BR112018003354B1

BR112018003354B1 - Conduto de fluido isolado

Info

Publication number: BR112018003354B1
Application number: BR112018003354-5A
Authority: BR
Inventors: Huabing Zheng; Donald Joseph Buckley; Scott Michael Miller; Chad Eric Yates; Juan Alberto Rivas Cardona
Original assignee: General Electric Company
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2022-09-20
Also published as: AU2016315591B2; WO2017040085A1; NO20180270A1; GB2557505B; US20170059080A1; AU2016315591A1; US9903525B2; GB2557505A; GB201803041D0; BR112018003354A2

Abstract

CONDUTOS DE FLUIDO ISOLADO. A presente invenção fornece um conduto de fluido isolado útil em estabelecimentos em que um fluido quente suscetível a uma ou mais mudanças de fase prejudiciais em resposta à perda de calor a um ambiente frio é transportado. Tais condutos podem ser particularmente bem adequados para melhorar o controle térmico em operações de produção de hidrocarboneto submarinas. O conduto de fluido inclui uma primeira camada isolante interna, que contém uma primeira matriz de polímero, e um primeiro material de mudança de fase, que passa por uma mudança de fase em T1. O conduto de fluido inclui uma segunda camada isolante externa, que contém uma segunda matriz de polímero, e um segundo material de mudança de fase, que passa por uma mudança de fase em T2, sendo que T1 é maior que T2. Uma ou mais camadas de barreira inibem a migração do material de mudança de fase a partir das camadas de isolamento e no ambiente. Em uma ou mais realizações, o material de mudança de fase está presente como um material de mudança de fase microencapsulado.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido é uma continuação em parte e reivindica prioridade ao Pedido de Patente Número de Série US 14/840,678 depositado em 31 de agosto de 2015 e intitulado “INSULATED FLUID CONDUIT”, incorporado ao presente documento em sua totalidade a título de referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção se refere a equipamentos úteis em operações de produção de fluido que ocorrem em ambientes frios. Em particular, a invenção se refere a condutos de fluido isolado, sua fabricação e sistemas que contém os mesmos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Muitas fabricações humanas e atividades de produção de energia envolvem o transporte de um fluido aquecido em um conduto de fluido situado em um ambiente frio. Onde o fluido é suscetível à solidificação ou se torna viscoso de maneira incontrolável devido à perda de calor ao ambiente frio, as práticas sensatas de engenharia incluem isolar tubos contra a perda de calor ao ambiente e/ou aquecer de maneira ativa o conduto de fluido ao longo do seu comprimento.

[004] A perda de calor e suas respectivas consequências se tornam particularmente severa em que o fluxo do fluido aquecido através do conduto é interrompido. O conduto que contém o líquido aquecido gradualmente resfria por meio da perda de calor ao ambiente e o fluido pode solidificar ou se tornar viscoso de maneira incontrolável dentro do conduto. Quando o fluxo é retomado, a matéria reduzida termicamente dentro do conduto de fluido pode evitar ou atrasar a retomada do fluxo de fluido dentro do conduto de fluido. Os problemas podem ser particularmente severos quando o fluido aquecido cristaliza facilmente com o resfriamento, como ocorre no caso com fenol relativamente puro (ponto de fusão 43 °C, no CAS 108-95-2) ou, caso contrário, forma sólidos com o resfriamento. (Consultar hidratos de gás natural, por exemplo).

[005] O documento US4429213 revela um conduto de fluido aquecido eletricamente que inclui um tubo de plástico adaptado para transportar um fluxo de fluido sujeito a congelamento a baixas temperaturas, um aquecedor de resistência elétrica disposto ao redor do tubo e se estendendo ao longo do seu comprimento e uma camisa de isolamento térmico disposta ao redor do aquecedor.

[006] O documento US2014311614 revela uma composição polimérica para isolante de condutos de transporte de fluido e/ou gás, tais como oleodutos e gasodutos offshore operando a temperaturas de cerca de 200°C ou superiores em profundidades de água acima de 1.000 metros. A superfície externa do conduto é fornecida com pelo menos uma camada de isolamento sólido ou de espuma compreendendo uma polisulfona resistente a altas temperaturas tendo grupos em ponte sulfona, éter e isopropilideno e/ou uma polifenilsulfona ou uma polietersulfona.

[007] O documento US2010043906 revela uma composição polimérica para isolante de condutos de transporte de fluido e/ou gás, tais como oleodutos e gasodutos offshore operando a temperaturas de 130°C ou superiores em profundidades de água acima de 1.000 metros. A superfície externa do conduto é fornecida com pelo menos uma camada de isolamento sólido ou de espuma compreendendo um termoplástico resistente a altas temperaturas com baixa condutividade térmica, alto ponto de amolecimento térmico, alta resistência à compressão e alta resistência à fluência compressiva.

[008] O documento US3904111 revela um conduto constituído de pelo menos duas camadas destinado ao transporte de meios combustíveis. De acordo com tal documento, o material polimérico contém um agente de expansão que produz gás à temperatura predeterminada. Ainda, o material polimérico é separado de um material reagente por uma camada sensível à temperatura, e quando a camada sensível à temperatura funde, o material polimérico entra em contato com o material reagente e reage causando expansão.

[009] Os documentos do estado da técnica acima mencionados ainda apresentam inconvenientes relativos ao controle térmico de condutos de fluido.

[010] Portanto, a retenção de calor dentro dos condutos de fluido pode ser crítica à operação eficaz de estabelecimentos em que um fluido quente suscetível a uma ou mais mudanças de fase prejudiciais em resposta à perda de calor a um ambiente frio é transportado. Existe atualmente uma necessidade particular para o controle térmico melhorado em operações de produção de hidrocarboneto submarino em que fluidos de produção quentes podem passar por uma ou mais mudanças de fase prejudiciais como um resultado de perda de calor ao ambiente submarino frio. A presente invenção proporciona uma ou mais realizações que permitem o controle térmico melhorado em tais ambientes.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[011] Em uma realização, a presente invenção proporciona um conduto de fluido isolado que compreende: (a) uma superfície interna de conduto que define um canal de fluxo; (b) uma superfície externa de conduto; (c) uma primeira camada isolante que compreende um primeiro material de mudança de fase disperso em uma primeira matriz de polímero; (d) uma segunda camada isolante disposta sobre a primeira camada isolante, sendo que a segunda camada isolante compreende um segundo material de mudança de fase disperso em uma segunda matriz de polímero; e (e) pelo menos uma camada de barreira configurada para inibir a migração de um ou mais dentre o primeiro e o segundo materiais de mudança de fase no ambiente; sendo que o primeiro material de mudança de fase tem um ponto de fusão T1 e o segundo material de mudança de fase tem um ponto de fusão T2, e T1 é maior que T2.

