BR112015004543B1 - tubo flexível não unido - Google Patents

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Abstract

TUBO FLEXÍVEL NÃO UNIDO. Um tubo flexível no unido é revelado com um eixo geométrico longitudinal e que compreende a partir do interior para o exterior de uma carcaça (2) formada por enrolamentos de metal com interstícios entre enrolamentos vizinhos, pelo menos, uma fita de cobertura (3) e uma bainha de vedação interior (5) de um polímero extrusado sobre a fita de cobertura (3). A fita de cobertura (3) é enrolada em forma helicoidal com uma direção de enrolamento definindo uma direção do comprimento da fita e uma direção da largura da fita perpendicular direção do comprimento da fita. A fita de cobertura (3) compreende fios de filamentos contínuos longitudinalmente (fios de urdidura) arranjadas na direção do comprimento da fita da fita de cobertura. A fita de cobertura (3) tem uma espessura na direção perpendicular direção do comprimento da fita e a direção da largura da fita. Os fios de urdidura tem uma espessura determinada na direção da espessura da fita de cobertura (3) de cerca de 100 (Mi)m ou menos, tal como de cerca de 50 (Mi)m ou menos, tal como de cerca de 3 a cerca de 30 (Mi)m, de preferência de cerca de 5 a cerca de 25 (Mi)m.

Description

CAMPO TÉCNICO
[001] A presente invenção se refere a um tubo flexível não unido adequado para transporte submarino de fluidos, tais como água, CO2, produtos petroquímicos e/ou fluidos de perfuração.
FUNDAMENTOS DA TÉCNICA
[002] Tubos flexíveis não unidos do presente tipo são, por exemplo, descritos na norma "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. Tais tubos normalmente compreendem um revestimento interno também muitas vezes chamado de uma bainha de vedação interior ou uma bainha interior, que forma uma barreira contra 0 fluxo do fluido que é conduzido no furo do tubo, e uma ou mais camadas de blindagem. Em geral são esperados tubos flexíveis ter uma vida útil de 20 anos em operação. Exemplos de tubos flexíveis não unidos são, por exemplo, descritos no documento US 6.454.887, US 6.415.825, US 6.123.114 e US 5.601.893.
[003] O termo "não aderido" significa no presente texto que pelo menos duas das camadas incluindo as camadas de blindagem e as camadas de polímeros não estão aderidas uma a outra. Na prática, 0 tubo conhecido normalmente compreende pelo menos duas camadas de blindagem que não estão aderidas uma a outra, quer diretamente quer indiretamente, através de outra camada.
[004] A bainha de vedação interior é a bainha de vedação mais interna do tubo.
[005] Para muitas aplicações um tubo do tipo acima dito terá de satisfazer um certo número de requisitos. Primeiro de todos 0 tubo deve ter uma alta resistência mecânica para suportar as enormes forças que será submetido durante 0 transporte, implantação e operação. A pressão interna (do interior do tubo e para fora) e a pressão externa (a partir do exterior do tubo) são geralmente muito altas e pode variar consideravelmente ao longo do comprimento da conduta, especialmente quando aplicado em diferentes profundidades de água. Para muitas aplicações, e em particular para utilização em profundidades de água onde ele irá ser sujeito a muito alta pressão externa, é necessário que o tubo flexível não unido compreenda uma camada de armadura interna arranjada no interior da bainha de vedação interior para evitar o colapso do tubo. Tal camada de armadura interna é geralmente dita como uma carcaça e é geralmente na forma de fios enrolados em forma helicoidal e entrelaçados.
[006] No entanto, devido ao calor do fluido frequentemente transportado em tais tubos, tem havido problemas uma vez que a influência da carcaça para a bainha de vedação interior quando sujeita a um aumento de pressão e de calor mostrou ser muito prejudicial. Quando um entalhe foi formado na bainha de vedação interior, propagação de fendas a partir do entalhe resultou no enfraquecimento da bainha de vedação interior e, finalmente, a bainha de vedação interior pode vazar.
[007] Uma tentativa para resolver este problema foi fornecido na US 4.706.713, enrolando uma bainha protetora ao redor da carcaça antes da extrusão da bainha de vedação interior na mesma.
[008] No documento US 6.843.279 é sugerido enrolar uma fita com um ângulo de enrolamento de menos de 35 graus entre a carcaça e a bainha de vedação interior.
[009] A aplicação de uma bainha de proteção entre a carcaça e a bainha de vedação interior como descrito no documento da técnica anterior acima demonstrou aliviar o risco de danificar a bainha de vedação interior devido à sensibilidade ao entalhe para algumas aplicações. No entanto, para aplicações em que o tubo flexível não unido será submetido a uma pressão externa muito elevada e/ou em que o fluido transportado é muito quente, os problemas de danos na bainha de vedação interior ainda precisam ser resolvidos.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[0010] Um objeto da presente invenção é proporcionar um tubo flexível não unido apropriado para o transporte de fluidos a uma temperatura relativamente elevada e em águas relativamente profundas, onde o risco de dano da bainha de vedação interior devido à sensibilidade ao entalhe da bainha de vedação interior é reduzido em comparação com as soluções da técnica anterior.
