BR112016025665B1

BR112016025665B1 - Duto flexível de camadas não aderentes para transportar um material abrasivo, método para fabricar um duto flexível de camadas não aderentes para transportar um material abrasivo e uso de um duto

Info

Publication number: BR112016025665B1
Application number: BR112016025665-4A
Authority: BR
Inventors: Philippe Espinasse; Thomas Parenteau
Original assignee: Technip France
Priority date: 2014-05-06
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2021-04-27
Also published as: CA2947785A1; RU2677015C2; CA2947785C; EP3140584B1; RU2016143460A; RU2016143460A3; EP3140584A1; US10190722B2; PT3140584T; AU2015257738B2; AU2015257738A1; DK3140584T3; PH12016502209A1; WO2015169859A1; FR3020859B1; FR3020859A1; US20170184246A1

Abstract

flexível não ligado para transportar um material abrasivo, método para fabricar um tubo flexível não ligado para transportar um material abrasivo e uso de um tubo. trata-se do tubo que compreende: pelo menos um revestimento tubular (20) que delimita uma passagem (11) para circulação do material abrasivo; pelo menos uma camada de armadura de tensão (34, 36) externamente posicionada em relação ao revestimento tubular (20), sendo que a camada de armadura (34, 36) compreende uma pluralidade de elementos de armadura filiforme (44). tal tubo compreende adicionalmente uma camada interna protetora (40) posicionado dentro do revestimento tubular (20) na passagem de circulação (11), sendo que a camada interna protetora (40) inclui uma matriz elastomérica (50) e um conjunto de reforço longitudinal (52) embutido na matriz (50).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um duto flexível de camadas não aderentes para transportar um material abrasivo que inclui: - pelo menos um revestimento tubular que delimita uma passagem para circulação do material abrasivo; e - pelo menos uma camada de armadura de tração disposta externamente em relação ao revestimento tubular, sendo que a camada de armadura compreende uma pluralidade de elementos de armadura filiforme.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O duto é, em particular, destinado a transportar, através de uma extensão de água, um material abrasivo coletado no fundo da extensão de água. A extensão de água é, por exemplo, um mar, lago ou oceano.

[003] Alternativamente, o duto é usado para atividades de mineração na superfície, e não através de uma extensão de água.

[004] Tal duto flexível é, por exemplo, feito de acordo com os documentos normativos API 17J (Specification for Unbonded Flexible Pipe) e API RP 17B (Recommended Practice for Flexible Pipe) estabelecidos pelo Instituto Americano de Petróleo.

[005] O duto é geralmente formado com um conjunto de camadas concêntricas e sobrepostas. É considerado como "não aderente" no sentido da presente invenção a partir do momento que pelo menos uma das camadas do duto tem capacidade de se mover longitudinalmente em relação às camadas adjacentes durante a flexão do duto. Em particular, um duto não aderente é um duto sem nenhum material de adesão que conecta as camadas que formam o duto.

[006] De maneira conhecida, tal duto inclui uma estrutura interna tubular que compreende pelo menos um revestimento de pressão. O duto inclui camadas de armadura de tração posicionadas ao redor da estrutura interna tubular.

[007] O duto inclui adicionalmente, em determinados casos, um volt de pressão, formado com pelo menos um fio agrafado, por exemplo, que tem um perfil de T ou um perfil de Z. Um pino também pode ser enrolado de modo espiralado ao redor do volt de pressão.

[008] O material abrasivo é coletado no fundo da extensão de água, por exemplo, dentro do escopo de uma operação de mineração de um fundo embaixo d'água, ou mais durante o trabalho de escavação de solos embaixo d'água com vista para assentamento no lugar facilita a produção de hidrocarbonetos. O material abrasivo por exemplo, compreende rochas e/ou sedimentos.

[009] Em particular, o material abrasivo é formado com agregados de mineração desagregados por máquinas de corte escavatórias submarinas. Esses agregados são notoriamente obtidos de depósitos de sulfeto massivos (designados pelo termo de “sulfetos massivos de leito marítimo” ou SMS) que contêm traços de metais, notoriamente de cobre, de chumbo, de zinco, de ouro, de prata ou de outros metais.

[010] Em determinados casos, esses materiais são localizados em profundidades significativas, algumas vezes maior do que diversas centenas de metros. Dentro desse escopo, o documento no WO 2009/013434 descreve um dispositivo para extrair materiais que compreende um duto do tipo supracitado proporcionando a possibilidade de retornar o material da instalação de extração localizada no fundo da extensão de água em direção à superfície.

