BR112018007813B1

BR112018007813B1 - Método para montar um tubo rígido

Info

Publication number: BR112018007813B1
Application number: BR112018007813-1A
Authority: BR
Inventors: François Gooris; Sébastien Viale; Philippe Espinasse; Olivier Rageot; Laure BOUSTANY
Original assignee: Technip N-Power
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2021-08-24
Also published as: WO2017068135A1; EP3365591A1; US20180306376A1; BR112018007813A2; FR3042842B1; US10697578B2; FR3042842A1; EP3365591B1

Abstract

método para montar um tubo rígido e tubo rígido. um método para a montagem de um tubo rígido destinado a ser colocado em um corpo de água, o tubo rígido compreendendo um tubo interno metálico, um revestimento isolante termicamente isolante (16) formado a partir de um conjunto de partes isolantes e uma camada externa (18), o método compreendendo as seguintes etapas fornecer o tubo interno metálico, formar o revestimento de isolamento (16) e formar a camada externa (18) à volta do revestimento de isolamento (16), em que o método compreende uma etapa para fornecer uma pluralidade de partes isolantes helicoidais e uma etapa de montar as partes isolantes helicoidais em torno do tubo interno de modo a formar o revestimento de isolamento (16).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[01] A presente invenção refere-se a um método para montar um tubo rígido destinado a ser colocado em um corpo de água, o tubo rígido compreendendo um tubo metálico interno, um revestimento isolante termicamente isolante formado a partir de um conjunto de partes isolantes e uma camada externa, o método compreendendo as seguintes etapas:- fornecer o tubo interno metálico,- formar o revestimento de isolamento e- formar a camada externa em volta do revestimento deisolamento.

[02] Tal um método destina-se a fabricar tubos rígidos detransporte de hidrocarbonetos em um corpo de água.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[03] O transporte de hidrocarbonetos em um corpo de água envolve uma queda de temperatura devido às trocas de calor com o meio ambiente. De fato, os hidrocarbonetos vão de uma temperatura de cerca de (50) °C a 1(50) °C no reservatório até uma temperatura de cerca de vários graus. Esta queda de temperatura pode levar a um aumento na viscosidade dos hidrocarbonetos, causando uma diminuição na taxa de fluxo dentro dos tubos ou a formação de hidratos e parafinas, que muitas vezes causam bloqueios dos tubos.

[04] Para compensar esta queda de temperatura, foram desenvolvidos tubos com dois revestimentos (“tubo em tubo” (“pipe in pipe”). Neste tipo de conduite, o fluido é transportado através de um tubo interno que por sua vez está localizado dentro de um tubo externo, fornecendo isolamento térmico passivo.

[05] Esta solução foi melhorada pela adição, ao isolamento térmico passivo, do aquecimento ativo dos conduites por enrolamento dos cabos de aquecimento diretamente ao redor do tubo interno (“Tubo em Tubo aquecido eletricamente em traço”, ETH-PiP).

[06] No entanto, tal solução é dispendiosa e o revestimento duplo de aço de tal tubo representa um peso relativamente pesado, o que dificulta a instalação, em particular a grandes profundidades.

[07] Uma solução alternativa que torna possível resolver estes problemas é descrita no documento US 6,940,054.

[08] Este documento descreve um tubo com isolamento térmico rodeado por cabos de aquecimento e cabos elétricos. O tubo compreende meios de isolamento térmico destinados a reduzir as trocas de calor com o ambiente circundante. Os meios de isolamento compreendem elementos internos e externos enrolados em torno do tubo. Os elementos externos e internos formam canais longitudinais que permitem acomodar os cabos de aquecimento. Em torno dos elementos isolantes externos, uma correia externa é enrolada para manter os elementos isolantes internos e externos ao redor do tubo.

[09] No método de fabricação descrito no US 6,940,054 4B1, as partes de isolamento muito longas são enroladas em espiral em volta do tubo interno para formar um revestimento de isolamento.

[010] A formação do revestimento pelo enrolamento das partes isolantes requer uma máquina rotativa, permitindo que as partes isolantes sejam colocadas em espiral, descritas no documento.

[011] Este tipo de dispositivo é muito volumoso e pesado. Não é possível montar o tubo em um local que não o tenha, a fortiori a bordo de um navio para colocar o tubo rígido.

[012] Além disso, alguns locais de montagem não estão configurados para acomodar esse tipo de dispositivo. A montagem de um tubo rígido por tal método, portanto, não é possível em todos os locais de montagem.

[013] Por fim, esses dispositivos são caros, assim como a construção de novos locais adequados para recebê-los.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[014] Um objetivo da invenção é propor um método para a montagem de um tubo rígido termicamente isolado que seja simples e barato de realizar e não exija o uso de máquinas pesadas para montagem do revestimento de isolamento.

[015] Para esse fim, a invenção refere-se a um método do tipo acima mencionado, caracterizado pelo fato de que o método compreende uma etapa para fornecer uma pluralidade de partes isolantes helicoidais e uma etapa de montagem das partes isolantes helicoidais em torno do tubo interno para formar o revestimento de isolamento.