[0011] Estes e outros objetos foram solucionados pela invenção como definido nas reivindicações e como aqui descrito abaixo.
[0012] Foi verificado que a invenção e suas formas de realização têm um número de vantagens adicionais que serão claras para o perito na técnica a partir da seguinte descrição.
[0013] De acordo com a invenção, foi surpreendentemente verificado que por enrolamento de uma fita de cobertura entre a carcaça e a bainha de vedação interior, onde a fita de cobertura compreende fios de filamentos contínuos finos (ditos como fios de urdidura) arranjados na direção do comprimento da fita de cobertura, a fita de cobertura proporciona um tubo de alta resistência ao entalhe. Acredita-se que este efeito é devido ao enrolamento na direção do comprimento da fita de cobertura que inerentemente resulta em um efeito de puxar na direção do comprimento combinado com que a fita de cobertura compreende fios de filamento contínuos finos arranjados na mesma direção. Os entalhes prejudiciais encontrados nos tubos da técnica anterior com fita entre a carcaça e a bainha de vedação interior, foram encontrados ser localizados principalmente ao longo das bordas da fita. Ao proporcionar o tubo flexível não aderido com uma fita entre a carcaça e a bainha de vedação interior de acordo com a presente invenção formação de entalhes localizados ao longo das bordas da fita foi verificado ser significativamente diminuída.
[0014] Deve ser enfatizado que o termo "compreende/compreendendo" quando aqui utilizado, deve ser interpretado como um termo aberto, isto é, ele deve ser tomado para especificar a presença de característica (s) especificamente indicada (s), tais como elemento (s), unidade (s), inteiro (s), etapa (s) componente (s) e combinação (s) do mesmo, mas não impede a presença ou a adição de uma ou mais outras características indicadas.
[0015] O termo "substancialmente" deve aqui ser entendido no sentido de que as variações e tolerâncias de produtos comuns são compreendidas.
[0016] Os termos "interior" e "exterior" de uma camada de tubo são usados para designar a distância em relação ao eixo do tubo, de tal modo que interior de uma camada significa a área rodeada pela camada, isto é, com uma distância axial mais curta do que a camada, e "fora de uma camada" significa a área cercada pela camada e não contida na camada, ou seja, com uma distância axial mais curta do que a camada.
[0017] O termo "lado interior" 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 fora a partir do eixo do tubo.
[0018] O termo "camada mais interna" significa que a camada mais próxima do eixo central do tubo vista na direção radial, e consequentemente a "camada mais externa" significa que a camada mais distante do eixo central do tubo vista na direção radial.
[0019] O termo "direção de enrolamento" significa direção de enrolamento relativamente ao eixo geométrico longitudinal do tubo flexível não unido, a menos que especificado de outra forma.
[0020] Os filamentos são de fibra continuamente única (também chamado monofílamento).
[0021] A frase "contínua" tal como é aqui utilizado em conexão com fibras, filamentos, cordões ou mechas significa que as fibras, filamentos, cordões, fios ou mechas significa que elas têm, em geral, um comprimento significativo, mas não deve ser entendido como significando que o comprimento é perpétuo ou infinito. Fibras contínuas, tais como filamentos contínuos, cordões, fios ou mechas de preferência têm um comprimento de pelo menos cerca de 10 m, de preferência pelo menos cerca de 100 m, mais de preferência pelo menos cerca de 1000 m.
[0022] O termo "cordão" é utilizado para designar um feixe sem torção de filamentos.
[0023] O termo "fio" é utilizado para designar um feixe torcido de filamentos e/ou fibras cortadas. Fio inclui fios 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 cabos. Fios secundários também são ditos como cabos.
[0024] O termo "corda" é utilizado para designar um feixe sem torção de cordões ou fios. Uma mecha inclui um cordão de mais de dois filamentos. Um feixe não torcido de mais de dois filamentos é, portanto, tanto um cordão e uma mecha.
[0025] Os fios de filamentos consiste de fibras de filamentos (fibras contínuas muito longas) ou torcidos juntos ou apenas agrupados. Monofilamentos mais grossos são tipicamente utilizados para fins industriais em vez de produção de tecidos ou de decoração.
[0026] Tex é uma unidade de peso que expressa o tamanho ou a grossura de um filamento natural ou sintético ou de fios. O valor de um tex do filamento ou fio é o peso em gramas por 1 km do filamento ou fio.
[0027] 1 denier = peso, em g/9000 m = 1/9 tex
[0028] O tubo flexível não unido da presente invenção tem um eixo geométrico longitudinal e compreende a partir do interior e para o exterior de uma carcaça formada por enrolamentos de metal com interstícios entre enrolamentos vizinhos, pelo menos, uma fita de cobertura e uma bainha de vedação interior de um polímero extrusado sobre a fíta de cobertura. A fita de cobertura é enrolada de modo helicoidal com uma direção de enrolamento que define uma direção do comprimento da fita e uma direção da largura da fita perpendicular à direção do comprimento da fíta. A fita de cobertura compreende fios com filamentos longitudinais contínuos (fios de urdidura) arranjados na direção do comprimento da fita da fíta de cobertura. A fíta de cobertura tem uma espessura de direção perpendicular à direção do comprimento da fita e a direção da largura da fíta. Os fios de urdidura tem uma espessura determinada na direção da espessura da fíta de cobertura de cerca de 100 pm ou menos. Para melhores resultados é desejado que os fíos de urdidura sejam ainda mais fino, tais como de cerca de pm ou menos, tal como de cerca de 3 a cerca de 30 pm, mais de preferência de cerca de 5 a cerca de 25 pm.
