BR112015011715B1

BR112015011715B1 - método para produzir conduto tubular e dispositivo para implementar o mesmo

Info

Publication number: BR112015011715B1
Application number: BR112015011715-5A
Authority: BR
Inventors: Mickael Melot
Original assignee: Technip France
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2013-11-14
Publication date: 2021-04-20
Also published as: BR112015011715A2; DK2931506T3; EP2931506B1; US9896800B2; FR2999269A1; FR2999269B1; MY173803A; US20150308043A1; WO2014091100A1; EP2931506A1

Abstract

MÉTODO PARA PRODUZIR UM TUBO SUBMARINO E DISPOSITIVO PARA IMPLEMENTAR O MESMO. A invenção refere-se a um método para produzir um tubo submarino, incluindo uma etapa de montar uma estrutura de elementos periféricos metálicos (3A, 3B, 3C) enrolada em uma configuração S-Z, em torno de um núcleo flexível central (1), que é acionado em movimento ao longo de seu eixo geométrico longitudinal . De acordo com a invenção: um sensor indutivo (12) é provido, que é adaptado para girar em torno do núcleo flexível central (1), em uma maneira sincronizada com seu movimento longitudinal, a fim de varrer a periferia oposta e na imediata proximidade dos elementos periféricos enrolados em torno do núcleo, durante a etapa de montagem ; o sensor (12) é usado para adquirir sinais de mediação (S), cuja amplitude varia de acordo com se ou não o sensor (12) é localizado oposto a um elemento periférico durante a rotação do sensor (12); ditos sinais de medição são usados para controlar o posicionamento de ditos elementos periféricos montados.

Description

[0001] A presente invenção refere-se ao campo de produzir condutos, notavelmente destinados à indústria de óleo offshore, e refere-se, em particular, a um método de produzir um conduto do tipo compreendendo uma etapa de montar uma estrutura de elementos periféricos enrolados em uma configuração S-Z em torno de um núcleo flexível central, acionada em movimento ao longo de seu eixo longitudinal.

[0002] Os elementos montados em torno do núcleo flexível central na configura S- Z pode ser de diversos tipos, em função do tipo pretendido de conduto: cabos elétricos, canos hidráulicos, junta de isolamento térmico, tubos de aço, fibras ópticas etc.

[0003] O método de montar tais elementos periféricos em torno do núcleo flexível central do tipo em uma configuração S-Z é bem conhecido e requer periodicamente inverter a direção de aplicar os elementos periféricos em torno do núcleo central. Assim, este método de montagem combina enrolamento helicoidal em uma primeira direção, com enrolamento na direção oposta, o oposto ao método de montar helicoidal padrão, em que os elementos são aplicados helicoidalmente em torno do núcleo central em somente uma direção.

[0004] Aplicar os elementos periféricos em uma configuração S-Z produz o melhor compromisso entre forças de tração/compressão resistindo à resistência mecânica, resistência de fadiga, custo de produção e o tamanho total do dispositivo de montagem, em comparação com elementos periféricos de montagem enrolados helicoidalmente. Entretanto, a realização de tal montagem é relativamente complexa e requer vigilância com respeito ao correto posicionamento dos elementos periféricos montados desta maneira. De fato, se a aplicação S-Z dos elementos periféricos não for realizada corretamente, isto pode resultar em avaria mecânica dentro da estrutura tubular. Em particular, se o conduto for submetido a forças de tração e/ou compressão, quando usado em serviço, os elementos periféricos podem empenar e, portanto, resultar em perda da integridade física do conduto.

[0005] A este respeito, o ponto de inversão, que define a posição em que a direção de rotação dos elementos periféricos é mudada, constitui uma zona particularmente crítica e sensível, quando se montando os elementos periféricos.

[0006] Também a montagem dos elementos periféricos em torno do núcleo na configuração S-Z é imediatamente seguida pela aplicação de fitas adesivas de retenção, que imobilizam a unidade a fim de evitar qualquer destorcimento dos elementos periféricos na direção inversa. Agora, a força adesiva das fitas de retenção pode ser afetada pela temperatura no local onde o conduto é produzido, em particular em baixas temperaturas da ordem de alguns graus Celsius ou, contrariamente, em faixas de alta temperatura, em torno de 35oC, com a consequência problemática de não ser capaz de reter a apropriada posição dos elementos periféricos na configuração S-Z.