[011] O material recuperado no fundo da extensão de água é algumas vezes altamente abrasivo e gera desgaste significativo do duto de transporte, notoriamente por mecanismos de desgaste de corte ou por mecanismos de desgaste por goivadura.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[012] De modo a garantir a condução do material abrasivo em direção à superfície, é, portanto, necessário, ter um duto flexível que tenha força mecânica, notoriamente em tração e em pressão, e que também tenha excelente resistência à abrasão, considerando o tamanho e o aspecto dos agregados de mineração a serem trazidos à superfície, por um período de tempo que pode levar vários anos, ou mesmo várias dezenas de anos.

[013] Um objetivo da invenção é, portanto, ter um duto de transporte de fluido flexível, com capacidade de conduzir um material abrasivo de profundidades significativas, garantindo taxa de fluxo suficiente e uma vida de serviço significativa, por exemplo, de vários anos.

[014] Para esse propósito, o objeto da invenção é um duto do tipo supracitado, distinguido pelo fato de que compreende adicionalmente uma camada de proteção interna posicionada dentro do revestimento tubular na passagem de circulação, sendo que a camada protetora interna inclui uma matriz elastomérica e um conjunto de reforço longitudinal embutido na matriz.

[015] O duto de acordo com a invenção pode compreender adicionalmente um ou diversos recursos a seguir, tomados individualmente ou de acordo com qualquer combinação tecnicamente possível: - o conjunto de reforço longitudinal inclui uma pluralidade de elementos de metal filiforme embutidos na matriz; - o conjunto de reforço longitudinal inclui uma rede de fibras de reforço sem metal embutido na matriz, de modo vantajoso, um tecido técnico; - a matriz é formada com base em um elastômero selecionado dentre uma borracha, notoriamente borracha natural, ou uma borracha artificial da borracha do tipo estireno-butadieno, tipo de borracha de butadieno, tipo de borracha de nitrila-butadieno, tipo de borracha de cloropreno, tipo de borracha de butila, tipo de borracha de monômero de etileno-propileno-dieno, um termoplástico de poliuretano ou um termoplástico elastomérico; - a camada protetora interna inclui pelo menos uma folha de um material contínuo dobrado sobre si próprio ao longo das bordas laterais da folha, sendo que as bordas laterais são colocadas de modo vantajoso extremidade a extremidade, e um conjunto para montar as bordas laterais da folha, de modo vantajoso por ligação adesiva, agrafagem, fecho por pressão, frisagem e/ou enrolamento; - a camada protetora interna é formada com um perfil contínuo obtido de modo vantajoso por extrusão; - a espessura da camada protetora interna é maior do que 10 mm, e é notoriamente compreendida entre 15 mm e 30 mm; - o diâmetro interno da camada protetora interna é maior do que 10 cm, e é notoriamente compreendido entre 15 cm e 35 cm; - o revestimento tubular é fixado na camada protetora interna; e - seu comprimento é maior do que 10 m.

[016] O objetivo da invenção é também um método para fabricar um duto flexível de camadas não aderentes para transportar um material abrasivo que compreende as seguintes etapas: - fabricar pelo menos um revestimento tubular; - posicionar pelo menos uma camada de armadura de tração externamente em relação ao revestimento tubular, sendo que a camada de armadura compreende uma pluralidade de elementos de armadura filiforme.

[017] Distinguido pela seguinte etapa: - posicionar uma camada protetora interna dentro do revestimento tubular na passagem de circulação, sendo que a camada protetora interna inclui uma matriz elastomérica e um conjunto de reforço longitudinal embutido na matriz.

[018] O método de acordo com a invenção pode compreender um ou diversos dos recursos a seguir, tomados individualmente ou de acordo com qualquer combinação tecnicamente possível: - o posicionamento da camada protetora interna no revestimento tubular é realizado durante a fabricação do revestimento tubular, de modo vantajoso por extrusão do revestimento tubular acima da camada protetora interna; - o mesmo inclui uma etapa preliminar para fabricar a camada protetora interna, a etapa de fabricação preliminar que compreende as seguintes fases: - fornecer uma folha que inclui uma matriz elastomérica e um conjunto de reforço longitudinal embutido na matriz; - enrolar a folha ao redor de um eixo geométrico de enrolamento de modo a formar uma camada protetora interna tubular; - a etapa de fabricação preliminar inclui, depois de enrolar a folha, a fixação das bordas laterais da folha ao longo de uma geratriz, de modo vantajoso por ligação adesiva, agrafagem, fecho por pressão, frisagem e/ou enrolamento.