[012] Em uma realização alternativa, a presente invenção proporciona um conduto de fluido isolado que compreende: (a) uma superfície interna de conduto que define um canal de fluxo; (b) uma superfície externa de conduto; (c) uma primeira camada isolante que compreende uma borracha de silicone e um primeiro material de mudança de fase; (d) uma segunda camada isolante que compreende uma borracha de silicone e um segundo material de mudança de fase; e (e) pelo menos uma camada de barreira configurada para inibir a migração de um ou mais dentre o primeiro e o segundo materiais de mudança de fase no ambiente; sendo que o primeiro material de mudança de fase tem um ponto de fusão T1 e o segundo material de mudança de fase tem um ponto de fusão T2, e T1 é maior que T2.

[013] Em outra realização, a presente invenção proporciona um conduto de fluido isolado que compreende: (a) uma superfície interna de conduto que define um canal de fluxo; (b) uma superfície externa de conduto; (c) uma primeira camada isolante que compreende um primeiro material de mudança de fase disperso em uma primeira matriz polimérica; (d) uma segunda camada isolante que compreende um segundo material de mudança de fase disperso em uma segunda matriz polimérica; e (e) pelo menos uma camada de barreira configurada para inibir a migração de um ou mais dentre o primeiro e o segundo materiais de mudança de fase no ambiente; sendo que o primeiro material de mudança de fase tem um ponto de fusão T1 e o segundo material de mudança de fase tem um ponto de fusão T2, e T1 é maior que T2, e sendo que pelo menos uma dentre a primeira matriz polimérica e a segunda matriz polimérica é configurada como uma espuma de célula aberta que define uma rede de vórtices.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[014] Diversas funções, aspectos e vantagens da presente invenção serão mais bem entendidos quando a descrição detalhada a seguir for lida com referência as Figuras acompanhadas em que os caracteres semelhantes podem representar partes semelhantes ao longo das Figuras. A não ser que seja indicado o contrário, as Figuras proporcionadas no presente documento servem para o propósito de ilustrar funções inventivas principais da invenção. Essas funções inventivas principais são consideradas aplicáveis em uma vasta variedade de sistemas que compreendem uma ou mais realizações da invenção. Dessa forma, as Figuras não têm o propósito de incluir todas as funções convencionais conhecidas pelos técnicos no assunto a serem exigidas pela prática da invenção.

[015] A Figura 1 ilustra uma subestrutura dentro de uma ou mais realizações da presente invenção.

[016] A Figura 2 ilustra uma subestrutura dentro de uma ou mais realizações da presente invenção.

[017] A Figura 3 ilustra uma ou mais realizações da presente invenção.

[018] A Figura 4 ilustra uma ou mais realizações da presente invenção.

[019] A Figura 5 ilustra as características de realização de um sistema de isolamento modelo relativo a um controle.

[020] A Figura 6 ilustra as características de realização de um sistema de isolamento modelo relativo a um controle.

[021] A Figura 7 ilustra as características de realização de um sistema de isolamento modelo relativo a um controle.

[022] A Figura 8 ilustra as características de realização de um sistema de isolamento modelo relativo a um controle.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[023] No relatório descritivo a seguir e nas reivindicações a seguir, as referências serão feitas a um número de termos, que serão definidas por ter os significados a seguir.

[024] As formas singulares “um”, “uma”, “o” e “a” incluem referentes plurais a não ser que o contexto determine claramente o contrário.

[025] “Opcional” ou “opcionalmente” significa que a circunstância ou o evento descrito subsequentemente pode ou não ocorrer, e que a descrição inclui casos em que o evento ocorre e casos em que não ocorre.

[026] A linguagem aproximada, conforme usado no presente documento ao longo do relatório descritivo e das reivindicações, pode ser aplicado para modificar qualquer representação quantitativa que poderia variar aceitavelmente sem resultar em uma mudança na função básica a qual está relacionada. Consequentemente, um valor modificado por um termo ou termos, tal como “cerca de” e “substancialmente”, não devem ser limitados ao valor preciso especificado. Em alguns casos, a linguagem aproximada pode corresponder à precisão de um instrumento para medir o valor. Aqui e através do relatório descritivo e das reivindicações, as limitações de faixa podem ser combinadas e/ou trocadas, sendo que tais faixas são identificadas e incluem todas as subfaixas contidas nos mesmos a não ser que o contexto ou linguagem indique o contrário.

[027] Conforme notado, em uma realização, a presente invenção proporciona um conduto de fluido isolado que compreende (a) uma superfície interna de conduto que define um canal de fluxo; (b) uma superfície externa de conduto; (c) uma primeira camada isolante que compreende uma primeira matriz de polímero e um primeiro material de mudança de fase; (d) uma segunda camada isolante que compreende uma segunda matriz de polímero e um segundo material de mudança de fase; e (e) pelo menos uma camada de barreira configurada para inibir a migração de um ou mais dentre o primeiro e o segundo materiais de mudança de fase no ambiente; sendo que o primeiro material de mudança de fase tem um ponto de fusão T1 e o segundo material de mudança de fase tem um ponto de fusão T2, e T1 é maior que T2. O conduto de fluido pode ser de qualquer tipo que possa ser usado para transportar ou controlar o fluxo de um fluido, tal como um fluido de produção a partir de um reservatório de hidrocarboneto. Tais condutos incluem tubos, válvulas, canos de tubo de distribuição, juntas, árvores de Natal, ascendentes e ligações de modo que possam ser úteis em ambientes aquáticos subterrâneos adjacentes a uma reserva de hidrocarboneto submarina. Tais condutos podem ser aplicados também em ambientes de superfície em que a temperatura ambiente pode ser excessivamente fria.

