dos anéis de vedação. Em um modo de teste, um fluido (por exemplo, água) pode ser introduzido no orifício 524 para pressurizar a região entre os dois anéis de vedação. A pressão introduzida pode ser adequadamente 2 MPa, ou mais. A pressão pode ser predeterminada para simular a pressão hidrostática experimentada no fundo do mar em uso. Alguns arranjos podem justificar testes para 5 MPa, ou até 50 MPa.

[0038] Com este arranjo, as articulações entre os anéis de vedação 516, 518 e camada de vedação intermediária 512 irão receber fluido pressurizado. Até atingir um estado pressurizado, esta região não deve ver uma queda na pressão ao longo do período de teste, devido aos primeiro e segundo anéis de vedação 516, 518. A região pode ser pressurizada por um período predeterminado, por exemplo 5 minutos, ou até 2 horas ou mais. O período de teste será pouco útil se a pressão for mantida por muitas horas, como fluido pode começar a permear o revestimento de polímero 512. Se o aparelho não fornecer qualquer indicação de uma fuga ou falha, como representado por uma queda na pressão, em seguida, a integridade da vedação 516 pode ser confirmada.

[0039] Em adição a este teste, um tipo similar de teste de pressão pode ser realizado para testar o par de Orings 520, 521 usando o orifício de teste 530. Além disso, um tipo similar de teste de pressão pode ser realizado para testar a par de O-rings 522, 523, utilizando o orifício de teste 532. Este teste sobre os O-rings efetivamente fornece a prova de integridade dessas vedações, não só durante o processo de montagem, mas também quando o tubo é pressurizado, conforme a sua localização e configuração garantem o desempenho da vedação não seja diminuído ou perdido como um resultado do comportamento elástico de elementos de fixação rosqueados mantendo uma conexão junto, como teria sido o caso com os desenhos anteriores.

[0040] Apropriadamente, os pares dos O-rings podem ser testados a uma pressão de cerca de 0,2 MPa.

[0041] Após o teste do anel de vedação 516 e os Orings 520, 521, 522, 523 com um resultado positivo (isto é, as vedações mantêm sua integridade sob a pressão aplicada), a pressão pode ser removida, os orifícios fechados, e a construção do tubo flexível pode ser concluída pronta para uso. O anel de vedação 518 se torna efetivamente redundante, seu único uso sendo como parte do arranjo de teste.

[0042] Figura 7 mostra o arranjo após as partes adicionais do acessório de extremidade terem sido aplicadas, incluindo um invólucro de acessório de extremidade 538 e uma passagem de ventilação de gás 540. A parte restante do arranjo de acessório de extremidade (não mostrada) pode ser fornecida de uma maneira conhecida.

[0043] Várias modificações aos desenhos detalhados como descritos acima são possíveis. Por exemplo, em vez de uma ferramenta de estampagem, outros arranjos podem ser usaos para energizar os anéis de vedação. Por exemplo, um parafuso pode ser utilizado, o qual é conduzido para o segundo membro de colar na direção do primeiro membro de colar e apertado a um grau que estampa os anéis de vedação.

[0044] O arranjo de vedação não necessita de ser concebido para testar uma vedação intermediária. Um arranjo similar pode ser usado para testar uma vedação adjacente de um membro de colar exterior contra um invólucro de acessório de extremidade, por exemplo. Várias camadas e combinações de camadas podem ser utilizadas, dependendo das condições necessárias do tubo flexível.

[0045] Com o arranjo acima descrito, é possível testar o grau de confiança de um elemento de vedação para ser usado em um tubo flexível para ser utilizado em grandes profundidades no fundo do mar, tal como 1000 m ou mais e/ou para funcionar em alta pressão. É particularmente útil para ser capaz para ter um alto grau de confiança no desempenho de um elemento de vedação, uma vez que é impossível substituir um elemento de vedação defeituoso após a implantação no mar sem completamente reencerrar o tubo, o qual envolve a remoção do tubo a partir de sua localização em uso, eliminando o acessório de extremidade incluindo o elemento de vedação defeituoso, e removendo um novo arranjo de acessório de extremidade, antes do reuso do tubo ser possível.

