BR112016012426B1

BR112016012426B1 - Ponteira de conexão de um conduto flexível com ancoragem dos fios de armação por emperramento e conduto flexível

Info

Publication number: BR112016012426B1
Application number: BR112016012426-0A
Authority: BR
Inventors: Fabrice DELEAU; Gérard Papon
Original assignee: IFP Energies Nouvelles; Technip N-Power
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2021-10-13
Also published as: DK179648B1; GB2535925A; FR3014165A1; WO2015082275A1; FR3014165B1; GB2535925B; BR112016012426A2; GB2535925A9; GB201609767D0

Abstract

ponteira de conexão de um conduto flexível com ancoragem dos fios de armação por emperramento. a presente invenção se refere a uma ponteira de conexão para conduto flexível, para o qual a ancoragem dos fios de armação (4) é realizada por emperramento entre pelo menos dois freios (7, 8). os freios (7, 8) têm sensivelmente uma forma cônica e são formados de tal modo que as armações (4) apresentem um raio de curvatura contínuo. assim, a armação não precisa ponto singular na ponteira.

Description

[001] A presente invenção se refere a uma ponteira de conexão de um conduto flexível, notadamente para o transporte de um fluído em meio marinho. Ela se refere mais particularmente a um conduto flexível de tipo não ligado "unbonded" utilizado para a explotação offshore de jazida petrolífera e/ou gás.

[002] Esses condutos flexíveis, geralmente tubulares, formados de um conjunto de diferentes camadas de fios de armação concêntricas e superpostas, são ditos de tipo ligado, desde que as armações e as camadas apresentem uma certa liberdade de se deslocar umas em relação às outras.

[003] Esses condutos flexíveis podem satisfazer, entre outros, as recomendações dos documentos normativos API 17J "Specification for Unbonded Flexible Pipe" et API RP 17B "Recommended Pratice for Flexible Pipe" estabelecidos pelo Americain Petroleum Institute.

[004] De maneira geral, as camadas constitutivas compreendem notadamente estojos em material polímero, assegurando geralmente uma função de estanqueidade e camadas de reforço destinadas à retomada dos esforços mecânicos. Essas camadas de reforço são formadas por enrolamentos de folhas, de fios metálicos, de cintas diversas e de perfilados em materiais compósitos.

[005] A figura 1 ilustra um conduto flexível de tipo de não ligado utilizado para a exploração offshore e jazidas petrolíferas e gases. Esse conduto flexível compreende, geralmente, do interior para o exterior, uma carcaça interna 1 constituída de uma folha grampeada que serve para resistir ao esmagamento do conduto, sob o efeito da pressão externa, um estojo de pressão interna 2, uma abóbada de pressão 3 constituída de pelo menos um fio metálico de forma grampeado e enrolado helicoidalmente com passo curto, essa abóbada de pressão 3 servindo para recuperar os esforços radiais ligados à pressão interna, pelo menos uma camada de armações de tração 4 (quatro camadas tais como ilustradas na figura 1) formadas de enrolamentos helicoidais com passo longo de fios, de folhas, de cintas metálicas ou compósitas, essas camadas de armações 4 sendo destinadas a recuperar os esforços longitudinais que o conduto sofreu, e um estojo externo de estanqueidade 5 destinado a proteger a água do mar as camadas de reforço.

[006] O conduto ilustrado na figura 1 é dito de passagem interna não lisa ("rough-bore" em inglês), isto é, o fluido circulante no conduto está em contato com a carcaça interna 1, essa carcaça interna 1 sendo, com efeito, a primeira camada, partindo do interior. Todavia, o conduto flexível pode ser também de passagem interna lisa ("smoothbore" em inglês) nesse caso, a primeira camada do conduto, partindo do interior, é um estojo de estanqueidade suplementar, por exemplo, em material polímero.

[007] Os condutos tubulares flexíveis comportam, em cada extremidade, uma ponteira de conexão destinada a assegurar a conexão dos condutos entre si, ou com equipamentos terminais. Essas ponteiras devem ser realizadas em condições que asseguram, ao mesmo tempo, uma boa solidarização e uma boa estanqueidade.