[028] O conduto de fluido isolado compreende uma primeira camada isolante que compreende um primeiro material de mudança de fase disperso em uma primeira matriz de polímero e uma segunda camada isolante que compreende um segundo material de mudança de fase disperso dentro de uma segunda matriz de polímero. A primeira camada isolante pode estar disposta diretamente na superfície externa do conduto de fluido, em uma camada de ligação adesiva em contato direto com a superfície externa de conduto de fluido, em uma camada condutora termicamente projetada para impulsionar a troca de calor entre o canal de fluxo do conduto de fluido e a primeira camada isolante, ou em uma combinação de dois ou mais de tais camadas intermediárias. O conduto de fluido isolado é, contudo, configurado de modo que conforme o fluido quente passa através do canal de fluxo do calor suficiente de conduto de fluido é transferido a primeira e segunda camadas isolantes para fazer o primeiro material de mudança de fase e o segundo material de mudança de fase sofrer pelo menos uma mudança de fase substancialmente reversível. Normalmente, as mudanças de fase que ocorrem conforme o calor a partir de um fluido quente que passa através do conduto de fluido é absorvido pela primeira camada isolante e a segunda camada isolante são a fusão do primeiro material de mudança de fase em uma temperatura T1 e a fusão do segundo material de mudança de fase em uma temperatura T2. Mais geralmente, contudo, as mudanças de fase que o primeiro e segundo materiais de mudança de fase passam podem ser qualquer mudança de fase substancialmente reversível que absorve calor em uma direção para frente e libera calor em uma direção reversa. As mudanças de fase adequadas incluem mudanças de fases que ocorrem conforme quando, por exemplo, um sólido cristalino passa por uma primeira mudança de fase de absorção de calor reversível, e uma segunda mudança de fase de absorção de calor reversível em fase líquida verdadeira, e após isso libera calor conforme a fase líquida verdadeira resfria e volta à fase cristalina líquida, e libera calor adicional conforme a fase cristalina líquida resfria adicionalmente e volta à fase sólida cristalina original. Em uma ou mais realizações, os materiais de mudança de fase são materiais orgânicos relativamente simples tal como ceras, que são sólidos cristalinos quando frios e passam por uma fase reversível para mudar para um estado fundido quando aquecidas e permanecem no estado fundido através do início de um período de resfriamento. Conforme o primeiro material de mudança de fase fundido e o segundo material de mudança de fase resfriam e passam pela cristalização, o calor é liberado e, desse modo, estende a duração do período de resfriamento. Foi constatado experimentalmente que a extensão de tal período de resfriamento pode ser maximizada quando a temperatura T1 na qual o primeiro material de mudança de fase passa por sua maior mudança de fase de absorção/liberação de calor é maior que a temperatura T2 na qual o segundo material de mudança de fase passa por sua maior mudança de fase de absorção/liberação de calor.

[029] A primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero podem compreender qualquer material polimérico em que o primeiro material de mudança de fase e o segundo material de mudança de fase podem ser dispersos. Em uma ou mais realizações, a primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero são essencialmente idênticas. Em um conjunto alternativo de realizações, a primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero são essencialmente não idênticas e diferem em relação a uma ou mais dentre classe de polímero, estrutura de polímero e peso molecular de polímero. Em uma ou mais realizações, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero é configurada como uma espuma de célula aberta. Em uma ou mais realizações alternativas, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero é substancialmente não porosa, o que significa que qualquer vazio presente na matriz de polímero representa menos que cinco por cento do volume total da matriz de polímero.

[030] Em uma ou mais realizações alternativas, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero compreende uma poliolefina. As poliolefinas incluem polietileno, polipropileno e copolímeros de bloco de poliolefina tal como copolímeros de bloco de poliestireno-polibutileno. Em uma ou mais realizações, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero é uma poliolefina porosa tal como uma espuma de polietileno de célula aberta, uma espuma de polipropileno de célula aberta, ou uma espuma copolimérica de bloco de poliolefina de célula aberta.

[031] Em uma ou mais realizações, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero, a segunda matriz de polímero e a camada de barreira compreende um poliuretano conforme é conhecido no estado da técnica. Em uma ou mais realizações, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero é uma espuma de poliuretano de célula aberta conforme é conhecido no estado da técnica. Em uma ou mais realizações, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero é uma espuma de poliuretano de multicamada reticulada.

[032] Em uma ou mais realizações, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero, a segunda matriz de polímero e a camada de barreira compreende um poliepóxido conforme é conhecido no estado da técnica. Em uma ou mais realizações, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero é uma espuma de poliepóxido de célula aberta conforme é conhecido no estado da técnica, por exemplo, espumas de poliepóxido tal como aquelas descritas no Documento de Patente no US 4454248, no Pedido de Patente no US 20140246374 e referências citadas nos mesmos.

[033] Em uma ou mais realizações, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero, a segunda matriz de polímero e a camada de barreira compreende uma poliimida conforme é conhecido no estado da técnica. Em uma ou mais realizações, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero é uma espuma de poliimida de célula aberta conforme é conhecido no estado da técnica, por exemplo, espumas de poliimida vendidas sob as marcas registradas SOLIMIDE e AMS Polyimide Foams.

[034] Em uma ou mais realizações, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero, a segunda matriz de polímero e a camada de barreira compreende uma polieterimida conforme é conhecido no estado da técnica, por exemplo, ULTEM polieterimida disponível através de SABIC Innovative Plastics. Em uma ou mais realizações, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero é uma espuma de polieterimida de célula aberta conforme é conhecido no estado da técnica, por exemplo, espumas de polieterimida vendidas sob a marca registrada ULTEM Foam.

[035] Em uma ou mais realizações, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero, a segunda matriz de polímero, e a camada de barreira compreende uma borracha de silicone. Em uma ou mais realizações, pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero é uma borracha de silicone configurada como espuma de célula aberta que define uma rede de vórtices configurada para conter um material de mudança de fase.

[036] Em uma ou mais realizações, a primeira camada isolante pode ser aplicada a uma superfície do conduto como uma composição que compreende um precursor de polímero curável e o primeiro material de mudança de fase. O precursor de polímero curável é então curado no lugar para proporcionar uma matriz de polímero orgânico curado que contém o primeiro material de mudança de fase disperso dentro do mesmo. Em uma ou mais realizações, o precursor de polímero curável é uma composição de silicone curável que fornece uma borracha de silicone sobre cura. Em um conjunto alternativo de realizações, o precursor de polímero curável é uma composição epóxi curável que fornece um poliepóxido sobre cura. Em outro conjunto de realizações, o precursor de polímero curável é uma composição de uretano curável que fornece um poliuretano sobre cura. Uma ou mais camadas de barreira pode ser aplicada a superfícies da primeira camada isolante curada para inibir a migração do primeiro material de mudança de fase fora da primeira camada isolante.

[037] Em uma ou mais realizações, a primeira camada isolante pode ser aplicada à superfície de conduto como um artigo, tal como uma manga, um cilindro, uma vedação, uma fita, ou uma folha suscetível a corte, que compreende um primeiro material de mudança de fase disperso dentro da primeira matriz de polímero.

[038] Uma vez que a primeira camada isolante está no lugar, a segunda camada isolante pode ser aplicada à superfície externa da primeira camada isolante como um precursor de polímero curável que compreende o segundo material de mudança de fase, ou como um artigo isolante, por exemplo, uma manga, um cilindro, uma vedação, uma fita, ou uma folha suscetível a corte, que compreende o segundo material de mudança de fase disperso dentro da segunda matriz de polímero. Uma ou mais camadas de barreira pode ser aplicada a superfícies da segunda camada isolante para inibir a migração do segundo material de mudança de fase fora da segunda camada isolante.