[019] O objetivo da invenção é também o uso de um duto conforme definido acima para conduzir um material abrasivo entre um conjunto de fundo que inclui um dispositivo de amostragem e/ou coleta de material no fundo de uma extensão de água e um conjunto de superfície localizado na superfície da extensão de água.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[020] A invenção será mais bem entendida mediante a leitura da descrição a seguir, fornecida somente como um exemplo e feita em referência aos desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 é uma vista em perspectiva parcialmente cortada de um duto flexível de acordo com a invenção; - A Figura 2 é uma vista em corte parcial esquemática de uma instalação operacional para um material de mineração no fundo de uma extensão de água, que compreende um duto flexível de acordo com a invenção; - A Figura 3 é uma vista em perspectiva parcialmente cortada da camada protetora interna do duto da Figura 1; - A Figura 4 é uma vista esquemática das várias etapas de um primeiro método para fabricar um duto flexível de acordo com a invenção; - A Figura 5 é uma vista em corte parcial esquemática de uma etapa para enrolar uma tira destinada a formar a camada protetora de intervalo do duto da Figura 1; - As Figuras 6 a 10 ilustram diversas alternativas de montagem para a tira de enrolamento que forma a camada protetora interna do duto da Figura 1; e - A Figura 11 é uma vista similar à Figura 3 de uma camada protetora interna alternativa do duto da Figura 1.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[021] Em todo relatório a seguir, os termos “externo” ou “externamente” e “interno” ou “internamente” são geralmente entendidos radialmente em relação a um eixo geométrico A-A’ do duto, sendo que o termo “externo” significa relativamente distante radialmente do eixo geométrico A-A’ e o termo “interno” é entendido como relativamente mais próximo radialmente ao eixo geométrico A-A’ do duto.

[022] Um primeiro duto flexível 10 de acordo com a invenção é parcialmente ilustrado pelas Figuras 1 a 3.

[023] O duto flexível 10 compreende um segmento central 12 ilustrado parcialmente na Figura 1. O mesmo inclui, em cada uma das extremidades axiais do segmento central 12, uma peça de extremidade (não mostrada).

[024] Em referência à Figura 1, o duto 10 delimita uma passagem central 11 para circulação de um material abrasivo.

[025] A passagem central 11 se estende ao longo de um eixo geométrico A-A', entre a extremidade a montante e a extremidade a jusante do duto 10. A mesma se abre através das peças de extremidade.

[026] O diâmetro da passagem central 11 é vantajosamente compreendido entre 50 mm e 500 mm.

[027] O material abrasivo por exemplo, compreende rochas e/ou sedimentos dispersos na água ou em outro meio de fluido com alta viscosidade e densidade, tal como lama.

[028] Em particular, o material abrasivo é formado por agregados de mineração desagregados por máquinas de corte escavatórias submarinas. Esses agregados, por exemplo, a haste da coleção de nódulos depositados no leito marítimo ou são obtidos de depósitos de sulfeto em massa (designados pelo termo de “Sulfeto Massivo de Leito Marítimo” ou SMS) que contém quantidades de traço de metal, notoriamente de cobre, de chumbo, de zinco, de ouro, de prata, ou de outros metais.

[029] O duto flexível 10 é destinado a ser posicionado através de uma extensão de água 13 em uma instalação operacional 14 para o material, visível na Figura 2.

[030] A extensão de água 13 é, por exemplo, um mar, lago ou oceano. A profundidade da extensão de água 13 em ângulos retos à instalação operacional 14 é, por exemplo, compreendida entre 500 m e 5.000 m.

[031] Preferencialmente, o segmento central 12 do duto se estende continuamente por um comprimento maior do que 50 m, notoriamente maior do que 100 m, e por exemplo, compreendido entre 250 m e 3.000 m.

[032] A instalação operacional 14 inclui um conjunto de superfície 15, geralmente flutuante, e um conjunto de fundo 16, que são preferencialmente conectados entre si através do duto flexível 10.

[033] O conjunto de fundo 16 inclui um dispositivo 17 para material de amostragem no fundo da extensão de água 13, por exemplo, um veículo escavatório 18 móvel no fundo da extensão de água 13 ou grampos de amostragem móveis.

[034] O dispositivo de amostragem 17 é conectado ao duto 10, por exemplo, através de uma ligação flexível 19 do tipo “saltador”.

[035] O duto flexível 10 é um duto “de camadas não aderentes” (designado pelo termo “não aderente”).

[036] Pelo menos duas camadas adjacentes do duto flexível 10 são livres para se moverem longitudinalmente uma em relação à outra durante a flexão do duto.

[037] De modo vantajoso, todas as camadas do duto flexível são livres para se moverem uma em relação à outra, exceto por uma camada interna protetora que é fixada no primeiro revestimento, conforme será observado abaixo. Tal duto é, por exemplo, descrito nos documentos normativos publicados pelo Instituto Americano de Petróleo (API), API 17J e API RP 17B.

[038] Conforme ilustrado pela Figura 1, o duto 10 delimita uma pluralidade de camadas concêntricas ao redor do eixo geométrico A-A', que se estende continuamente ao longo do segmento central 12 longe das peças de extremidade nas extremidades do duto.