[008] Com efeito, as ponteiras de conexão devem assegurar várias funções que são notadamente a ancoragem das armações de tração, assim como o engaste e a estanqueidade das extremidades livres dos diferentes estojos, e, em particular, o engaste no nível da extremidade livre do estojo de pressão interna. Uma função essencial de uma ponteira rígida de um conduto flexível é de transmitir um esforço de tensão, e dentre as diferentes camadas que compõem o flexível, são camadas de armações que retomam esse esforço, por conseguinte a ancoragem das armações condiciona a resistência estática e em fadiga do sistema.

[009] Um exemplo de ponteira de conexão é descrito notadamente no pedido de patente FR 2816389 A1. Para essa realização, as armações são dobradas e desdobradas, e a ancoragem das armações é realizada por meio de uma resina de tipo epóxi. A enformação geral dos fios de armações induz fatores de concentrações, devido à geometria, particulares e a suas deformações plásticas e elástica locais.

[0010] Quando as condições de utilização são rigorosas, a resistência à fadiga desse sistema não é suficiente. Com efeito, para essa ponteira, a fabricação e a realização (notadamente com dobra / desdobramento) induzem em funcionamento uma solicitação importante dos fios em uma zona próxima da entrada na ponteira (no nível do descolamento das armações); o fio é submetido a um esforço de tração, de flexão normal e transverso com um estado de esforços residuais importantes.

[0011] Para prevenir esse inconveniente, a presente invenção se refere a uma ponteira de conexão para conduto flexível, para o qual a ancoragem dos fios de armação é realizada por emperramento entre dois freios. Os freios têm sensivelmente uma forma cônica e são formados de tal modo que as armações apresentam um raio de curvatura contínua. Assim, a armação não apresenta ponto singular na ponteira e garante uma boa resistência à fadiga. Além disso, a forma geométrica requerida dos fios na ponteira é preferencialmente próxima de sua forma livre, para evitar introduzir ao máximo esforços residuais plásticos e elásticos (notadamente devido à etapa de dobra / desdobramento). O dispositivo, de acordo com a invenção

[0012] A invenção se refere a uma ponteira de conexão para conduto flexível, esse conduto flexível sendo do tipo não ligado e compreendendo notadamente um estojo de pressão interna e pelo menos uma camada de armações de tração enrolados em torno desse estojo de pressão, cada uma dessas camadas de armações de tração compreendendo um comprimento de extremidade ancorada nessa ponteira. A ancoragem de cada uma dessas extremidades é realizada por emperramento dessa extremidade entre dois freios, de tal modo que esse comprimento de extremidade não apresenta ponto singular, esses freios sendo dispostos nessa ponteira e sendo sensivelmente cônicos.

[0013] De acordo com a invenção, esse comprimento de extremidade apresenta um raio de curvatura sensivelmente contínuo.

[0014] Vantajosamente, esses freios têm uma forma de um cone de revolução, cuja geratriz é sensivelmente uma reta que forma um ângulo com o eixo de revolução desse conduto flexível inferior a 20°, de preferência, inferior a 10°, e, de maneira preferencial, sensivelmente igual a 5°, um arco de círculo ou uma parte de elipse, de parábola ou de hipérbole, ou formada por dois raios de curvaturas consecutivos.

[0015] De acordo com um modo de realização da invenção, esse conduto flexível compreende pelo menos duas camadas de armações de tração enroladas em torno desse estojo de pressão, essas extremidades dessas camadas de armações de tração sendo dispostas umas acima das outras e emperradas entre dois freios.

[0016] De acordo com um outro modo de realização da invenção, esse conduto flexível compreende pelo menos duas camadas de armações de tração enroladas em torno desse estojo de pressão, cada extremidade dessas camadas de armações de tração sendo emperrada individualmente entre dois freios.

[0017] De preferência, esse conduto flexível compreende duas camadas de armações de tração enroladas em torno desse estojo de pressão e essa ponteira compreende três freios, dentre os quais um freio intermediário em contato com cada uma dessas extremidades dessas camadas de armações de tração.

[0018] De maneira vantajosa, pelo menos um desses freios é deslocado por meio de pelo menos uma haste filetada.

[0019] De acordo com um aspecto da invenção, pelo menos um desses freios é fabricado em aço doce.