[039] Em um conjunto alternativo de realizações, a primeira e segunda camadas isolantes são aplicadas à superfície externa do conduto de fluido em uma etapa única aplicando-se um artigo de isolamento de multicamadas que compreende tanto uma primeira camada isolante que compreende um primeiro material de mudança de fase disperso em uma primeira matriz de polímero, quanto uma segunda camada isolante que compreende um segundo material de mudança de fase disperso em uma segunda matriz de polímero. Em uma ou mais realizações, o artigo de isolamento de multicamada é uma manga de multicamada, um cilindro de multicamada, uma vedação de multicamada, uma fita de multicamada ou uma folha de multicamada suscetível a corte. O artigo de isolamento de multicamada pode compreender uma ou mais camadas de barreira a fim de inibir a mistura do primeiro e segundo materiais de mudança de fase e para evitar a perda de tais materiais de mudança de fase ao ambiente.

[040] Conforme notado, em uma ou mais realizações, a primeira camada isolante e/ou a segunda camada isolante compreende uma borracha de silicone que é dúctil sobre uma vasta faixa de temperatura (por exemplo, -40 a 150°C), é robusta hidroliticamente, e tem uma boa resistência térmica. Onde uma composição de precursor de borracha de silicone curado é empregada, a formulação a ser aplicada ao conduto como uma primeira camada isolante ou uma segunda camada isolante deve ter viscosidade suficiente para permitir sua aplicação por desempenadeira e ser resistente a flacidez. Os tempos de cura são idealmente rápidos de modo que múltiplas camadas possam ser aplicadas e curadas de maneira conveniente. Os precursores de borracha de silicone adequados estão disponíveis comercialmente e incluem XTI-1003 disponível junto à Dow Corning, M4642 disponível junto à Wacker Chemie, e Addisil UV 60 EX disponível junto à Momentive.

[041] Em uma ou mais realizações, ambas ou uma dentre a primeira camada isolante e a segunda camada isolante compreende uma borracha de silicone curada que é uma espuma de célula aberta que define uma rede de vórtices e sendo que o material de mudança de fase está disposto na mesma. As espumas de célula aberta adequadas incluem comercialmente materiais de espuma de silicone disponíveis tal como borrachas de esponja de célula aberta disponível junto à Western Rubber & Supply, Inc. e Stockwell Elastomerics, Inc., e as mesmas estão reveladas no Documento de Patente no EP0223408 A2 e em qualquer lugar dentro do estado da técnica. A espuma de silicone de célula aberta pode ser preparada a partir de uma mistura reativa de precursores de borracha de silicone aplicados como a primeira camada isolante ou a segunda camada isolante e reagir no lugar seguido por infusão do material de mudança de fase nos vazios definidos pela espuma de célula aberta, e a aplicação de uma camada de barreira apropriada às superfícies expostas da espuma de silicone de célula aberta. Alternativamente, a espuma de silicone de célula aberta pode ser aplicada como um artigo de espuma, por exemplo uma manga de espuma de silicone que compreende um ou mais materiais de mudança de fase dentro das células abertas e/ou canais da espuma. Uma camada de barreira adequada pode ser aplicada a uma ou mais superfícies da espuma de silicone de célula aberta para evitar a migração do material de mudança de fase fora da espuma de silicone e no ambiente ou em uma camada isolante adjacente que contém um material diferente de mudança de fase.

[042] Os materiais de mudança de fase adequados incluem ter pontos de fusão abaixo da temperatura de operação normal do conduto, mas acima da temperatura do ambiente em que o conduto de fluido isolado é distribuído. Em uma realização, a primeira e segunda camadas isolantes compreendem respectivamente um primeiro material de mudança de fase e um segundo material de mudança de fase que têm pontos de fusão T1 e T2 em uma faixa a partir de cerca de 10 a cerca de 100°C sendo que Ti é maior que T2. Os materiais de mudança de fase adequados incluem ceras de hidrocarboneto de peso molecular baixo e ceras de ácido gorduroso. A Tabela 1 proporciona exemplos de materiais de mudança de fase adequados e propriedades físicas relacionadas ao comportamento de mudança de fase de tais materiais de mudança de fase. Em uma ou mais realizações, o material de mudança de fase compreende um ou mais de um hidrocarboneto normal selecionado a partir do grupo que consiste em hexadecano, octadecano e eicosano. Na Tabela 1, a Entrada 1 é um material de mudança de fase de cera de parafina compreendido principalmente por octadecano ((n-C18). A Entrada 2 é um material de mudança de fase de cera de parafina compreendido principalmente por hidrocarboneto que contém a partir de 19 a 36 átomos de carbono. As Entradas 3 e 4 são ceras de ácido gorduroso compreendidas principalmente por ácido caprílico e ácido palmítico respectivamente. Os pontos de fusão são determinados em graus centígrados. Cp representa a capacidade de calor do material de mudança de fase nos estados sólido e líquido e é determinado em quilo joules por quilograma. O termo LHF representa o calor latente de fusão do material de mudança de fase. K(W/mk) representa a condutividade térmica de material de mudança de fase nos estados sólido e líquido. TABELA 1 MATERIAIS DE MUDANÇA DE FASE ADEQUADOS

[043] Em uma ou mais realizações, o material de mudança de fase é encapsulado antes de ser disperso em uma primeira ou uma segunda matriz de polímero. Sob tais circunstâncias, a necessidade por uma camada de barreira separada nas superfícies externas da primeira e/ou da segunda matriz de polímero é reduzida ou eliminada completamente visto que cada domínio que compreende um material de mudança de fase é isolado dentro do invólucro que envolve o material de mudança de fase. Uma variedade de materiais microencapsulados e macroencapsulados estão disponíveis comercialmente, por exemplo, através de Microtek, Inc. Em uma ou mais realizações, ambas ou uma dentre a primeira e segunda camadas isolantes compreende um polímero orgânico, tal como uma borracha de silicone curada, e um material de mudança de fase microencapsulado que compreende uma mistura de octadecano e eicosano. Um tal material de mudança de fase microencapsulado, MPCM32D disponível junto à Microtek, demonstra estabilidade térmica excelente até 250 °C.

[044] As camadas de barreira adequadas para o uso de acordo com uma ou mais realizações da presente invenção incluem materiais de barreira que são impermeáveis em relação ao material de mudança de fase. Os materiais de barreira incluem materiais de silicone reticulado tal como materiais de revestimento de silicone duro conhecidos no estado da técnica. As camadas de barreira adequadas também podem incluir os mesmos materiais poliméricos que constituem ambas ou uma dentre a primeira camada isolante e a segunda camada isolante, mas sem conter o material de mudança de fase. Por exemplo, em uma realização, a primeira camada isolante de um conduto isolado proporcionado pela presente invenção pode compreender uma borracha de silicone curada preparada a partir de uma formulação curável que compreende XTI-1003 RTV Isolamento de Borracha de Silicone curável de Dow Corning que tem um primeiro material de mudança de fase disposto dentro do mesmo. O mesmo conduto de fluido isolado pode constituir uma camada de barreira preparada a partir de XTI-1003 RTV Isolamento de Borracha de Silicone de Dow Corning sem a inclusão do primeiro material de mudança de fase. Em uma realização alternativa, a camada de barreira é preparada a partir de um material que contém silicone curável UV tal como Addisil UV 60 EX.