[039] De acordo com a invenção, o duto 10 compreende pelo menos um primeiro revestimento 20 com base em um material polimérico que forma um revestimento de pressão.

[040] O duto 10 compreende um segundo revestimento externo 22, destinado para proteger o duto 10. O segundo revestimento 22 delimita com o primeiro revestimento 20 um espaço em formato de anel 24.

[041] Nesse espaço em formato de anel 24, o duto 10 inclui de modo vantajoso um volt de pressão 30 e uma pluralidade de camadas de armadura de tração 34, 36 externamente posicionadas em relação ao volt de pressão 30.

[042] De acordo com a invenção, o duto flexível 10 compreende uma camada protetora interna 40, posicionada no primeiro revestimento 20 para proteger o primeiro revestimento 20 a partir do material que circula na passagem central 11.

[043] De maneira conhecida, o revestimento interno 20 é destinado a confinar de modo vedável o fluido em condução na passagem 16. O mesmo é formado em um material polimérico, por exemplo, com base em uma poliolefina tal como polietileno, com base em uma poliamida tal como PA11 ou PA12, ou com base de um polímero fluorado tal como fluoreto de polivinilideno (PVDF).

[044] A espessura do revestimento interno 20 é, por exemplo, compreendida entre 5 mm e 20 mm.

[045] Nesse exemplo, o volt de pressão 30 é destinado a reabsorver as forças relacionadas à pressão que prevalece dentro do revestimento interno 20. Por exemplo, o mesmo é formado com um fio com perfil de metal circundado como uma hélice ao redor do revestimento 20. O fio com perfil tem preferencialmente uma geometria, notoriamente em formato de Z, em formato de T, em formato de U, em formato de K, em formato de X ou em formato de I.

[046] O volt de pressão 30 é enrolado como uma hélice com um passo curto ao redor do revestimento interno 20, isto é, com um ângulo de hélice de um valor absoluto próximo a 90°, tipicamente compreendido entre 75° e 90°.

[047] No exemplo ilustrado na Figura 1, o duto flexível 10 inclui pelo menos um par de camadas de armadura 34, 36.

[048] Cada par inclui uma primeira camada de armadura 34 aplicada no volt 30, e uma segunda camada de armadura 36, posicionada ao redor da primeira camada de armadura 34.

[049] Cada camada de armadura 34, 36 inclui pelo menos um elemento de armadura longitudinal 44 enrolado com um passo longo ao redor do eixo geométrico A-A' do duto 10.

[050] O termo "enrolado com um passo longo" significa que o valor absoluto do ângulo de hélice é menor do que 55°, e é tipicamente compreendido entre 15° e 55°.

[051] No exemplo ilustrado na Figura 1, o valor absoluto do ângulo de hélice de cada camada de armadura 34, 36 é notoriamente compreendido entre 30° e 55°.

[052] Os elementos de armadura 44 de uma primeira camada 34 são geralmente enrolados de acordo com um ângulo oposto em relação aos elementos de armadura 44 de uma segunda camada 36. Desse modo, se o ângulo de enrolamento dos elementos de armadura 44 da primeira camada 34 for igual a + α, α que é compreendido entre 15° e 55°, o ângulo de enrolamento dos elementos de armadura 44 da segunda camada 36, posicionada em contato com a primeira camada 34 é, por exemplo, -α, sendo α compreendido entre 15° e 55°.

[053] Os elementos de armadura 44 são, por exemplo, formados com fios de metal ou em um material compósito, ou com laços que tem uma alta força mecânica.

[054] Cada camada de armadura 34, 36 está situada de modo vantajoso em pelo menos uma tira antidesgaste. A tira antidesgaste é, por exemplo, feita de plástico, notoriamente com base em uma poliamida ou um fluoreto de polivinilideno (PVDF). A mesma tem uma espessura menor do que a espessura de cada revestimento 20, 22.

[055] O revestimento externo 22 é projetado para proteger o espaço em formato de anel 24, evitando a penetração de fluido do exterior do duto flexível 10 em direção ao interior. O mesmo é feito de modo vantajoso a partir de um material polimérico, notoriamente com base em uma poliolefina, tal como polietileno, com base em uma poliamida, tal como PA11 ou PA12.

[056] A espessura revestimento externo 22 é, por exemplo, compreendida entre 5 mm e 15 mm.

[057] A camada interna protetora 40 é posicionada no revestimento tubular 20. A mesma é fixada de modo vantajoso ao revestimento tubular 20, durante a fabricação do revestimento tubular 20. A mesma tem um formato tubular com um eixo geométrico A-A’.

