BR112017027561B1

BR112017027561B1 - Dispositivo e sistema de modificação de fluxo e método de redução de vibração

Info

Publication number: BR112017027561B1
Application number: BR112017027561-9A
Authority: BR
Inventors: Andrew Elmhirst Potts; Hayden Marcollo
Original assignee: Amog Technologies Pty Ltd
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2023-01-31
Also published as: EP3314083A1; US20180180073A1; AU2016282213A1; EP3314083A4; US10323665B2; AU2016282213B2; WO2016205898A1; BR112017027561A2; EP3314083B1

Abstract

DISPOSITIVO, SISTEMA E MÉTODO DE MODIFICAÇÃO DE FLUXO. Um dispositivo de modificação de fluxo conectável a um elemento geralmente cilíndrico adaptado para imersão em um meio fluido, o dispositivo compreendendo um corpo alongado possuindo um comprimento e uma seção transversal geralmente circular; uma pluralidade de partes elevadas de corpo disposta em torno de e se estendendo ao longo do comprimento do corpo alongado, as partes elevadas de corpo sendo dispostas geralmente em paralelo a um eixo geométrico longitudinal do corpo e possuindo uma altura entre 2% e 10% de um diâmetro do corpo; e uma abertura se estendendo através do comprimento do corpo alongado, a abertura sendo adaptada para receber o elemento geralmente cilíndrico de modo que o dispositivo de modificação de fluxo seja disposto em torno do elemento cilíndrico. A pluralidade de partes elevadas de corpo é adaptada para reduzir a vibração induzida por vórtice e/ou arrasto no elemento cilíndrico quando o dispositivo é conectado ao elemento cilíndrico e o dispositivo conectado e o elemento cilíndrico são imersos no meio fluido e existe um movimento relativo entre o dispositivo conectado e o elemento cilíndrico e o meio fluido.

Description

Campo da invenção

[001] A presente invenção refere-se a dispositivos, sistemas e métodos para redução de vibração induzida por vórtice (VIV) e/ou de arrasto geral em um elemento geralmente cilíndrico ou tubular, imerso em um meio fluido. A invenção é particularmente adequada para reduzir VIV e arrasto em estruturas marinhas, tal como risers, cabos umbilicais, cabos e tubulações.

Fundamentos da invenção

[002] Estruturas cilíndricas, tal como risers marinhos, cabos umbilicais, cabos e tubulações serão geralmente submetidas à excitação por vibração induzida por vórtice quando imersas em um meio fluido, ou quando estão se movendo com relação ao meio fluido. Essa excitação dinâmica pode resultar em uma força de arrasto amplificada e em uma vida útil operacional reduzida devido à fadiga.

[003] Na indústria offshore, estruturas cilíndricas são utilizadas em risers de produção e perfuração, em tubulações próximas ao leito do mar, em entradas de água do mar, em linhas de descarga e em muitas outras estruturas similares. Geralmente, essas estruturas cilíndricas estarão sujeitas à VIV, que pode representar um problema maior com uma maior velocidade de fluxo/corrente e com comprimentos maiores de cilindro.

[004] Os dispositivos de modificação de fluxo têm sido desenvolvidos com o intuito de reduzir o nível ou severidade de VIV nas estruturas cilíndricas. Esses dispositivos de modificação de fluxo têm por objetivo impedir que vórtices consistentes sejam vertidos sobre a estrutura cilíndrica. A patente U.S. No. 8,443,896 descreve um dispositivo de modificação de fluxo, na forma de uma pluralidade de estacas helicoidais, conectáveis a um riser marinho. As estacas helicoidais podem reduzir a severidade de VIV a níveis muito baixos, mas são, geralmente, grandes e pouco práticas de se manusear. Por exemplo, os risers de perfuração envolvem operações de instalação, recuperação e empilhamento que não são facilmente obteníveis com grandes dispositivos de estacas helicoidais.

[005] A patente U.S. No. 7,513,209 e a patente U.S. No. 6,223,672 descrevem dispositivos de carenagem rígida conectáveis aos risers marinhos. Carenagens rígidas têm por objetivo suprimir VIV por meio de simplificação e retardo da separação do fluxo em torno da estrutura cilíndrica. Carenagens rígidas são tipicamente dispositivos unidirecionais e geralmente envolvem a fixação da carenagem à estrutura cilíndrica. O processo de fixação pode ser demorado, o que é uma desvantagem em vista das programações onerosas de produção e operação, por exemplo, quando se realiza operações de perfuração.

[006] A vertedura do vórtice sobre as estruturas cilíndricas é geralmente descrita em Flow-Induced Vibrations: An Engineering Guide (2005) de Naudacher, E. e Rockwell, D. da Dover Publications, que é incorporado aqui por referência. Dispositivos e/ou métodos de modificação de fluxo adicionais são descritos nas seguintes publicações de patente: FR 2367148, WO 2002/095278 e WO 2009/035481.

[007] É um objetivo da presente invenção se fornecer dispositivos, sistemas e métodos de modificação de fluxo que superem, ou pelo menos amenizem, uma ou mais das deficiências da técnica anterior, ou pelo menos forneçam uma alternativa útil.

[008] Referência a qualquer técnica anterior no relatório descritivo não é um reconhecimento ou sugestão de que a técnica anterior faça parte do conhecimento geral comum em qualquer jurisdição nem que essa técnica anterior possa ser razoavelmente compreendida, considerada relevante e/ou combinada com outras partes da técnica anterior por uma pessoa versada na técnica.

Sumário da invenção

[009] Em um primeiro aspecto, a presente invenção fornece um dispositivo de modificação de fluxo conectável a um elemento geralmente cilíndrico adaptado para imersão em um meio fluido, o dispositivo compreendendo: um corpo alongado possuindo um comprimento e uma seção transversal geralmente circular; uma pluralidade de partes elevadas de corpo dispostas em torno de e se estendendo ao longo do comprimento do corpo alongado, as partes elevadas de corpo sendo dispostas geralmente em paralelo a um eixo longitudinal do corpo e possuindo uma altura entre 2% e 10% de um diâmetro do corpo; e uma abertura se estendendo através do comprimento do corpo alongado, a abertura sendo adaptada para receber o elemento geralmente cilíndrico de modo que o dispositivo de modificação de fluxo seja disposto em torno do elemento cilíndrico; em que a pluralidade de partes elevadas de corpo é adaptada para reduzir a vibração induzida por vórtice e/ou arrasto no elemento cilíndrico quando o dispositivo é conectado ao elemento cilíndrico e o dispositivo conectado e o elemento cilíndrico são imersos no meio fluido, e existe um movimento relativo entre o dispositivo conectado e o elemento cilíndrico e o meio fluido.