[016] O método de acordo com a invenção pode compreender uma ou mais das seguintes características, consideradas isoladamente ou de acordo com qualquer combinação tecnicamente possível:- uma etapa anterior para cortar um tubo de isolamento empartes isolantes helicoidais antes da etapa de montagem;- durante a etapa de corte, o tubo de isolamento é cortadona sua espessura em várias partes isolantes em um perfil de degraus para obter partes isolantes tendo pelo menos uma borda formando escadas;- durante a etapa de corte do tubo isolante, o tubo isolante écortado em pelo menos três partes isolantes helicoidais;- uma etapa para compensar a sobreposição de duas partesisolantes para formar uma seção de isolamento helicoidal dotada de pelo menos uma borda formando escadas;- as partes isolantes são sobrepostas antes da etapa de montagem;- as duas partes isolantes sobrepostas são montadas umassobre as outras para formar, antes de serem montadas, seções isolantes que podem ser manipuladas como uma única peça;- uma etapa para sobrepor partes isolantes, de tal modo quecada parte isolante compreende uma primeira borda lateral e uma segunda borda lateral, sendo a primeira borda lateral situada abaixo de uma primeira parte isolante adjacente e a segunda borda lateral situada acima de uma segunda parte isolante adjacente;- as partes isolantes têm um comprimento compreendidoentre 1 m e 4 m;- a etapa para formar a camada externa compreende umaetapa para fornecer pelo menos uma tira externa e uma etapa para enrolar a tira externa em torno das partes isolantes;- a etapa para formar a camada externa compreende umaetapa para, pelo menos parcialmente, fundir a tira externa após a etapa para enrolar a tira externa; e- as partes isolantes helicoidais têm um ângulo de hélice emrelação a um eixo longitudinal do tubo interno compreendido entre 0 ° e 75 °, sendo o ângulo da hélice diferente de 0 °.

[017] A invenção também se refere a um tubo rígido, compreendendo:- um tubo interno de metal,- um revestimento de isolamento formada por partesisolantes montadas,- uma camada externa formada com partes isolantes; aspartes isolantes são helicoidais.

[018] O tubo de acordo com a invenção pode incluir uma ou mais das seguintes características, consideradas isoladamente ou de acordo com qualquer (quaisquer) combinação(ções) tecnicamente possível(eis):- as partes isolantes helicoidais são obtidas cortando umtubo isolante; e- duas partes helicoidais são sobrepostas deslocadas umassobre as outras para formar uma seção helicoidal dotada de pelo menos uma borda formando escadas.

[019] A presente invenção também se refere a um método para a montagem de um tubo rígido destinado a ser colocado em um corpo de água, o tubo rígido compreendendo um tubo metálico interno, um revestimento isolante termicamente isolante formado a partir de um conjunto de partes isolantes e uma camada externa, o método compreendendo as seguintes etapas:- fornecer o tubo interno metálico,- formar o revestimento de isolamento e- formar a camada externa em torno do revestimento de isolamento, caracterizado pelo fato de que o método compreende uma etapa para fornecer uma pluralidade de partes isolantes e uma etapa de montar as partes isolantes em torno do tubo interno de modo a formar o revestimento de isolamento,e em que o método inclui uma etapa anterior para cortar um tubo isolante em partes isolantes antes da etapa de montagem.

[020] As partes isolantes não são necessariamente helicoidais. Elas, por exemplo, têm bordas laterais retas paralelas.

[021] O método de acordo com a invenção pode compreender uma ou mais das seguintes características, consideradas isoladamente ou de acordo com qualquer combinação tecnicamente possível:- durante a etapa de corte, o tubo de isolamento é cortado na sua espessura em várias partes isolantes em um perfil de degraus de escada para obter partes isolantes tendo pelo menos uma borda formando escada;- durante a etapa para cortar o tubo isolante, o tubo isolanteé cortado em pelo menos três partes isolantes;- uma etapa para sobrepor de forma deslocada duas partesisolantes para formar uma seção de isolamento provida de pelo menos uma borda formando escadas;- as partes isolantes são sobrepostas antes da etapa demontagem;- as duas partes isolantes sobrepostas são montadas umassobre as outras para formar, antes de serem montadas, seções isolantes que podem ser manipuladas como uma única peça;- uma etapa para sobrepor partes isolantes, de tal modo quecada parte isolante compreende uma primeira borda lateral e uma segunda borda lateral, sendo a primeira borda lateral situada abaixo de uma primeira parte isolante adjacente e a segunda borda lateral situada acima de uma segunda parte isolante adjacente;- as partes isolantes têm um comprimento compreendidoentre 1 m e 4 m;- a etapa para formar a camada externa compreende umaetapa para fornecer pelo menos uma tira externa e uma etapa para enrolar a tira externa em torno das partes isolantes;- a etapa para formar a camada externa compreende umaetapa para, pelo menos parcialmente, fundir a tira externa após a etapa para enrolar a tira externa.

[022] A invenção também se refere a um tubo rígido,compreendendo:- um tubo interno de metal,- um revestimento de isolamento formado por partesisolantes montadas,- uma camada externa disposta em torno de partesisolantes;as partes isolantes sendo formadas cortando um tubo isolante.As partes isolantes não são necessariamente helicoidais. Elas,por exemplo, têm bordas laterais retas paralelas.

[023] O tubo de acordo com a invenção pode incluir uma ou maisdas seguintes características, consideradas isoladamente ou de acordo comqualquer combinação tecnicamente possível:- duas partes isolantes são sobrepostas deslocadas umassobre as outras para formar uma seção provida de pelo menos uma bordaformando escadas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[024] A invenção será melhor compreendida ao ler a seguinte descrição, fornecida apenas como um exemplo e feita em referência aos desenhos anexos, nos quais:- a figura 1 é uma vista esquemática em corte de uma formade realização de um tubo de acordo com a invenção,- a figura 2 é uma vista lateral esquemática com corte parcialdo tubo da figura 1,- a figura 3 é uma vista em perspectiva de duas partesisolantes sobrepostas de acordo com uma forma de realização do tubo,- a figura 4 é um diagrama em blocos de uma forma derealização do método de acordo com a invenção,- a figura 5 é uma vista esquemática em corte de outraforma de realização de um tubo de acordo com a invenção, - a figura 6 é uma vista esquemática em perspectiva de umamáquina capaz de cortar e isolar o tubo em hélices, e- a figura 7 é uma vista em perspectiva parcialmenteexplodida de outro tubo.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[025] Os termos “acima” e “abaixo” referentes a elementos do tubo são definidos radialmente em relação a um eixo central do tubo. O termo “abaixo” deve ser entendido como mais próximo do eixo X, e o termo “acima” deve ser entendido como mais distante.

