BR112019011451A2 - elemento de inserção imobilizado - Google Patents

Abstract

trata-se de método e aparelho que são descritos. o método inclui as etapas de fornecer uma folha alongada que tem uma espessura uniforme e uma primeira borda longa e ainda mais espaçada, a um primeiro par de uma pluralidade de pares espaçados de elementos de rolete de formação opostos, e através dos pares de elementos de rolete, formar de maneira progressiva um perfil transversal na folha que compreende uma parte de corpo que compreende uma região central dobrada da folha e uma primeira parte de aba adicional, cada uma que se estende distante a partir da parte de corpo e finaliza em uma respectiva borda longa da folha, e fixar as regiões adjacentes das partes de aba e/ou as regiões opostas da parte de corpo juntas, fornecendo assim um elemento de fita alongado que pode ser enrolada que tem as partes de aba imobilizadas de forma lateral.

Description

“ELEMENTO DE INSERÇÃO IMOBILIZADO”.

[001]Esta invenção refere-se a um método e a um aparelho para a fabricação de uma fita alongada e a uma tubulação flexível e a um método para a fabricação de uma tubulação flexível. Em particular, mas não exclusivamente, a presente invenção refere-se ao fornecimento de uma fita alongada que pode ser enrolada que tem uma seção transversal que inclui um corpo e abas que podem ser inseridas pelo menos parcialmente entre os enrolamentos de carcaça de uma tubulação flexível. As abas e/ou o corpo da fita que pode ser inserida são imobilizadas de forma lateral para ajudar a prevenir o movimento relativo lateral das partes de asa.

[002]Tradicionalmente, a tubulação flexível é utilizada para transportar os fluidos de produção, como óleo, gás e/ou água, a partir de um local para o outro. A tubulação flexível é particularmente útil para conectar um local submarino (que pode ser profundo em águas profundas, digamos 1.000 metros ou mais) a um local no nível do mar. A tubulação pode ter um diâmetro interno de tipicamente até cerca de 0,6 metros (por exemplo, os diâmetros podem variar de 0,05 m até 0,8 m). Uma tubulação flexível é, em geral, formada como um conjunto de corpo de tubulação flexível e um ou mais encaixes de extremidade. O corpo da tubulação é tipicamente formado como uma combinação de materiais em camadas que formam um conduíte que contém pressão. A estrutura da tubulação permite grandes deflexões sem causar tensões de flexão que prejudicam a funcionalidade da tubulação durante sua vida útil. Existem diferentes tipos de tubulações flexíveis tais como tubulações flexíveis não conectadas que são fabricadas de acordo com API 17J ou tubulações flexíveis do tipo compósito ou semelhantes. O corpo da tubulação é, em geral, construído como uma estrutura combinada que inclui as camadas de polímero e/ou camadas compostas e/ou camadas metálicas. Por exemplo, o corpo de tubulação pode incluir camadas de polímero e metal, ou camadas de polímero e compósito, ou camadas de polímero, metal e compósito. As camadas podem ser formadas a partir de uma

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2/30 única peça, tal como uma tubulação extrusado ou enrolando de forma helicoidal um ou mais fios em uma etapa desejada ou ligando em conjunto várias argolas contínuas que estão dispostas concentricamente lado a lado. Dependendo das camadas da tubulação flexível usada e do tipo de tubulação flexível, algumas das camadas de tubulação podem ser unidas ou permanecerem não ligadas.