[058] A camada protetora interna 40 cobre a totalidade da superfície interna do revestimento tubular 20 direcionada ao eixo geométrico A- A’ no segmento central 12 do duto 10. Não é necessário que a camada interna protetora 40 garanta uma função de vedação.

[059] De acordo com a invenção, e em referência à Figura 3, a camada interna protetora inclui uma matriz 50 em um material elastomérico e um conjunto de reforço longitudinal 52, embutido na matriz 50.

[060] A matriz em elastômero 50 é formada com um material selecionado dentre uma borracha, notoriamente borracha natural, uma borracha artificial do tipo SBR (borracha de estireno-butadieno), do tipo BR (borracha de butadieno), do tipo NBR (borracha de nitrila-butadieno), tipo CR (tipo de borracha de cloropreno), tipo IIR (borracha de butila), tipo EPDM (borracha monomérica de etileno-propileno-dieno), um termoplástico de poliuretano, ou um termoplástico elastomérico.

[061] Essas propriedades elásticas garantem melhor resistência aos mecanismos de desgaste, por meio da deformação que a matriz 50 pode sofrer em contato com o material abrasivo e também proporcionam a possibilidade de evitar a propagação de rachadura.

[062] A espessura da matriz 50 e, portanto, da camada interna protetora 40 é preferencialmente maior do que 10 mm, e é notoriamente compreendida entre 15 mm e 30 mm.

[063] O diâmetro interno da matriz 50 e, portanto, da camada interna protetora 40 é maior do que 10 cm, e é notoriamente compreendido entre 15 cm e 35 cm.

[064] No exemplo ilustrado pela Figura 3, o conjunto de reforço longitudinal 52 inclui uma pluralidade de elementos de metal filiforme 54 embutidos na matriz.

[065] Cada elemento filiforme 54 é preferencialmente formado com um fio homogêneo contínuo, por exemplo, feito de aço, notoriamente do tipo cabo de aço (ou em fibra sintética de alta resistência da aramida, polietileno de peso molecular ultra alto (ou “UHMWPE”) ou do tipo carbono.

[066] O diâmetro de cada elemento 54 é menor do que a espessura da matriz 50. Esse diâmetro é, por exemplo, compreendido entre 0,15 mm e 1 mm.

[067] Pelo menos uma porção dos elementos filiformes 54 se estende axialmente ao longo do eixo geométrico A-A’, paralelo ao eixo geométrico A-A’, ou inclinado em relação ao eixo geométrico A-A’.

[068] Os elementos filiformes 54 são aqui posicionados paralelos entre si, circunferencialmente distantes um do outro.

[069] Em uma alternativa, o conjunto de reforço longitudinal 52 inclui adicionalmente elementos circunferenciais 56, parcialmente visíveis na Figura 3, circundando os elementos filiformes 54 ao redor do eixo geométrico A-A’, sem serem ligados aos elementos filiformes 54.

[070] Em uma realização ilustrada na Figura 4, a camada interna protetora 54 é formada com base em uma folha 60 de um material dobrado em si próprio ao longo das bordas laterais 62 da folha 60 de modo a colocar as bordas 62 extremidade a extremidade, e com um conjunto 64 para montar as bordas laterais 62 da folha 60.

[071] A folha 60 tem uma largura substancialmente igual à circunferência da camada interna protetora 40, e um comprimento substancialmente igual ao comprimento da camada protetora interna 40, de modo vantajoso compreendido entre 50 m e 3,000 m.

[072] A mesma tem uma espessura substancialmente igual à da camada interna protetora 40, notoriamente compreendida entre 20 mm e 30 mm.

[073] O conjunto para montagem 64, por exemplo, inclui adesivo 66 (Figura 6), grampos 68 (Figura 7), uma fita adesiva 69 que pode ser reforçada com metal ou roscas sintéticas (Figura 10), um mecanismo de fecho por pressão 70 (Figura 8), um membro de frisagem 72 (Figura 9).

[074] O conjunto de montagem 64 se estende ao longo de uma geratriz da camada interna protetora 40, paralela de modo vantajoso ao eixo geométrico A-A’, entre as bordas laterais 62, para fixar lateralmente as bordas laterais 62 uma na outra, seguindo sua borda.

[075] A montagem é realizada borda a borda, sem sobreposição entre as bordas laterais 62. A espessura da camada interna protetora 40 é mantida constante em uma circunferência ao redor do eixo geométrico A-A’.

[076] A fabricação do duto 10 será agora descrita em referência às Figuras 4 a 9.

[077] Inicialmente, a camada interna protetora 40 é formada.

[078] De modo vantajoso, uma folha 60 que compreende a matriz 50 e os elementos de reforço 52 é fornecida. As bordas 62 da folha 60 são, então, desconectadas (consultar a etapa (a) na Figura 4).