[0029] Geralmente, é desejado que os fios de urdidura mais finos são, os fios de urdidura fornecidos por unidade de largura da fita de cobertura.
[0030] Numa forma de realização dos fios de urdidura tem uma aspereza de cerca de 500 tex (g/km) ou menos, tal como de cerca de 300 tex ou menos, tal como de cerca de 25 tex a cerca de 200 tex, de preferência de cerca de 50 tex a cerca de 150 tex. A aspereza é uma função da espessura e do material (s) dos fios da urdidura.
[0031] Os fios de urdidura vantajosamente compreendem ou consistem de feixes torcidos de filamentos opcionalmente impregnados com uma resina. Ao utilizar ainda filamentos mais finos para fornecer os fíos da urdidura, o risco de formação do entalhe na bainha de vedação interior é ainda mais reduzido.
[0032] Numa forma de realização os fios de urdidura compreendem ou consistem de feixes de não torcidos de filamentos opcionalmente impregnada com uma resina.
[0033] Quando os fios de urdidura compreendem ou consistem de feixes de filamentos é altamente vantajoso que os fios de urdidura sejam impregnados com uma resina uma vez que estes tem mostrado reduzir ainda mais o risco de formação do entalhe na bainha de vedação interior.
[0034] Os fios da urdidura vantajosamente compreendem filamentos com uma espessura de cerca de 1 para cerca de 30 pm, de preferência de cerca de 5 a cerca de 25 pm.
[0035] Numa forma de realização os fios de urdidura compreendem filamentos com uma grossura de cerca de 200 tex ou menos, tais como desde cerca de 10 cerca de texto 180 tex, de preferência entre cerca de 50 tex e cerca de 150 tex.
[0036] Em princípio qualquer tipo de fibras e/ou filamentos, bem como combinações de filamentos podem ser usados para formar os fios de urdidura.
[0037] Os exemplos de filamentos apropriados incluem filamentos de carbono, filamentos de vidro, filamentos de basalto, filamentos de polímero e combinações dos mesmos.
[0038] Numa forma de realização os fios de urdidura compreendem filamentos de polímero termorrígidos, tal como epóxi, poliéster, vinil éster, poliuretano, fenólica e suas misturas.
[0039] Foi verificado que quando os fios de urdidura compreendem filamentos termoplásticos qualquer risco de formação do entalhe na bainha de vedação interior é ainda mais reduzida.
[0040] Portanto, numa forma de realização preferida, os fios de urdidura compreendem polímero termoplástico, tal como filamentos de aramida, filamentos de polipropileno, filamentos de polietileno, filamentos de policarbonato, filamentos de poliéster termoplástico e suas misturas. Vantajosamente, o polímero termoplástico tem uma temperatura de fusão de pelo menos cerca de 150°C, tal de pelo menos cerca de 200°C. Deste modo, os filamentos de polímero termoplástico não fundem totalmente quando a bainha de vedação interior é extrusado sobre a fita de cobertura.
[0041] Para proporcionar uma boa resistência da fita de cobertura os fios da urdidura são vantajosamente tecidos com cruzamento de fios de trama. Em princípio o cruzamento dos fíos de trama podem ter qualquer ângulo em relação aos fíos de urdidura. Vantajosamente, os fíos de trama são arranjados numa formação relativamente reta e paralela. Para proporcionar uma fita de cobertura que pode ser enrolada sem deformação indesejada da largura, os fios de trama são vantajosamente arranjados com um ângulo de cerca de 35 graus e cerca de 165 graus para os fios de urdidura.
[0042] Numa forma de realização preferida, os fíos de trama são substancialmente perpendiculares aos fios da urdidura.
[0043] A tecelagem pode ser fornecida de preferência com o menor número de cruzamentos entre os fios de urdidura e fíos de trama quanto possível. Vantajosamente, cada fio de trama cruza cada fío de trama apenas uma vez. Deste modo, a espessura total da fita de cobertura pode ser mantida muito baixa, enquanto, simultaneamente, proporcionando uma resistência suficiente.
[0044] Vantajosamente, os fios de trama são fios de trama contínua. É geralmente desejável que os fios de trama possuam uma espessura semelhante a ou mais fina do que os fios de urdidura. Numa forma de realização os fios de trama têm uma espessura determinada na direção da espessura da fita de cobertura de 100 pm ou menos, tal como de cerca de 50 pm ou menos, tal como de cerca de 3 a cerca de 30 pm, preferencial mente desde cerca de 5 a cerca de 25 pm.
[0045] Vantajosamente, os fios de trama compreendem filamentos com uma espessura de cerca de 1 a cerca de 30 pm, de preferência de cerca de 5 a cerca de 25 pm.