[0007] Dadas as restrições explicadas acima, ligadas à montagem S-Z, que são prováveis de causar problemas de integridade física para os condutos envolvidos, é, portanto, aconselhável controlar o posicionamento correto destes elementos durante a produção do conduto e, para sermos mais específicos, após a etapa de montagem dos elementos periféricos na configuração S-Z.

[0008] Até agora, a verificação em produção foi realizada manualmente por um operário. Um exemplo dos vários tipos conhecidos de controle manual, durante a montagem da estrutura incluindo elementos periféricos em uma configuração S-Z, é ter-se um controle de operário visualmente do valor do ângulo de hélice, isto é, o ângulo entre o elemento sendo verificado e a geratriz do conduto. O operário utiliza para isto um instrumento de calibração, tomando a forma de um suporte de material transparente, em que é definida uma faixa de tolerância para o ângulo de hélice, correspondendo a valores aceitáveis do ângulo em relação a um eixo horizontal marcado no suporte, e destinado a ser superposto na geratriz marcada no núcleo flexível. Uma vez o eixo horizontal do suporte tenha sido superposto sobre a geratriz, o operário então verifica se o ângulo de hélice dos elementos sendo verificados situa- se dentro da faixa de tolerância, a medição empregando o instrumento de calibração sendo empregado no semi-passo da hélice. Entretanto, este método de controle é insatisfatório, pelo fato de que o diagnóstico resultante depende grandemente da acuidade visual dos operários e sua capacidade de manter um elevado nível de concentração durante o tempo, bem como da qualidade dos instrumentos de medição, tornados disponíveis para eles. Também, em função destas condições, erros podem ocorrer na ocasião das várias leituras, fazendo com que a produção do conduto fracasse e, como resultado, resultando na produção de um novo conduto. Além disso, é também necessário parar a linha de produção regularmente, a fim de o operário poder verificar se os dados lidos, de fato, são consistentes com o conduto atualmente sendo produzido. Este método de controle é, portanto, relativamente inconfiável e é de instalação tanto demorada como dispendiosa.

[0009] Contra esta prática, um objetivo da presente invenção é propor um método de produzir um conduto submarino tubular do tipo acima mencionado, livre das limitações referidas acima e que, em particular, torne possível melhorar a confiabilidade da verificação do posicionamento correto dos elementos periféricos montados, de acordo com uma configuração S-Z, durante a produção do conduto, a fim de garantir a integridade do conduto.

[0010] A invenção atinge seu objetivo propondo-se um método para produzir um conduto tubular notavelmente destinado para o transporte de hidrocarbonetos vindos de um poço submarino, compreendendo uma etapa de montar uma estrutura de elementos periféricos metálicos, em que ditos elementos periféricos metálicos são enrolados em uma configuração S-Z, próximo de um núcleo flexível central, que é acionado em movimento ao longo de seu eixo longitudinal, caracterizado pelo fato de que compreende a seguintes etapas: - prover pelo menos um sensor indutivo, adaptado para girar em torno de dito núcleo flexível central em uma maneira sincronizada com o movimento longitudinal de dito núcleo flexível central, de modo que pelo menos um sensor varra a periferia de dito núcleo flexível central oposto e na imediata proximidade de ditos elementos periféricos enrolados em torno de dito núcleo flexível central durante a etapa de montagem; - usar dito pelo menos um sensor para adquirir sinais de medição, cuja amplitude varia de acordo com se ou não dito pelo menos um sensor é localizado oposto a um elemento periférico enrolado em torno de dito núcleo, durante a rotação de dito pelo menos um sensor em torno de dito núcleo flexível central; - usar ditos sinais de medição adquiridos para controlar o posicionamento de ditos elementos periféricos montados.