[010] A pluralidade de partes elevadas de corpo é preferivelmente não contínua ao longo de todo o comprimento do corpo alongado. Por exemplo, em uma modalidade, pode haver uma primeira pluralidade de partes elevadas de corpo disposta ao longo de um primeiro comprimento do corpo alongado, e pode haver uma segunda pluralidade de partes elevadas de corpo disposta ao longo de um segundo comprimento adjacente do corpo alongado. Nessa modalidade, a segunda pluralidade de partes elevadas de corpo pode ser desviada em torno do eixo longitudinal com relação à primeira pluralidade de partes elevadas de corpo, de modo que a segunda pluralidade de partes elevadas de corpo não seja alinhada com a primeira pluralidade de partes elevadas de corpo. Em uma modalidade particularmente preferida, a segunda pluralidade de partes elevadas de corpo é desviada longitudinalmente ou girada em torno do eixo longitudinal com relação à primeira pluralidade de partes elevadas de corpo por um ângulo de rotação, ângulo de rotação esse que é preferivelmente, aproximadamente, metade do ângulo entre as partes elevadas de corpo adjacentes da primeira pluralidade de partes elevadas de corpo (medido a partir das linhas centrais das partes elevadas de corpo adjacentes). O dispositivo de modificação de fluxo também pode incluir uma ou mais pluralidades adicionais de partes elevadas de corpo dispostas ao longo de um ou mais comprimentos respectivos, adicionais, do corpo alongado e, cada uma dentre uma ou mais pluralidades adicionais de partes elevadas de corpo pode ser desviada longitudinalmente ou girada em torno do eixo longitudinal com relação a uma pluralidade de partes elevadas de corpo adjacente, disposta ao longo de um comprimento adjacente do corpo alongado Dessa forma, o corpo alongado pode incluir 2, 3, 4 ou mais comprimentos de partes elevadas de corpo nos quais cada comprimento da parte elevada de corpo é desviado longitudinalmente ou girado em torno do eixo longitudinal com relação a um comprimento adjacente da parte elevada de corpo.

[011] Em uma modalidade, a pluralidade de partes elevadas de corpo (ou estacas) é geralmente composta de nervuras curvas ou arredondadas e preferivelmente possui raios entre 2% e 38% de um diâmetro externo do corpo. Nessa modalidade, o corpo alongado inclui preferivelmente 4 ou mais, ou 5 ou mais nervuras curvas ou arredondadas dispostas de forma equidistante em torno do corpo alongado. Mais preferivelmente, o corpo alongado inclui 12 ou menos ou 9 ou menos nervuras curvas ou arredondadas dispostas de forma equidistante em torno do corpo alongado. Ainda mais preferivelmente, o corpo alongado inclui um número ímpar de nervuras curvas ou arredondadas, tal como 5, 7 ou 9 nervuras curvas ou arredondadas, dispostas de forma equidistante em torno do corpo alongado. Descobriu-se que um número ímpar de nervuras curvas ou arredondadas resulta em uma menor amplitude de vibração do elemento geralmente cilíndrico (em comparação com um número par de nervuras curvas ou arredondadas adjacentes). Em uma disposição alternativa, as nervuras curvas ou arredondadas podem ser dispostas de uma determinada forma em torno do corpo alongado de modo que as nervuras curvas ou arredondadas adjacentes não sejam equidistantes uma da outra. Em uma modalidade alternativa adicional, as nervuras curvas ou arredondadas adjacentes podem ter uma altura diferente.

[012] Como utilizados em todo este relatório descritivo, os termos "nervuras geralmente curvas ou arredondadas", "partes elevadas curvas de corpo", "estacas curvas" ou qualquer variação similar definem qualquer geometria da parte elevada do corpo adequadamente curva ou similar a uma curva, ou qualquer geometria substancialmente contínua sem cantos definidos. Por exemplo, em uma modalidade, as partes elevadas de corpo podem ser geralmente parabólicas em termos de formato.

[013] Opcionalmente, as nervuras curvas ou arredondadas definem partes estriadas de corpo, respectivas, entre as mesmas. Em uma modalidade, as partes estriadas de corpo, respectivas, são geralmente côncavas e apresentam um formato geralmente curvo. Nessa modalidade, as partes estriadas de corpo geralmente curvas possuem preferivelmente raios entre 0,75% e 78% do diâmetro do corpo. Em uma modalidade alternativa, as partes estriadas de corpo podem ser geralmente convexas (ou direcionadas para fora) e podem apresentar um formato geralmente curvo (ou as partes estriadas de corpo podem adotar o formato primário ou de base do corpo alongado geralmente circular, ou podem ser concêntricas com relação ao mesmo).

[014] Em uma modalidade alternativa, a pluralidade de partes elevadas de corpo (ou estacas) é geralmente composta de nervuras trapezoidais. As nervuras trapezoidais podem possuir cantos chanfrados ou arredondados e, preferivelmente, possuem larguras entre 3% e 7% do diâmetro externo do corpo, mas, mais preferivelmente, cerca de 3% do diâmetro externo. Nessa modalidade, o corpo alongado inclui preferivelmente entre 3 e 16 nervuras trapezoidais (ou estacas) dispostas de forma equidistante em torno do corpo alongado. Em uma disposição, o corpo alongado pode incluir um número relativamente baixo de nervuras trapezoidais dispostas de forma equidistante em torno do corpo alongado (por exemplo, 3, 4 ou 5 nervuras trapezoidais). Em uma disposição alternativa, o corpo alongado pode incluir um número relativamente alto de nervuras trapezoidais dispostas de forma equidistante em torno do corpo alongado (por exemplo, 12, 14 ou 16 nervuras trapezoidais). Em uma disposição alternativa, as nervuras trapezoidais podem ser dispostas de uma forma tal em torno do corpo alongado de modo que as nervuras trapezoidais adjacentes não sejam equidistantes uma da outra. Em uma disposição alternativa adicional, as nervuras trapezoidais adjacentes podem ter uma altura diferente.

[015] Nessa modalidade, as nervuras geralmente trapezoidais podem, opcionalmente, definir partes estriadas de corpo, respectivas, entre as mesmas. Em uma modalidade, as partes estriadas de corpo respectivas possuem um formato geralmente curvo (ou convexo), direcionado para fora (ou as partes estriadas de corpo podem adotar o formato primário ou de base do corpo alongado geralmente circular, ou podem ser concêntricas com relação ao mesmo). Nessas modalidades, as partes estriadas de corpo geralmente curvas possuem preferivelmente raios entre 0,75% e 78% do diâmetro do corpo. Em uma modalidade alternativa, as partes estriadas de corpo, respectivas, podem ser geralmente côncavas e possuir um formato geralmente curvo.