[0046] Numa forma de realização, os fios de trama compreendem filamentos com uma grossura de cerca de 500 tex (g/km) ou menos, tal como cerca de 300 tex ou menos, tal como a partir de 5 a cerca de 25 tex a cerca de 200 tex, de preferência de cerca de 50 tex a cerca de 150 tex.
[0047] Os fios de trama podem ser de qualquer tipo de material ou materiais, por exemplo, como os materiais de fibras e filamentos mencionados para os fios de urdidura acima.
[0048] Numa forma de realização os fios de trama e os fios de urdidura são do mesmo material ou de combinação de material.
[0049] Numa forma de realização os fios de trama são de um material diferente ou combinação de material em relação aos fios de urdidura.
[0050] Numa forma de realização os fios de urdidura tem uma grossura que é pelo menos tão elevado como a grossura dos fios de trama, de preferência os fios de urdidura tem uma grossura que é maior do que a grossura dos fios de trama, tais como pelo menos cerca de 10 tex mais elevado do que a grossura dos fios de trama, tais como pelo menos cerca de 25 tex mais elevado do que a grossura dos fios de trama, tais como, pelo menos, cerca de 50 tex mais elevado do que a grossura dos fíos de trama.
[0051] Foi verificado que a resistência da fita de cobertura na sua direção da largura vantajosamente não deve ser demasiado elevada em relação à resistência da fíta de cobertura na sua direção do comprimento. Deste modo, o risco de fomiação de fendas na bainha de vedação interior ao longo das bordas da fita de cobertura devido ao enrolamento apertado da fita de cobertura é mantido relativamente baixo. A razão da resistência da largura para o comprimento pode, por exemplo, ser fornecida pelo seleção do número de fios de urdidura e fios de trama.
[0052] O número de fios de urdidura e o número de fios de trama são aqui determinados por 5 cm2 da fita de cobertura (determinado como 5 cm da direção do comprimento X 5 cm na direção da largura).
[0053] Numa forma de realização o número de fios da urdidura é maior do que o número de fios de trama. De preferência, o número de fios de urdidura é de pelo menos cerca de duas vezes o número de fios de trama. Ainda mais preferivelmente, o número de fios de trama é de pelo menos cerca de três vezes o número de fios de urdidura.
[0054] Numa forma de realização o número de fios de urdidura é de cerca de 20 a cerca de 100 e o número de fios de trama é de cerca de 5 a cerca de 50. De preferência, o número de fios de urdidura é de cerca de 30 a cerca de 75 e o número de fios de trama é desde cerca de 10 a cerca de 30.
[0055] Foi verificado ser altamente vantajoso impregnar os fios de urdidura e/ou os fios de trama. Ao utilizar os fios impregnados de urdidura e/ou fios de trama o arranjo dos fios de urdidura e os fios de trama podem ser mantidos muito estáveis e qualquer risco de fios saindo da estrutura da fita de cobertura é mantido muito baixo enquanto a passagem dos fios de trama e fios de urdidura pode ser mantida simultaneamente a um mínimo.
[0056] Quando se utiliza uma resina termoplástica essa impregnação pode de uma maneira simples fazer com que os fios de trama e os fios de urdidura colar junto na sua estrutura de tecelagem por simples aquecimento da fita de cobertura após a tecelagem.
[0057] Vantajosamente, os fios de urdidura e/ou os fios de trama são, por conseguinte, 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 resinas termoplásticas.
[0058] Numa forma de realização preferida, a resina termoplástica impregnando os fios de urdidura e/ou os fios de trama tem um ponto de fusão que é inferior do que um ponto de fusão dos fios de urdidura e dos fios de trama. Mais preferencialmente, a resina termoplástica impregnando os fios de urdidura e/ou os fios de trama tem um ponto de fusão que é inferior a qualquer ponto de fusão de qualquer um dos fios de urdidura e dos fios de trama. Vantajosamente, a fita de cobertura foi submetida a um tratamento térmico compreendendo o amolecimento da resina termoplástica sem fundir quaisquer fios de trama ou fios de urdidura. O amolecimento da resina termoplástica é vantajosamente suficiente para fazer com que os fios de trama e os fios de urdidura de colarem juntos onde se cruzam na sua estrutura de tecelagem.
[0059] Numa forma de realização da resina termoplástica impregnando os fios da urdidura e/ou os fios de trama tem um ponto de fusão de cerca de 200°C ou menos, tais como de cerca de 180°C ou menos.
[0060] Numa forma de realização os fios de urdidura e/ou os fios de trama são impregnados com uma resina termoplástica e sendo totalmente revestidos com a resina termoplástica. Esta é a maneira mais simples de prever que os fios de trama e os fios da urdidura podem ficar juntos onde eles estão cruzando em sua estrutura de tecelagem.
[0061] Os fios de trama e os fios de urdidura são vantajosamente revestidos com resina termoplástica antes da tecelagem da fita de cobertura.
[0062] Vantajosamente, os fios de urdidura e os fios de trama são de material (ais) idêntico (s), de preferência os fios de urdidura e os fios de trama são substancialmente idênticos.