[026] Dentro do significado da presente invenção, um elemento é geralmente “metálico” quando mais de (50) % em peso deste elemento é feito de metal. Geralmente é “não metálico” quando (50)% ou menos em peso desse elemento é feito de metal.

[027] Um primeiro tubo rígido (10) para transportar fluido fabricado por um método de montagem de acordo com a invenção é parcialmente ilustrado pelas figuras 1 e 2.

[028] O tubo rígido (10) destina-se a ser submerso em um corpo de água (12), para transportar um fluido através do corpo de água (12).

[029] O tubo rígido (10) é, por exemplo, colocado no fundo do corpo de água (12) para conectar uma instalação de recolha de fluido, tal como um poço, a um conjunto para transportar fluido em direção à superfície. Em alternativa, o tubo rígido (10) prolonga-se através do corpo de água (12), a partir do fundo do corpo de água (12) em direção à superfície.

[030] O corpo de água (12) é, por exemplo, um mar, oceano, lago ou rio. A profundidade do corpo de água (12) é geralmente superior a 10 m e está, por exemplo, compreendida entre 100 m e (50)00 m.

[031] O fluido retirado e transportado pelo tubo rígido (10) é, em particular, um hidrocarboneto, tal como petróleo ou gás natural.

[032] Como ilustrado pelas figuras 1 e 2, o tubo rígido (10) inclui um tubo interno metálico (14), um revestimento isolante de isolamento térmico não metálico (16), disposto em torno do tubo interno metálico (14) e uma camada externa (18) dispostas em torno do revestimento de isolamento (16). A camada externa (18) destina-se a entrar em contato com o corpo de água (12) no qual o tubo (10) está submerso.

[033] O tubo rígido (10) inclui ainda pelo menos uma linha funcional (20), aqui uma linha de aquecimento, disposta fora do tubo interno metálico (14).

[034] O tubo interno (14) inclui um conjunto de extremidade a extremidade dos segmentos de tubo (22). Ele define uma passagem interna contínua (24) para a circulação do fluido através de vários segmentos de tubo (22), entre as extremidades do tubo (10).

[035] O tubo interno (14), por exemplo, tem um diâmetro externo compreendido entre 10 cm e 1(30) cm. O diâmetro externo da passagem interna (24) é, por exemplo, compreendido entre 8 cm e 127 cm.

[036] O tubo interno (14) tem um eixo longitudinal X. A passagem interna (24) prolonga-se ao longo do eixo longitudinal X.

[037] Cada segmento de tubo (22) é feito com uma base de metal, por exemplo, aço, aço inoxidável e outros tipos de aço com um teor variável de níquel ou uma combinação destes materiais.

[038] Os segmentos de tubos de aço (22) são, por exemplo, revestidos internamente com aço inoxidável, uma liga metálica resistente à corrosão (como Inconel® 625 ou 8(35), por exemplo) ou um plástico.Tipicamente, a espessura do revestimento está compreendida entre 1 mm e 7 mm, e geralmente substancialmente igual a 3 mm.

[039] Cada segmento de tubo (22) tem um comprimento vantajosamente compreendido entre 12 m e 96 m.

[040] O segmento (22) é vantajosamente fornecido externamente com uma camada protetora, tal como uma camada de epóxi ligada por fusão.

[041] Além da camada de epóxi ou como uma alternativa a esta camada, o segmento é fornecido com uma camada protetora externa feita de polietileno (PE) ou polipropileno (PP). Esta camada tem uma espessura compreendida entre 2 mm e 4 mm.

[042] As extremidades de cada par de segmentos de tubo adjacentes (22) são fixadas uma ao outra em uma junção para formar um tubo contínuo (14). Esta fixação é feita, por exemplo, por soldadura.

[043] Alternativamente, o tubo interno (14) é formado por um único segmento que possui substancialmente o comprimento do tubo rígido.

[044] O revestimento de isolamento (16) tem uma espessura compreendida entre 20 mm e 180 mm.

[045] O revestimento de isolamento (16) compreende pelo menos uma camada isolante (28).

[046] Pelo menos uma camada isolante (28) do revestimento de isolamento (16) é formada por várias partes isolantes (30). As partes isolantes (30) estão dispostas em torno da circunferência de cada segmento (22) do tubo (14) para a recebê-la.

[047] Em cada seção transversal de um segmento (22), a camada isolante (28) compreende, de um modo vantajoso, pelo menos três partes isolantes (30). Isto torna possível, em particular, segurar o tubo interno (14) e facilitar a montagem do tubo pressionando as partes isolantes no tubo. A colocação da camada isolante (28) durante a montagem do tubo não requer uma máquina de montagem pesada.

[048] Dependendo do diâmetro do tubo interno (14), a camada isolante (28), por exemplo, compreende entre 3 e 6 partes isolantes.

[049] As partes isolantes (30) possuem propriedades de isolamento térmico. As partes isolantes (30) são feitas de um material termicamente isolante, em particular um polímero, por exemplo uma poliolefina (PP ou PE) ou um poliuretano (PU), ou um polímero preenchido, por exemplo um polipropileno (PP) preenchido com contas de vidro. A condutividade térmica do material isolante é, por exemplo, inferior a 0,4 W/(m.K), vantajosamente inferior a 0,2 W/(m.K).