[016] O dispositivo de modificação de fluxo pode compreender pelo menos duas partes complementares, conectáveis liberavelmente, tal como uma primeira parte e uma segunda parte. Em uma modalidade preferida, o dispositivo de modificação de fluxo é dividido em seu eixo longitudinal para definir a primeira e a segunda partes. Nessa modalidade, a primeira parte pode ser uma primeira metade do dispositivo de modificação de fluxo, e a segunda parte pode ser uma segunda metade do dispositivo de modificação de fluxo. Vantajosamente, nessa modalidade, as primeira e segunda partes podem ser conectadas liberavelmente, por exemplo, por um dispositivo de fixação, de modo a prender liberavelmente o dispositivo de modificação de fluxo em torno do elemento cilíndrico.

[017] Em uma modalidade, o elemento geralmente cilíndrico é uma extrusão contínua de borracha ou metal. Em uma modalidade alternativa, o elemento cilíndrico é um enrolamento compósito. Em uma modalidade alternativa adicional, o elemento cilíndrico é um elemento de concreto continuamente armado. O elemento cilíndrico pode ser um riser marinho, um cabo, um cabo umbilical, elemento tubular, ou outro elemento estrutural similar.

[018] Vantajosamente, o dispositivo de modificação de fluido pode ser encaixado externamente, por exemplo, por deslizamento ou fixação, a qualquer tipo de estrutura geralmente cilíndrica ou tubular imersa em um fluido. Tais estruturas incluem, por meio de exemplo apenas, chaminés, cabos, risers de perfuração e seus elementos flutuantes, cabos de atracação, risers e cabos umbilicais em plataformas fixas, elementos flutuantes distribuídos de risers e cabos umbilicais (as boias propriamente ditas), tal como risers lazy wave, entradas de água do mar, elementos de extensão e abraçadeiras semissubmersíveis, longarinas, e sistemas submarinos incluindo carretéis rígidos de leito de mar. O presente dispositivo de modificação de fluxo é particularmente adequado para conexão a elementos flutuantes. Os elementos flutuantes compreendem tipicamente espuma sintática com envoltórios externos rígidos, e são projetados para suportar grandes pressões hidrostáticas esmagadoras em alta profundidades de água. Seu deslocamento fornece a flutuabilidade ao elemento estrutural ao qual estão conectados. Em uma modalidade, o presente dispositivo de modificação de fluxo pode ser fabricado de modo que apresente as características mencionadas acima dos elementos flutuantes típicos.

[019] Vantajosamente, o dispositivo de modificação de fluxo reduz VIV e arrasto no elemento cilíndrico quando o dispositivo de modificação de fluxo (ou uma pluralidade de dispositivos de modificação de fluxo) é disposto em torno de e preso liberavelmente ao elemento cilíndrico.

[020] Em um segundo aspecto, a presente invenção fornece um sistema de modificação de fluxo para a redução da vibração induzida por vórtice e/ou arrasto em um elemento geralmente cilíndrico imerso em um meio fluido, o sistema compreendendo: uma pluralidade de dispositivos de modificação de fluxo de acordo com o primeiro aspecto da invenção, onde cada dispositivo de modificação de fluxo é disposto em torno de e se estende ao longo do elemento cilíndrico; e um meio para prender liberavelmente cada um dentre a pluralidade de dispositivos de modificação de fluxo em torno do elemento cilíndrico.

[021] Preferivelmente, os dispositivos de fixação liberável de um dispositivo de modificação de fluxo em torno do elemento cilíndrico compreendem uma tira alongada. A tira alongada pode ser recebida em torno do corpo alongado do dispositivo de modificação de fluxo. A tira alongada pode incluir tensores rebaixados ou fixadores internos aparafusados que agem de forma a apertar a tira alongada em torno do dispositivo de modificação de fluxo (e, portanto, do elemento cilíndrico).

[022] Em uma modalidade, a pluralidade de partes elevadas de corpo de um primeiro dispositivo de modificação de fluxo pode ser alinhada com a pluralidade imediatamente adjacente das partes elevadas de corpo de um segundo dispositivo de modificação de fluxo adjacente. Em uma modalidade alternativa, as partes elevadas de corpo do primeiro dispositivo de modificação de fluxo podem não estar alinhadas com a pluralidade imediatamente adjacente de partes elevadas de corpo do segundo dispositivo de modificação de fluxo adjacente. Nessa disposição, as partes elevadas de corpo do primeiro dispositivo de modificação de fluxo podem ser longitudinalmente desviadas ou giradas em torno do eixo longitudinal com relação às partes elevadas de corpo imediatamente adjacentes do segundo dispositivo de modificação de fluxo adjacente por um ângulo de rotação, ângulo de rotação esse que é preferivelmente metade do ângulo entre as partes elevadas de corpo adjacentes do primeiro dispositivo de modificação de fluxo (como medido a partir das linhas centrais das partes elevadas de corpo adjacentes). De acordo, cada dispositivo de modificação de fluxo dentre a pluralidade de dispositivos de modificação de fluxo dispostos em torno do elemento cilíndrico pode ser longitudinalmente desviado ou girado com relação a um dispositivo de modificação de fluxo adjacente. Alternativamente, os grupos de um ou mais dispositivos de modificação de fluxo podem ser longitudinalmente desviados ou girados com relação a um grupo adjacente de um ou mais dispositivos de modificação de fluxo. Como descrito com relação ao primeiro aspecto da invenção, o dispositivo de modificação de fluxo dessas modalidades pode incluir uma ou mais pluralidades adjacentes adicionais de partes elevadas de corpo que são longitudinalmente desviadas ou giradas, uma com relação à outra, da forma descrita acima.

[023] Em um terceiro aspecto da invenção, é fornecido um método de redução de vibração induzida por vórtice e/ou arrasto em um elemento geralmente cilíndrico imerso em um meio fluido, o método compreendendo as etapas de: dispor uma pluralidade de dispositivos de modificação de fluxo, de acordo com o primeiro aspecto da invenção, em torno do elemento cilíndrico; e prender liberavelmente cada um dentre a pluralidade de dispositivos de modificação de fluxo ao elemento cilíndrico.

[024] Preferivelmente, os meios para fixação liberável de um dispositivo de modificação de fluxo em torno do elemento cilíndrico compreendem uma tira alongada. A tira alongada pode ser recebida em torno do corpo alongado do dispositivo de modificação de fluxo.