[0063] Numa forma de realização os fios de urdidura e os fios de trama são de poliéster e/ou basalto e os fios de urdidura e/ou os fios de trama são impregnados com cloreto de polivinila.
[0064] Em uma forma de realização a fita de cobertura tem uma resistência à tração longitudinal, na sua direção do comprimento e uma resistência à tração na largura em direção da sua largura, em que a sua resistência à tração longitudinal é maior do que a resistência à tração na largura. Deste modo, o risco de formação de fendas na bainha de vedação interior ao longo das bordas da fita de cobertura devido ao enrolamento apertado da fita de cobertura é mantido muito baixo.
[0065] De preferência, a resistência à tração longitudinal é de pelo menos cerca de 10% maior do que a sua resistência à tração na largura, tal como pelo menos cerca de 50% superior, tal como pelo menos 100% superior, tal como de cerca de 200% a cerca de 800% maior do que a sua resistência à tração na largura.
[0066] Numa forma de realização a resistência à tração longitudinal é pelo menos cerca de 500 N/5 cm, tal como pelo menos cerca de 1000 N/5 cm, de preferência, a resistência à tração longitudinal é de cerca de 1500 a cerca de 5000 N/5 cm.
[0067] Em uma forma de realização da resistência à tração na largura é de até cerca de 2500 N/5 cm, tal como até cerca de 2000 N/5 cm, tal como é a partir de cerca de 50 a cerca de 1500 N/5 cm.
[0068] Em uma forma de realização a fita de cobertura é impregnada com uma resina, tal como uma resina termoplástica depois de ter sido tecida.
[0069] Vantajosamente, a fita de cobertura tem uma espessura igual ou inferior a 0,5 mm. Mais de preferência a fita de cobertura é ainda mais fina, por exemplo, cerca de 0,2 mm ou menos, de preferência até cerca de 0,1 mm.
[0070] A fita de cobertura pode ter qualquer largura. Para um manuseamento simples no processo de bobinagem a largura da fita de cobertura, vantajosamente, não deve exceder cerca de 200 cm. Também é desejável que a largura da fita de cobertura não seja demasiadamente pequena e de preferência não menos do que cerca de 3 cm. Vantajosamente, a fita de cobertura tem uma largura de cerca de 5 cm a cerca de 150 cm, tal como de cerca de 10 cm a cerca de 100 cm, tal como de cerca de 20 a cerca de 75 cm.
[0071] A fita de cobertura pode em princípio ser enrolada em cima da carcaça, com algum grau de enrolamento. No entanto, foi verificado que um grau muito baixo de enrolamento pode complicar o processo de enrolamento e resultar em indesejáveis pregas da fita de cobertura que por sua vez pode afetar negativamente a formação de entalhes na bainha de vedação interior extrusada sobre a fita de cobertura.
[0072] Vantajosamente, a fita de cobertura é enrolada de modo helicoidal com um ângulo em relação ao eixo geométrico longitudinal do tubo de cerca de 40 graus ou mais, tal como de cerca de 45 graus ou mais, tal como de cerca de 50 graus ou mais.
[0073] Para melhores resultados, é desejado aplicar a fita de cobertura de tal modo que a carcaça é coberta com uma pluralidade de camadas de fita de cobertura.
[0074] Portanto, numa forma de realização o tubo compreende uma pluralidade de fitas de cobertura enrolada cada uma sobre a outra entre a carcaça e a bainha de vedação interior, tal como de preferência 3, 4 ou 5 fitas de cobertura.
[0075] A fita ou fitas de cobertura são vantajosamente enroladas com uma sobreposição tal como a partir de cerca de 5% a largura a cerca de 90% em largura de sobreposição. De preferência, a sobreposição de enrolamento é de cerca de 20% de largura a cerca de 60% de largura, mais preferivelmente de cerca de 30% a largura a cerca de 50% de largura.
[0076] A carcaça pode em princípio ser qualquer tipo de carcaça normalmente usada em tubo flexível não unido, por exemplo, conforme descrito em "Prática recomendada para tubo flexível", ANSI/API 17 B, quarta edição, julho de 2008, e com a norma "Especificação para tubo flexível sem ligação", ANSI/API 17J, terceira edição, julho de 2008.
[0077] De um modo vantajoso, a carcaça é feita a partir de tiras de aço enroladas em forma helicoidal, dobradas e entrelaçadas.
[0078] Numa forma de realização, a carcaça é feita de fios de aço perfilados em forma helicoidal, opcionalmente entrelaçados com tiras dobradas de aço.
[0079] A bainha de vedação interior é, por exemplo, como a bainha de vedação interior descrita na "Prática recomendada para tubo flexível", ANSI/ API 17 B, quarta edição, julho de 2008, e com a norma "Especificação para tubo flexível sem ligação", ANSI/API 17J, terceira edição, julho de 2008.
[0080] Em uma forma de realização a bainha de vedação interior está na forma de uma camada extrusada que compreende ou consiste de fluoreto de polivinilideno (PVDF) (copolímero ou monopolímero), polietileno (PS) (opcionalmente com ligações cruzadas) e/ou poliamida (PA 6, PA 11 ou PA 12).