[045] De volta às Figuras, a Figura 1 representa uma porção (segunda camada isolante não mostrada) de um conduto de fluido isolado 10 proporcionado pela presente invenção que tem uma superfície interna de conduto de fluido 12 e uma superfície externa de conduto de fluido 15. A superfície interna de conduto de fluido 12 define um canal de fluxo 14 através do qual um fluido pode fluir. Uma primeira camada isolante 17 está disposta na superfície externa 15 do conduto de fluido. Na realização mostrada, a primeira camada isolante compreende uma primeira matriz de polímero 31B configurada como uma fase contínua. Um material de mudança de fase microencapsulado 30 é disperso dentro da primeira matriz de polímero como uma fase descontínua da primeira camada isolante. O material de mudança de fase microencapsulado 30 compreende o primeiro material de mudança de fase 31A junto com uma camada de barreira 33 (invólucro) que circunda o primeiro material de mudança de fase em domínios discretos dispersos dentro da primeira matriz de polímero.

[046] Com referência a Figura 2, a Figura representa uma porção (segunda camada isolante não mostrada) de um conduto de fluido 10 proporcionado pela presente invenção que tem uma superfície interna de conduto de fluido 12 e uma superfície externa de conduto de fluido 15. A superfície interna de conduto de fluido 12 define um canal de fluxo 14 através do qual um fluido pode fluir. Uma primeira camada isolante 17 está disposta na superfície externa 15 do conduto de fluido. Na realização mostrada, a primeira camada isolante compreende uma primeira matriz de polímero 31B que é uma borracha de silicone configurada como uma espuma de célula aberta que define uma rede de vórtices 22. Um primeiro material de mudança de fase 31A é disperso dentro de vazios da borracha de silicone como uma segunda fase da primeira camada isolante. Uma camada de barreira 33 que cobre a superfície externa da primeira camada isolante 17 evita o contato acidental do material de mudança de fase com a segunda camada isolante (não mostrada).

[047] Com referência a Figura 3, a Figura representa um conduto de fluido isolado 10 proporcionado pela presente invenção. Na realização mostrada, o conduto de fluido compreende uma superfície interna 12 que define um canal de fluxo 14 e uma superfície externa 15 em que sobre a superfície estão dispostas uma camada condutora termicamente 16 e a primeira e segunda camadas isolantes 17 e 18 respectivamente. A camada condutora termicamente 16 é uma função opcional e a Figura 3 tem o propósito de ilustrar tanto uma realização que compreende tal uma camada 16 quanto uma realização que não compreende tal uma camada 16. O propósito da camada condutora termicamente 16 é proporcionar uma troca de calor mais eficaz entre a primeira e segunda camadas isolantes 17 e 18, e a superfície externa 15 do conduto de fluido isolado. Por exemplo, a transferência de calor para fora a partir de um fluido de produção quente que flui através do canal de fluxo 14 aos materiais de mudança de fase 31A e 32A presentes nas camadas isolantes 17 e 18 pode ser aprimorada pela presença de camada condutora termicamente 16. De maneira semelhante, a transferência de calor para dentro a partir das camadas isolantes das superfícies internas e externas 12 e 15 do conduto de fluido pode ser aprimorada pela presença da camada condutora termicamente 16 durante períodos de operação em que o fluxo através do conduto de fluido isolado é reduzido ou interrompido. Camadas condutoras termicamente adequadas incluem revestimentos de metal tal como níquel depositado por uma técnica de chapeamento de níquel sem eletricidade. Outros materiais adequados incluem materiais adesivos condutores térmicos usados em apoio de tecnologias atuais, por exemplo, epóxi condutor térmico, silicone e adesivos elastoméricos disponíveis comercialmente junto a fornecedores, tais como Masterbond, Dow Corning e Epoxies ETC. Na realização mostrada, a primeira camada isolante 17 compreende uma primeira matriz de polímero 31B configurada como uma espuma de célula aberta que define uma rede de vórtices 22 (Consultar Figura 2) que contém os primeiros materiais de mudança de fase 31A. Em uma ou mais realizações, a camada condutora termicamente 16 funciona como uma adesivo e prende a primeira camada isolante 17 à superfície externa 15 do conduto de fluido. As camadas de barreira 33 inibem ou evitam o movimento do primeiro material de mudança de fase 31A a partir de vazios 22. Uma segunda camada isolante 18 está disposta sobre a camada de barreira externa 33 da primeira camada isolante 17. Essa segunda camada isolante compreende um material de mudança de fase microencapsulado 30 (Consultar Figura 4) configurado conforme mostrado na Figura 1, e mostrado na Figura 3 como as estruturas tipo célula redondas e ovais dispersos dentro da segunda matriz de polímero 32B.

[048] Com referência a Figura 4, a Figura representa um conduto de fluido isolado 10 configurado como na Figura 3, mas que compreende adicionalmente uma terceira camada isolante 19 disposta de maneira a circundar a segunda camada isolante 18. Na realização mostrada, a terceira camada isolante 19 não contém um material de mudança de fase e serve para inibir ou evitar o contato da segunda camada isolante subjacente com o ambiente. Em uma ou mais realizações, a terceira camada isolante atua para selar as camadas isolantes subjacentes e o material de mudança de fase contido dentro de tais camadas dentro da estrutura do conduto de fluido isolado. Em um conjunto alternativo de realizações, a terceira camada isolante 19 pode compreender um ou mais materiais de mudança de fase.

[049] Conforme será observado por aqueles de habilidade comum na arte, as realizações da presente invenção compreendem pelo menos duas camadas isolantes, mas conforme indicado na discussão da Figura 4, podem compreender três ou mais camadas isolantes. Portanto, em um conjunto de realizações o conduto de fluido isolado compreende pelo menos quatro camadas isolantes, sendo que cada camada compreende pelo menos um material de mudança de fase. A Tabela 3 da Parte Experimental ilustra tais realizações adicionais.

PARTE EXPERIMENTAL

[050] Os testes de laboratório foram conduzidos em sistemas isolantes modelo preparados e testados conforme descrito no presente documento. Os experimentos de simulação de realização também foram conduzidos e os benefícios surpreendentes de certas configurações dos materiais de mudança de fase e primeira e segunda camadas isolantes foram revelados.