[025] Como utilizados aqui, exceto onde o contexto exija o contrário, o termo "compreendem" e variações do termo, tal como "compreendendo", "compreende" e "compreendido", não devem excluir aditivos, componentes, inteiros ou etapas adicionais.

[026] Aspectos adicionais da presente invenção e modalidades adicionais dos aspectos descritos nos parágrafos anteriores se tornarão aparentes a partir da descrição a seguir, fornecida por meio de exemplo e com referência aos desenhos em anexo.

Breve descrição dos desenhos

[027] A figura 1 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de modificação de fluxo de acordo com uma modalidade da invenção; A figura 2 é uma vista da seção transversal de dispositivos de modificação de fluxo alternativos de acordo com várias modalidades alternativas da invenção; A figura 3 é similar à figura 2; A figura 4 é similar às figuras 2 e 3; A figura 5 é uma vista em perspectiva de uma pluralidade de elementos geralmente cilíndricos de acordo com uma modalidade da invenção; A figura 6 é uma representação das características de vibração de vários dispositivos de modificação de fluxo ou elementos cilíndricos de acordo com as modalidades da invenção; A figura 7 é uma representação das características de arrasto estático de vários dispositivos de modificação de fluxo ou elementos cilíndricos possuindo nervuras geralmente curvas ou arredondadas de acordo com as modalidades da invenção; A figura 8 é similar à figura 7, exceto que a figura 8 ilustra a arrasto total sob condições de vibração livre; A figura 9 é uma representação da formação de esteira de vorticidade de um dispositivo de modificação de fluxo de acordo com uma modalidade da invenção possuindo nervuras geralmente curvas ou arredondadas; A figura 10 é uma representação das características de arrasto estática de vários dispositivos de modificação de fluxo ou elementos cilíndricos possuindo nervuras geralmente trapezoidais de acordo com as modalidades da invenção; A figura 11 é uma representação de características de vibração de vários dispositivos de modificação de fluxo ou elementos cilíndricos possuindo nervuras geralmente trapezoidais de acordo com as modalidades da invenção; A figura 12 é uma representação das características de arrasto estático de vários dispositivos de modificação de fluxo ou elementos cilíndricos possuindo nervuras geralmente trapezoidais; A figura 13 é uma representação das características de vibração de vários dispositivos de modificação de fluxo ou elementos cilíndricos possuindo nervuras contínuas geralmente curvas ou arredondadas; A figura 14 é similar à figura 13, mas ilustra as características de vibração de vários dispositivos de modificação de fluxo ou elementos cilíndricos possuindo nervuras curvas ou arredondadas longitudinalmente desviadas ou alternadas; A figura 15 é uma representação esquemática de uma aplicação de um dispositivo de modificação de fluxo ou elemento cilíndrico de acordo com uma modalidade da invenção; A figura 16 é uma representação esquemática de uma aplicação adicional de um dispositivo de modificação de fluxo ou elemento cilíndrico de acordo com uma modalidade da invenção; A figura 17 é uma representação esquemática de uma aplicação adicional de um dispositivo de modificação de fluxo ou elemento cilíndrico de acordo com uma modalidade da invenção; A figura 18 é uma representação esquemática de uma aplicação adicional de um dispositivo de modificação de fluxo ou elemento cilíndrico de acordo com uma modalidade da invenção; e A figura 19 é uma representação esquemática de uma aplicação adicional de um dispositivo de modificação de fluxo ou elemento cilíndrico de acordo com uma modalidade da invenção. Descrição detalhada das modalidades

[028] Com referência à figura 1, é ilustrado um dispositivo de modificação de fluxo 10 conectável a um elemento geralmente cilíndrico (não ilustrado) imerso em um meio fluido tal como água ou ar. O elemento geralmente cilíndrico pode ser um riser marinho, um cabo, um cabo umbilical ou outro elemento tubular similar.

[029] O dispositivo de modificação de fluxo 10 fornece as vantagens de supressão de vibração induzida por vórtice (VIV) e redução de arrasto devido ao formato da seção transversal do dispositivo 10. O formato da seção transversal do dispositivo 10 altera a forma na qual os vórtices são formados em comparação com as seções transversais substancialmente circulares típicas, como descrito abaixo com relação à figura 9.

[030] O dispositivo de modificação de fluxo 10 pode ser conectado a ou instalado em um elemento cilíndrico existente. Alternativamente, um elemento cilíndrico pode ser fabricado de modo que sua seção transversal inclua as características do dispositivo de modificação de fluxo 10. Em outras palavras, o dispositivo de modificação de fluxo 10 da figura 1 pode ser um elemento cilíndrico, tal como um riser marinho, um cabo, um cabo umbilical, ou outro elemento tubular, e não um dispositivo separado conectável a um elemento cilíndrico. Como tal, por todo esse relatório descritivo, uma referência às características do dispositivo de modificação de fluxo 10 também se aplica a um elemento cilíndrico incorporando tais características. Vantajosamente, pela fabricação de um elemento cilíndrico possuindo a seção transversal descrita, um dispositivo de modificação de fluxo separado 10 não precisa ser instalado em torno do elemento cilíndrico. Em vez disso, o elemento cilíndrico incluirá todas as características estruturais necessárias para suprimir ou reduzir VIV e arrasto de acordo com a invenção.

[031] Na modalidade da figura 1, um dispositivo de modificação de fluxo 10 inclui um corpo alongado 12 possuindo um comprimento L e uma seção transversal geralmente circular. O dispositivo 10 também inclui uma pluralidade de partes elevadas de corpo (ou estacas) na forma de nervuras geralmente curvas ou arredondadas 14 dispostas em torno de e se estendendo ao longo do comprimento L do corpo alongado 12. As nervuras curvas ou arredondadas 14 são dispostas geralmente em paralelo a um eixo longitudinal do corpo alongado 12 e possuem uma altura entre 2% e 10% de um diâmetro externo D do corpo 12, mas, mais preferivelmente, entre 2% e 7,5% do diâmetro externo D. O diâmetro D é o diâmetro de um círculo desenhado através das bordas mais externas das partes elevadas de corpo (ou estacas). Em outras palavras, um círculo formando uma interseção com as bordas mais externas das partes elevadas de corpo terá o diâmetro D.