[050] Em uma forma de realização particular, as partes isolantes (30) são feitas, por exemplo, a partir de um material diferente, dependendo da camada a que pertencem. As partes isolantes mais próximas do tubo interno (14) são feitas de PP sólido. As partes isolantes mais afastadas do tubo interno (14) são feitas de PP preenchido com contas de vidro ou espuma de PP sintética, por exemplo, quando o tubo se destina a ser usado a profundidades baixas e/ ou médias, ou seja, para profundidades inferiores a 1000 m.

[051] As partes isolantes (30) estão dispostas adjacentes umas às outras. As partes isolantes (30) são, por exemplo, espaçadas por uma margem circunferencial, compreendida entre 0% e 20% da circunferência da camada externa. A presença de uma margem circunferencial, em particular, torna possível compensar uma heterogeneidade no tamanho do tubo interno (14) e/ ou das partes isolantes (30).

[052] As partes isolantes (30) têm uma forma helicoidal. As partes isolantes (30) são, por exemplo, na forma de uma lâmina enrolada em uma hélice.

[053] Como será visto abaixo, cada parte isolante (30) é formada cortando longitudinalmente um tubo de material isolante ao longo de linhas de corte helicoidais.

[054] Vantajosamente, a maior dimensão de cada parte isolante (30) é menor do que o comprimento de um segmento (22) do tubo interno (14). Assim, as partes isolantes (30) são colocadas extremidade a extremidade ao longo do tubo interno (14) para cobrir o tubo interno (14). A maior dimensão de cada parte isolante (30) é menor que 4 m, e de preferência compreendida entre 1 m e 4 m. Assim, uma parte isolante pode ser manipulada por um operador.

[055] A espessura das partes isolantes (30) é definida radialmente em relação ao eixo longitudinal X.

[056] A espessura das partes isolantes (30) é, por exemplo, compreendida entre 10 mm e 90 mm.

[057] Cada parte isolante (30) tem duas bordas longitudinais (32) e duas bordas transversais (34).

[058] O comprimento de cada parte isolante (30) é igual à média dos comprimentos das suas bordas longitudinais (32).

[059] A largura de cada parte isolante (30) é definida de forma semelhante ao comprimento com as bordas transversais (34).

[060] O comprimento de cada parte isolante (30) é maior que sua largura.

[061] As bordas longitudinais (32) formam um ângulo α, chamado ângulo de hélice, com um eixo paralelo ao eixo longitudinal X do tubo interno (14). O ângulo de hélice está compreendido entre 0 ° e 75 °, sendo o ângulo da hélice diferente de 0 °, e mais particularmente entre 1 ° e 75 °.

[062] No exemplo ilustrado nas figuras 1 e 2, as bordas transversais (34) das partes isolantes (30) são retas.

[063] O revestimento isolante (16) compreende pelo menos duas camadas isolantes formadas por partes isolantes, aqui denominadas camada inferior e camada superior. As duas camadas isolantes têm, com vantagem, o mesmo número de partes isolantes.

[064] Cada parte isolante da camada superior é sobreposta com um certo deslocamento em uma parte isolante da camada inferior, como mostrado na figura 3. O deslocamento é circunferencial e/ ou ao longo do eixo da hélice.

[065] O deslocamento circunferencial é, por exemplo, compreendido entre 3% e (50)% da dimensão da parte isolante. Em outras palavras, a sobreposição entre a parte isolante da camada superior e a parte isolante sobreposta da camada inferior está compreendida entre (50) e 97%.

[066] Opcionalmente, as partes isolantes sobrepostas são montadas uma sobre a outra.

[067] Cada par de partes isolantes sobrepostas (30) forma de seção de isolamento (39A), uma das quais é mostrada na figura 3.

[068] As partes isolantes sobrepostas aqui têm substancialmente a mesma forma, com bordas retas.

[069] Cada seção de isolamento (39A) define, assim, pelo menos, uma borda longitudinal (33) e/ ou transversal (35) em forma de escada ou com um degrau longitudinal (36) e/ ou um degrau transversal (38).

[070] Como mostrado na figura 2, os degraus longitudinais (36) de duas seções de isolamento adjacentes (39A, 39B) têm formascomplementares e estão interligadas uma na outra.

[071] Do mesmo modo, os degraus transversais (38) de duas seções de isolamento de extremidade a extremidade têm formas complementares e estão interligadas uma na outra.

[072] Este arranjo limita as transferências de calor por convecção da água em descontinuidades. Isto melhora a resistência mecânica das partes isolantes (30).

[073] Em uma forma de realização, o revestimento de isolamento (16) compreende outras camadas de isolamento, por exemplo, formadas a partir de partes isolantes não helicoidais.

[074] Vantajosamente, o revestimento de isolamento (16) compreende uma camada interna descontínua (44).

[075] O revestimento descontínuo (44) é formado por partes isolantes separadas (46).

[076] As partes isolantes (46) são feitas de um material polimérico, por exemplo polipropileno (PP), polietileno (PE) ou poliuretano (PU).

[077] Cada parte isolante (46) tem uma largura compreendida entre 1/16 e um quarto da circunferência do tubo interno (14). Ela tem uma espessura compreendida entre 5 mm e 60 mm.

[078] As partes isolantes separadas (46) definem as ranhuras (48) entre elas. As ranhuras (48) destinam-se a receber a(s) linha(s) funcional(is) (20).

[079] As ranhuras (48) são inundadas com água do mar ou água inibida, isto é, incluindo agentes inibidores da corrosão tais como compostos de amina.

[080] No exemplo mostrado na figura 2, as partes isolantes (46) são helicoidais e definem fendas helicoidais (48).