[0046] Através da formação de uma câmara entre um primeiro e segundo elemento de vedação, alta pressão pode ser aplicada para testar a integridade de, pelo menos, um dos elementos de vedação necessário, no entanto, sem que o resto do tubo seja submetido àquela alta pressão. Como tal, a alta pressão é aplicada apenas no ponto do tubo a ser testado.

[0047] Com a invenção acima descrita, um elemento de vedação pode ser testado durante a construção de um tubo flexível para assegurar a sua integridade de vedação antes da implantação do tubo flexível.

[0048] Para certos arranjos do corpo de tubo flexível, é útil fornecer uma camada de vedação (uma vedação intermediária) sobre a camada de armadura de pressão. Em seguida, a camada de armadura de pressão e uma camada de carcaça podem ambas ser usadas para fornecer resistência à pressão para o tubo. Com esta invenção, pode ter certeza de que a camada de armadura de pressão não será inundada pela pressão hidrostática do mar circundante. Como tal, o desempenho das camadas de proteção de pressão pode ser invocado como parte da pressão (colapso do tubo) resistindo camadas para aplicações de água ultraprofunda.

[0049] Figura 6 mostra adicionalmente uma característica da invenção adicional do arranjo descrito, a qual será descrita abaixo com referência às Figuras 6 a 12. Tal como mencionado acima, a extremidade cortada de uma camada de corpo do tubo, particularmente camadas não- uniformes, tal como uma camada de armadura de pressão, pode não se encostar firmemente com o acessório de extremidade, que conduz a uma ligação menor do que ideal entre o corpo de tubo flexível e o acessório de extremidade.

[0050] Uma maneira os inventores encontraram para resolver este problema tem sido a de preencher qualquer fenda entre a extremidade cortada da camada de armadura de pressão (ou outra camada não-uniforme) e o acessório de extremidade com um material de enchimento, por exemplo, uma resina epóxi de duas partes (por exemplo, uma fenda entre uma camada de armadura de pressão final e um colar de um acessório de extremidade). No entanto, a resina epóxi pode comprimir sob pressão, mudando, assim, o volume do vazio, o qual enche e possivelmente afeta as áreas circundantes. Além disso, depois da construção, não é possível confirmar se um vazio dentro do qual o epóxi foi injetado, foi inteiramente cheio, deixando assim dúvidas quanto à qualidade final do arranjo.

[0051] Os presentes inventores descobriram um outro problema na medida em que qualquer fenda entre uma camada do corpo de tubo e um acessório de extremidade é suscetível de permitir uma camada radialmente interna, tal como uma camada de barreira de polímero, para extrusão naquela fenda, fazendo com que a camada interna tenha uma extremidade desigual e possíveis microfissuras de um polímero, levando ultimamente a uma possível falha do corpo de tubo. Além disso, com uma camada tendo um corte da extremidade desigual, a fenda entre a camada e o acessório de extremidade pode variar no tamanho em torno da circunferência da camada de tubo, levando a uma camada radialmente interna correspondentemente desigual.

[0052] Como mostrado na Figura 6 (e 9, 10, 11, 12a e 12b), um elemento de manga 550 é proporcionado em uma junção entre o corpo de tubo flexível e o acessório de extremidade. O elemento de manga 550 inclui um corpo 552 que tem uma porção substancialmente cilíndrica, e uma porção de flange 554 que se estende radialmente para fora a partir do corpo 552. Como tal, o elemento de manga desta modalidade é geralmente circular em uma seção transversal (ver a vista de extremidade mostrada na a Figura 12a), com uma outra seção transversal através do corpo e porção de flange sendo substancialmente em forma de L (como pode ser visto na Figura 6). Figura 12b mostra um corte através da vista do elemento de manga 550 a partir de um lado perpendicular à vista mostrada na Figura 12a.