[032] O dispositivo de modificação de fluxo 10 também inclui uma abertura 16 se estendendo através do comprimento L do corpo alongado 12. A abertura 16 é adequadamente dimensionada de modo a receber o elemento geralmente cilíndrico (não ilustrado) de modo que o dispositivo de modificação de fluxo 10 seja disposto em torno do elemento cilíndrico. A pluralidade de partes elevadas de corpo ou nervuras curvas ou arredondadas 14 é adaptada para reduzir a vibração induzida por vórtice e arrasto no elemento cilíndrico quando o dispositivo 10 é conectado ao elemento cilíndrico, e quando o dispositivo conectado 10 e o elemento cilíndrico são imersos no meio fluido e existe um movimento relativo entre o dispositivo conectado e o elemento cilíndrico e o meio fluido.

[033] Como ilustrado na figura 1, a pluralidade de nervuras curvas ou arredondadas 14 define as partes estriadas de corpo respectivas 18 entre as mesmas. As partes estriadas de corpo 18 são geralmente côncavas e possuem um formato curvo geralmente invertido ou direcionado para dentro (em comparação com o formato curvo direcionado para fora das partes elevadas de corpo ou nervuras 14). Alternativamente, as partes estriadas de corpo 18 podem adotar o formato primário ou de base do corpo alongado geralmente circular 12 (como ilustrado particularmente na figura 4).

[034] Com referência à figura 2, são ilustradas várias vistas transversais de modalidades alternativas do dispositivo de modificação de fluxo 10. Em uma modalidade, o dispositivo de modificação de fluxo 10 inclui quatro nervuras geralmente curvas ou arredondadas 14 dispostas de forma equidistante em torno do corpo alongado (ilustrado no canto superior esquerdo). Em modalidades alternativas, o dispositivo de modificação de fluxo 10 inclui cinco, seis, sete, oito, nove, onze ou doze nervuras curvas ou arredondadas 14 (ilustradas do canto superior esquerdo para o canto inferior direito, respectivamente). O número e o tamanho relativo de nervuras curvas ou arredondadas 14 possuem um efeito na amplitude da vibração e coeficiente de arrasto do elemento cilíndrico, como descrito abaixo. As partes estriadas de corpo 18 dispostas entre as nervuras curvas ou arredondadas adjacentes 14 possuem preferivelmente raios entre 0,75% e 78% do diâmetro do corpo alongado 12, como descrito abaixo.

[035] A figura 3 ilustra modalidades alternativas adicionais do dispositivo de modificação de fluxo 10. Nessas modalidades, o dispositivo de modificação de fluxo 10 inclui nove nervuras curvas ou arredondadas 14 dispostas de forma equidistante em torno do corpo alongado. Em uma modalidade (ilustrada na extrema esquerda), a altura das nervuras curvas ou arredondadas 14 é de 2% do diâmetro do corpo 12. Nas outras modalidades ilustradas, a altura das nervuras curvas ou arredondadas 14 é de 3,8% ou 7,1% do diâmetro (ilustradas da esquerda para a direita, respectivamente).

[036] A figura 4 ilustra modalidades alternativas adicionais do dispositivo de modificação de fluxo 10 onde a pluralidade de partes elevadas de corpo (ou estacas) 14 é geralmente composta por nervuras trapezoidais. Nessas modalidades, o corpo alongado inclui preferivelmente entre 3 e 16 nervuras trapezoidais dispostas de forma equidistante em torno do corpo alongado. Em uma modalidade particularmente preferida, o dispositivo de modificação de fluxo 10 inclui sete nervuras geralmente trapezoidais 14 dispostas de forma equidistante em torno do corpo alongado (ilustrado no canto superior esquerdo). Em outras modalidades ilustradas, o dispositivo de modificação de fluxo 10 inclui oito, nove ou doze nervuras trapezoidais 14 (ilustradas do canto superior esquerdo, para o canto inferior direito, respectivamente). Nessas modalidades, as nervuras trapezoidais possuem cantos chanfrados ou arredondados e, preferivelmente, possuem larguras entre 3% e 7% do diâmetro externo do corpo, mas mais preferivelmente, em torno de 3% do diâmetro externo.

[037] Como ilustrado na figura 4, as nervuras geralmente trapezoidais 14 definem as partes estriadas de corpo, respectivas, 18 entre as mesmas. As partes estriadas de corpo respectivas 18 possuem um formato geralmente curvo (ou convexo) direcionado para fora (ou, em outras palavras, as partes estriadas de corpo adotam o formato primário ou de base do corpo alongado geralmente circular). Nas modalidades ilustradas, as partes estriadas de corpo geralmente curvas 18 possuem preferivelmente raios entre 0,75% e 78% do diâmetro do corpo.

[038] Apesar de não ilustradas nas figuras, a pluralidade de partes elevadas de corpo (por exemplo, as nervuras curvas/arredondadas ou as nervuras trapezoidais) podem não ser contínuas ao longo de todo o comprimento do corpo alongado. Por exemplo, em uma modalidade, pode haver uma primeira pluralidade de partes elevadas de corpo disposta ao longo de um primeiro comprimento do corpo alongado, e pode haver uma segunda pluralidade de partes elevadas de corpo disposta ao longo de um segundo comprimento adjacente do corpo alongado. Nessa modalidade, a segunda pluralidade de partes elevadas de corpo pode ser desviada em torno do eixo longitudinal com relação à primeira pluralidade de partes elevadas de corpo de modo que a segunda pluralidade de partes elevadas de corpo não seja alinhada com a primeira pluralidade de partes elevadas de corpo. Em uma modalidade particularmente preferida, a segunda pluralidade de partes elevadas de corpo é longitudinalmente desviada ou girada em torno do eixo longitudinal com relação à primeira pluralidade de partes elevadas de corpo por um ângulo de rotação, ângulo de rotação esse que é preferivelmente, aproximadamente, metade do ângulo entre as partes elevadas de corpo adjacentes da primeira pluralidade de partes elevadas de corpo (como medido a partir das linhas centrais das partes elevadas de corpo adjacentes). O dispositivo de modificação de fluxo também pode incluir uma ou mais pluralidades adicionais das partes elevadas de corpo dispostas ao longo de um ou mais comprimentos respectivos adicionais do corpo alongado, e cada uma dentre uma ou mais pluralidades adicionais de partes elevadas de corpo pode ser longitudinalmente desviada ou girada em torno do eixo longitudinal com relação a uma pluralidade adjacente de partes elevadas de corpo, disposta ao longo de um comprimento adjacente do corpo alongado.