[081] A camada descontínua (44) é a camada do revestimento de isolamento (16) mais próxima do tubo interno (14).

[082] Alternativamente, as partes da camada descontínua (44) não são isolantes. A camada descontínua (44) é então localizada entre o tubo interno (14) e o revestimento de isolamento (16).

[083] A camada externa (18) compreende pelo menos uma tira externa (50), vantajosamente entre uma e quatro cintas externas sobrepostas (50).

[084] A tira externa (50) é por exemplo, feita de polímero de alta ou média densidade, tal como polietileno (PE) compreendendo cargas fibrosas, tais como fibras de aramida ou poli(p-fenilenotereftalamida) (PPD-T).

[085] A largura da tira externa (50) está compreendida entre 50 mm e 400 mm.

[086] A tira externa (50) é enrolada de forma helicoidal em torno do revestimento de isolamento (16) com um ângulo de enrolamento com um pequeno passo, por exemplo, compreendido entre 1 ° e 80 ° com o eixo X. A tira externa (50) é enrolada com uma sobreposição compreendida entre 0% e 80%.

[087] Se houver múltiplas tiras externas (50), elas são, por exemplo, enroladas com ângulos de enrolamento diferentes ou mesmo opostos.

[088] Vantajosamente, a tira externa (50) é feita de um material não metálico. É parcialmente ou completamente derretida.

[089] A tira externa (50) fornece sustentação para assegurar a integridade do tubo.

[090] A linha funcional (20) é por exemplo, uma linha elétrica capaz de realizar uma função de aquecimento por traçado elétrico no tubo interno (14), fora do tubo interno (14). É colocada em contato térmico com a superfície externa do tubo interno (14), seja por ser colocada diretamente contra a superfície metálica de um segmento de tubo (22), ou por ser colocada na camada protetora quando esta camada está presente.

[091] A linha funcional (20) é, por exemplo, feita por um feixe de cabos ou fios condutores ou um tubo metálico com uma função hidráulica e/ ou um cabo reforçado e estanque que acomoda fibras ópticas de controle de temperatura e de sinal do tipo distribuída (DTS) ou semi-distribuída (Bragg).

[092] Os diferentes condutores elétricos da linha funcional (20) são recebidos em uma bainha metálica e/ ou plástica com uma espessura substancialmente igual a 1 mm.

[093] As fibras ópticas são recebidas em uma bainha metálica com um revestimento plástico anti-corrosão.

[094] No exemplo mostrado na figura 2, ele tem uma seção transversal alongada, com uma largura maior do que a sua espessura.

[095] A linha funcional (20) está aqui disposta nas ranhuras (48) da camada descontínua (44).

[096] A linha funcional (20) está disposta em uma hélice. O campo de hélice da linha funcional (20) é idêntico ao campo de hélice das partes isolantes (46).

[097] A linha funcional (20) estende-se continuamente ao longo do tubo (10), ao longo de pelo menos dois segmentos de tubo adjacentes (22), vantajosamente ao longo de cerca de 50% dos segmentos de tubo (22) do tubo (10).

[098] A linha (20) também se estende continuamente através de cada junção entre dois segmentos de tubo adjacentes (22).

[099] A linha (20) tem assim um comprimento superior ao de um segmento (22), vantajosamente superior ao de pelo menos dois segmentos (22). Assim, não é necessário fornecer conectores elétricos na linha (20) entre cada par de segmentos adjacentes (22) na junção.

[0100] Ela tem também um comprimento maior que o de cada parte isolante (30).

[0101] Um método para montar um tubo rígido (10) como descrito anteriormente será agora descrito, em referência à figura 4.

[0102] O método compreende as seguintes etapas:- uma etapa (100) para fornecer um tubo interno (14),- uma etapa (102) para fornecer partes isolantes (30),formando-as a partir de um tubo de isolamento,- uma etapa (104) de montar as partes isolantes em torno dotubo interno (14) para formar o revestimento de isolamento, e- uma etapa (106) de formar a camada externa (18).

[0103] Inicialmente, na etapa (100), é fornecido um tubo interno (14), como descrito anteriormente.

[0104] O tubo interno (14) é fornecido em um único segmento (22) ou em vários segmentos (22).

[0105] Se houver múltiplos segmentos (22) a serem montados, uma extremidade de um segundo segmento é colocada em frente à extremidade livre de um primeiro segmento de tubo montado. Então, uma junção é feita entre esses dois segmentos de tubo, por exemplo, por solda das extremidades entre eles. O revestimento anticorrosivo na área de soldagem é então reformado. Em seguida, a montagem assim produzida é movida para adicionar um novo segmento de tubo.

[0106] Em alternativa, os segmentos são montados ao longo da etapa de montagem (104).

[0107] Durante a etapa (102) para fornecer partes isolantes (30), é produzida uma pluralidade de partes isolantes (30), e de preferência pelo menos três para cada comprimento do tubo interno (14) a ser coberto.

[0108] Vantajosamente, as partes isolantes (30) são feitas cortando um tubo de material isolante por uma máquina (200) durante uma etapa de corte.

[0109] O tubo de isolamento tem um eixo principal (D). Ele tem um comprimento menor do que o de um segmento (22) do tubo interno (14).

[0110] A máquina compreende um sistema para guiar o tubo (202) e uma pluralidade de ferramentas de corte (204).

[0111] O sistema de guiamento (202) tem um eixo de guiamento (Z). O sistema de guiamento é capaz de avançar o tubo de isolamento em translação ao longo do eixo de guiamento.

[0112] O sistema de guiamento, por exemplo, compreende pelo menos um trilho (206) ao longo do eixo (Z) e um suporte (208) montado sobre rodas (210) fornecidas para se mover no trilho (206).