[0020] Além disso, pelo menos um desses freios pode comportar uma espessura de polímero no nível do contato com esse comprimento de extremidade de uma dessas camadas de armações de tração.

[0021] De preferência, essa espessura de polímero é fabricada em um material elastômero.

[0022] Vantajosamente, e um desses freios é fixado sobre essa ponteira ou sobre uma das camadas desse conduto flexível.

[0023] De acordo com uma variante de realização da invenção, pelo menos um desses freios é ranhurado para o pré-posicionamento desse comprimento de extremidade de uma camada de armações de tração.

[0024] De maneira vantajosa, a pressão de aperto, exercida por esses freios sobre esse comprimento de extremidade, está compreendida entre 3 e 100 MPa, de preferência, sensivelmente igual a 50 MPa.

[0025] Além disso, a invenção se refere a um conduto flexível do tipo não ligado que compreende notadamente um estojo de pressão interna e pelo menos uma camada de armações de tração enroladas em torno desse estojo de pressão. Esse conduto flexível comporta pelo menos em uma dessas extremidades uma ponteira de conexão, de acordo com a invenção.

Apresentação sucinta das figuras

[0026] Outras características e vantagens do processo, de acordo com a invenção, aparecerão com a leitura da descrição a seguir de exemplos não limitativos de realizações, referindo-se às figuras anexadas e descritas a seguir.

[0027] A figura 1, já descrita, ilustra um conduto flexível.

[0028] A figura 2 ilustra uma vista em corte de uma ponteira, conforme um primeiro modo de realização da invenção.

[0029] A figura 3 ilustra uma vista em corte de uma ponteira de conexão, conforme um segundo modo de realização da invenção.

[0030] A figura 4 representa uma vista tridimensional em corte de uma ponteira de conexão, conforme o segundo modo de realização da invenção.

[0031] A figura 5 representa uma vista em corte do segundo modo de realização da invenção.

[0032] A figura 6 ilustra os esforços exercidos sobre uma armação em uma ponteira, de acordo com a invenção.

[0033] A figura 7 ilustra uma etapa prévia à fabricação da ponteira, conforme o segundo modo de realização da invenção.

[0034] A figura 8 ilustra as zonas de estanqueidade da ponteira, conforme o segundo modo de realização da invenção.

[0035] A figura 9 ilustra uma variante de realização dos freios para os dois modos de realização da invenção.

[0036] A figura 10 ilustra o ângulo de enrolamento de fios de armação.

Descrição Detalhada da Invenção

[0037] A presente invenção se refere a uma ponteira de conexão para conduto flexível, no qual a ponteira rígida tem notadamente por função de retomar a tensão mecânica axial à qual é solicitado o conduto flexível. Para isso, a invenção consiste em ancorar na ponteira de conexão camadas de armações compreendidas no conduto flexível, emperrando (pinçando) as extremidades das camadas de armações entre freios, a fim de realizar seus encaixes na parte rígida da ponteira. De acordo com a invenção, os freios são sensivelmente cônicos e apresentam uma forma de emperramento, de tal modo que o fio não apresente ponto singular na ponteira, para evirar solicitar as armações no nível de sua ancoragem. Denomina-se ponto singular um ponto de armação para o qual a forma (trajetória tridimensional) da armação varia bruscamente, isto é, um ponto para o qual a derivada da forma (trajetória) não é contínua. No nível de um ponto singular, a armação é muito forçada (concentração de esforços), o que gera uma redução da resistência estática e da resistência à fadiga. Os pontos singulares podem ser devido à forma da armação (por exemplo, uma descontinuidade, ou um retorno tal como descrito no pedido de patente FR 2816389 A1) ou ao processo de fabricação. Um ângulo importante formado por dois segmentos de reta é um exemplo de ponto singular.

[0038] Com efeito, uma vantagem da invenção é a progressividade da ancoragem que é possível pelo sistema de pinçagem e uma geometria que não apresenta ponto singular. Isto é possível com uma geometria que apresenta as seguintes características:

[0039] - a geometria (tridimensional) do fio é contínua, a derivada da fibra média do fio de armação sendo contínua;

[0040] - a superfície de colocação do fio não apresenta ponto de inflexão, a derivada segunda de equação da curva de colocação do fio f(x) é sempre de mesmo sinal, f" (x) > 0 ou f" (x) < 0.