[039] Vantajosamente, como ilustrado na figura 5, uma pluralidade de elementos cilíndricos 100 incorporando algumas das características descritas acima do dispositivo de modificação de fluxo 10 são empilháveis, por exemplo, em um deck de uma plataforma de perfuração. Como ilustrado na figura 5, as nervuras geralmente curvas ou arredondadas 14 de um elemento cilíndrico mais inferior são substancialmente assentadas ou recebidas dentro das partes estriadas do corpo 18 de um elemento cilíndrico mais superior, permitindo, assim, que os elementos cilíndricos mais inferior e mais superior sejam empilhados. Nesse sentido, as nervuras geralmente curvas ou arredondadas 14 agem como um acessório de "travamento" macho para as partes estriadas de corpo complementares fêmeas 18. Tais vantagens de armazenamento e empilhamento não são aparentes em determinados dispositivos de supressão de VIV anteriores tais como os que incorporam estacas helicoidais. Adicionalmente, os dispositivos VIV incorporando estacas helicoidais geralmente sofrem danos quando empilhados devido ao carregamento pontual em suas bordas elevadas acentuadas.

[040] Como descrito previamente, o dispositivo de modificação de fluxo 10 pode ser fabricado como um elemento flutuante. Nessa modalidade, um envoltório externo compreendendo fibra de vidro ou polietileno é inicialmente construído. O envoltório externo pode ser moldado de modo que apresente as características de seção transversal descritas acima. Espuma de célula fechada, tal como espuma sintática, pode então ser injetada ou colocada dentro do envoltório externo. A espuma sintática pode consistir de macroesferas e/ou microesferas e/ou resina, dependendo da aplicação e profundidade de água para as quais é projetada. O material necessário será aparente aos versados na técnica relevante. Em uma modalidade alternativa, o dispositivo de modificação de fluxo 10 pode ser totalmente usinado a partir de espuma de célula fechada ou sintática. Nessa modalidade, um envoltório externo separado não precisa ser construído.

[041] Vários testes foram conduzidos para se avaliar a eficiência de diferentes modalidades do dispositivo de modificação de fluxo 10, descrito acima, ou elemento cilíndrico 100. Os testes foram realizados em um canal de água possuindo um escoamento com um número de Reynolds entre 2.000 e 10.000 e com um cilindro rígido montado em mola possuindo pluralidades adjacentes desviadas longitudinalmente ou alternadas de partes elevadas de corpo e sendo restringidas contra vibração na direção de fluxo cruzado apenas. O cilindro apresentou uma profundidade imersa de 0,6 m e um diâmetro de 40 mm. A instrumentação consistiu de um transformador diferencial variável linear (LVDT) para determinar o histórico de tempo de deslocamento, extensômetros para determinar os históricos de tempo de força em linha (arrasto) e de fluxo cruzado.

[042] A amplitude da vibração de vários elementos cilíndricos incorporando nervuras geralmente curvas ou arredondadas, de acordo com uma modalidade da invenção, é representada contra um cilindro simples (isso é, um cilindro possuindo uma seção transversal circular padrão) na figura 6. Os valores referidos como R5 a R12 no eixo x se referem ao número de nervuras curvas ou arredondadas 14 dispostas em torno do corpo cilíndrico alongado 12. Por exemplo, R5 se refere a um elemento cilíndrico incorporando cinco nervuras curvas ou arredondadas 14, ao passo que R12 se refere a um elemento cilíndrico incorporando doze nervuras curvas ou arredondadas 14. A amplitude de vibração é representada no eixo y pela quantidade adimensional A/D e é a média da amplitude máxima de vibração para uma série de testes de estado estável. Como pode ser observado na figura 6, um elemento cilíndrico incorporando nove nervuras curvas ou arredondadas 14 exibiu a menor amplitude de vibração em comparação com os outros elementos cilíndricos testados. Em qualquer caso, o dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100 exibiu uma amplitude menor de vibração em comparação com o cilindro simples.

[043] A figura 7 detalha o desempenho de arrasto estático de vários elementos cilíndricos 10. O arrasto estático é representado pelo coeficiente de arrasto CD, que é representado no eixo y. As várias geometrias (isso é, R5 a R12) são representadas no eixo x. O coeficiente de arrasto CD é uma quantidade adimensional que é utilizada para quantificar a arrasto ou resistência de um objeto em um meio fluido. Um coeficiente de arrasto inferior indica que um objeto terá um arrasto total mais baixo em comparação com um objeto possuindo um coeficiente de arrasto maior. Como pode ser observado a partir da figura 7, as modalidades do dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100 incorporando cinco, sete ou oito nervuras curvas ou arredondadas 14 obtêm os maiores benefícios de arrasto estático.

[044] A figura 8 detalha o arrasto de desempenho total sob condições de vibração livre do cilindro R9, isso é, o elemento cilíndrico incorporando nove nervuras curvas ou arredondadas 14, possuindo uma altura de 2,0%, 3,8% ou 7,1% do diâmetro (referido como "OD" na figura 8) do corpo 12. Como pode ser observado a partir da figura 8, uma modalidade preferida do dispositivo de modificação de fluxo 10 possuindo nove nervuras curvas ou arredondadas 14 e uma altura de nervura de aproximadamente 3,8% resulta em um coeficiente de arrasto dinâmico total mais inferior dentre os resultados representados na figura 8. A partir daí, pode-se inferir que uma altura de menos de 4%, ou 3,8% ou menos, é preferida. A menor altura preferida é de 2% ou mais.

[045] A figura 9 detalha o desempenho de formação de esteira de vorticidade a jusante do cilindro R9 em comparação com o cilindro simples. A formação de esteira de vorticidade a jusante é uma forma de se avaliar como os vórtices são vertidos a partir de um cilindro. Como ilustrado na figura 9, o dispositivo de modificação de fluxo 10 verte vantajosamente o vórtice alongado por meio ciclo ao invés de um vórtice circular por meio ciclo, o que resulta em uma redução na carga de pico. Pela redução da carga de pico, o cilindro R9 é submetido a menos vibração e arrasto (e, portanto, a menos fadiga) em comparação com o cilindro simples.

[046] A figura 10 detalha o desempenho de arrasto estático de vários elementos cilíndricos 10 incorporando nervuras trapezoidais ou estacas de acordo com uma modalidade da invenção. O arrasto estático é representado pelo coeficiente de arrasto CD, que é representado no eixo y. O número de partes elevadas de corpo ou estacas dentre várias geometrias trapezoidais é representado no eixo x. Como pode ser observado na figura 10, as modalidades do dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100, incorporando 3, 5, 12 ou mais partes elevadas de corpo trapezoidais ou nervuras, obtêm maiores benefícios de arrasto estático do que os com partes elevadas de corpo na faixa intermediária (6 a 10 partes elevadas de corpo trapezoidais).