[003]Algumas tubulações flexíveis têm sido usadas em águas profundas (menos de 3.300 pés (1,005,84 metros)) e em águas ultraprofundas (maiores que 3.300 pés). É a crescente demanda por petróleo que faz com que a exploração ocorra em profundidades cada vez maiores (por exemplo, acima de 8.202 pés (2.500 metros)), onde os fatores ambientais são mais extremos. Por exemplo, em ambientes com águas profundas e ultraprofundas, a temperatura do fundo do oceano aumenta o risco de resfriamento de fluidos de produção a uma temperatura que pode levar ao bloqueio da tubulação. Na prática, a tubulação flexível é projetada de modo convencional para operar em temperaturas de -30 °C a + 130 °C, e está sendo desenvolvida para temperaturas ainda mais extremas, maiores profundidades também aumentam a pressão associada ao ambiente no qual a tubulação flexível deve operar. Por exemplo, uma tubulação flexível pode ser necessária para operar com pressões externas variando de 0,1 Pa a 30 Pa agindo na tubulação. De igual modo, o transporte de óleo, gás ou água pode dar origem a altas pressões que atuam na tubulação flexível a partir de dentro, por exemplo, com pressões internas que variam de zero a 140 MPa do fluido interno que atua na tubulação. Como resultado, a necessidade de altos níveis de desempenho de certas camadas, como carcaça de tubulação ou uma camada de barreira de pressão ou de barreira de tração do corpo de tubulação flexível é aumentada, é notada por uma questão de completude que a tubulação flexível também pode ser usada para aplicações em águas rasas (por exemplo, menos de 500 metros de profundidade) ou mesmo para aplicações em terra (por terra).

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3/30 [004]Para as tubulações flexíveis que incluem uma camada de carcaça, ou seja, as tubulações flexíveis de orifício áspero, um problema bem conhecido é que a carcaça interna tem o perfil que pode causar as vibrações induzidas por fluxo ou pulsações induzidas por fluxo (FLIP) que podem causar o ranger. O WO2014/000816 ajuda a descrever esse problema e propõe uma solução.

[005]No entanto, um problema com as soluções propostas em WO2014/000816 é que os perfis de inserção que são propostos são difíceis de fabricar e também são difíceis de lidar ao fabricar o corpo de tubulação flexível. Além disso, ao longo do tempo, o desempenho dos perfis inseridos divulgados em '816 e outras soluções sugeridas para o problema FLIP podem diminuir e existe um risco de falha do perfil inserido que podería conduzir a uma falha na tubulação.

[006]É um objetivo da presente invenção mitigar, pelo menos parcialmente, os problemas mencionados acima.

[007]É um objetivo de certas modalidades da presente invenção proporcionar uma fita alongada que pode ser enrolada entre enrolamentos adjacentes de uma camada de carcaça para ajudar a reduzir o risco de ranger e que pode ser fabricada de forma conveniente e economicamente eficaz e que produz um perfil de fita de inserção que é robusto o suficiente para executar durante uma vida útil esperada de uma tubulação flexível.

[008]É um objetivo de determinadas modalidades da presente invenção proporcionar uma fita que pode ser enrolada que tem uma seção transversal que inclui partes de aba e uma parte de corpo que seja em certa medida inserível entre os fios de barreira de uma tubulação flexível e que ajude a evitar a falha ao usar a fita.

[009]É um objetivo de certas modalidades da presente invenção proporcionar um método para fabricar corpo de tubulação flexível, no qual uma fita de inserção pode ser formada e inserida em tempo real à medida que uma fita de enrolamento de carcaça é enrolada em torno de uma camada subjacente para formar uma

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4/30 camada de carcaça no corpo da tubulação flexível.

[010]É um objetivo de certas modalidades da presente invenção proporcionar um elemento de inserção, formado originalmente a partir de uma folha/faixa plana, longa e estreita, na qual as partes de aba em uma seção transversal da inserção são imobilizadas de modo lateral uma em relação à outra.

[011]É um objetivo de certas modalidades da presente invenção ajudar a eliminar ou pelo menos aliviar parcialmente a tensão residual formada na seção transversal de uma faixa dobrada para ajudar a evitar a falha de uma tubulação flexível, formada pelo enrolamento da faixa, ao longo do tempo de vida útil da tubulação.