[0011] Aspectos preferidos, mas não limitantes, do método de acordo com a presente invenção são como seguem: - dita etapa de montagem é seguida por uma etapa de aplicar uma fita adesiva de retenção em torno de ditos elementos periféricos montados em torno de dito núcleo flexível central, dita etapa de aplicar dita fita adesiva empregando um dispositivo de enrolar-fita em que dito pelo menos um sensor é montado; - dados de posicionamento angular são adquiridos representativos do movimento de rotação de dito pelo menos um sensor indutivo em torno de dito núcleo flexível central e dados de posição linear são adquiridos, representativos do movimento longitudinal de dito núcleo flexível central, durante a etapa de montagem e ditos sinais de medição adquiridos são processados combinando-se ditos dados de posição angular adquiridos com ditos dados de posição linear adquiridos, para estabelecer uma representação dos respectivos perfis de aplicação de ditos elementos periféricos ao longo de dito núcleo flexível central, ditos perfis de aplicação sendo usados para controlar o posicionamento de ditos elementos periféricos montados; - parâmetros para controlar o enrolamento na configuração S-Z são determinados para um elemento periférico controlado, com base no perfil de aplicação estabelecido para dito elemento periférico controlado e a evolução de ditos parâmetros de controle é monitorada durante dita etapa de montagem, comparando- se ditos parâmetros de controle com os respectivos limites de tolerância predeterminados;- ditos parâmetros de controle compreendem o passo e/ou o ângulo de sobreposição e/ou o ângulo de hélice do enrolamento, na configuração S-Z, para dito elemento periférico controlado; - o método inclui uma etapa de acionar um alarme visual e/ou sonoro, se pelo menos um de ditos parâmetros de controle estiver defeituoso com respeito a ditos predeterminados limites de tolerância, e uma etapa de sinalizar dito pelo menos um parâmetro de controle de defeito; - ditos parâmetros de controle são renovados em cada rotação de dito pelo menos um sensor indutivo, em torno de dito núcleo flexível central;- múltiplos sensores indutivos são dispostos circunferencialmente com respeito a dito núcleo flexível central; - múltiplos sensores indutivos são dispostos longitudinalmente com respeito a dito núcleo flexível central.

[0012] A invenção refere-se ainda a um dispositivo para implementar o método de acordo com a invenção, compreendendo meios para mover um núcleo flexível central, ao longo de seu eixo longitudinal, de um carretel de transmissão em direção a uma estação de montagem, e meios para enrolar os elementos periféricos metálicos em uma configuração S-Z, próximo de dito núcleo flexível central de dita estação de montagem, dito dispositivo sendo caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de aquisição compreendendo pelo menos um sensor indutivo, adaptado para ser acionado em rotação com respeito a dito núcleo flexível central em uma maneira sincronizada, com o movimento longitudinal de dito núcleo flexível central, de modo que dito pelo menos um sensor varra a periferia de dito núcleo flexível central oposto e nas proximidades imediatas de ditos elementos periféricos montados com dito núcleo flexível central, e uma unidade de processamento acoplada a dita unidade de aquisição, compreendendo meios de processamento adaptado para controlar o posicionamento de ditos elementos periféricos em torno de dito núcleo flexível central, com base em sinais de medição adquiridos por dito pelo menos um sensor indutivo.

[0013] Aspectos preferidos, mas não-limitantes, do dispositivo da presente invenção são como seguem: - dito pelo menos um sensor indtivo é montado na extremidade de um braço de suporte articulado, fixado a uma placa de suporte de um dispositivo de enrolamento de fita disposto após dita estação de montagem, dita placa de suporte sendo adaptada para ser acionada em rotação nos arredores da periferia dedito núcleo flexível central montado com ditos elementos periféricos, para aplicar uma fita adesiva de retenção em torno de ditos elementos periféricos; - dito pelo menos um sensor é conectado a meios para condicionar os sinais de medição, cuja saída é conectada a uma interface de comunicação sem fio, possibilitando transferência de dados sem fio entre dita unidade de aquisição e dita unidade de processamento; - dita unidade de processamento compreendendo uma unidade de controle, comportando um console de controle equipado com um teclado de entrada e/ou programação, um ecrã e meios de sinalização e alarme.

[0014] Outros detalhes e vantagens da invenção emergirão de uma leitura da seguinte descrição de uma forma realização particular da invenção, dada por meio de ilustração não-limitante e com referência aos desenhos anexos, em que: - a figura 1 mostra diagramaticamente um dispositivo de montagem S-Z para implementar o método de acordo com a invenção; - a figura 2 mostra diagramaticamente em seção um exemplo de um conduto com uma estrutura incluindo elementos periféricos montados em torno do núcleo central do conduto em uma configuração S-Z; - a figura 3 mostra a forma de onda de um sinal de medição para o posicionamento dos vários elementos constituindo a estrutura mostrada na figura 2; - a figura 4 mostra um mapa 2D de dita estrutura estabelecida de acordo com a presente invenção.