[0053] O elemento de manga está previsto para se encontrar acima, isto é, radialmente para fora de um forro (camada de retenção de fluido) 556. Como tal, o diâmetro interno do corpo do elemento de manga 552, e o próprio elemento de manga, será substancialmente igual a um diâmetro exterior do forro.

[0054] A porção de flange que se estende radialmente 554 está disposta de modo a situar-se entre o primeiro membro de colar 508 e uma extremidade da camada de armadura de pressão 514, neste caso através da extremidade de corte da camada de armadura e ainda mais para o exterior para além do diâmetro exterior da camada de armadura de pressão.

[0055] Aqui, o elemento de manga é metálico, por exemplo, de carbono ou aço inoxidável. As dimensões do elemento de manga nesta modalidade são as seguintes - o comprimento do corpo de 25 mm, a largura do corpo de 1 mm, o comprimento do flange de 31 mm, a largura do flange de 2 mm. É claro que, na prática, o elemento de manga pode ter quaisquer dimensões adequadas para se adequar com as dimensões das camadas de tubo e partes de acessório de extremidade contra as quais as mesmas serão posicionadas. Por exemplo, a largura do corpo (espessura) pode ser entre cerca de 0,25 mm a 2 mm, ou 0,5 mm a 1,5 mm, ou 1 mm a 2 mm, etc. O elemento de manga pode também ser afunilado de modo a facilitar o seu posicionamento entre as camadas do corpo de tubo.

[0056] Em um método de montagem, um tubo flexível, um acessório de extremidade, tal como o mostrado na Figura 3 é fornecido. Um forro situa-se contra o acessório de extremidade. Um elemento de manga está localizado sobre o forro. Uma camada de armadura de pressão está localizada sobre, pelo menos, parte da porção substancialmente cilíndrica do elemento de manga.

[0057] Em mais detalhe (com referência à Figura 11), em primeiro lugar, uma manga 570 pode ser inserida acima da camada de armadura de pressão 514 e abaixo da camada de vedação intermediária 512 de um corpo de tubo. Em seguida, o elemento de manga 550 é inserido por baixo (radialmente para dentro) da camada de armadura de pressão 514, e encosta- se à superfície radialmente interna da camada de armadura de pressão. O elemento de manga 550 pode ser impelido para a posição utilizando o colar interno 508. Subsequentemente, o colar interno 508 é impelido para a posição. O elemento de manga 550 é, em seguida, apresentado para a face do colar interno 508, a manga interna 566 é, em seguida, inserida por baixo do forro 556, e uma vedação 568 é impelida para a posição de vedação usando o corpo 301, levando o corpo de acessório de extremidade 301 em direção ao corpo de tubo. Em tal método, onde um elemento de manga é impelido entre duas camadas do corpo de tubo, e em seguida, encostado contra um acessório de extremidade, massa lubrificante pode ser utilizada para auxiliar a inserção do corpo do elemento de manga entre as camadas do corpo de tubo.

[0058] Várias modificações ao elemento de manga como acima descrito são possíveis. Por exemplo, como mostrado na Figura 13, um elemento de manga 560 é similar ao elemento de manga 550, embora a porção de flange seja efetivamente muito mais grossa e que se estende para dentro de uma cavidade correspondente no membro de colar . Como tal, a porção de flange pode ser referida para incluir um membro de anel 564 que se estende para fora do corpo em uma direção axial e radial. O membro de anel pode ser formado integralmente com o flange e o corpo 562, ou pode ser um membro de anel separado que está ligado ao flange com adesivo ou soldas, ou similar. O membro de anel 564 tem um diâmetro interno correspondente a um diâmetro interno do membro de colar interno 508. Como pode ser visto nesta modalidade, o membro de anel 564 tem um diâmetro interno que aumenta gradualmente a partir de uma extremidade mais próxima do corpo 562 para uma extremidade oposta. O membro de anel 564 também tem um diâmetro exterior que corresponde ao diâmetro exterior do membro de colar interno 508.