[051] As formulações de teste foram preparadas misturando-se manualmente aproximadamente 100 gramas de uma borracha de silicone curável adicional com 10 gramas do seu agente de cura (XTI-1003 RTV Isolamento de Borracha de Silicone de Dow Corning) junto com 30 gramas, 50 gramas ou 0 gramas (Controle) de um material de mudança de fase encapsulado MPCM32D. A formulação não curada foi transferida a um copo de precipitação de plástico de 100 ml de modo que o copo de precipitação de plástico fosse substancialmente preenchido pela formulação não curada. Uma sonda termopar foi então posicionada o mais próximo possível do centro do copo de precipitação e mantido naquela posição por 24 horas em temperatura ambiente para proporcionar o produto completamente curado que compreende a borracha de silicone curada, o material de mudança de fase encapsulado e a sonda termopar. O copo de precipitação de plástico foi então cortado fora a partir da formulação curada. A formulação curada com formato de copo de precipitação foi então aquecida em um forno a 50 °C por 24 horas e então removida e colocada em um banho para manter a temperatura constante (21-23°C ou 4°C) e permitida para resfriar a temperatura constante e o perfil de perda de calor da formulação curada foi registrado. Todos os testes foram conduzidos duas vezes.

EXEMPLO 1

[052] A formulação de isolamento foi preparada, curada e testada conforme descrito acima. A formulação não curada continha aproximadamente 30 gramas do material de mudança de fase microencapsulado MPCM32D comprado de Microtek. A Figura 5 ilustra o comportamento de resfriamento do isolamento de produto 40 relativo ao controle 50 que era contido no material de mudança de fase, mas fora isso era idêntico ao isolamento de produto. Os dados indicam uma divergência de comportamento de perda de calor, relativa ao controle, em aproximadamente 33°C, uma temperatura próxima ao ponto de fusão nominal (32 °C) do material de mudança de fase presente em MPCM32D. Foi observado que o tempo exigido para o isolamento de produto 40 para resfriar de 30 °C a 28 °C era de aproximadamente 59,5 minutos, enquanto o controle 50 resfriava de 30 °C a 28 °C em somente 7 minutos. O tempo exigido para o isolamento de produto 42 para resfriar de 47°C a 23°C era significantemente maior (>127 minutos) que aquele observado para o controle (88 minutos).

EXEMPLO 2

[053] A formulação de isolamento foi preparada, curada e testada conforme descrito acima. A formulação não curada continha aproximadamente 50 gramas do material de mudança de fase microencapsulado MPCM32D comprado de Microtek. A Figura 6 ilustra o comportamento de resfriamento do isolamento de produto 42 relativo ao controle 50 que era contido no material de mudança de fase, mas fora isso era idêntico ao isolamento de produto. Os dados mostrados indicam uma divergência de comportamento de perda de calor em aproximadamente 33°C, uma temperatura próxima ao ponto de fusão nominal do material de mudança de fase presente em MPCM32D (32°C). Foi observado que o tempo exigido para o isolamento de produto 44 para resfriar de 47 °C a 23 °C era significantemente maior (>200 minutos) que aquele observado para o controle (88 minutos).

EXEMPLO 3

[054] A formulação de isolamento foi preparada, curada e testada conforme descrito acima. A formulação não curada continha aproximadamente 50 gramas do material de mudança de fase microencapsulado MPCM32D comprado de Microtek. A Figura 7 ilustra o comportamento de resfriamento do isolamento de produto curado 42 em relação ao controle 50 em um banho para manter a temperatura constante de 21 °C. Novamente, o tempo de resfriamento da borracha de silicone que contém o material de mudança de fase era significantemente mais longo que o tempo de resfriamento exibido pelo controle.

EXEMPLO 4

[055] A formulação de isolamento foi preparada, curada e testada conforme descrito acima. A formulação não curada continha aproximadamente 50 gramas do material de mudança de fase microencapsulado MPCM32D comprado de Microtek. A Figura 8 ilustra o comportamento de resfriamento do isolamento de produto curado 44 em relação ao controle 50 em um banho para manter a temperatura constante de 4°C. Novamente, o tempo de resfriamento da borracha de silicone que contém o material de mudança de fase era significantemente mais longo que o tempo de resfriamento exibido pelo controle. Também foi observado que o tempo exigido para o produto curado 42 para resfriar de 47 °C a 17 °C era de aproximadamente 87 minutos, enquanto o controle 50 resfriava de 47 °C a 17 °C em somente 40 minutos.

EXEMPLO 5 PREPARAÇÃO DE UMA SEÇÃO DE TUBO ISOLADO

[056] Uma seção de um pé de comprimento (30,48 cm) de tubo de aço aproximadamente 4 polegadas (10,16 cm) em diâmetro e aproximadamente dois pés de comprimento (60,96 cm) é revestida com formulação de revestimento não curado do Exemplo 2 enquanto gira o tubo em um movimento giratório a uma espessura substancialmente uniforme de aproximadamente uma polegada (2,54 cm) na seção revestida de um pé de comprimento (30,48 cm). O revestimento é permitido para curar em temperatura ambiente durante a noite para proporcionar uma seção de tubo isolado que compreende uma primeira camada isolante que compreende um primeiro material de mudança de fase microencapsulado disperso em uma borracha de silicone primeira matriz de polímero, sendo que o material de mudança de fase tem um ponto de fusão T1 de 32°C. Nesse exemplo, os invólucros do primeiro material de mudança de fase microencapsulado servem como uma camada de barreira configurada para inibir a migração do primeiro material de mudança de fase a partir da primeira matriz de polímero. Uma segunda formulação de revestimento não curado idêntica ao primeiro com exceção de que um material diferente de mudança de fase microencapsulado, MPCM18 que tem um ponto de fusão T2 de 18°C, é substituído por MCPM32 é então aplicado à superfície externa da primeira camada isolante com o uso de uma desempenadeira enquanto gira o tubo em um movimento giratório a uma espessura substancialmente uniforme de aproximadamente uma polegada (2,54 cm) na seção revestida de um pé de comprimento (30,48 cm). A segunda camada isolante é então curada durante a noite para fornecer um conduto de fluido isolado que tem uma primeira camada isolante que contém o primeiro material de mudança de fase que tem ponto de fusão T1 disperso em uma primeira matriz de polímero interno, e uma segunda camada isolante que contém um segundo material de mudança de fase que tem ponto de fusão T2 disperso em uma segunda matriz de polímero externo. Nesse exemplo, a primeira camada isolante e a segunda camada isolante são idênticas em relação à composição química da primeira matriz de polímero e a segunda matriz de polímero, sendo que a primeira camada isolante e a segunda camada isolante diferem somente na identidade e propriedades do primeiro e segundo materiais de mudança de fase.