[0041] A figura 11 dá um exemplo de realização da geometria G do fio de armação na ancoragem, em função da profundidade de ancoragem. Esse perfil é constituído de dois raios de curvaturas sucessivas.

[0042] No caso em que o envoltório de colocação do fio é consti tuído por uma ligação de superfícies conectadas de maneira tangente, as conexões vão induzir saltos de curvatura normal. Todavia, esses saltos de curvatura geram um esforço de flexão suplementar que deve ser limitada. Esse esforço vai vir se adicionar ao esforço de tração, devido à solicitação normal do flexível. De acordo com a invenção, o sobre esforço Δα gerado pelo salto de curvatura ΔCn não deve ser elevado, e preferencialmente esse esforço não excede 10% do esforço máximo aceitável pelo fio de armação em comprimento corrente (αmax = 0,55 com αe o limite elástico do fio de armação). Pode-se escrever a seguinte relação: Δα = E, e/2, ΔCn, com E o módulo de Young, e e a espessura da armação. Para não ter sobre esforços muito elevados, os saltos de curvatura são mínimos à entrada da ancoragem onde o esforço no fio é máximo. É possível modificar a trajetória do fio do comprimento corrente com uma modificação menor da curvatura local do fio de armação. Além disso, na ancoragem, saltos de curvatura mais importantes são admissíveis, tanto que o sobre esforço não excede o esforço máximo do comprimento corrente.

[0043] De acordo com a invenção, para não apresentar sobre esforço, a curvatura normal do fio na ancoragem não sofre variação de curvatura brutal. Vantajosamente, a variação de curvatura ΔCn do fio de armação na ancoragem pode ser limitada, preferencialmente de tal modo que ΔCn < Cn/700 com Cn expresso em mm-1. A curvatura normal em comprimento corrente para um flexível de diâmetro D e enrolado (armado) com um ângulo α se expressa: Cn = 2. Sin2α / D. Essa curvatura para flexíveis do 2n (aproximadamente 5,08 cm) a 20n (aproximadamente 50,8 cm) armados entre 20 e 55° está compreendida entre: 4,6.10-3 < Cn < 26.10-3 mm-1.

[0044] Por exemplo, para um flexível de 4n (aproximadamente 10,16 cm) armado a 35°, a curvatura em comprimento corrente é igual a Cn = 6,5.10-3 mm-1. Por conseguinte, segundo o critério acima, a variação de curvatura não deve exceder: ΔCn < 9.10-6 mm-2.

[0045] Vantajosamente, os freios têm uma forma de um cone de revolução, cujas bases são sensivelmente circulares e cuja geratriz pode ser uma reta, um arco de círculo, uma parte de elipse, de parábola ou de hipérbole ou formado por dois raios de curvatura consecutivos. Dessa forma, a trajetória do fio de armação na ponteira pode ser uma reta, mas é, de preferência, uma curva situada entre a geodésica (curvatura transversa nula na armação) e a loxodromia (ângulo de armação constante) que permite ter uma retenção adicional por efeito cabrestante. Assim, o raio de curvatura do comprimento de extremidade da armação é sensivelmente contínuo, o que permite uma boa repartição dos esforços do fio no meio da ancoragem e o que permite evitar os pontos singulares na ponteira (limitação das concentrações de esforços em um ponto do comprimento de extremidade). Com efeito, essa geometria de freio permite ter:

[0046] - uma pressão de aperto progressiva da entrada dos freios até a terminação final;

[0047] - uma imobilização progressiva das armações; e

[0048] - uma boa resistência à fadiga.

[0049] O nível de tensão no fio de armação é progressivamente reduzido pela transferência de carga, devido ao atrito entre o fio e os freios.

[0050] A figura 10 representa um ângulo de enrolamento de um fio de armação 4 sobre um tronco cônico. O fio de armação 4 é, portanto, enrolado sobre um tronco cônico (freio). O ângulo βentre a tangente t no fio e o eixo A do tronco cônico está compreendido preferencialmente entre 10 e 60°. Esse enrolamento permite colocar o fio contra a superfície do tronco cônico (criação de um esforço normal fio / freio). A intensidade do esforço normal depende do esforço de tração aplicado sobre o fio. Considerando-se um coeficiente de atrito na interface fio / freio, um esforço é transmissível à interface por atrito (efeito cabrestante).