[0059] Pode ser visto a partir da Figura 13, que o diâmetro interno gradualmente crescente do membro de anel suporta o forro 556, de modo que o forro se estende por uma manga interna 566 com um diâmetro exterior correspondente que aumenta gradualmente. Por isso, o forro é suavemente localizado contra o membro de colar , suportado tanto nas suas superfícies radialmente internas e externas.

[0060] Porque a forma do membro de anel 564 corresponde a cavidade no membro de colar 508 em que o elemento de manga pode ser localizado, isto auxilia na fabricação da montagem permitindo que o elemento de manga seja facilmente localizado em um espaço de forma correspondente.

[0061] Com o elemento de manga 560 mostrado na Figura 13, a porção de flange é ligada ao membro de anel adjacente. Uma vez que o membro de anel é moldado para se ajustar exatamente em uma cavidade correspondente do membro de colar 508, o qual ajuda a localizar o elemento de manga na posição correta em relação ao membro de colar . Além disso, qualquer fenda possível entre o acessório de extremidade e o elemento de manga ocorreria à esquerda (no desenho) do membro de anel, que é longo, ou radialmente para o exterior da manga interna 566. Como tal, a manga radialmente interna 566 ajuda a suportar o forro 556 no ponto onde uma fenda pode ocorrer.

[0062] Embora o elemento de manga tenha sido descrito com uma seção transversal substancialmente em forma de L, o elemento de manga pode ser moldado com outras seções transversais. Por exemplo, o elemento de manga pode ter uma seção transversal em forma de T invertido, ou outra seção transversal que inclui um corpo, uma porção de flange, e outras extensões para se ajustar contra um acessório de extremidade.

[0063] Em algumas modalidades, o elemento de manga pode ser ligado no lugar, de modo a unir de forma fixa a camada do corpo de tubo ao acessório de extremidade. O elemento de manga pode ser ligado para ajustar o acessório de extremidade (neste caso, o membro de colar), ou o acessório de extremidade e uma camada do corpo de tubo ou camadas.

[0064] Embora o elemento de manga tenha sido descrito com um corpo que se encontra entre uma camada de retenção de fluido e uma camada de armadura, podem haver outras camadas entre as mesmas. Por exemplo, uma camada de desgaste pode estar presente entre o forro e a camada de armadura de pressão.

[0065] Assim, o corpo do elemento de manga pode estar localizado sobre o forro e sob a camada de desgaste, alcançando as mesmas funções, como descrito acima.

[0066] Com o elemento de manga descrito acima, uma fenda entre a camada do corpo de tubo e um acessório de extremidade pode ser superada. Em particular, um corpo do elemento de manga encontra-se em uma fenda entre uma extremidade da camada de armadura de pressão e o primeiro membro de colar , juntando-se a camada de armadura de pressão para o acessório de extremidade, evitando assim, uma camada subjacente de extrusão para dentro da fenda, o que, de outra forma, danificaria a camada subjacente.

[0067] Além disso, a porção de flange pode estar posicionada contra o acessório de extremidade, preenchendo parcialmente a fenda ou preenchendo completamente a fenda.

[0068] Uma vez que o corpo é de um material relativamente duro, tal como metal, isto é, um material que é mais duro do que a camada do corpo de tubo subjacente, a camada subjacente é impedida de extrusão em uma fenda entre o acessório de extremidade e a camada radialmente exterior.

[0069] Uma vez que o corpo encontra-se parcialmente sob a camada de armadura de pressão e se estende ao longo da fenda para atender o acessório de extremidade, o corpo é apropriado para bloquear (prevenir) o forro estendendo-se radialmente para o exterior a partir de dentro da fenda entre a camada de armadura e o acessório de extremidade.