EXEMPLO 6 PREPARAÇÃO DE UMA SEÇÃO DE TUBO ISOLADO

[057] A superfície externa de uma seção de um pé de comprimento (30,48 cm) de tubo de aço aproximadamente 4 polegadas (10,16 cm) em diâmetro e aproximadamente dois pés de comprimento (60,96 cm) é revestido com uma formulação de revestimento não curada preparada a partir de aproximadamente 1 quilograma de uma borracha de silicone curável adicional com 100 gramas do seu agente de cura (XTI-1003 RTV Isolamento de Borracha de Silicone de Dow Corning) junto com 300 gramas do pó de tricosano de hidrocarboneto de cadeia linear (ponto de fusão Ti = 47°C) enquanto gira o tubo em um movimento giratório a uma espessura substancialmente uniforme de aproximadamente uma polegada (2,54 cm) na seção revestida de um pé de comprimento (30,48 cm). O revestimento é permitido para curar em temperatura ambiente durante a noite para proporcionar um intermediário que compreende o tubo e a primeira camada isolante que compreende a borracha de silicone curada e o material de mudança de fase de Tricosano. Uma camada que compreende Addisil UV 60 EX disponível junto à Momentive é então aplicada à superfície externa da primeira camada isolante e curada enquanto gira o tubo sob uma lâmpada ultravioleta para proporcionar a seção de tubo isolado que compreende tanto a primeira camada isolante quanto uma camada de barreira configurada para inibir a migração do primeiro material de mudança de fase a partir da primeira camada isolante no ambiente. Uma formulação idêntica à formulação é correspondente à primeira camada isolante, com exceção de que o pó de eicosano (ponto de fusão T2 = 36°C) é substituído por pó de tricosano, é então aplicado da mesma maneira sobre a primeira combinação de camada isolante- camada de barreira. Esse segundo revestimento é permitido para curar em temperatura ambiente durante a noite. Uma segunda camada de barreira idêntica à primeira camada de barreira aplicada é então aplicada à segunda camada isolante e curada como antes para fornecer o conduto de fluido isolado de produto.

EXEMPLO 7 PREPARAÇÃO DE UM ARTIGO ISOLANTE QUE COMPREENDE MATERIAL DE MUDANÇA DE FASE

[058] A ULTEM espuma de polieterimida (Sabic Innovative Plastics) foi infiltrada por material de mudança de fase fundido seguido da metodologia revelada no método de teste padrão ASTM C 830. Na temperatura ambiente, uma peça retangular de espuma ULTEM foi pesada e colocada em um balão de caldeira de 3 bocas que contém o material de mudança de fase PCM 32 (500 gramas), uma mistura de 50:50 de octadecano e eicosano (mp 32°C). Um peso foi colocado sobre a peça de espuma para assegurar a sua completa imersão uma vez que o material de mudança de fase tenha sido fundido. A caldeira foi selada e evacuada e a temperatura foi aumentada para fundir o material de mudança de fase sólida e depois disso estabilizada a cerca de 38°C. A caldeira foi aquecida até nenhuma bolha da espuma ULTEM fosse observada adicionalmente no tempo que a espuma infiltrada foi removida a partir do material de mudança de fase fundido. As superfícies da espuma ULTEM infiltrada foram limpas com papel absorvente para remover material de mudança de fase fundido a partir da superfície da espuma, e a espuma foi pesada. O teor de vazio estimado era entre 89 e 91%.

SIMULAÇÃO DA REALIZAÇÃO

[059] A realização de diversas realizações da presente invenção foi avaliada com o uso de software de modelagem MATLAB em sistemas de conduto de fluido isolado modelo. Um esquema numérico de diferença finita foi empregado para solucionar a equação de energia em um sistema de coordenada radial em relação ao tempo. Os materiais de mudança de fase nas camadas isolantes são modelados ajustando-se apropriadamente a condutividade térmica, densidade e propriedades termo físicas de capacidade de calor durante a mudança de fase do material.

[060] O sistema modelo teve as seguintes características geométricas. O conduto de fluido isolado era um cano isolado cilíndrico que tem um diâmetro interno de 6,6 polegadas (16,764 cm) e uma espessura de parede uniforme de 0,86 polegadas (2,1844 cm). As duas camadas isolantes estavam presentes, sendo que a primeira camada isolante tem uma espessura uniforme de 1 polegada (2,54 cm) adjacente à superfície externa do tubo, e uma segunda camada isolante que tem uma espessura uniforme de 1 polegada (2,54 cm) disposta sobre a superfície externa da primeira camada isolante.

[061] O sistema modelo teve as seguintes características termo físicas. O fluido no conduto era um gás que tinha uma temperatura inicial de 65 °C e uma temperatura ambiente que circunda o conduto de fluido isolado era de 4 °C. Pelos propósitos do experimento de modelagem, 20 °C foi considerado a temperatura crítica em que o fluido dentro do conduto de fluido isolado sofreria uma mudança de fase prejudicial, nesse caso a formação de hidrato de gás natural. O fluido dentro do conduto de fluido isolado foi modelado como um gás que tem uma densidade de 35,5 quilogramas por metro cúbico, um calor específico de 2446 Joules por quilograma por (grau) kelvin (J/kg°K) e uma condutividade térmica de 45 Watts por metro por (grau) kelvin (W/m°K).

[062] A primeira e segunda camadas isolantes foram modeladas como uma primeira matriz que compreende o primeiro material de mudança de fase que tem uma temperatura de mudança de fase de T1 e uma segunda matriz que compreende o segundo material de mudança de fase que tem uma temperatura de mudança de fase de T2 (Consultar Tabela 2 para os valores de T1 e T2 modelados). As densidades da primeira camada isolante e da segunda camada isolantes foram ambas de 948,4 quilogramas por metro cúbico (kg/m3) abaixo da temperatura de mudança de fase relevante, e 924,4 (kg/m3) acima da temperatura de mudança de fase relevante. Os calores específicos da primeira e segunda camadas isolantes foram ambos 1726,8 (J/kg°K) abaixo da temperatura de mudança de fase relevante, e 1726,8 (J/kg°K) acima da temperatura de mudança de fase relevante. As condutividades térmicas da primeira e segunda camadas isolantes foram ambas de 0,3028 (W/m°K) abaixo da temperatura de mudança de fase relevante, e 0,1768 (W/m°K) acima da temperatura de mudança de fase relevante. O calor latente de cada uma dentre a primeira camada isolante e a segunda camada isolante foi de 225000 Joules por quilograma. TABELA 2 TEMPOS DE RESFRIAMENTO PREVISTOS PARA SISTEMAS MODELO 1 A 6

[063] Os dados na forma de tempos de resfriamento previstos ilustram a eficiência dos sistemas isolantes proporcionados pela presente invenção. Deve ser notado que em condições normais as melhores características isolantes são alcançadas quando a temperatura de mudança de fase T1 do primeiro material de mudança de fase é maior que a temperatura de mudança de fase T2 do segundo material de mudança de fase.