[0081] A presente invenção é em particular vantajosa quando a bainha vedação interior compreende ou consiste de um polímero contendo farinha uma vez que tais materiais geralmente são relativos a entalhe sensível.
[0082] Em uma forma de realização a bainha de vedação interior está na forma de uma camada extrusada compreendendo ou consistindo de um polímero contendo farinha tal como alcoxietileno fluorado (PFA), politetrafluoretileno (PTFE), fluoreto de polivinilideno (PVDF) ou suas misturas.
[0083] O tubo flexível pode incluir uma ou mais camadas adicionais tais como camadas de tubos flexíveis conhecidos da técnica anterior e/ou descritos em "Recommended Practice for Flexible Pipe", ANSI/API 17 B, quarta edição, julho de 2008, e com a norma "Specification for Unbonded Flexible Pipe", ANSI/API 17J, terceira edição, julho de 2008.
[0084] O tubo flexível da invenção pode, consequentemente, ser combinado com quaisquer camadas adicionais selecionadas de entre as camadas de tubos flexíveis descritas em qualquer um dos documentos da técnica anterior GB 1404 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 WO 2008077409, WO 2011079845, WO 2011072690.
[0085] Numa forma de realização o tubo flexível é um tubo não unido, o tubo flexível de preferência, compreende duas ou mais camadas de blindagem exteriores, de preferência que compreende pelo menos uma camada de blindagem de pressão e pelo menos uma camada de blindagem de tração, de preferência, uma camada antidesgaste ou camadas são aplicadas entre as camadas de blindagem exteriores. Tais camadas são descritas nas publicações da técnica anterior acima mencionadas.
[0086] Essa camada ou camadas de blindagem exterior, podem, por exemplo, compreender um ou mais dos materiais selecionados de entre metais ou polímeros reforçados com fibra ou ambos metal e polímero reforçado com fibra, por exemplo, qualquer um dos materiais descritos acima.
[0087] Essa camada ou camadas de blindagem exterior podem ser de preferência sob a forma de perfis de forma helicoidal enrolada e/ou tiras dobradas tal como descrito nas publicações da técnica anterior acima.
[0088] Numa forma de realização tal camada ou camadas de blindagem exterior é/são sob a forma de perfis de forma helicoidal enrolados e/ou tiras dobradas.
[0089] Numa forma de realização o tubo flexível compreende uma bainha exterior. A bainha exterior pode ser de preferência impermeável aos líquidos. O revestimento exterior pode ser, por exemplo, uma bainha polimérica. Tal bainha exterior é descrita nas publicações da técnica anterior acima mencionadas.
[0090] Numa forma de realização o tubo flexível compreende uma ou mais camadas adicionais de polímero e/ou camadas de metal tais como uma ou mais camadas de isolamento térmico, e um ou mais películas e/ou camadas de papel de alumínio. Tais camadas são descritas nas publicações da técnica anterior acima mencionadas.
[0091] Numa forma de realização o tubo flexível da invenção compreende um sensor, por exemplo, tal como descrito em qualquer uma das US 7.024.941, WO 2008077410, WO 2012062328, WO 2009106078 e WO 2011042023.
[0092] Todas as características da invenção incluindo as faixas e as faixas preferidas podem ser combinadas de várias maneiras dentro do âmbito da invenção, a menos que existam razões específicas para não combinar tais características.
[0093] Um âmbito adicional de aplicabilidade da presente invenção irá se tornar evidente a partir da descrição detalhada dada daqui em diante. No entanto, deve ser entendido que a descrição detalhada e os exemplos específicos, embora indicando formas de realização preferidas da invenção, são dados a título de ilustração apenas, uma vez que várias alterações e modificações dentro do espírito e âmbito da invenção se tomarão evidentes para os peritos na técnica a partir desta descrição detalhada.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS E EXEMPLOS
[0094] A invenção será explicada mais completamente abaixo em conexão com uma forma de realização preferida e com referência aos desenhos, nos quais: a Figura 1 é uma vista lateral esquemática de um tubo flexível não unido da presente invenção. a Figura 2 é uma vista lateral esquemática de um outro tubo flexível não unido da invenção.
[0095] As figuras são esquemáticas e simplificadas para maior clareza e que mostram apenas detalhes que são essenciais para a compreensão da invenção, enquanto outros detalhes são deixados de fora. Ao longo dos mesmos numerais de referência são utilizados para partes idênticas ou correspondentes.
[0096] O tubo flexível representado na Figura 1 compreende de dentro para fora de uma carcaça 2, uma fita de cobertura 3 de forma helicoidal, uma bainha de vedação interior 5, uma camada de armadura de pressão 4, duas camadas de armadura de tração 7A, 7B enroladas transversalmente e uma bainha exterior 1.
[0097] Considerando que o tubo flexível não unido da presente invenção deve ter a carcaça 2, a fita de cobertura enrolada de modo helicoidal 3 e a bainha de vedação interior 5, as camadas no lado exterior da bainha de vedação interior 5 não são necessariamente exigidas e uma ou mais destas camadas podem ser omitidas. Da mesma forma o tubo flexível não unido pode ter outras camadas, como descrito acima.