[012]De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, apresentase um método para a fabricação de um elemento de fita alongado para unir um vão entre os enrolamentos de uma camada de corpo de tubulação flexível, que compreende as etapas de:

fornecer uma folha alongada que tem uma espessura uniforme e uma primeira borda longa e ainda mais espaçada, a um primeiro par de uma pluralidade de pares espaçados de elementos de rolete de formação opostos;

através dos pares de elementos de rolete, formar de maneira progressiva a perfil transversal na folha que compreende uma parte de corpo que compreende a região central dobrada da folha e uma primeira parte de aba adicional , cada uma que se estende distante a partir da parte de corpo e finaliza em uma respectiva borda longa da folha; e fixar as regiões adjacentes das partes de aba e/ou regiões opostas da parte de corpo juntas fornecendo assim a elemento de fita alongado que pode ser enrolada que tem as partes de aba imobilizadas de forma lateral.

[013]Adequadamente, o método compreende ainda fixar as regiões juntas ao soldar as regiões juntas através de uma soldagem de fusão ou processo de soldaPetição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 15/58

5/30 gem de estado sólido.

[014]Adequadamente, o método compreende ainda soldar as regiões juntas de forma contínua ao longo de um de forma contínua ao longo de todo o comprimento do elemento de fita fornecendo assim a soldagem contínua ao longo do elemento de fita.

[015]Adequadamente, o método compreende ainda fornecer uma superfície de encosto substancialmente lisa ao elemento de fita alongado, a dita superfície de encosto que compreende uma parte de superfície externa da solda e uma respectiva parte de superfície externa de cada uma da primeira parte de aba adicional.

[016]Adequadamente, o método compreende ainda soldar as regiões juntas de maneira repetida como uma fileira de soldas pontuais espaçadas ao longo de um comprimento do elemento de fita.

[017]Adequadamente, o método compreende ainda soldar as regiões juntas em uma única passagem à medida que a folha dobrada que tem o perfil transversal formado passa próximo a pelo menos uma estação de soldagem.

[018]Adequadamente, o método compreende ainda fixar as regiões adjacentes juntas subsequente à etapa de formar de maneira progressiva o perfil transversal através dos pares de elementos de rolete.

[019]Adequadamente, o método compreende ainda soldar as regiões juntas através de um processo de face única.

[020]Adequadamente, o método compreende ainda soldar as regiões juntas em uma junção de extremidade aberta ou fechada. Adequadamente, o método compreende ainda soldar as regiões juntas em uma junção em flange aberta ou fechada.

[021]Adequadamente, o método compreende ainda soldar as regiões juntas para fornecer uma solda de ranhura em V de única face.

[022]Adequadamente, o método compreende ainda aliviar simultaneamente

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6/30 o estresse residual no material de folha dobrada via calor gerado durante o processo de soldagem.

[023]Adequadamente, o método compreende ainda fixar as regiões juntas ao ligar as regiões juntas.

[024]Adequadamente, o método compreende ainda ligar as regiões juntas através de um adesivo ou ligação mecânica.

[025]Adequadamente, o método compreende ainda ligar as regiões juntas através de um processo de ligação por adesivo ou um processo de brasagem ou um processo de soldagem ou um processo de pulverização térmica.

[026]De acordo com um segundo aspecto da presente invenção apresentase um método para a fabricação do corpo de tubulação flexível, que compreende as etapas de:

enrolar de forma helicoidal pelo menos uma fita de barreira sobre uma camada subjacente; e enrolar de forma helicoidal um elemento de fita alongado que compreende uma faixa pré-dobrada que tem uma seção transversal que inclui uma primeira parte de aba adicional que é imobilizada de forma lateral e se estende a partir de uma parte de corpo comum, sobre a camada subjacente, através da qual pelo menos uma região da parte de corpo do elemento de fita alongado é localizada entre enrolamentos adjacentes da fita de barreira.