[0051] Anota-se que o comprimento de tomada dos freios pode ser bastante reduzido (entre 100 mm e 500 mm).

[0052] De acordo com uma variante de realização da invenção, o ângulo de cone (semiângulo no vértice) dos freios está, de preferência, compreendido entre 2 e 30° e, de preferência, sensivelmente de 5°, a fim de limitar o raio de curvatura das armações.

[0053] A ancoragem das armações pode ser comum (conforme primeiro modo de realização da figura 2) ou não comum (conforme segundo modo de realização da figura 3) nas duas camadas entre dois freios (sistema completamente independente). A sequência da descrição e as figuras são dadas para um conduto flexível que comporta uma carcaça, um estojo interno, uma abóboda de pressão e duas camadas de armações, todavia, a invenção é adaptada para todos os tipos de condutos flexíveis compreendendo pelo menos um estojo de pressão interna e pelo menos uma camada de armações de tração enroladas em torno do estojo de pressão. Em particular, a invenção é adaptada para todos os números de camadas de armações, notadamente para quatro camadas de armações. Vantajosamente, as camadas de armações são dispostas por pares para ter um equilíbrio em torsão, já que duas camadas de armações de tração são em forma de cabo em sentido oposto.

[0054] Para o primeiro modo de realização da invenção ilustrado na figura 2, o conduto flexível é composto do interior para o exterior de uma carcaça I, de um estojo interno 2, de uma abóboda de pressão 3 e duas camadas de armações de tração 4 e as camadas de armações 4 são ancoradas na ponteira 6 por emperramento por meio de dois freios 7, 8. Os freios 7, 8 são deslocáveis um em direção ao outro na direção axial do flexível, de maneira a gerar um esforço de aperto para a ancoragem das armações 4. Para esse primeiro modo de realização da invenção, as camadas de armações 4 são dispostas uma acima da outra entre os freios 7, 8. Assim, a ancoragem das duas camadas de armações 4 é realizada simultaneamente.

[0055] Um dos freios 8 está em contato com a tampa da ponteira 6 e o outro freio está em contato com as camadas internos (abóbada ou estojo) do conduto flexível. Os freios 7, 8 podem deslizar sobre as peças internas (camadas sob as armações) ou externas (tampa). Alternativamente, um dos freios é mecanicamente solidário à peça que o suporta por parafuso, filetagem, soldagem ou por fabricação. O aperto dos freios 7, 8 pode ser realizado por meio de haste filetada ou de um anel filetado ou por qualquer outro meio análogo. Um pré-aperto provisório hidráulico pode ser utilizado.

[0056] Para o segundo modo de realização da invenção ilustrado, a partir da figura 3, o conduto flexível é composto do interior para o exterior de uma carcaça 1, de um estojo interno 2, de uma abóboda de pressão 3 e das camadas de armações de tração 4 e as camadas de armações 4 são ancoradas na ponteira 6 por cisalhamento por meio de três freios 7, 9, 10. Os freios 7, 9, 10 são deslocáveis na direção axial do flexível uns nos outros, de maneira a gerar um esforço de aperto para a ancoragem das armações 4. Para esse segundo modo de realização da invenção, as camadas de armações 4 são dispostas individualmente entre dois freios: uma primeira armação é emperrada entre um freio 7 disposto sobre o conduto flexível e um freio intermediário 9 e a segunda armação 4 é emperrada entre o freio intermediário 9 e um freio 8 disposto na tampa da ponteira 6. Os freios 7, 10 podem deslizar sobre as peças internas (abóbada ou estojo do conduto flexível) ou externas (tampa) ou ser solidários da peça que o suporta por parafuso, filetagem, soldagem ou por fabricação. Esse segundo modo de realização consiste, portanto, em dissociar a ancoragem de cada camada para otimizar os esforços de ancoragem (duas superfícies atritantes) e em pinçar cada camada de armações em um freio que permite ao fio de armação ter um raio de curvatura contínua da parte corrente em sua extremidade de encaixe.