[0015] O dispositivo mostrado diagramaticamente na figura 1 representa uma linha de produção projetada para a produção de diferentes tipos de condutos para produção de óleo em grandes profundidades, em particular, embora não exclusivamente, para a produção de condutos tipo feixe de produção integrada (IPB). Um conduto IPB tipicamente compreende um núcleo flexível central, cuja estrutura é bem conhecida por si e definida pelas normas API 17J e API RP 17B, emitidas pela American Petroleum Institute, em torno da qual outras camadas de elementos periféricos são empilhadas, de acordo com uma configuração S-Z, por exemplo, comportando canos hidráulicos, tubos de aço inoxidável, cabos elétricos e/ou ópticos e juntas de vedação e/ou de isolamento térmico. Este tipo de conduto, portanto, torna possível manter a temperatura do núcleo central, a fim de evitar a formação de tampões de hidrato quando a linha está parada, por exemplo. A drenagem dos gases e o monitoramento da temperatura da linha por meio de fibras ópticas são também tornados possíveis.

[0016] A Figura 1, portanto, mostra, por meio de exemplo, um núcleo flexível central 1 tendo um eixo longitudinal, armazenado em um carretel de transmissão 2 e destinado para a produção de um conduto tipo IPB. Uma estrutura, incluindo elementos periféricos metálicos, é destinada a ser enrolada porto do núcleo flexível central 1, de acordo com uma configuração S-Z, comportando, por exemplo, juntas de vedação ou tubos metálicos 3A, 3B, para instalar uma ou mais fibras ópticas e cabos elétricos 3C com blindagem metálica. Estes elementos periféricos são armazenados em carreteis 4A, 4B, 4C. Os elementos periféricos 3A, 3B, 3C são enrolados em uma configuração S-Z em torno do núcleo flexível central 1 em uma estação de montagem 5 no trajeto de movimento do núcleo flexível central 1, concedendo uma requerida configuração geométrica aos elementos periféricos montados em torno do núcleo.

[0017] Para este processo de montagem, o núcleo flexível central 1 é acionado em movimento axial do carretel de transmissão 2, em direção à estação de montagem 5, por um membro de tração 6 no lado a jusante da estação de montagem 5 e projetado para dar movimento em translação axial (movimento de avanço) para o núcleo flexível central 1. A operação de montagem dos elementos periféricos 3A, 3B, 3C no núcleo flexível central 1 acionado em movimento desta maneira ao longo de seu eixo longitudinal, em direção à estação de montagem 5, requer enrolar os elementos periféricos 3A, 3B, 3C para constituir uma estrutura montada em uma configuração S-Z, combinando enrolamento helicoidal em uma primeira direção “S” com enrolamento na direção oposta “Z”. Para este fim, os elementos periféricos 3A, 3B, 3C são guiados através de um guia estacionário 7 em direção a um dispositivo de inversão de direção 8, incluindo uma placa aplicadora rotativa imediatamente a montante da estação de montagem 5 e por meio da qual os elementos periféricos são primeiramente acionados com um movimento de rotação em torno do núcleo flexível central 1, na direção “S” e, em seguida, com um movimento de rotação na direção inversa “Z”. O movimento de avanço do núcleo flexível central 1, gerado por seu movimento longitudinal combinado com o movimento de rotação da placa 8, pra aplicar os elementos periféricos 3A, 3B, 3C em uma direção e então na outra, portanto, possibilita a montagem destes elementos de modo que se estendam em torno do núcleo flexível central 2 ao longo de um trajeto variando longitudinalmente em uma configuração S-Z.

[0018] Esta etapa de montagem da estrutura composta dos elementos periféricos, de acordo com uma configuração S-Z, realizada na estação de montagem 5, é seguida pela aplicação de uma fita adesiva de retenção em torno dos elementos periféricos 3A, 3B, 3C, montados em torno do núcleo flexível central 1, que imobiliza a montagem. Esta fita de retenção é aplicada por meio de um primeiro dispositivo de enrolamento de fita 9, disposto imediatamente após a estação de montagem 5 da linha de produção, e que é acionado em rotação de uma maneira sincronizada com o membro de tração a jusante 6. Por exemplo, cada revolução do dispositivo de enrolamento de fita corresponde a um avanço de 130 mm do núcleo flexível central. Um segundo dispositivo de enrolamento de fita 10 é preferivelmente colocado atrás do membro de tração 6, para aplicar uma segunda fita de retenção em torno da estrutura feita dos elementos periféricos e é também acionado em rotação de uma maneira sincronizada com o membro de tração 6. Finalmente, o núcleo flexível central 1, montado com os elementos periféricos na configuração S-Z, é alimentado a um carretel de enrolar 11.