[0098] A bainha de vedação interior 5 é vantajosamente de polietileno (HDPE), polietileno reticulado (PEX), difluoreto de polivinila (PVDF) ou poliamida (PA) e tem a finalidade de impedir a saída de fluido transferido no furo do tubo, indicado com a seta. A carcaça 2 é normalmente de metal e tem o principal objetivo de reforçar o tubo contra o colapsar. A carcaça 6 não é à prova de líquido. A fita de cobertura 3 é enrolada de modo helicoidal, conforme descrito acima. Como mostrado a fita de cobertura 3 enrolada de modo helicoidal é enrolada de modo helicoidal com um relativamente baixo ângulo de enrolamento para o eixo geométrico longitudinal do tubo flexível não unido, tal como indicado com o número de referência 6.
[0099] A camada de proteção 4 de pressão é muitas vezes de elemento (s) de armadura enrolada de modo helicoidal de material ou combinações de metal ou compósito, o qual é enrolada com um ângulo para o eixo do tubo de cerca de 65 graus ou mais, por exemplo, cerca de 85 graus. A camada de armadura de pressão 4 não é à prova de líquido.
[00100] As camadas armadura de tração 7a, 7b enroladas transversalmente são enroladas a partir de elementos de armadura alongados. As duas camadas de armadura com direções de enrolamento opostas são normalmente ditas como sendo enroladas transversalmente. A bainha exterior pode ser uma bainha de vedação exterior a prova de líquidos para proteger a camada de armadura mecanicamente e proteger contra a entrada de água do mar ou pode ser uma bainha exterior permeável aos líquidos simplesmente fornecendo proteção mecânica. Quando a bainha exterior 1 é permeável aos líquidos muitas vezes é desejado que o tubo flexível não unido compreende uma bainha de vedação intermédia cobrindo a camada de armadura de pressão 4, em especial quando a camada de armadura de pressão 4 é, ou compreende, de metal. O tubo flexível não unido compreende vantajosamente camadas antifricção entre as camadas de armadura 4, 7a, 7b. As camadas antifricção não são geralmente à prova de líquidos e pode ser, por exemplo, sob a forma de uma fita enrolada.
[00101] Figura 2 mostra uma variação do tubo flexível blindado mostrado na Figura 1 que compreende de dentro para fora uma carcaça 12, uma fita de cobertura de forma helicoidal 13, uma bainha de vedação interior 15, uma camada de armadura de pressão 14, duas camadas de armadura de tração 17a, 17b enroladas transversalmente e uma bainha exterior 11. A fita de cobertura 13 de forma helicoidal é enrolada de modo helicoidal com um ângulo de enrolamento relativamente alto para o eixo geométrico longitudinal do tubo flexível não unido, tal como indicado com a referência de número 16. Exemplos Exemplo 1
[00102] É preparado um tubo flexível não unido com um diâmetro interior de cerca de 20 cm e que compreende uma pluralidade de camadas. As camadas do tubo flexível não unido são como mostrado na tabela 1 na ordem listada a partir do interior para fora do tubo flexível não unido.
Figure img0001
Tabela 1
Exemplo 2
[00103] Como no exemplo 1, mas em que a camada de cobertura é fornecida por quatro camadas de fitas de cobertura enroladas de modo helicoidal (grau de enrolamento é de 40; sobreposição é de 25 cm), com uma largura de 50 cm e uma espessura de 0,09 mm. As fitas de cobertura compreendem fios da urdidura e fios de trama de filamentos de poliéster termorrígido impregnados com poliéster termoplástico. Os fios de trama tem um ângulo de 75 graus aos fios de urdidura.
Exemplo 3
[00104] Como no exemplo 1, mas em que a camada de cobertura é fornecida por quatro camadas de fitas de cobertura enroladas de modo helicoidal (grau de enrolamento é de 50; sobreposição é de 20 cm), com uma largura de 50 cm e uma espessura de 0,08 mm. As fitas de cobertura compreendem fios de urdidura de filamentos de carbono impregnados com polipropileno e fios de trama de filamentos de aramida impregnados de polipropileno. Os fios de trama tem um ângulo de 45 graus aos fios de urdidura.
[00105] Algumas formas de realização preferidas foram mostradas anteriormente, mas deve ser salientado que a invenção não se limita a estas, mas pode ser concretizada de outras formas dentro do objeto definido nas reivindicações seguintes.

Claims (15)

1. Tubo flexível não unido, tendo um eixo geométrico longitudinal e compreendendo a partir do interior para o exterior uma carcaça (2) formada por enrolamentos de metal com interstícios entre enrolamentos vizinhos, pelo menos uma fita de cobertura (3, 13) e uma bainha de vedação interior (5, 15) de um polímero extrudado sobre a fita de cobertura (3, 13), caracterizado pelo fato de que a fita de cobertura é enrolada de modo helicoidal com uma direção de enrolamento que define uma direção do comprimento da fita e uma direção da largura de fita perpendicular à direção do comprimento da fita, a fita de cobertura (3, 13) compreende fios com filamentos longitudinais contínuos (fios de urdidura) arranjados na direção do comprimento de fita da fita de cobertura, a fita de cobertura tem uma direção de espessura perpendicular à direção do comprimento da fita e a direção da largura da fita, os fios de urdidura têm uma espessura determinada na direção da espessura da fita de cobertura de 100 pm ou menos.