[027]Adequadamente, o método compreende ainda fornecer a faixa prédobrada a uma estação de soldagem pelas etapas de:

fornecer uma folha alongada que tem uma espessura uniforme e uma primeira borda longa e ainda mais espaçada, a um primeiro par de uma pluralidade de pares espaçados de elementos de rolete de formação opostos;

através dos pares de elementos de rolete, formar de maneira progressiva a perfil transversal na folha que compreende uma parte de corpo que compreende a

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7/30 região central dobrada da folha e uma primeira parte de aba adicional, cada uma que se estende distante a partir da parte de corpo e finaliza em uma respectiva borda longa da folha; e fixar as regiões adjacentes das partes de aba e/ou regiões opostas da parte de corpo juntas fornecendo assim a elemento de fita alongado que pode ser enrolada que tem as partes de aba imobilizadas de forma lateral. Adequadamente, o método compreende ainda fixar as regiões juntas ao soldar as regiões juntas através de uma soldagem de fusão ou processo de soldagem de estado sólido.

[028]Adequadamente, o método compreende ainda soldar as regiões juntas de forma contínua ao longo de um de forma contínua ao longo de todo o comprimento do elemento de fita fornecendo assim a soldagem contínua ao longo do elemento de fita.

[029]Adequadamente, o método compreende ainda aliviar simultaneamente o estresse residual em pelo menos uma região da folha dobrada à medida que a folha é dobrada.

[030]Adequadamente, o método compreende ainda fornecer uma superfície de encosto substancialmente lisa ao elemento de fita alongado, a dita superfície de encosto que compreende uma parte de superfície externa da solda e uma respectiva parte de superfície externa de cada uma da primeira parte de aba adicional.

[031]Adequadamente, o método compreende ainda fornecer uma camada de carcaça do corpo de tubulação flexível pelas etapas de enrolamento a pelo menos uma fita de barreira e o elemento de fita alongado.

[032]Adequadamente, o método compreende ainda unir pelo menos parcialmente um vão radialmente interno entre enrolamentos de autotrava adjacentes da fita de barreira através das partes de aba imobilizadas de forma lateral, através da qual a superfície substancialmente lisa do elemento de fita alongado fornecido por uma superfície da solda e regiões de superfície das partes de aba face radialmente

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8/30 para dentro.

[033]De acordo com o terceiro aspecto da presente invenção apresenta-se um elemento de fita alongado para unir a vão entre enrolamentos de uma camada de corpo de tubulação flexível, que tem um perfil transversal que compreende:

uma parte de corpo que é localizada pelo menos parcialmente em um vão entre enrolamentos adjacentes de uma camada de uma tubulação flexível;

uma primeira parte de aba que se estende a partir da parte de corpo a uma primeira extremidade de asa; e uma parte de aba adicional que se estende a partir da parte de corpo a uma extremidade de aba adicional; em que o elemento de fita alongado compreende pelo menos uma solda de ranhura em V entre as partes de aba que imobiliza de forma lateral as partes de asa.

[034]Adequadamente, a primeira parte de aba adicional se estende de forma livre a partir da solda e tem uma espessura substancialmente uniforme.

[035]Adequadamente, pelo menos uma parte da parte de corpo compreende uma parte dobrada na qual um material de faixa dobrada tem uma espessura substancialmente uniforme que corresponde à dita espessura substancialmente uniforme das partes de asa.

[036]Adequadamente, o elemento de fita alongado compreende ainda uma superfície de encosto substancialmente lisa fornecida por uma parte de superfície externa da solda e uma respectiva parte de superfície externa de cada uma das partes de asa.

[037]Adequadamente, uma envergadura entre a primeira extremidade de aba e a extremidade de aba adicional é maior que uma largura máxima possível do vão.

[038]Adequadamente, a parte de corpo pode ser localizada pelo menos parcialmente em um vão entre as bordas de enrolamentos adjacentes que cada uma

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9/30 tem uma superfície curva.

[039]Adequadamente, o perfil transversal tem o formato aproximadamente em T.

[040]Adequadamente, a parte de corpo tem um perfil aproximadamente em U.

[041]Adequadamente, a parte de corpo tem uma primeira parte lateral e uma parte lateral adicional.

[042]Adequadamente, a parte de corpo tem uma parte de base entre a primeira parte lateral e a parte lateral adicional.

[043]Adequadamente, a espessura substancialmente uniforme das partes de aba compreendeu as partes de aba afuniladas que têm uma região de superfície que é afunilada.