[0070] Adequadamente, quando a porção de flange é de um material relativamente rígido, isto é, mais duro do que o acessório de extremidade e a camada do corpo de tubo, entre os quais a porção de flange é colada em pedaços, o elemento de manga não pode ser comprimido para causar deformando na montagem acessória de extremidade.

[0071] Além disso, uma camada do corpo de tubo cortado de maneira não-uniforme pode ser finalizada em um acessório de extremidade sem efeito adverso sobre a montagem finalizada. Apropriadamente, a porção de flange se estende, pelo menos, por toda a largura da camada do corpo de tubo contra a qual pode apoiar-se, assim, contendo qualquer acabamento desordenado da camada do corpo de tubo. A porção de flange pode estender-se mais do que a largura da camada do corpo de tubo (tal como mostrado na Figura 6, por exemplo).

[0072] Em algumas modalidades, a camada do corpo de tubo pode ser finalizada em um acessório de extremidade com uma fenda entre os mesmos, com um elemento de manga que tem uma porção de flange confinando o acessório de extremidade, e um corpo repousa sobre a camada do corpo de tubo e conectando a fenda ao acessório de extremidade ao longo de uma interface com uma camada subjacente. Como tal, o elemento de manga deixa uma fenda radialmente para fora do corpo, entre o acessório de extremidade e a camada do corpo de tubo, mas sem qualquer efeito adverso sobre a montagem finalizada. Isto é porque a interface com a camada subjacente é coberta para, assim, evitar a extrusão daquela camada e a camada de tubo e o acessório de extremidade são suficientemente unidos.

[0073] Será evidente para um versado na técnica que as características descritas em relação à qualquer uma das modalidades descritas acima podem ser aplicadas alternadamente entre as diferentes modalidades. As modalidades descritas acima são exemplos para ilustrar várias características da invenção.

[0074] Ao longo da descrição e das reivindicações deste relatório descritivo, as palavras "compreende" e "contém" e as variações das mesmas significam "incluindo mas não limitado a", e as mesmas não se destinam a, e não excluem outras porções, aditivos, componentes, integrações ou etapas. Ao longo da descrição e das reivindicações deste relatório descritivo, o singular inclui o plural, a menos que o contexto indique o contrário. Em particular, quando o artigo indefinido é usado, o relatório descritivo deve ser entendido como contemplando a pluralidade, bem como a singularidade, a menos que o contexto indique o contrário.

[0075] As funcionalidades, integrações, características, compostos, porções químicas ou grupos descritos em conjunto com um aspecto, modalidade ou exemplo particular da invenção são para serem entendidos para serem aplicáveis a qualquer outro aspecto, modalidade ou exemplo aqui descrito, a menos que incompatível com os mesmos. Todas as características descritas neste relatório descritivo (incluindo quaisquer reivindicações anexas, resumo e desenhos), e/ou todas as etapas de qualquer método ou processo assim descrito, podem ser combinados em qualquer combinação, exceto combinações onde, pelo menos, algumas de tais características e/ou etapas são mutuamente exclusivas. A invenção não está restringida aos detalhes de quaisquer modalidades anteriores. A invenção estende-se a qualquer uma nova, ou qualquer combinação nova, das características descritas neste relatório descritivo (incluindo quaisquer reivindicações anexas, resumo e desenhos), ou a qualquer uma nova, ou qualquer combinação nova, das etapas de qualquer método ou processo assim descritos.

[0076] A atenção do leitor é direcionada a todos os trabalhos e documentos que são depositados simultaneamente com ou anteriores a este relatório descritivo em ligação com este pedido e que estão abertos à inspeção pública com este relatório descritivo, e os conteúdos de todos esses trabalhos e documentos são aqui incorporados por referência.