[079] Essa folha 60 foi, por exemplo, feita por extrusão e reticulação da matriz 50, embutindo-se os elementos de reforço 52.

[080] A folha 60 é, então, enrolada em si própria dobrando-se a mesma de modo a aproximar as bordas 62 uma à outra (consultar a etapa (b) na Figura 4).

[081] Para esse propósito, conforme ilustrado pela Figura 5, a folha é dobrada, e então é passada em um dispositivo de conformação 80 que inclui uma pluralidade de roletes 82 posicionados ao longo de uma circunferência ao redor de um eixo geométrico de enrolamento A-A’.

[082] A folha enrolada 60 é introduzida na passagem central 84 definida entre os roletes 82 de modo a permitir que as bordas 62 sejam aproximadas e alinhadas adequadamente uma voltada à outra.

[083] De modo vantajoso, o número de roletes 82 em uma circunferência é estritamente maior do que 4, notoriamente maior do que 8, e é, por exemplo, compreendido entre 6 e 14.

[084] Em seguida, o conjunto de montagem 64 é ajustado no lugar entre as bordas 62 para fixar as bordas 62 entre si e aproximar a camada interna protetora 40 ao longo de uma geratriz ao longo do eixo geométrico A-A’ (consultar a etapa (c) na Figura 4).

[085] Preferencialmente, uma tira protetora é enrolada ao redor da folha enrolada 60 de modo a manter a geometria de duto. A camada interna protetora 40 formada desse modo é então enrolada de modo vantajoso em um carretel em vista de seu armazenamento e seu transporte. A camada interna protetora 40 também pode ser fabricada com uma sutura em espiral de modo a evitar extensão diferencial dos reforços longitudinais 54 durante o enrolamento em um carretel.

[086] Em seguida, a camada 40 é enrolada de modo a atravessar um molde de extrusão. O primeiro revestimento 20 é formado ao redor da camada interna protetora 40, por exemplo, por extrusão do polímero que compõe o mesmo (consultar a etapa (d) na Figura 4).

[087] Em seguida, o volt 30 é colocado ao redor do primeiro revestimento 20. As camadas de armadura interna 34, 36 são então colocadas no lugar ao redor do volt 30.

[088] O revestimento externo 22 é então formado ao redor das camadas de armadura externa 38, 40, de modo vantajoso por extrusão do polímero que compõe o mesmo (consultar a etapa (d) na Figura 4).

[089] As peças de extremidade do duto 10 são então configuradas nas extremidades do segmento central 12. Essa instalação obtura o espaço em formato de anel 26.

[090] Uma vez que o duto 10 é instalado na extensão de água, o material abrasivo coletado no conjunto de fundo 16 circula através do duto flexível 10 longe do conjunto de superfície 15.

[091] Pela presença da camada interna protetora 40 posicionada na passagem de circulação 11 em contato com o material abrasivo que circula na passagem 11, o material permanece totalmente distante do revestimento de pressão 20, o que garante a vedação do duto 10 e seu tempo de vida.

[092] Como a camada interna protetora 40 que compreende uma matriz elastomérica 50, a mesma se deforma de modo localizado em contato com o material abrasivo. Portanto, a mesma é relativamente não muito sujeita ao efeito de corte ou esmagamento causado pelo transporte do material abrasivo.

[093] Ademais, a presença do conjunto de reforço longitudinal 52, preferencialmente formado com metal elementos filiformes 54, garante força mecânica muito satisfatória à camada protetora 40, que limita seu desgaste ao longo do tempo.

[094] Além disso, esse reforço longitudinal 52 proporciona a possibilidade de manter mecanicamente a folha 60 sob o efeito de seu próprio peso, uma vez que o mesmo está em uma posição vertical no duto 10.

[095] Em uma alternativa, ilustrada na Figura 11, o conjunto de reforço longitudinal 52 inclui uma rede de fibras de reforço sem metal embutido na matriz 50. A rede é, de modo vantajoso, um tecido técnico.

[096] O tecido técnico é, por exemplo, um tecido de fibras de aramida ou polietileno com um alto peso molecular. O tecido técnico forma tiras ventiladas 90 embutidas na matriz 50.

[097] No exemplo ilustrado na Figura 11, as tiras ventiladas 90 se estendem, cada uma, em uma circunferência ao redor do eixo geométrico A-A’, ao ser embutida na matriz 50.

[098] Em uma alternativa (não mostrada), a camada interna protetora 40 é formada por um perfil contínuo obtido de modo vantajoso por extrusão.

[099] De modo vantajoso, o perfil é feito com base em um termoplástico de uretano, um termoplástico elastomérico, de borracha natural. O mesmo tem um diâmetro interno maior do que 100 mm e uma espessura maior do que 10 mm.