[044]Adequadamente, o elemento de fita alongado que é fabricado a partir de um material que é uma liga de metal ou aço ou não metal ou um polímero ou um elastômero ou uma borracha ou uma espuma ou uma combinação do dito material.

[045]Adequadamente, o elemento de fita alongado compreende um revestimento.

[046]Adequadamente, a primeira extremidade de aba compreende uma primeira borda longa do elemento de fita e a extremidade de aba adicional compreende uma borda longa adicional do elemento de fita.

[047]De acordo com um quarto aspecto da presente invenção apresenta-se um corpo de tubulação flexível que compreende uma camada que inclui um enrolamento de um elemento de fita alongado.

[048]Adequadamente, a dita camada compreende uma camada de carcaça que inclui ainda um enrolamento de uma fita de barreira de autotrava.

[049]De acordo com um quinto aspecto da presente invenção apresenta-se uma tubulação flexível que compreende o corpo de tubulação flexível.

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10/30 [050]De acordo com um sexto aspecto da presente invenção apresenta-se um método para a fabricação de um elemento de fita alongado para unir um vão entre enrolamentos de uma camada de corpo de tubulação flexível, que compreende as etapas de:

fornecer uma folha alongada que tem uma espessura uniforme e uma primeira borda longa e ainda mais espaçada, a um primeiro par de uma pluralidade de pares espaçados de elementos de rolete de formação opostos;

através dos pares de elementos de rolete, formar de maneira progressiva a perfil transversal na folha que compreende uma parte de corpo que compreende uma região central dobrada da folha e uma primeira parte de aba adicional, cada uma que se estende distante a partir da parte de corpo e finaliza em uma respectiva borda longa da folha; e aquecer a região central dobrada ou pelo menos uma outra região da perfil transversal da folha para assim aliviar o estresse residual no material de folha dobrada.

[051]Adequadamente, o método compreende ainda aquecer a região central dobrada ao soldar as regiões adjacentes das partes de aba e/ou as regiões opostas da parte de corpo juntas e aquecer simultaneamente a região através do calor gerado durante o processo de soldagem.

[052]De acordo com um sétimo aspecto da presente invenção apresenta-se um método substancialmente como anteriormente descrito com referência aos desenhos anexos.

[053]De acordo com um oitavado aspecto da presente invenção apresentase um aparelho construído e disposto substancialmente como anteriormente descrito com referência aos desenhos anexos.

[054]Determinadas modalidades da presente invenção fornecem um método para a fabricação de uma fita alongada que seria enrolada como um elemento de

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11/30 inserção que pode ser inserido entre enrolamentos de autotrava da camada de carcaça e na qual a fita de inserção tem um perfil transversal e características que tornam a fita adequada para o uso por uma vida útil estendida, em relação aos elementos de inserção convencionais usados para reduzir FLIP, por exemplo, vinte cinco anos ou mais, que é a vida útil esperada de uma tubulação flexível.

[055]Determinadas modalidades da presente invenção fornecem uma fita alongada e um método para fornecer uma fita alongada na qual as partes de aba em uma seção transversal da fita são imobilizadas de forma lateral. Isso ajuda a fornecer a mitigação da fatiga em uma região da faixa de base central. A fixação de maneira eficaz das abas na seção transversal elimina os pontos de flexão onde a fatiga pode, de outro modo, causar falha. Da mesma forma, evitar de maneira eficaz qualquer chance de movimento relativo faz com que uma ação de deslizar ocorra à medida que os enrolamentos de carcaça se movem ao invés das abas serem arrastadas para longe ou juntas por forças de atrito na interface entre os enrolamentos de carcaça e a fita de inserção.

[056]Determinadas modalidades da presente invenção fornecem uma fita alongada e método para a fabricação de uma fita alongada e método para usar uma fita para a fabricação do corpo de tubulação flexível no qual a fita que pode ser enrolada tem partes de aba que são desempenhadas como uma placa em tensão ao invés de incluir as regiões de flexão articuladas. As abas são imobilizadas de forma lateral através de uma longa soldagem contínua ou uma série de soldagens em ponto que unem, de forma eficaz, uma dobra na seção transversal da fita de inserção.