[047] A amplitude de vibração dos vários elementos cilíndricos incorporando as nervuras trapezoidais ou estacas de acordo com a invenção é representada na figura 11. A amplitude de vibração é representada no eixo y pela quantidade adimensional A/D e é a média da amplitude de vibração máxima de uma série de testes de estado estável. Como pode ser observado na figura 11, um elemento cilíndrico incorporando menos nervuras trapezoidais 14 exibiu a menor amplitude de vibração em comparação com os outros elementos cilíndricos testados. Em todo caso, o dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100 exibiu uma amplitude de vibração menor em comparação com um cilindro simples.

[048] A figura 12 detalha o desempenho de arrasto estático de vários elementos cilíndricos 10 incorporando nervuras trapezoidais contra a largura das nervuras trapezoidais. Como pode ser observado a partir da figura 12, uma modalidade preferida do dispositivo de modificação de fluxo 10 possui uma largura em torno de 3% do diâmetro externo, o que resulta no menor coeficiente de arrasto estática dentre os resultados representados na figura 12.

[049] As figuras 13 e 14 comparam as características de vibração de um elemento cilíndrico R8 de vibração livre 100 possuindo uma primeira pluralidade de nervuras curvas ou arredondadas contínuas (ou alinhadas) dispostas ao longo de seu comprimento (figura 13) com um elemento cilíndrico R8 de vibração livre similar, possuindo pelo menos uma primeira pluralidade de nervuras curvas ou arredondadas que é longitudinalmente desviada de uma segunda pluralidade adjacente de nervuras curvas ou arredondadas (figura 14). Em particular, o elemento cilíndrico R8 da figura 14 inclui quatro seções alternadas ou longitudinalmente desviadas de nervuras curvas ou arredondadas, com as nervuras curvas ou arredondadas de uma primeira seção ou comprimento sendo alinhadas com as partes estriadas de corpo de uma segunda seção adjacente ou comprimento. O elemento cilíndrico R8 das figuras 13 e 14 possui uma razão de comprimento para diâmetro de aproximadamente 17, e os dados ilustrados foram gerados em um alto número de Reynolds. Como pode ser observado a partir da comparação das figuras 13 e 14, a amplitude de vibração adimensional (A*) do elemento cilíndrico R8 com nervuras contínuas ou alinhadas forma um pico em aproximadamente 0,7 (figura 13), ao passo que a amplitude de vibração (A*) do elemento cilíndrico R8 com seções de nervuras alternadas ou longitudinalmente desviadas forma um pico em um valor muito inferior de aproximadamente 0,26 (figura 14).

[050] De acordo, um elemento cilíndrico 100 incorporando conjuntos ou grupos de partes elevadas de corpo longitudinalmente desviadas ou não alinhadas resulta em uma resposta à vibração dinâmica inferior (e, portanto, menor arrasto e fadiga dinâmica) e, portanto, é preferido com relação a um elemento cilíndrico incorporando partes elevadas de corpo que são alinhadas continuamente ao longo de seu comprimento. De forma similar, quando da disposição ou instalação de uma pluralidade de dispositivos de modificação de fluxo de acordo com a invenção em torno de um elemento geralmente cilíndrico, os dados das figuras 13 e 14 indicam que é preferível que a pluralidade de partes elevadas de corpo de um primeiro dispositivo de modificação de fluxo não esteja alinhada com a pluralidade de partes elevadas de corpo de um segundo dispositivo de modificação de fluxo adjacente. Em outras palavras, é preferível que o segundo dispositivo de modificação de fluxo seja desviado longitudinalmente ou girado em torno do eixo longitudinal com relação ao primeiro dispositivo de modificação de fluxo por um ângulo de rotação, ângulo de rotação esse que pode ser aproximadamente metade do ângulo entre as partes elevadas de corpo adjacentes do primeiro dispositivo de modificação de fluxo (como medido a partir das linhas centrais das partes elevadas de corpo adjacentes).

[051] O dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100 da presente descrição pode ser utilizado ou incorporado em uma variedade de estruturas como descrito abaixo.

[052] A figura 15 ilustra uma aplicação na qual o presente dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100 pode ser utilizado. Na figura 15, o dispositivo de modificação 10 ou elemento cilíndrico 100 é ilustrado como uma parte integral de uma superfície externa das unidades flutuantes que são tipicamente necessárias nos risers de perfuração em águas profundas para auxiliar na suspensão do peso do riser.

[053] A figura 16 ilustra uma aplicação adicional na qual o presente dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100 pode ser utilizado. Na figura 16, o dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100 é ilustrado como uma parte integral de uma superfície externa das unidades de flutuação discretas que são utilizadas para criar um formato de onda compatível no riser lazy wave de aço ou riser lazy wave flexível apresentados. Pela utilização do dispositivo de modificação de fluxo descrito 10, as vantagens de supressão de VIV podem resultar, dessa forma, oferecendo um desempenho aperfeiçoado contra fadiga do riser estrutural subjacente quando comparado com o das unidades flutuantes de seção transversal circular padrão. As vantagens de redução de arrasto também podem ser obtidas quando da comparação com as unidades flutuantes de seção transversal circular padrão.

[054] A figura 17 ilustra uma aplicação adicional na qual o presente dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100 pode ser utilizado. Na figura 17, o dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100 é ilustrado como uma parte integral de uma superfície externa de uma única unidade flutuante grande e discreta que fornece uma elevação vertical para uma estrutura de riser submarina subjacente. Tais unidades flutuantes grandes são tipicamente submetidas a efeitos de movimento induzido por vórtice que podem resultar em forças de arrasto mais problemáticas e maior fadiga das conexões e da estrutura subjacente. Na figura 17, o presente dispositivo de modificação de fluxo ou elemento cilíndrico é ilustrado na superfície externa da unidade flutuante com as partes elevadas de corpo longitudinais ou nervuras 14 ilustradas verticalmente. Alternativamente, se a unidade flutuante possuir um eixo primário configurado horizontalmente, então as nervuras 14 podem ser posicionadas horizontalmente (isso é, geralmente em paralelo ao leito do mar).

[055] A figura 18 ilustra uma aplicação adicional na qual o presente dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100 pode ser utilizado. Na figura 18, o dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100 é ilustrado como uma parte integral de uma superfície externa de uma mangueira flexível que pende livremente. Pela utilização do dispositivo de modificação de fluxo descrito 10, as vantagens de supressão de VIV e de arrasto podem resultar, oferecendo, dessa forma, um desempenho de fadiga aperfeiçoado e uma redução de arrasto dos componentes metálicos subjacentes na mangueira estrutural ou riser quando comparado com as mangueiras de seção transversal circular padrão.