[0057] A figura 4 representa uma vista tridimensional desse modo de realização. Pode-se observar notadamente a realização da ponteira 6 em duas partes: a tampa 6a assegurando a estanqueidade e o flange de conexão 6b, permitindo a conexão do conduto flexível a uma ponteira de um outro conduto flexível ou com equipamentos terminais.

[0058] O aperto dos freios 7, 9, 10 pode ser realizado por meio de pelo menos uma haste filetada ou de um anel filetado ou por qualquer outro meio análogo. Um pré-aperto provisório hidráulico pode ser utilizado. A figura 5 representa uma variante desse modo de realização da invenção, para a qual o aperto comum dos freios 7, 9, 10 é utilizado por uma haste filetada 11 que atravessa os três freios. Alternativamente, o aperto dos freios 7, 9, 10 pode ser independente, de maneira a realizar separadamente a ancoragem das armações 4.

[0059] Os três freios do segundo modo de realização são apresentados como peças monobloco. Todavia, para auxiliar na montagem, evitando as retomadas de usinagem, é possível utilizar freios em várias peças (recorte no sentido do comprimento), a fim de ajustar o posicionamento das armações por aperto.

[0060] O segundo modo de realização da invenção pode ser adaptado para condutos flexíveis com numerosos pares de armações: para cada par de camadas de armações, realiza-se a ancoragem por meio de três freios.

[0061] Os freios podem ser fabricados em aço doce, a fim de se obter uma deformação plástica no nível da superfície de contato para melhorar o engaste. A montagem é, então, desmontável, mas as peças em aço doce devem ser substituídas.

[0062] A figura 9 ilustra uma variante de realização dos freios, de acordo com a invenção. Em certos casos, os contatos aço / aço podem ser evitados, de maneira a limitar os problemas de corrosão e/ou de fadiga de contato (fretting). Uma espessura de polímero 13 pode ser instalada entre o fio de armação 4 e o freio 7, 8, 9, 10. A utilização de freios com uma camada de polímeros 13 permite limitar os deslizamentos na interface com os fios de armação 4, pois esses freios 7, 8, 9, 10 se deformam sob esforço. A espessura desse elemento não aço 13 pode estar compreendida em 1 e 50 mm. O polímero pode ser escolhido dentre os elastômeros.

[0063] A fim de garantir a ancoragem das armações, pode-se realizar uma pré-formação das armações antes de sua montagem.

[0064] Um aperto hidráulico dos freios pode ser previsto para colocar no lugar a montagem.

[0065] Para melhorar os desempenhos da ancoragem, pode-se aumentar o nível de atrito na interface fio de armação / freios. Para isto, uma colagem estrutural e/ou uma texturação de superfície podem ser utilizadas.

[0066] Uma superfície dos freios pode ser ranhurada para pré- posicionar o fio de armação. O freio não ranhurado é, então, móvel e permite o engaste.

[0067] Um sistema de pré-posicionamento dos fios de armação pode ser utilizado, quando da montagem da ponteira.

[0068] A pressão de aperto exercida pelos freios sobre esse comprimento de extremidade dos fios de armação está compreendida entre 3 e 100 MPa, de preferência, sensivelmente igual a 50 MPa, a fim de assegurar um aperto suficiente, sem criar uma concentração de esforços nas armações.

[0069] De acordo com um exemplo de realização da invenção, as dimensões aproximativas da invenção são:

[0070] - o comprimento fora de tudo (comprimento total) da ponteira é da ordem 1 400 mm,

[0071] - o diâmetro da tampa 6a é de 300 mm;

[0072] - a parte da ancoragem tem um volume de aproximadamente 400 mm de comprimento (por camadas) e de 250 mm de diâmetro.

Exemplo de pré-dimensionamento

[0073] A figura 6 representa diferentes esforços colocados em jogo, quando do aperto. Para realizar um cálculo de pré- dimensionamento, os elementos considerados são:

[0074] - uma geometria cone / cone (semiângulo no vértice) a 5°;

[0075] - as armações são pinçadas entre dois freios planos;

[0076] - um coeficiente de atrito na interface fio / freio é de 0,3 sejam um ângulo de atrito de 17°;

[0077] - o sistema de freio é autoemperrante, mas esse efeito não é considerado;

[0078] - a recuperação de esforço por efeito cabrestante não é considerado;

[0079] - um comprimento de ancoragem de 300 mm;

[0080] - a largura de fio considerada em contato é de 10 mm para considerar os cantos arredondados;

[0081] - um esforço de tensão Ften de 1000 kN.