[0077] Várias outras modalidades são descritas nos seguintes parágrafos numerados. 1. Método para testar a integridade de um arranjo de vedação de um tubo flexível que compreende: localizar um primeiro elemento de vedação anular e um segundo elemento de vedação anular em uma articulação entre dois elementos de um tubo flexível, com uma região de articulação entre os mesmos; e pressurizar a região entre o primeiro elemento de vedação e o segundo elemento de vedação por meio de um orifício que se estende para a região a uma pressão predeterminada de cerca de 0,2 MPa ou mais. 2. Método, tal como descrito no parágrafo 1, em que o primeiro elemento de vedação tem um diâmetro igual ao do segundo elemento de vedação. 3. Método, tal como descrito em qualquer um dos parágrafos 1 ou 2, em que os primeiro e segundo elementos de vedação são O-rings. 4. Método, tal como descrito no parágrafo 2, em que os dois elementos do tubo flexível são um primeiro membro de colar e um corpo de acessório de extremidade. 5. Método, tal como descrito no parágrafo 2, em que os dois elementos do tubo flexível são um primeiro membro de colar e um segundo membro de colar . 6. Método, tal como descrito no parágrafo 1 ou 2, em que os primeiro e segundo elementos de vedação são anéis de vedação. 7. Método, tal como descrito no parágrafo 5, em que os dois elementos do tubo flexível são um primeiro membro de colar e um segundo membro de colar . 8. Método, tal como descrito em qualquer um dos parágrafos 5 ou 6, em que os primeiro e segundo elementos de vedação são proporcionados adjacentes e radialmente para o exterior de uma camada de vedação de polímero do corpo de tubo flexível. 9. Método, tal como descrito em qualquer um dos parágrafos 5 a 7, compreendendo ainda a etapa de energizar os primeiro e segundo elementos de vedação solicitando um ou ambos dos dois elementos de tubo flexível para o outro elemento. 10. Método, tal como descrito em qualquer um dos parágrafos 1 a 9, em que a pressão predeterminada é de cerca 0,2 a 50 MPa. 11. Método, tal como descrito em qualquer um dos parágrafos 1 a 10 que ainda compreende localizar um terceiro elemento de vedação anular e um quarto elemento de vedação anular em uma articulação entre dois elementos de um tubo flexível, com uma região de articulação entre os mesmos; e pressurizar a região entre o terceiro elemento de vedação e o quarto elemento de vedação por meio de um orifício que se estende em direção à região a uma pressão predeterminada de 5 MPa ou mais. 12. Montagem para assegurar a integridade de um arranjo de vedação de um tubo flexível que compreende: um primeiro elemento de vedação anular e um segundo elemento de vedação anular em uma articulação entre dois elementos de um tubo flexível, com uma região de articulação entre os mesmos; e um orifício que se estende em direção ao primeiro elemento de vedação para pressurizar a região entre o primeiro elemento de vedação e o segundo elemento de vedação. 13. Montagem, tal como descrita no parágrafo 11, em que o primeiro elemento de vedação tem um diâmetro igual ao segundo elemento de vedação. 14. Montagem, tal como descrita no parágrafo 11 ou 12, em que os primeiro e segundo elementos de vedação são Orings ou anéis de vedação. 15. Montagem, tal como descrita em qualquer um dos parágrafos 11, 12 ou 13, em que os dois elementos do tubo flexível são um primeiro membro de colar e um corpo de acessório de extremidade. 16. Montagem, tal como descrita em qualquer um dos parágrafos 11, 12 ou 13, em que os dois elementos do tubo flexível são um primeiro membro de colar e um segundo membro de colar .