2. Tubo flexível não unido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os fios de urdidura têm uma grossura de 500 tex (g/km) ou menos, tal como de 300 tex ou menos, tal como de 25 tex a 200 tex, preferencialmente entre 50 tex a 150 tex.
3. Tubo flexível não unido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os fios de urdidura compreendem ou consistem de feixes de filamentos torcidos e/ou não torcidos opcionalmente impregnados com uma resina.
4. Tubo flexível não unido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os fios de urdidura compreendem filamentos com uma espessura de 1 a 30 pm, preferencialmente de 5 a 25 pm.
5. Tubo flexível não unido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os fios de urdidura são tecidos com fios de trama de passagem, preferencialmente arranjados com um ângulo de 35 graus e 165 graus para os fios de urdidura, com maior preferência os fios de trama são perpendiculares aos fios de urdidura.
6. Tubo flexível não unido de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os fios da trama são fios de trama contínua, preferencialmente com uma espessura determinada na direção da espessura da fita de cobertura de 100 pm ou menos, tal como de 50 pm ou menos, tal como de 3 a 30 pm, preferencialmentede 5 a 25 pm.
7. Tubo flexível não unido de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que os fios de trama compreendem filamentos com uma espessura de 1 a 30 pm, preferencialmente de 5 a 25 pm.
8. Tubo flexível não unido de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que os fios de trama compreendem filamentos com uma grossura de 500 tex (g/km) ou menos, tal como de 300 tex ou menos, tal como de 25 a 200 tex, preferencialmente de 50 a 150 tex.
9. Tubo flexível não unido de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de que os fios de urdidura tem uma grossura que é pelo menos tão alta como a grossura dos fios de trama, preferencialmente, os fios de urdidura têm uma grossura que é maior do que a grossura dos fios de trama, tais como, pelo menos, 10 tex mais elevado do que a grossura dos fios de trama, tais como, pelo menos, 25 tex mais elevado do que a grossura dos fios de trama, tal como pelo menos 50 tex mais elevado do que a grossura dos fios de trama.
10. Tubo flexível não unido de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, caracterizado pelo fato de que a fita de cobertura compreende por 5 cm2 (determinado como 5 cm na direção do comprimento x 5 cm na direção da largura) um número de fios de urdidura e um número de fios de trama, em que o número de fios da urdidura é maior do que o número de fios de trama, preferencialmente, o número de fios de urdidura é de pelo menos duas vezes o número de fios de trama, mais preferencialmente, o número de fios de urdidura é de pelo menos de três vezes o número de fios de trama.
11. Tubo flexível não unido de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 10, caracterizado pelo fato de que as fitas de cobertura compreendem por 5 cm2 (determinado como 5 cm na direção do comprimento X 5 cm na direção da largura) um número de fios de urdidura e um número de fios de trama, em que o número de fios de urdidura é de 20 a 100 e o número de fios de trama é de 5 a 50, preferencialmente, o número de fios de urdidura é de 30 a 75 e o número de fios de trama é de 10 a 30.
12. Tubo flexível não unido de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 11, caracterizado pelo fato de que a fita de cobertura tem uma resistência à tração longitudinal na sua direção do comprimento e uma resistência à tração na largura na sua direção da largura, em que a sua resistência à tração longitudinal é maior do que a resistência à tração na largura, preferencialmente, a resistência à tração longitudinal é de pelo menos 10% maior do que a sua resistência à tração na largura, tal como, pelo menos, 50% mais elevada, tal como, pelo menos, 100% mais elevada, tal como de 200% a 800% maior do que a sua resistência à tração na largura, preferencialmente, a resistência à tração longitudinal é pelo menos 500 N/5 cm, tal como, pelo menos, 1000 N/5 cm, preferencialmente a resistência à tração longitudinal é de 1500 a 5000 N/5 cm, e, preferencialmente, a resistência à tração na largura é até 2500 N/5 cm, tal como até 2000 N/5 cm, tal como é a partir de 50 a 1500 N/5 cm.
13. Tubo flexível não unido de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 12, caracterizado pelo fato de que os fios de urdidura e os fios de trama são de material(ais) idêntico(s), preferencialmente, os fios de urdidura e os fios de trama são idênticos.
14. Tubo flexível não unido de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 13, caracterizado pelo fato de que os fios de urdidura e os fios de trama são de poliéster e/ou basalto e os fios de urdidura e/ou os fios de trama são impregnados com cloreto de polivinila.
15. Tubo flexível não unido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fita de cobertura é em forma helicoidal enrolada com um ângulo em relação ao eixo geométrico longitudinal do tubo de 40 graus ou mais, tal como de 45 graus ou mais, tal como de 50 graus ou mais, preferencialmente, o tubo compreende uma pluralidade de fitas de cobertura enroladas sobre cada outra entre a carcaça e a bainha de vedação interior, tal como preferencialmente 3, 4 ou 5 fitas de cobertura.
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