[0082] O esforço normal FN a ser exercido sobre cada face de camada de armação é de 1 666 kN (= 1000 / 0,3 / 2) para reter as armações por atrito. O esforço de travamento axial deve ser de kN (= 1 666 x seno (17° + 5°)). Esse aperto pode ser realizado por hastes filetadas, por exemplo, dois parafusos M12.

[0083] O alongamento na saída de conexão pode ser estimado, considerando-se um bloqueio em sua extremidade, se o esforço máximo for atingido, 1 200 MPa, então o alongamento máximo será de aproximadamente 2 mm (= αad.L / E ~ 1200.300 / 210000). O alongamento na saída da ponteira dependerá do comprimento livre de armação apresenta na ponteira (entre a saída dos freios e a saída da ponteira). Essa distância é da ordem de 400 mm, portanto, aumenta o alongamento na saída da ponteira a aproximadamente 4 mm.

[0084] Esse sistema de freio permite encaixar o fio de armação em sua extremidade e de liberá-lo progressivamente. O esforço de atrito vai permitir reter o fio sobre o comprimento de prisão dos freios e limitar seus deslocamentos / alongamentos.

[0085] Além disso, a invenção se refere a um conduto flexível, compreendendo pelo menos um estojo de pressão, pelo menos uma camada de armações e pelo menos uma ponteira, tal como descrito acima em uma dessas extremidades. Por meio da ponteira, o conduto flexível, de acordo com a invenção, pode ser conectado a uma outra parte de conduto flexível ou a um equipamento terminal. Por exemplo, a constituição do conduto flexível pode ser aquela do conduto flexível da figura.

[0086] O conduto flexível, de acordo com a invenção, pode ser utilizado notadamente para a exploração offshore de uma jazida petrolífera e/ou de gás. O conduto flexível, de acordo com a invenção, pode satisfazer, entre outros, as recomendações dos documentos normativos API 17J "Specification for Unbonded Flexible Pipe" et API RP 17B "Reccommended Pratice for Flexible Pipe" estabelecidos pelo American Petroleum Institute.

[0087] A invenção apresenta, portanto, numerosas vantagens:

[0088] - a geometria especifica dos freios (circular, elíptica, parabólica...) permite um bloqueio progressivo das armações e evitar qualquer ponto singular (vantagem em relação ao conceito atual);

[0089] - a ancoragem é adaptada para oferecer uma boa resistência sob uma solicitação em fadiga;

[0090] - as armações não necessitam de enformação específica (sem dobra / desdobramento / gancho). Além disso, a pré-formação dos fios não é forçosamente obrigatória (simplificação da montagem). Todavia, a pré-formação pode ser uma via de melhoria da invenção para reduzir os esforços máximos ou facilitar a montagem;

[0091] - para o segundo modo de realização da invenção, a imobilização das armações é realizada camada por camada com uma montagem em série que permite travar o conjunto com o mesmo sistema;

[0092] - a figura 7 ilustra uma etapa prévia à ligação da ponteira 6. A colocação dos cones 7, 9, 10 necessita de recortar as armações 4 no comprimento adequado, as camadas externas são as mais curtas, o que facilita a operação de preparo. Uma braçadeira temporária 12 de imobilização das armações permite conservar a organização das camadas 4 para a montagem. De preferência, ela é, em seguida, desmontada. A ligação da ponteira de conexão 6, de acordo com a invenção, é, portanto, facilitada;

[0093] - o sistema é desmontável. Se freios em aço doce ou se uma colagem estrutural das armações for utilizada, a desmontagem necessita das ferramentas específicas e uma mudança de determinadas peças na remontagem;

[0094] - a recuperação de esforço mecânico da invenção é reforçada pelo efeito autoemperrante dos cones e pelo efeito cabrestante;

[0095] - independentemente de ser por parafusação com chave dinamométrica ou por aperto com um sistema hidráulico, a invenção assegura um perfeito controle das compressões de travamentos e isto independentemente do operador;

[0096] - o acesso às zonas de estanqueidade não é dependente da tecnologia de ancoragem. Com efeito, a figura 8 mostra as zonas de estanqueidade Ze que não são dependentes do meio de ancoragem.