[056] A figura 19 ilustra uma aplicação adicional na qual o presente dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100 pode ser utilizado. Na figura 19, o dispositivo de modificação de fluxo 10 ou elemento cilíndrico 100 é ilustrado como uma parte integral de uma superfície externa de um topo de chaminé, no ar. O presente dispositivo de modificação de fluxo 10 oferece vantagens de fabricação sobre as tecnologias existentes, tais como estacas helicoidais, visto que o dispositivo de modificação de fluxo 10 pode ser formado no processo de fabricação da chaminé de base. A fabricação da chaminé de base pode ser realizada através de um processo de laminação e soldagem ou através de um vazamento contínuo de concreto, ao passo que as estacas helicoidais precisam ser encaixadas depois da fabricação da chaminé de base.

[057] Será compreendido que a invenção descrita e definida neste relatório descritivo se estende a todas as combinações alternativas de duas ou mais características individuais mencionadas ou evidentes a partir do texto ou dos desenhos. Todas essas combinações diferentes constituem vários aspectos alternativos da invenção.

Claims

1. Dispositivo de modificação de fluxo (10) conectável a um elemento cilíndrico adaptado para imersão em um meio fluido, o dispositivo (10) caracterizado pelo fato de que compreende: um corpo alongado (12) possuindo um comprimento (L) e uma seção transversal circular; uma pluralidade de partes elevadas de corpo (14) dispostas em torno de e se estendendo ao longo do comprimento (L) do corpo alongado (12), as partes elevadas de corpo (14) sendo dispostas em paralelo a um eixo longitudinal do corpo (12) e possuindo uma altura entre 2% e 10% de um diâmetro (D) do corpo (12), em que o diâmetro (D) do corpo (12) corresponde ao diâmetro de um círculo formando uma interseção com as bordas mais externas das partes elevadas de corpo (14); e uma abertura (16) se estendendo através do comprimento (L) do corpo alongado (12), a abertura (16) sendo adaptada para receber o elemento cilíndrico de modo que o dispositivo de modificação de fluxo (10) seja disposto em torno do elemento cilíndrico (100); em que a pluralidade de partes elevadas de corpo (14) são nervuras curvas ou arredondadas que definem partes curvas estriadas de corpo (18) respectivas entre as mesmas, para prover uma sucessão de partes elevadas (14) e estriadas (18) de corpo que apresentam uma geometria de superfície contínua sem cantos definidos; em que a pluralidade de partes elevadas de corpo (14) é adaptada para reduzir a vibração induzida por vórtice e/ou arrasto no elemento cilíndrico (100) quando o dispositivo (10) é conectado ao elemento cilíndrico (100) e o dispositivo conectado (10) e o elemento cilíndrico (100) são imersos no meio fluido, e existe movimento relativo entre o dispositivo conectado (10) e o elemento cilíndrico (100) e o meio fluido.

2. Dispositivo de modificação de fluxo (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de partes elevadas de corpo (14) inclui uma primeira pluralidade de partes elevadas de corpo dispostas ao longo de um primeiro comprimento do corpo alongado (12) e uma segunda pluralidade de partes elevadas de corpo dispostas ao longo de um segundo comprimento adjacente do corpo alongado (12), e em que a segunda pluralidade de partes elevadas de corpo (14) é desviada em torno do eixo longitudinal com relação à primeira pluralidade de partes elevadas de corpo (14), de modo que a segunda pluralidade de partes elevadas de corpo (14) não seja alinhada com a primeira pluralidade de partes elevadas de corpo (14).

3. Dispositivo de modificação de fluxo (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as nervuras curvas ou arredondadas (14) possuem uma altura entre 2% e 7,5% do diâmetro (D) do corpo (12).

4. Dispositivo de modificação de fluxo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o corpo alongado (12) inclui entre 4 e 12 nervuras curvas ou arredondadas (14) dispostas de forma equidistante em torno do corpo alongado (12).

5. Dispositivo de modificação de fluxo (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o corpo alongado (12) inclui entre 5 e 9 nervuras curvas ou arredondadas (14) dispostas de forma equidistante em torno do corpo alongado (12).

6. Dispositivo de modificação de fluxo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que cada uma das nervuras curvas ou arredondadas (14) possui raios entre 2% e 38% do diâmetro (D) de corpo (12).

7. Dispositivo de modificação de fluxo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que cada uma das partes estriadas de corpo (18) respectivas é côncava e possui um formato curvo.

8. Dispositivo de modificação de fluxo (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que cada uma das partes estriadas de corpo (18) respectivas possui raios entre 0,75% e 78% do diâmetro (D) do corpo (12).

9. Dispositivo de modificação de fluxo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o elemento cilíndrico (100) é uma extrusão contínua de borracha ou metal.

10. Dispositivo de modificação de fluxo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o elemento cilíndrico (100) é um enrolamento compósito contínuo.

11. Dispositivo de modificação de fluxo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o elemento cilíndrico (100) é um elemento de concreto armado contínuo.

12. Dispositivo de modificação de fluxo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o elemento cilíndrico (100) é um riser marinho, um cabo, um cabo, um umbilical ou outro elemento tubular.

13. Sistema de modificação de fluxo para redução de vibração induzida por vórtice e/ou arrasto em um elemento cilíndrico imerso em um meio fluido, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de dispositivos de modificação de fluxo (10) conforme definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, em que cada dispositivo de modificação de fluxo (10) é disposto em torno de e se estende ao longo do elemento cilíndrico (100); e um meio para prender liberavelmente cada um da pluralidade de dispositivos de modificação de fluxo (10) em torno do elemento cilíndrico (100).

14. Sistema de modificação de fluxo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de partes elevadas de corpo (14) de um primeiro dispositivo de modificação de fluxo (10) é alinhada com a pluralidade imediatamente adjacente de partes elevadas de corpo (14) de um segundo dispositivo de modificação de fluxo (10) adjacente.

15. Sistema de modificação de fluxo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de partes elevadas de corpo (14) de um primeiro dispositivo de modificação de fluxo (10) não é alinhada com a pluralidade imediatamente adjacente de partes elevadas de corpo (14) de um segundo dispositivo de modificação de fluxo (10) adjacente.

16. Método de redução de vibração induzida por vórtice e/ou arrasto em um elemento cilíndrico imerso em um meio fluido, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: dispor uma pluralidade de dispositivos de modificação de fluxo (10) conforme definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 12 em torno do elemento cilíndrico (100); e prender liberavelmente cada um da pluralidade de dispositivos de modificação de fluxo (10) ao elemento cilíndrico (100).