[0113] O suporte (208) é capaz de manter o tubo de isolamento, de tal modo que o eixo de guia (Z) e o eixo principal (D) do tubo de isolamento são paralelos.

[0114] O suporte (208), por exemplo, compreende duas partes. Cada parte é, por exemplo, colocada em uma das extremidades do tubo de isolamento e mantém o tubo utilizando mandíbulas ajustáveis (211). A distância entre as duas partes é ajustável em relação ao tubo de isolamento a ser cortado.

[0115] O suporte (208) pode mover-se em translação ao longo do eixo de guia (Z) no trilho (206), por exemplo utilizando um suporte (214) ativado por um motor dedicado.

[0116] O sistema de guiamento também é capaz de girar o tubo de isolamento em torno de seu eixo principal a uma velocidade de rotação ajustável.

[0117] O sistema de guiamento (202), por exemplo, compreende um motor (212) montado no suporte (208) e capaz de rodar o tubo de isolamento.

[0118] As ferramentas de corte (204) são colocadas em torno do eixo principal (D).

[0119] As ferramentas de corte (204) são capazes de cortar o tubo de isolamento introduzido na máquina. As ferramentas de corte (204) são, por exemplo, serras circulares ou de fita, jatos de água ou lasers.

[0120] A máquina (202), por exemplo, compreende três serras idênticas colocadas substancialmente a 120 ° umas das outras em torno do eixo (D) a uma distância substancialmente igual ao raio do tubo de isolamento.

[0121] Em uma forma de realização, a máquina (202) compreende bicos de arrefecimento com água ou ar pulsado nas ferramentas de corte.

[0122] O método para produzir partes isolantes (30) será agora descrito.

[0123] Antes da etapa de corte, o tubo de isolamento é vantajosamente colocado em uma estufa de secagem durante 20 a 30 minutos, por exemplo, a uma temperatura relativamente próxima da temperatura de fusão do polímero. A temperatura no centro do material é assim homogeneizada, o que evita deformações das partes cortadas devido ao relaxamento das tensões no material. O tubo é resfriado em seguida, antes de ser cortado.

[0124] O tubo de isolamento é inserido na máquina (202), de tal modo que o seu eixo principal (D) é paralelo ao eixo de guia (Z).

[0125] O tubo de isolamento é então transladado ao longo do eixo de guia (Z).

[0126] Para obter partes isolantes helicoidais, o tubo de isolamento é girado em torno do seu eixo principal (D) durante a translação.

[0127] As velocidades de rotação e translação são, em particular, escolhidas em relação ao ângulo de hélice desejado da parte.

[0128] As ferramentas de corte cortam o tubo de isolamento em várias partes isolantes com bordas retas.

[0129] As partes isolantes (30) têm um comprimento máximo compreendido entre 1 m e 4 m. As partes isolantes (30) podem assim ser manipuladas por operadores ou meios mecânicos para auxiliar na elevação e manuseamento. Os meios mecânicos são do tipo compreendendo macacos hidráulicos dispostos no fundo das partes isolantes e braços controlados para assistência ou redução de peso dispostos nos lados das partes isolantes.

[0130] Em uma forma de realização, o tubo isolante tem um comprimento superior ao comprimento máximo desejado para as partes isolantes. O tubo é então cortado ao longo de pelo menos um plano radial. Esta etapa é realizada antes ou depois do corte em uma hélice.

[0131] Eles podem ser armazenados após a fabricação perto de uma estação para a montagem do revestimento de isolamento (16) no tubo interno (14).

[0132] Depois das etapas para fornecer um tubo interno (100) e partes isolantes (102), a etapa de montagem (104) pode começar.

[0133] Em primeiro lugar, uma camada descontínua (44), como anteriormente descrita, é colocada no tubo interno (14). As partes isolantes (46) da camada descontínua (44) são colocadas espaçadas de forma angular uma da outra. Elas definem as ranhuras (48) entre elas.

[0134] As ranhuras (48) são inundadas com água do mar ou água inibida, isto é, água incluindo agentes inibidores da corrosão tais como compostos de amina.

[0135] Pelo menos uma linha funcional (20) está disposta nas ranhuras (48). Cada linha (20) é desenrolada de uma bobina e inserida em uma ranhura (48). A linha (20) é desenrolada em rotação em torno do tubo interno (14), por exemplo de forma semelhante ao método descrito no documento FR 2,948,164 A1. A linha (20) é opcionalmente pressionada contra o tubo interno (14) com um elemento de pressão.

[0136] As partes isolantes (30) são então montadas em torno da camada descontínua (44) para formar uma primeira camada. Elas são simplesmente montadas umas nas outras, colocando-as lado a lado, com uma margem circunferencial opcional, e aplicando-as na camada logo abaixo. Elas envolvem o tubo (14) sobre pelo menos uma circunferência em torno do eixo X, depois outras partes isolantes (30) são montadas nas extremidades axiais de cada parte isolante para cobrir um comprimento crescente do tubo.

[0137] Múltiplas camadas podem ser montadas ao redor do tubo interno, aplicando-as a cada vez nas partes da camada logo abaixo.

[0138] Em uma forma de realização particular do método, o revestimento de isolamento (16) compreende pelo menos duas camadas de isolamento não descontínuas. As duas camadas isolantes, aqui designadas por camada superior e camada inferior, têm com vantagem o mesmo número de partes isolantes (30), tendo substancialmente a mesma forma.

[0139] Antes da etapa de montagem (104), cada parte isolante da camada superior é sobreposta em uma parte isolante da camada inferior de modo a formar seções de isolamento (39A, 39B, 39C).