[0100] Em uma alternativa, a camada interna protetora 40 é formada colocando-se extremidade a extremidade diversas folhas dobradas 60.

[0101] Em geral, o duto flexível 10 de acordo com a invenção tem capacidade de operar em uma baixa pressão (pressão igual ou menor do que a pressão ambiente) e em alta pressão (pressão menor do que 20 Mpa (200 bars) de modo vantajoso e maior do que a pressão ambiente).

[0102] Em todo o precedente, a camada interna protetora 40 feita de um material elastomérico pode ser formada tanto como um duto de grande comprimento, ou como um duto de curto comprimento ou adicionalmente como uma folha (ou tira).

[0103] Criar a camada interna protetora 40 como um duto de grande comprimento, da ordem de 40 m a 50 m, é interessante para aplicações em dutos submarinos de grande comprimento para transportar materiais abrasivos.

[0104] Todavia, a aplicação, o transporte e a instalação no local de fabricação do duto de acordo com a invenção não proporciona satisfação completa.

[0105] De fato, sua aplicação exige espaços de trabalho relativamente significativos de modo a permitir que o uso de um mandril rígido de grande comprimento para extrusar a camada elastomérica assim como a implantação de um forno de vulcanização com capacidade de conter tais dutos.

[0106] Além disso, devido a seus comprimentos de sobreposição, o transporte de seu local de fabricação longe da fábrica para fabricar os dutos flexíveis de acordo com a invenção pode ser aprimorado. O enrolamento desses dutos em bobinas para facilitar seu transporte e/ou o uso de caminhões que incluem um semi-trailer de grande comprimento não é uma solução totalmente satisfatória e gera custos demasiados.

[0107] Por fim, uma vez que os mesmos são supridos no local de fabricação dos dutos flexíveis de acordo com a invenção, o armazenamento desses dutos e/ou a instalação dos últimos nas várias ferramentas para fabricar dutos flexíveis exige um espaço suficientemente grande, uma adaptação das ferramentas existentes e/ou a aquisição de novas ferramentas. Isso também tem o efeito de gerar custos adicionais.

[0108] Além disso, o modo de conectar entre si os diferentes segmentos de dutos durante a fabricação dos dutos flexíveis podem ser adicionalmente aprimorados.

[0109] Criar a camada interna protetora 40 como um duto de curto comprimento, da ordem de 5 m a 15 m é também interessante e tem vantagens conforme comparado com um duto de grande comprimento.

[0110] De fato, sua aplicação é mais fácil visto que o congestionamento dos espaços de trabalho é reduzido.

[0111] Além disso, seu transporte de seu local de fabricação longe da fábrica para fabricar os dutos flexíveis de acordo com a invenção é também mais fácil.

[0112] Além disso, uma vez que os mesmos são supridos no local de fabricação dos dutos flexíveis, os problemas de congestionamento relacionados ao armazenamento e/ou instalação são resolvidos. No entanto, o uso de ferramentas adequadas e/ou ferramentas específicas e como os diferentes segmentos de duto são conectados entre si não é sempre totalmente satisfatório e gera custos adicionais na fabricação dos dutos flexíveis.

[0113] Criar a camada interna protetora 40 como uma folha (ou tira) proporciona a possibilidade de eliminar todos os defeitos mencionados anteriormente.

[0114] De fato, sua aplicação é mais fácil visto que torna-se possível extrusar tiras de grandes comprimentos, compreendidos entre 50 m e vários quilômetros.

[0115] Após a vulcanização da tira, as últimas podem ser então facilmente enroladas ao redor do barril de um carretel ou ainda cortado no comprimento desejado de modo a formar tiras que serão empilhadas em uma paleta de armazenamento. Isso proporciona a possibilidade tanto de melhorar os problemas relacionados ao congestionamento do espaço de trabalho quanto de seu transporte longe do local de fabricação de dutos flexíveis de acordo com a invenção.

[0116] Uma vez que os mesmos são supridos no lugar para fabricar dutos flexíveis, as folhas são armazenadas mais facilmente e sua instalação nas ferramentas exigidas para a fabricação dos ditos dutos é mais fácil. Desse modo, as folhas podem ser enroladas e então inseridas dentro de um revestimento tubular que forma a passagem para circulação dos materiais abrasivos ao fim da fabricação, e então ser inseridas e montadas em suas bordas laterais antes que o dito revestimento tubular seja extrusado acima.

[0117] Esse último tipo de criação do revestimento interno protetor é o mais vantajoso. O mesmo proporciona a possibilidade de facilitar amplamente sua aplicação, seu transporte e sua instalação no local de fabricação dos dutos flexíveis de acordo com a invenção. Além disso, isso permite redução significativa dos custos inerentes a essas ações.