[057]Determinadas modalidades da presente invenção utilizam a aplicação de calor a uma ou mais regiões de uma faixa dobrada usada para ajudar a formar uma camada na tubulação flexível para assim reduzir o estresse residual na faixa. Isso pode ajudar a evitar a falha da tubulação flexível durante sua vida útil de trabalho. Adequadamente, estresse residual é inteiramente ou pelo menos parcialmente

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12/30 eliminada em uma região traseira dobrada central na seção transversal da faixa dobrada. Adequadamente, isso pode ser alcançado de forma simultânea à medida que as partes da seção transversal de faixa dobrada são imobilizadas de forma lateral uma em relação à outra através de um processo de soldagem.

[058]Determinadas modalidades da presente invenção serão agora descritas a partir daqui, a título de exemplo apenas, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

a figura 1 ilustra um corpo de tubulação flexível;

a figura 2 ilustra determinadas utilizações de uma tubulação flexível;

a figura 3 ilustra uma camada de carcaça que inclui os enrolamentos de carcaça de autotrava e uma fita de inserção enrolada inter-espaçada;

a figura 4 ilustra um exemplo de uma seção transversal de uma fita alongada enrolada;

a figura 5 ilustra uma maneira na qual as partes de aba na seção transversal de uma fita alongada podem ser imobilizadas de forma lateral;

a figura 6 ilustra uma estação de soldagem para fornecer uma camada de carcaça;

a figura 7 ilustra uma região da estação de soldagem em que os enrolamentos de autotrava e a fita que pode ser inserida são enrolados por uma camada subjacente;

a figura 8 ilustra uma seção transversal alternativa de uma fita alongada soldada;

a figura 9 ilustra uma solda a laser autógena; e a figura 10 ilustra uma solda TIG autógena.

[059]Nos desenhos, os números de referência iguais se referem às partes iguais.

[060]Ao longo dessa descrição, a referência será feita a uma tubulação flexíPetição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 23/58

13/30 vel, será observado que determinadas modalidades da presente invenção são aplicáveis ao uso com uma ampla variedade de tubulações flexíveis. Por exemplo, determinadas modalidades da presente invenção podem ser usadas com relação à tubulação flexível e encaixes de extremidades associados do tipo que é fabricado de acordo com API 17J. Tal tubulação flexível é, com frequência, referida como uma tubulação flexível não ligada. Outras modalidades são associadas a outros tipos de tubulação flexível.

[061]Com referência à figura 1 será entendido que a tubulação flexível ilustrada é uma montagem de uma parte de corpo de tubulação e um ou mais encaixes de extremidade (não mostrados) em cada um dos quais, uma respectiva extremidade do corpo de tubulação é finalizada. A figura 1 ilustra como o corpo de tubulação 100 é formado a partir de uma combinação de materiais em camada que formam um conduíte que contém pressão. Como observado acima, embora um número específico de camadas seja ilustrado na figura 1, deve ser entendido que determinadas modalidades da presente invenção são amplamente aplicáveis às estruturas coaxials do corpo de tubulação que incluem duas ou mais camadas fabricadas a partir de uma variedade de possíveis materiais. O corpo de tubulação pode incluir uma ou mais camadas que compreendem os materiais compostos, formando uma camada composta tubular. Deve ainda ser observado que as espessuras de camada são mostradas apenas com propósitos ilustrativos. Como usado aqui, o termo composto é usado para se referir de forma ampla a um material que é formado a partir de dois ou mais materiais diferentes, por exemplo, um material formado a partir de um material de matriz e fibras de reforço.