Claims (10)

1. Tubo flexível para transporte de fluidos a partir de uma localização submarina, compreendendo um corpo de tubo flexível e pelo menos uma montagem acessória de extremidade, em que o corpo de tubo flexível compreende uma camada de retenção de fluido (556) e uma camada adicional (514) do corpo de tubo, a camada adicional do corpo de tubo sendo uma camada de armadura (514), em que pelo menos uma da montagem acessória de extremidade compreende um membro de colar (508) e um elemento de manga (550) para um tubo flexível caracterizado por o elemento de manga (550) compreender: um corpo (552) compreendendo uma porção substancialmente cilíndrica com um diâmetro interno substancialmente igual ao diâmetro externo da camada de retenção de fluido (556) e sobrepondo a camada de retenção de fluido (556), e localizado pelo menos parcialmente abaixo, radialmente para dentro, da camada de armadura (514); e uma porção de flange (554) que se estende radialmente para fora do corpo e localizada entre uma extremidade da camada de armadura (514) e o membro de colar (508), a porção de flange (554) tendo um diâmetro externo substancialmente igual a ou maior do que o diâmetro externo da camada de armadura (514), em que o corpo do elemento de manga é configurado para bloquear a camada de retenção de fluido (556) de se estender radialmente para fora em uma fenda entre a camada de armadura (514) e o membro de colar (508).

2. Tubo flexível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma seção transversal do elemento de manga (550) ser substancialmente em forma de L.

3. Tubo flexível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o membro de colar (508) ser um membro de colar interno e a porção de flange (554) ter um diâmetro interno correspondente com um diâmetro interno do membro de colar interno da montagem acessória de extremidade, e o diâmetro externo corresponder com o diâmetro externo do membro de colar interno.

4. Tubo flexível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o membro de colar (508) ser um membro de colar interno e a porção de flange (554) do elemento de manga compreender um membro de anel (564) que se estende para fora do corpo em uma direção axial e radial, o membro de anel (564) tendo um diâmetro interno e um diâmetro externo, cada um, correspondendo ao diâmetro interno e ao diâmetro externo do membro de colar interno.

5. Tubo flexível, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o membro de anel (564) ter um diâmetro interno que aumenta gradualmente a partir de uma extremidade mais próxima do corpo para uma extremidade oposta.

6. Tubo flexível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado por o corpo, a porção de flange (554) e o membro de anel (564) do elemento de manga serem formados integralmente.

7. Tubo flexível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o corpo do elemento de manga ter uma espessura dentre 0,25 mm e 2 mm.

8. Tubo flexível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o corpo do elemento de manga ter uma espessura dentre 0,5 mm e 1,5 mm.

9. Método de montagem de um tubo flexível para transporte de fluidos a partir de uma localização submarina caracterizado por compreender: fornecer um corpo de tubo flexível e pelo menos uma montagem acessória de extremidade; fornecer um elemento de manga (550) da montagem acessória de extremidade, o elemento de manga (550) compreendendo um corpo (552) com uma porção substancialmente cilíndrica com um diâmetro interno substancialmente igual ao diâmetro externo de uma camada de retenção de fluido (556) do corpo de tubo flexível e uma porção de flange (554) que se estende radialmente para fora do corpo (552), a porção de flange (554) tendo um diâmetro externo substancialmente igual ou maior do que o diâmetro externo de uma outra camada do corpo de tubo, a outra camada do corpo de tubo sendo uma camada de armadura (514); localizar o corpo (552) sobre uma porção da camada de retenção de fluido (556) e, pelo menos parcialmente abaixo, radialmente para dentro, da camada de armadura (514); localizar e confinar a porção de flange (554) contra um membro de colar (508) da montagem acessória de extremidade, localizar a porção de flange (554) entre uma extremidade da camada de armadura (514) e um membro de colar (508), em que o corpo (552) do elemento de manga (550) é configurado para bloquear a camada de retenção de fluido (556) de se estender radialmente para fora em uma fenda entre a camada de armadura (514) e o membro de colar (508); e conectar a camada de retenção de fluido (556) e a camada de armadura (514) com a montagem acessória de extremidade.

10. Método, de acordo com a reiivndicação 9, caracterizado por a porção de flange (554) compreender um membro de anel (564) que se estende para fora do corpo em uma direção axial e radial, o membro de anel (564) tendo um diâmetro interno e um diâmetro externo, cada um, correspondendo ao diâmetro interno e ao diâmetro externo do membro de colar (508) da montagem acessória de extremidade.

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