Claims

1. DUTO FLEXÍVEL DE CAMADAS NÃO ADERENTES (10) PARA TRANSPORTAR UM MATERIAL ABRASIVO que compreende: - pelo menos um revestimento tubular (20) que delimita uma passagem (11) para circulação do material abrasivo; - pelo menos uma camada (34, 36) de armaduras de tração posicionadas externamente em relação ao revestimento tubular (20), sendo que a camada de armadura (34, 36) compreende uma pluralidade de elementos de armadura filiforme (44), caracterizado por compreender adicionalmente uma camada interna protetora (40) posicionada dentro do revestimento tubular (20) na passagem de circulação (11), sendo que a camada interna protetora (40) inclui uma matriz elastomérica (50) e um conjunto de reforço longitudinal (52) embutido na matriz (50).

2. DUTO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo conjunto de reforço longitudinal (52) incluir uma pluralidade de elementos de metal filiforme (54) embutidos na matriz (50).

3. DUTO (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo conjunto de reforço longitudinal (52) incluir uma rede de fibras de reforço sem metal embutidas na matriz (50), de modo vantajoso, um tecido técnico.

4. DUTO (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela matriz (50) ser formada com base em um elastômero selecionado dentre uma borracha, notoriamente borracha natural, ou uma borracha artificial da borracha de estireno-butadieno, borracha de butadieno, borracha de nitrila-butadieno, borracha de cloropreno, borracha de butila, tipo de borracha monomérica de etileno-propileno-dieno, um termoplástico de poliuretano, ou um termoplástico elastomérico.

5. DUTO (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela camada interna protetora (40) incluir pelo menos uma folha (60) de um material contínuo dobrado em si próprio ao longo das bordas laterais (62) da folha (60), sendo que as bordas laterais (62) são colocadas de modo vantajoso extremidade a extremidade, e um conjunto (66) para montar as bordas laterais (62) da folha (60), de modo vantajoso por ligação adesiva, agrafagem, fecho por pressão, frisagem, e/ou embalamento.

6. DUTO (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela camada interna protetora (40) ser formada por um perfil contínuo obtido de modo vantajoso por extrusão.

7. DUTO (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela espessura da camada interna protetora (40) ser maior do que 10 mm, e ser preferencialmente compreendida entre 15 mm e 30 mm.

8. DUTO (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo diâmetro interno da camada interna protetora (40) ser maior do que 10 cm, e ser preferencialmente compreendido entre 15 cm e 35 cm.

9. DUTO (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo revestimento tubular (20) ser fixado na camada interna protetora (40).

10. DUTO (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo seu comprimento ser maior do que 10 m.

11. MÉTODO PARA FABRICAR UM DUTO FLEXÍVEL DE CAMADAS NÃO ADERENTES (10) PARA TRANSPORTAR UM MATERIAL ABRASIVO que compreende as seguintes etapas: - fabricar pelo menos um revestimento tubular (20); - posicionar pelo menos uma camada de armadura de tração (34, 36) externamente em relação ao revestimento tubular (20), sendo que a camada de armadura (34, 36) compreende uma pluralidade de elementos de armadura filiforme (44), caracterizado por compreender a seguinte etapa: - posicionar uma camada interna protetora (40) dentro do revestimento tubular (20) na passagem de circulação (11), sendo que a camada interna protetora (40) inclui uma matriz elastomérica (50) e um conjunto de reforço longitudinal (52) embutido na matriz.

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo posicionamento da camada interna protetora (40) no revestimento tubular (20) ser, então, realizado durante a fabricação do revestimento tubular (20), de modo vantajoso por extrusão do revestimento tubular (20) acima da camada interna protetora (40).

13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 12, caracterizado pelo mesmo incluir uma etapa preliminar para fabricar a camada interna protetora (40), sendo que a etapa de fabricação preliminar compreende as seguintes fases: - fornecer uma folha (60) que inclui uma matriz elastomérica (50) e um conjunto de reforço longitudinal (52) embutido na matriz (50); - enrolar a folha (60) ao redor de um eixo geométrico de enrolamento (A-A’) de modo a formar uma camada interna protetora tubular (40).

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela etapa de fabricação preliminar incluir, depois de enrolar a folha (60), a fixação das bordas laterais (62) da folha (60) ao longo de uma geratriz, de modo vantajoso por ligação adesiva, agrafagem, fecho por pressão, frisagem e/ou enrolamento.

15. USO DE UM DUTO (10), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, para transportar um material abrasivo entre um conjunto de fundo (16), caracterizado por incluir um dispositivo (17) para capturar e/ou coletar um material no fundo de uma extensão de água (13) e um conjunto de superfície (15) localizado na superfície da extensão de água (13).