[062]Uma camada composta tubular é, assim, uma camada que tem um formato, em geral, tubular formado por material composto. Em alternativa, uma camada composta tubular é uma camada que tem um formato, em geral, tubular formado a partir de múltiplos componentes, um ou mais dos quais são formados por

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14/30 um material composto. A camada ou qualquer elemento da camada composta pode ser fabricado através de processo de extrusão, pultrusão ou deposição ou, por um processo de enrolamento no qual os enrolamentos adjacentes de fita, eles mesmos têm uma estrutura composta, são consolidados juntos com os enrolamentos adjacentes. O material composto, independente da técnica de fabricação utilizada, pode, opcionalmente, incluir uma matriz ou corpo de material que tem uma primeira característica na qual os elementos adicionais que têm diferentes características físicas são incorporados. Ou seja, as fibras alongadas que estão alinhadas em alguma extensão ou fibras menores orientadas de modo aleatório podem ser colocadas em um corpo principal ou esferas ou outras partículas de forma regular ou irregular podem ser incorporadas em um material de matriz, ou uma combinação de mais de um dos acima. De maneira adequada, o material da matriz é um material termoplástico, apropriadamente o material termoplástico é polietileno ou polipropileno ou nylon ou PVC ou PVDF ou PFA ou PEEK ou PTFE ou ligas de tais materiais com fibras de reforço fabricadas a partir de um ou mais vidro, cerâmica, basalto, carbono nanotubos de carbono, poliéster, náilon, aramida, aço, liga de níquel, liga de titânio, liga de alumínio ou semelhantes ou enchimentos fabricados a partir de vidro, cerâmica, carbono, metais, buckminsterfullerenes, silicatos metálicos, carbonetos, carbonatos, óxidos ou semelhantes.

[063]O corpo de tubulação 100 ilustrado na figura 1 inclui uma bainha de pressão interna 110 que atua como uma camada de retenção de fluido e compreende uma camada de polímero que assegura a integridade interna do fluido. A camada proporciona um limite para qualquer fluido transportado, deve ser entendido que esta camada pode ela própria compreender um certo número de subcamadas, será observado que quando uma camada de carcaça 120 é utilizada, a bainha de pressão interna é frequentemente referida pelos versados na técnica como uma camada de barreira. Em operação sem tal carcaça (a chamada operação de orifício liso), a baiPetição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 25/58

15/30 nha de pressão interna pode ser referida como um revestimento. Uma camada de barreira 10 é ilustrada na figura 1.

[064]Nota-se que uma camada de carcaça 120 é uma camada resistente à pressão que fornece uma construção intertravada que pode ser usada como a camada mais interna para evitar, total ou parcialmente, o colapso da pressão interna 110 devido à descompressão da tubulação, pressão externa e pressão de barreira de tração e cargas de britagem mecânica. A carcaça é uma camada resistente ao esmagamento, será observado que determinadas modalidades da presente invenção são, assim, aplicáveis às aplicações de “orifício áspero” (com uma carcaça). Adequadamente, a camada de carcaça é uma camada metálica. Adequadamente, a camada de carcaça é formada por aço inoxidável, liga de níquel resistente à corrosão ou semelhante. Adequadamente, a camada de carcaça é formada a partir de um composto, polímero ou outro material, ou uma combinação de materiais e componentes. Uma camada de carcaça é posicionada de modo radial dentro da camada de barreira.

[065]Uma camada blindada de pressão 130 é uma camada resistente à pressão que proporciona uma camada estrutural que aumenta a resistência da tubulação flexível à pressão interna e externa e a cargas mecânicas de esmagamento. A camada também suporta estruturalmente a bainha de pressão interna. Adequadamente, como ilustrado na figura 1, a camada de barreira de pressão é formada como uma camada tubular. Adequadamente para a tubulação flexível do tipo não colado, a camada de barreira de pressão consiste em uma construção interligada de fios com um ângulo de inclinação próximo a 90°. Adequadamente, neste caso, a camada de barreira de pressão é uma camada metálica. Adequadamente, a camada de barreira de pressão é formada a partir de aço carbono, liga de alumínio ou semelhante. Adequadamente, a camada de barreira de pressão é formada a partir de uma camada de intertrava composta pultrudada. Adequadamente, a camada de barreira de presPetição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 26/58

16/30 são é formada a partir de um composite formado por extrusão ou pultrusão ou deposição. Uma camada de barreira de pressão é posicionada radialmente fora de uma camada de barreira subjacente.