[064] Os estudos de simulações adicionais foram conduzidos em sistemas modelo 7 a 13 que foram análogos aos sistemas modelo 1 a 6 acima e tiveram a mesma espessura de isolamento total, mas compreendiam quatro camadas de isolamento em que compreende, cada uma, um material de mudança de fase diferente. Conforme anteriormente, a primeira camada isolante contém o material de mudança de fase que tem ponto de fusão T1 e está em contato direto com a superfície externa do conduto modelo. Uma segunda camada isolante que compreende um segundo material de mudança de fase que tem ponto de fusão T2 está disposta diretamente na superfície externa da primeira camada isolante. Uma terceira camada isolante que compreende um terceiro material de mudança de fase que tem ponto de fusão T3 está disposta diretamente na superfície externa da segunda camada isolante. Uma quarta camada isolante que compreende um quarto material de mudança de fase que tem ponto de fusão T4 está disposta diretamente na superfície externa da terceira camada isolante. Os tempos de resfriamento previstos indicam uma melhoria modesta do sistema de quatro camadas em relação aos sistemas de duas camadas configurados de maneira semelhante. TABELA 3 TEMPOS DE RESFRIAMENTO PREVISTO PARA SISTEMAS MODELO 7 A 13

[065] Os exemplos anteriores são meramente ilustrativos, que servem para ilustrar somente algumas das funções da invenção. As reivindicações anexadas têm o propósito de reivindicar a invenção de maneira tão ampla quanto o que foi idealizado e os exemplos no presente documento são ilustrações das realizações selecionadas a partir de um cano de tubo de distribuição de todas as realizações possíveis. Consequentemente, é um propósito do Depositante que as reivindicações anexadas não são limitadas pela escolha de exemplos utilizada para ilustrar as funções da presente invenção. Conforme usado nas reivindicações, a palavra “compreende” e suas variações gramaticais logicamente também têm e incluem frases variadas de extensões diferentes tal como, por exemplo, mas sem limitação, “consiste essencialmente em” e “consiste em”. Em que faixas necessárias foram fornecidas, sendo que essas faixas são inclusivas de todas as subfaixas dentre as mesmas. É de se esperar que variações dessas faixas sugiram que o profissional que tem habilidade comum na arte e embora não dedicado ao público desde já, essas variações devem ser interpretadas onde for possível serem cobertas pelas reivindicações anexadas. Também é antecipado que os avanços na ciência e tecnologia tornará equivalentes e substituições possíveis, que não são consideradas no momento por motivos de imprecisão de linguagem e essas variações devem ser interpretadas a serem cobertas pelas reivindicações anexadas.

Claims

1. CONDUTO DE FLUIDO ISOLADO (10), caracterizado por compreender: uma superfície interna de conduto (12) que define um canal de fluxo (14); uma superfície externa de conduto (15); uma primeira camada isolante (17) que compreende um primeiro material de mudança de fase (31A) disperso em uma primeira matriz de polímero (31B); uma segunda camada isolante (18) disposta sobre a primeira camada isolante (17), sendo que a segunda camada isolante (18) compreende um segundo material de mudança de fase (32A) disperso em uma segunda matriz de polímero (32B); em que a primeira matriz de polímero (31B) é configurada como uma espuma de célula aberta definindo uma rede de vórtices (22) e em que o primeiro material de mudança de fase (31A) é disposto nos vórtices e incluindo pelo menos uma camada de barreira (33) disposta em uma superfície externa da primeira matriz de polímero (31B) configurada para inibir a migração do primeiro material de mudança de fase (31A) no ambiente e a segunda matriz de polímero (32B) é configurada como uma fase contínua e em que o segundo material de mudança de fase (32A) é disperso na segunda matriz de polímero (32B) como uma fase descontínua microencapsulada; em que pelo menos uma camada de barreira (33) envolve o segundo material de mudança de fase (32A) em domínios discretos dispersos na segunda matriz de polímero (32B) para inibir a migração do segundo material de mudança de fase (31A) no ambiente, em que a fase contínua da segunda matriz de polímero (32B) é uma camada externa do conduto de fluido isolado (10); ou em que a primeira matriz de polímero (31B) é configurada como uma fase contínua e em que o primeiro material de mudança de fase (31A) é disperso na primeira matriz de polímero (31B) como uma fase descontínua microencapsulada, em que pelo menos uma camada de barreira (33) envolve o primeiro material de mudança de fase (31A) em domínios discretos dispersos na primeira matriz de polímero (31B) e em que a segunda matriz de polímero (32B) é configurada como uma espuma de célula aberta definindo uma rede de vórtices (22) e em que o segundo material de mudança de fase (32A) é disposto nos vórtices e incluindo pelo menos uma camada de barreira (33) em uma superfície externa da segunda matriz de polímero (32B) para inibir a migração do segundo material de mudança de fase (32A) no ambiente, e em que a pelo menos uma camada de barreira (33) é uma camada externa do conduto de fluido isolado (10); e sendo que o primeiro material de mudança de fase (31A) tem um ponto de fusão T1 e o segundo material de mudança de fase (32A) tem um ponto de fusão T2, e T1 é maior que T2.

2. CONDUTO DE FLUIDO ISOLADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero (31B), a segunda matriz de polímero (32B) e a pelo menos uma camada de barreira (33) compreender uma borracha de silicone.

3. CONDUTO DE FLUIDO ISOLADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero (31B) e a segunda matriz de polímero (32B) compreender uma poliolefina.

4. CONDUTO DE FLUIDO ISOLADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero (31B), a segunda matriz de polímero (32B) e a pelo menos uma camada de barreira (33) compreender um poliuretano.

5. CONDUTO DE FLUIDO ISOLADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero (31B), a segunda matriz de polímero (32B) e a camada de barreira (33) compreender um poliepóxido.

6. CONDUTO DE FLUIDO ISOLADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero (31B), a segunda matriz de polímero (32B) e a pelo menos uma camada de barreira (33) compreender uma poliimida.

7. CONDUTO DE FLUIDO ISOLADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos uma dentre a primeira matriz de polímero (31B), a segunda matriz de polímero (32B) e a pelo menos uma camada de barreira (33) compreender uma polieterimida.

8. CONDUTO DE FLUIDO ISOLADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: a pela menos uma camada de barreira (33) compreender um material de silicone que é impermeável em relação ao material de mudança de fase (31A, 32A).

9. CONDUTO DE FLUIDO ISOLADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um dentre o primeiro material de mudança de fase (31A) e o segundo material de mudança de fase (32A) ser disperso em uma matriz polimérica configurada como uma espuma de célula aberta.

10. CONDUTO DE FLUIDO ISOLADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um dentre o primeiro material de mudança de fase (31A) e o segundo material de mudança de fase (32A) compreender um hidrocarboneto normal selecionado a partir do grupo que consiste em hexadecano, octadecano e eicosano.

11. CONDUTO DE FLUIDO ISOLADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser um componente de equipamentos de campo petrolífero selecionados a partir do grupo que consiste em tubos isolados, válvulas isoladas, canos de tubo de distribuição isolados, juntas isoladas, árvores de Natal isoladas, ascendentes isolados e ligações isoladas.

12. CONDUTO DE FLUIDO ISOLADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma camada condutora termicamente (16) estar disposta entre a superfície externa de conduto (15) e a primeira camada isolante (17).