[0140] A sobreposição é feita com um certo deslocamento circunferencial (36) e/ ou longitudinal (38). Cada seção de isolamento é assim provida de pelo menos uma borda (32), (34) em forma de escada.

[0141] As partes isolantes sobrepostas são vantajosamente coladas, termo-seladas ou montadas umas nas outras utilizando meios de fixação, tais como parafusos ou rebites, para formar as seções de isolamento (39A, 39B, 39C).

[0142] A parte isolante da camada superior é, por exemplo, mantida em um padrão. A face interna, destinada a estar em contato com a parte isolante da camada interna, é mantida para cima.

[0143] Cola ou pontos de aquecimento são feitos em diferentes locais da face interna.

[0144] A parte isolante da camada inferior é em seguida sobreposta com a parte isolante da camada superior com um determinado deslocamento.

[0145] Um macaco ou um peso mantém a parte isolante da camada inferior pressionada contra a face interna da parte isolante da camada superior, até a adesão ou fusão dos pontos.

[0146] Durante uma etapa de montagem (104), as partes isolantes sobrepostas são montadas pela seção de isolamento (39A, 39B, 39C) em torno do tubo interno (14), de modo semelhante à etapa de montagem anteriormente descrita.

[0147] Após a etapa de montagem (104), o tubo interno (14) é rodeado pelo revestimento de isolamento (16). O revestimento de isolamento (16) é mantido em torno do tubo (14) durante a montagem através da tira de plástico ou metálica.

[0148] A etapa (106) de formar a camada externa (18) pode então começar.

[0149] Pelo menos uma tira externa (50), como descrita anteriormente, é fornecida. A tira externa (50) é enrolada em torno do revestimento de isolamento (16), por exemplo, usando um enrolador. A tensão de colocação da tira externa (50) é, por exemplo, compreendida entre 500 kg e 1000 kg para tiras com uma largura substancialmente igual a 130 mm.

[0150] A tira externa (50) é então aquecida a uma dada temperatura, por exemplo, utilizando um laser ou uma pistola de ar quente. A temperatura é, por exemplo, compreendida entre 100 °C e 150 °C. Isso causa fusão parcial ou completa da tira externa consigo mesma ou na tira externa adjacente.

[0151] A tira aqui é parcialmente derretida sobre toda a circunferência do tubo em intervalos regulares, por exemplo, compreendidos entre 1 m e 15 m. A fusão parcial é feita aqui a cada 3 m, 6 m ou 12 m com pontos de parada forçada a cada 200 m a 500 m.

[0152] No final da etapa (106) de formar a camada externa (18), o tubo rígido (10) é utilizável diretamente.

[0153] O método é fácil de implementar e não requer maquinário de montagem pesado.

[0154] A forma helicoidal, em particular, torna possível melhorar o comportamento das partes isolantes quando estas são enroladas e/ ou desenroladas para a colocação do tubo em bobinas e para minimizar, ou mesmo eliminar, o fato de que as partes isolantes (30) são apenas suportadas em um lado acima das ranhuras (48) que recebem a linha funcional (20).

[0155] Em uma alternativa mostrada na figura 5, as bordas longitudinais (32) das partes isolantes (30) têm uma forma de escada, isto é, as partes isolantes (30) têm um perfil em forma de escada.

[0156] As bordas longitudinais (32) de cada segmento de isolamento têm então um degrau circunferencial (36).

[0157] As bordas adjacentes de duas partes isolantes adjacentes possuem formas complementares.

[0158] Durante a etapa de corte do tubo de isolamento, a máquina é adequada para cortar o tubo de isolamento com um perfil em forma de escada para obter partes isolantes tendo pelo menos uma borda longitudinal com uma forma de escada. As ferramentas de corte da máquina são, portanto, adequadas para cortar em forma de escada.

[0159] A máquina, por exemplo, compreende, no lugar de cada ferramenta de corte, um conjunto de três lâminas, uma primeira e segunda lâminas que são paralelas entre si e uma terceira lâmina perpendicular, unindo as duas lâminas paralelas. As duas lâminas paralelas realizam o corte radial do tubo. A terceira lâmina corta o tubo de isolamento em um plano tangencial ao tubo.

[0160] A primeira lâmina paralela se estende para fora da terceira lâmina. A segunda lâmina paralela se estende para dentro da terceira lâmina.

[0161] Como uma alternativa ao sistema de guiamento descrito, a máquina (202) compreende dois parafusos sem fim nas extremidades que permitem que o movimento de translação do tubo de isolamento a ser cortado.

[0162] Em outra alternativa, para substituir a etapa de corte das partes isolantes do método, como descrito anteriormente, as partes isolantes (30) são moldadas diretamente na forma desejada.

[0163] As bordas longitudinais (32) e/ ou transversais (34) são moldadas de forma reta ou de modo a formar um degrau circunferencial (36) e/ ou longitudinal (38).

[0164] Em uma forma de realização, as partes isolantes (46) são extrudadas ou moldadas em plano. Elas são, assim, colocadas em forma a quente em uma hélice em um calibrador (gauge).

[0165] Alternativamente, o método para fabricar partes isolantes (46) é idêntico ao método para fabricar partes isolantes (30) do invólucro isolante, por exemplo cortando um tubo isolante em uma hélice.

[0166] Como uma alternativa ao método anteriormente descrito, durante a etapa de montagem (104), pelo menos uma camada é montada de tal modo que cada uma das suas partes isolantes é parcialmente sobreposta com as partes isolantes adjacentes, e não colocada lado a lado.

[0167] Durante a etapa de montagem (104), a primeira borda lateral de cada parte isolante é colocada abaixo de uma primeira parte isolante adjacente e a segunda borda lateral da parte isolante é colocada acima de uma segunda parte isolante adjacente.