[0019] O método de acordo com a invenção é, portanto, dirigido para controle automático em tempo real durante a etapa de montagem do posicionamento dos elementos periféricos, resultando da montagem destes elementos em uma configuração S-Z em torno do núcleo flexível central 1. Como mostrado na figura 2, o controle da estrutura de configuração S-Z desta maneira é baseado no rastreio dos elementos periféricos metálicos 3A, 3B, 3C (cabos e tubos) por meio de um sensor indutivo 12, adaptado para girar e torno da estrutura composta dos elementos periféricos na configuração S-Z, a fim de ser-se capaz de varrer a inteira estrutura oposta e na proximidade imediata dos elementos periféricos enrolados em torno do núcleo flexível central 1. A fim de ser-se capaz de controlar o total da estrutura S-Z do conduto, o sensor indutivo 12 é preferivelmente montado na extremidade de um braço de suporte articulado, fixado em uma placa de suporte rotativo do primeiro dispositivo de enrolamento de fita 9 ou do segundo dispositivo de enrolamento de fita 10. O dispositivo de enrolamento de fita (9; 10) sendo acionado em rotação de uma maneira sincronizada com o membro de tração 6, o sensor indutivo 12 do dispositivo de enrolamento de fita (9;10) é, portanto, acionado em rotação em torno da estrutura, de uma maneira sincronizada com o movimento longitudinal do núcleo flexível central 1. Como resultado, combinando-se o movimento de avanço do núcleo flexível central 1, na direção longitudinal, com o movimento de rotação do sensor indutivo 12, combinado com a rotação do dispositivo de enrolamento de fita (9; 10), é possível construir-se um mapa 2D da estrutura e, portanto, estabelecer uma representação de plano desenvolvido do trajeto dos elementos periféricos ao longo do núcleo flexível central 1.

[0020] Para fazer isto, o sensor 12 coopera com uma unidade de aquisição 13 do dispositivo de enrolamento de fita (9: 10) e compreendendo meio de condicionamento 14 conectado ao sensor 12, adaptado para receber e para condicionar os sinais de medição, supridos pelo sensor 12 e uma interface de comunicação sem fio 15, possibilitando transferência de dados sem fio entre a unidade de aquisição a bordo 13 e uma unidade de processamento remota 16, para controlar o posicionamento dos elementos periféricos em torno do núcleo flexível central, com base nos sinais de medição adquiridos pelo sensor indutivo 12. A interface de comunicação sem fio 15 consiste, por exemplo, de uma rádio interferência, possibilitando troca de informações com a unidade de processamento 16, via uma rede de área local sem fio padrão, por exemplo, uma rede Wifi, Zigbee ou Bluetooth.

[0021] Para sermos mais precisos, o sensor indutivo 12 é responsivo à presença de telas metálicas nas proximidades imediatas, capaz de perturbar o campo magnético emitido pelo sensor. Também a amplitude do sinal detectado pelo sensor 12 varia quando o sensor 12, acoplado ao dispositivo de enrolamento de fita (9; 10), gira, de acordo com se ou não está faceado um elemento periférico metálico da estrutura S-Z a ser controlado, por exemplo, um tubo para instalar uma fibra óptica ou um cabo elétrico. Para os elementos periféricos da estrutura S-Z serem detectados corretamente, a distância d do elemento periférico-sensor deve ser tão pequena quanto possível, sem que o sensor entre em contato com o conduto. Ela varia em função do tipo de sensor usado. A posição do sensor 12 é vantajosamente ajustada, de modo que esta distância d é menor do que 10 mm e preferivelmente igual a aproximadamente 1 mm.

[0022] A Figura 3, assim, mostra o sinal de medição S, adquirido pelo sensor 12, convertido na forma de um sinal elétrico, para uma completa revolução do sensor em torno da estrutura S-Z mostrada na figura 2. O sinal de medição compreende múltiplos picos de detecção, cada um correspondendo à detecção de um respectivo elemento periférico da estrutura S-Z durante varredura de 360o da estrutura pelo sensor. Os picos de detecção da figura 3 são numerados para corresponder aos números atribuídos aos cabos elétricos 3C da estrutura S-Z mostrada na figura 2. Os picos presentes no sinal entre os picos de detecção 5 e 6 e entre os picos de detecção 12 e 13 são, portanto, representativos da detecção dos tubos de instalação de fibra óptica 3A e 3B, respectivamente.