Claims

1. Ponteira de conexão para conduto flexível, esse conduto flexível sendo do tipo não ligado e compreendendo notadamente um estojo de pressão interna (2) e pelo menos uma camada de armações de tração (4) enrolados em torno desse estojo de pressão, cada uma dessas camadas de armações de tração (4) compreendendo um comprimento de extremidade ancorada nessa ponteira (6), caracterizada pelo fato de a ancoragem de cada uma dessas extremidades ser realizada por emperramento dessa extremidade entre dois freios (7, 8, 9, 10), , em que a geometria da armação na ponteira de conexão é contínua e a derivada da fibra média da armação na ponteira de conexão é contínua, ou a superfície de colocação da armadura na ponteira de conexão não tem ponto de inflexão e derivada segunda da equação da curva de colocação da armadura f (x) na ponteira de conexão é sempre de mesmo sinal, esses freios sendo dispostos nessa ponteira (6) e sendo sensivelmente cônicos.

2. Ponteira, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de esse comprimento apresentar um raio de curvatura sensivelmente contínuo.

3. Ponteira, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de esses freios (7, 8, 9, 10) terem uma forma de um cone de revolução, cuja geratriz é sensivelmente uma reta que forma um ângulo com o eixo de revolução desse conduto flexível inferior a 20°, de preferência, inferior a 10°, e, de maneira preferencial, sensivelmente igual a 5°, um arco de círculo ou uma parte de elipse, de parábola ou de hipérbole ou formada por dois raios de curvaturas consecutivos.

4. Ponteira, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de esse conduto flexível compreender pelo menos duas camadas de armações de tração (4) enroladas em torno desse estojo de pressão (2), essas extremidades dessas camadas de armações de tração (4) sendo dispostas umas acima das outras e emperradas entre dois freios.

5. Ponteira, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de esse conduto flexível compreender pelo menos duas camadas de armações de tração (4) enroladas em torno desse estojo de pressão (2), cada extremidade dessas camadas de armações de tração (4) sendo emperrada individualmente entre dois freios (7, 9, 10).

6. Ponteira, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de esse conduto flexível compreender duas camadas de armações de tração (4) enroladas em torno desse estojo de pressão (2) e essa ponteira compreender três freios (7, 9, 10), dentre os quais um freio intermediário (9) em contato com cada uma dessas extremidades dessas camadas de armações de tração (4).

7. Ponteira, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de pelo menos um desses freios (7, 8, 9, 10) ser deslocado por meio de pelo menos uma haste filetada (11).

8. Ponteira, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de pelo menos um desses freios (7, 8, 9, 10) ser fabricado em aço doce.

9. Ponteira, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de pelo menos um desses freios (7, 8, 9, 10) comportar uma espessura de polímero (13) no nível do contato com esse comprimento de extremidade de uma dessas camadas de armações de tração (4).

10. Ponteira, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de essa espessura de polímero (13) ser realizada em um material elastômero.

11. Ponteira, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de um desses freios (7, 8, 9, 10) ser fixado sobre essa ponteira ou sobre uma das camadas desse conduto flexível.

12. Ponteira, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de pelo menos um desses freios (7, 8, 9, 10) ser ranhurado para o pré-posicionamento desse comprimento de extremidade de uma camada de armações de tração (4).

13. Ponteira, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de a pressão de aperto exercida por esses freios (7, 8, 9, 10) sobre esse comprimento de extremidade estar compreendida entre 3 e 100 MPa, de preferência, sensivelmente igual a 50 MPa.

14. Conduto flexível do tipo não ligado que compreende notadamente um estojo de pressão interna (2) e pelo menos uma camada de armações de tração (4) enroladas em torno desse estojo de pressão (2), caracterizado pelo fato de esse conduto flexível comportar em pelo menos uma dessas extremidades uma ponteira de conexão (6), como definida em uma das reivindicações precedentes.