[0168] O revestimento de isolamento (16) nesta forma de realização compreende entre duas e quatro camadas de isolamento, cada uma com uma espessura de 10 mm a 15 mm.

[0169] As camadas isolantes são feitas com um material flexível, por exemplo espuma sintética de poliuretano.

[0170] A aplicação da tira externa (50) é feita com uma tensão maior do que antes, por exemplo, até duas vezes mais alta. A tensão durante a aplicação da tira externa é, por exemplo, substancialmente igual a 2000 kg.

[0171] O restante do método é semelhante ao descrito anteriormente.

[0172] Em outra forma de realização, o tubo não compreende uma linha funcional (20). As partes isolantes (46) são então unidas, isto é, não existem ranhuras (48).

[0173] Em uma alternativa ao método anteriormente descrito, o tubo não compreende uma camada descontínua (44). A linha funcional (20) é então colocada em torno e em contato com o tubo interno (14), antes da colocação das partes isolantes (30) em torno do tubo interno (14).

[0174] Em outra forma de realização, a linha funcional (20) está disposta antes da colocação das partes isolantes (46).

[0175] Todo o método também é adequado para os casos em que as partes isolantes (30) não são helicoidais como ilustrado na figura 7. As etapas (100) para fornecer um tubo interno, a montagem (104) e a formação (106) da camada externa são semelhantes. A etapa (102) de fornecer partes isolantes (30) difere se as partes isolantes (30) forem feitas por uma etapa para cortar um tubo isolante pelo fato de o tubo isolante não ser rodado durante o corte. As partes isolantes (30) têm então bordas laterais retas.

[0176] É também interessante sobrepor as partes isolantes não helicoidais em pares a partir de duas camadas diferentes com um determinado deslocamento para obter uma etapa circunferencial ou longitudinal.

[0177] Na invenção descrita acima, as partes helicoidais são montadas sucessivamente sobre o tubo, enquanto podem ser manipuladas diretamente por operadores ou robôs. O método de acordo com a invenção é, portanto, muito fácil de implementar. Não requer ferramentas complexas, em particular um enrolador giratório. É então possível realizar a montagem diretamente nas bases de montagem e realizar o posicionamento por bobina. Também é adequado para montagem em S.

[0178] De acordo com a alternativa na qual o tubo não compreende uma linha funcional (20), vantajosamente, as partes isolantes (46) delimitam margem circunferencial entre eles.

[0179] Em outra alternativa, a camada externa (18) é uma bainha. Esta última é em particular formada por extrusão.

[0180] Além disso, a camada externa (18) pode ser permeável. Por exemplo, a espessura da bainha é pequena o suficiente para permitir a passagem da água circundante. Em alternativa, a camada externa (18) é impermeável. Um sistema de válvula é vantajosamente fornecido para permitir a inundação das ranhuras (48), por exemplo.

Claims

1. MÉTODO PARA MONTAR UM TUBO RÍGIDO (10)destinado a ser colocado em um corpo de água (12), o tubo rígido (10) compreendendo um tubo interno metálico (14), um revestimento isolante termicamente isolante (16) formado por um conjunto de partes isolantes (30) e uma camada externa (18), sendo o método caracterizado por compreender as seguintes etapas:- fornecer (100) o tubo interno metálico (14),- formar o revestimento de isolamento (16) e- formar (106) a camada externa (18) em volta dorevestimento de isolamento (16),o método compreendendo uma etapa para fornecer (102) uma pluralidade de partes isolantes helicoidais (30) e uma etapa (104) de montagem das partes isolantes (30) em torno do tubo interno (14) para formar o revestimento isolante (16);o método compreendendo uma etapa anterior para cortar um tubo isolante em partes isolantes helicoidais (30) antes da etapa de montagem (104).

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor, durante a etapa de corte, o tubo isolante ser cortado em sua espessura em várias partes isolantes (30) em um perfil de degraus de escada para obter partes isolantes tendo pelo menos uma borda de formação de escada (32).

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 2, caracterizado por, durante a etapa para cortar o tubo isolante, o tubo isolante ser cortado em pelo menos três partes isolantes (30).

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender uma etapa para sobreposição deslocada de duas partes isolantes (30) para formar uma seção de isolamento helicoidal (39A, 39B, 39C) provida de pelo menos uma borda de formação de escada (33, 35).

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelas partes isolantes (30) serem sobrepostas antes da etapa de montagem (104).

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 4 a 5, caracterizado pelas duas partes isolantes sobrepostas (30) serem montadas uma na outra para formar, antes de serem montadas, seções isolantes (39A, 39B, 39C) que são manipuladas como uma única peça.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender uma etapa para sobrepor partes isolantes (30), de tal modo que cada parte isolante (30) compreende uma primeira borda lateral e uma segunda borda lateral, sendo a primeira borda lateral abaixo de uma primeira parte isolante adjacente e a segunda borda lateral situada acima de uma segunda parte isolante adjacente.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 7, caracterizado pelas partes isolantes (30) terem um comprimento compreendido entre 1 m e 4 m.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 8, caracterizado pela etapa para formar a camada externa (18) compreender uma etapa para fornecer pelo menos uma tira externa (50) e uma etapa para enrolar a tira externa (50) em volta das partes isolantes (30).

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela etapa para formar a camada externa (18) compreender uma etapa para pelo menos parcialmente fundir a tira externa (50) após a etapa para enrolar a tira externa (50).

11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelas partes isolantes (30) terem um ângulo de hélice em relação a um eixo longitudinal (X) do tubo interno (14) compreendido entre 0° e 75°, o ângulo de hélice sendo diferente de 0°.