[0023] Os sinais de medição adquiridos desta maneira pelo sensor indutivo 12, durante aplicação dos elementos periféricos na estrutura S-Z, são transmitidos via a interface de comunicação sem fio 15 da unidade de aquisição 13 do dispositivo de enrolamento de fita (9; 10) para a unidade de processamento remota 16, que consiste de uma unidade de controle, preferivelmente comportando um console de controle 17, equipado com um teclado de entrada e/ou programação, um ecrã e meio de sinalização e alarme (luminoso e/ou sonoro). A unidade de controle 16 compreende ainda uma memória 18 para armazenar a amplitude dos sinais de medição adquiridos em cada revolução do sensor 12.

[0024] A unidade de controle 16 é também conectada a sensores codificadores angulares e lineares, instalados no dispositivo de enrolamento de fita (9; 10), para determinar, durante a aplicação da estrutura S-Z, a posição angular instantânea do sensor indutivo 12, ligada a seu movimento de rotação, e o comprimento do movimento longitudinal do núcleo flexível central 12, ligado a seu movimento de avanço, respectivamente. Estes dados de posição angular e linear, recebidos pela unidade de controle 16, são armazenados na memória 18 da unidade de controle, com os sinais de medição recebidos do sensor indutivo 12.

[0025] A unidade de controle 16 compreende ainda meio de processamento de dados 19, projetado para sincronizar os dados das posições linear e angular, recebidos com os sinais de medição adquiridos pelo sensor indutivo 12, e para processá-los a fim de construir o mapa 2D da estrutura S-Z mostrada na figura 4, descrevendo a posição angular detectada dos elementos periféricos da estrutura S-Z em torno do núcleo central 1, em função do comprimento do movimento longitudinal do núcleo central 1 (os pixeis sombreados correspondem à detecção dos elementos periféricos metálicos da estrutura e dos pixeis brancos, para detecção de partes não- metálicas). Os meios de processamento de dados 1 são ainda projetados para rastrear, em particular, um dos sinais presentes na representação do mapa 2D, durante o processo de montagem dos elementos periféricos, a fim de estabelecer uma representação do perfil de aplicação (curva S-Z) do elemento envolvido e, desse modo, obter acesso a diferentes parâmetros de controle de enrolamento, com base no perfil de aplicação estabelecido desta maneira. Por exemplo, os meios de processamento 19 possibilitam a identificação no mapa 2D do sinal característico vindo do tubo 3A ou 3B, para instalar uma fibra óptica, graças ao pico característico presente no sinal de medição do sensor entre os picos de detecção 5 e 6 ou entre os picos de detecção 12 e 13, como mostrado na figura 3.

[0026] Com base nos sinais de medição do sensor indutivo 12 e combinando-se os dados das posições angular e linear armazenados, os meios de processamento 19, portanto, possibilitam a determinação da posição angular em que o elemento periférico controlado foi localizado, em função do comprimento medido do movimento longitudinal do núcleo central e, portanto, a reconstrução progressiva do perfil de aplicação para aquele elemento durante o processo de montagem S-Z. O perfil de aplicação estabelecido desta maneira para este elemento poderia vantajosamente ser exibido no ecrã do console de controle 17 da unidade de controle, durante o processo de montagem.

[0027] Pelo perfil de aplicação estabelecido desta maneira, é então fácil obter acesso, em particular, ao passo, ao ângulo de sobreposição e ao ângulo de hélice do enrolamento, de acordo com a configração S-Z, provendo-se o mesmo número de parâmetros de controle de enrolamento. Também os meios de processamento 19 são projetados para calcular pelo menos um ou preferivelmente todos desses parâmetros de controle do perfil de aplicação estabelecido para o elemento controlado, por processamento apropriado por software da curva exibida, representativa do perfil de aplicação. Lembre-se que o passo corresponde à distância entre dois pontos de reversão para a mesma direção do perfil de aplicação, o ângulo de sobreposição para o ângulo através do qual o elemento de controle gira entre duas reversões sucessivas e o ângulo de hélice para o ângulo entre o elemento controlado e a geratriz da linha reta do conduto em metade do passo de hélice.

[0028] As faixas de tolerância de produção, definidas pelos limites de tolerância alto e baixo, são fixadas por um operário para cada um dos parâmetros de controle acima, antes da execução do processo de montagem, por exemplo. Por conseguinte, os meios de processamento 19 são ainda projetados para rastrear a evolução destes parâmetros de controle por todo o processo de montagem, comparando-os com os limites de tolerância predeterminados. Os parâmetros de controle de enrolamento, calculados pelos meios de processamento 19, são preferivelmente renovados em cada rotação do dispositivo de enrolamento de fita (9; 10), isto é, em cada revolução do sensor 12 em torno da estrutura S-Z. Acesso em tempo real é, portanto, disponível para a informação concernente ao posicionamento correto dos elementos periféricos, possibilitando, portanto, continuada produção da linha IPB submetida a forças de tração/compressão.

[0029] Se pelo menos um parâmetro de controle for detectado como sendo defeituoso, isto é, se seu valor calculado estiver fora da faixa de tolerância estabelecida anteriormente, os meios de processamento 19 da unidade de controle 16 disparam um alarme visal e/ou sonoro e sinalizam o parâmetro ou parâmetros de controle defeituosos, preferivelmente sinalizando a correspondente medição do comprimento em que os parâmetros foram detectados como sendo defeituosos. Esta sinalização pode ser realizada por meio de uma janela de alarme exibida no ecrã do console de controle 17, por exemplo.

[0030] A implementação do método da invenção foi descrita comum único sensor indutivo 12 montado para girar em torno da estrutura S-Z do conduto. De fato, dado que a área em que os pontos de reversão da janela S-Z de um elemento controlado é compreendida dentro de um intervalo de pelo menos 130 mm e, como descrito acima, em cada revolução do dispositivo de enrolamento de fita o conduto avança 130 mm, a presença de um único sensor indutivo, portanto, tornará possível rastrear o perfil de aplicação de um elemento controlado ponto por ponto, com resolução relativamente boa e, em particular, com a certeza de detectar a área crítica em que o ponto de reversão é localizado. Entretanto, a resolução de detecção pode ser ainda melhorada aumentando-se a velocidade de rotação do sensor (que equivale à redução do movimento de avanço do núcleo flexível central em cada revolução do dispositivo de enrolamento de fita) ou aumentando-se o número de sensores indutivos. Também, de acordo com uma forma realização variante do método, múltiplos sensores indutivos são usados que são montados a fim de girar em torno da estrutura S-Z do conduto. Neste caso, os sensores indutivos podem ser dispostos circunferencialmente ou longitudinalmente com respeito à estrutura controlada.

[0031] A presente invenção foi mais particularmente descrita com referência à produção de um conduto tipo IPB, porém ela pode igualmente ser bem aplicada à produção de outros tipos de conduto, tais como umbilicais de serviço integrado (ISU) e umbilicais de levantamento de gás (GLU), para tratar do problema de controlar o correto posicionamento dos elementos periféricos metálicos, aplicados em uma configuração S-Z, durante a produção destes condutos.

Claims

1. Método para produzir um conduto tubular, notavelmente destinado ao transporte de hidrocarbonetos vindos de um poço submarino, compreendendo uma etapa de montagem de uma estrutura de elementos periféricos metálicos, em que ditos elementos periféricos (3A, 3B, 3C) são enrolados em uma configuração S-Z em torno de um núcleo flexível central (1), que é acionado em movimento ao longo de seu eixo geométrico longitudinal, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: prover pelo menos um sensor indutivo (12) adaptado para girar em torno de dito núcleo flexível central (1) em uma maneira sincronizada com o movimento longitudinal de dito núcleo flexível central (1), de modo que dito pelo menos um sensor (12) varra a periferia de dito núcleo flexível central oposto e na imediata proximidade de ditos elementos periféricos (3A, 3B, 3C) enrolados em torno de dito núcleo flexível central (1) durante a etapa de montagem; utilizar dito pelo menos um sensor (12) para adquirir sinais de medição (S), cuja amplitude varia de acordo com se ou não dito pelo menos um sensor (12) está localizado oposto a um elemento periférico enrolado em torno de dito núcleo, durante a rotação de dito pelo menos um sensor (12) em torno de dito núcleo flexível central (1); utilizar ditos sinais de medição adquiridos para controlar o posicionamento de ditos elementos periféricos montados (3A, 3B, 3C).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita etapa de montagem é seguida por uma etapa de aplicar uma fita adesiva de retenção em torno de ditos elementos periféricos (3A, 3B, 3C) montados em torno de dito núcleo flexível central (1), dita etapa de aplicar dita fita adesiva empregando um dispositivo de enrolamento de fita (9; 10), em que dito pelo menos um sensor (12) é montado.

3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os dados da posição angular são adquiridos representativos do movimento de rotação de dito pelo menos um sensor indutivo (12) em torno de dito núcleo flexível central e os dados da posição linear são adquiridos representativos do movimento longitudinal de dito núcleo flexível central (1) durante a etapa de montagem e em que ditos sinais de medição adquiridos são processados combinando-se ditos dados de posição angular adquiridos com ditos dados de posição linear adquiridos para estabelecer uma representação dos respectivos perfis de aplicação de ditos elementos periféricos ao longo de dito núcleo flexível central (1) ditos perfis de aplicação sendo usados para controlar o posicionamento de ditos elementos periféricos montados.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os parâmetros para controlar o enrolamento na configuração S-Z são determinados para um elemento periférico controlado com base no perfil de aplicação estabelecido para dito elemento periférico controlado e em que a evolução de ditos parâmetros de controle é monitorada durante dita etapa de montagem, comparando-se ditos parâmetros de controle com respectivos limites de tolerância predeterminados.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que ditos parâmetros de controle incluem o passo e/ou o ângulo de sobreposição e/ou o ângulo de hélice do enrolamento na configuração S-Z para dito elemento periférico controlado.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa de acionar um alarme visual e/ou sonoro se pelo menos um de ditos parâmetros de controle estiver defeituoso com respeito a ditos limites de tolerância predeterminados e uma etapa de sinalizar dito pelo menos um parâmetro de controle defeituoso.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que ditos parâmetros de controle são renovados em cada rotação de dito pelo menos um sensor indutivo (12) em torno de dito núcleo flexível central (1).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que múltiplos sensores indutivos são dispostos circunferencialmente com respeito a dito núcleo flexível central (1).

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que múltiplos sensores indutivos são dispostos longitudinalmente com respeito a dito núcleo flexível central (1).

10. Dispositivo para implementar o método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, compreendendo meios (6) para mover um núcleo flexível central (1) ao longo do eixo longitudinal de um carretel de transmissão (2) em direção a uma estação de montagem (5), meios (8) para enrolar elementos periféricos metálicos (3A, 3B, 3C) em uma configuração S-Z em torno de dito núcleo flexível central (1) em dita estação de montagem (5), dito dispositivo sendo caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de aquisição (13) compreendendo pelo menos um sensor indutivo (12) adaptado para ser acionado em rotação em torno de dito núcleo flexível central (1) de uma maneira sincronizada com o movimento longitudinal de dito núcleo flexível central (1), de modo que dito pelo menos um sensor (12) varra a periferia de dito núcleo flexível central (1) oposta e na proximidade imediata de ditos elementos periféricos (3A, 3B, 3C) montados com dito núcleo flexível central (1), e uma unidade de processamento (16) acoplada a dita unidade de aquisição (13), compreendendo meios de processamento (19) adaptados para controlar o posicionamento de ditos elementos periféricos (3A, 3B, 3C) montados em torno de dito núcleo flexível central (1), com base nos sinais de medição adquiridos por dito pelo menos um sensor indutivo (12).

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que dito pelo menos um sensor indutivo (12) é montado na extremidade de um braço de suporte articulado, fixado em uma placa de suporte de um dispositivo de enrolamento de fita (9; 10) disposto após dita estação de montagem (5), dita placa de suporte sendo adaptada para ser acionada em rotação em torno da periferia de dito núcleo flexível central (1), montado com ditos elementos periféricos, para aplicar uma fita adesiva de retenção em torno de ditos elementos periféricos (3A, 3B, 3C).

12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que dito pelo menos um sensor (12) é conectado aos meios (14) para condicionar os sinais de medição, cuja saída é conectada a uma interface de comunicação sem fio (15), possibilitando transferência de dados sem fio entre dita unidade de aquisição (13) e dita unidade de processamento (16).

13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que dita unidade de processamento (16) compreende uma unidade de controle comportando um console de controle (17), equipado com um teclado de entrada e/ou programação, um ecrã e meios de sinalização e alarme.