[066]O corpo de tubulação flexível também inclui uma primeira camada de barreira de tensão opcional 140 e uma segunda camada de barreira de tensão opcional 150. Cada camada de barreira de tensão utilizada para suportar cargas de tensão e, opcionalmente, também pressão interna. Adequadamente, para algumas tubulações flexíveis, os enrolamentos de barreira de tensão são de metal (por exemplo, aço, aço inoxidável ou titânio ou similar). Para algumas tubulações compostas flexíveis, os enrolamentos de barreira de tensão podem ser enrolamentos compostos de fita de polímero (por exemplo, fornecidos com termoplástico, por exemplo, náilon, composto de matriz ou termoendurecido, por exemplo, epóxi, composto de matriz). Para tubulações flexíveis não ligadas, a camada de barreira de tensão é tipicamente formada a partir de uma pluralidade de fios (para conferir resistência à camada) que estão localizados sobre uma camada interna e são enrolados de forma helicoidal ao longo do comprimento da tubulação, em um ângulo de inclinação tipicamente entre cerca de 10° a 55°. Adequadamente, as camadas de barreira de tração são contra-enroladas aos pares. Adequadamente, as camadas de barreira de tração são camadas metálicas. Adequadamente, as camadas de barreira de tensão são formadas a partir de aço carbono, aço inoxidável, liga de titânio, liga de alumínio ou semelhantes. Adequadamente, as camadas de barreira de tensão são formadas a partir de um material composto, polímero ou outro material, ou uma combinação de materiais.

[067]Adequadamente, o corpo de tubulação flexível inclui camadas opcionais de fita 160 que ajudam a conter as camadas subjacentes e, em certa medida, impedem a abrasão entre as camadas adjacentes. A camada de fita pode, opcionalmente, ser um polímero ou composto ou uma combinação de materiais, que compreende

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17/30 também opcionalmente uma camada composta tubular. As camadas de fita podem ser usadas para ajudar a evitar o contato de metal a metal para ajudar a evitar o desgaste. As camadas de fita sobre blindagens de tração também podem ajudar a prevenir gaiolas.

[068]O corpo de tubulação flexível também inclui camadas opcionais de isolamento 185 e um revestimento externo 170, que compreende uma camada de polímero usada para proteger a tubulação contra a penetração da água do mar e outros ambientes externos, corrosão, abrasão e danos mecânicos. Qualquer camada de isolamento térmico ajuda a limitar a perda de calor através da parede da tubulação para o ambiente circundante.

[069]Cada tubulação flexível compreende pelo menos uma porção, referida como um segmento ou seção, do corpo de tubulação 100 em conjunto com um acessório de extremidade localizado em pelo menos uma extremidade da tubulação flexível. Um encaixe de extremidade fornece um dispositivo mecânico que forma a transição entre o corpo de tubulação flexível e um conector. As diferentes camadas de tubo, como mostrado, por exemplo, na figura 1, são terminadas no acessório final de modo a transferir a carga entre a tubulação flexível e o conector.

[070]A figura 2 ilustra uma montagem de elevação 200 adequada para transportar o fluido de produção, tal como óleo e/ou gás e/ou água de uma localização submarina 221 para uma instalação flutuante 222. Por exemplo, na figura 2 a localização submarina 221 inclui uma linha de fluxo submarino 225. A linha de fluxo flexível 225 compreende uma tubulação flexível, no todo ou em parte, que repousa no fundo do mar 230 ou enterrada abaixo do fundo do mar e utilizada em uma aplicação estática. A instalação flutuante pode ser fornecida por uma plataforma e/ou boia ou, como ilustrado na figura 2, um navio. A montagem de riser 200 é dotada de um riser flexível, isto é, uma tubulação flexível 240 que que conecta o navio à instalação do fundo do mar. A tubulação flexível pode ser em segmentos de corpo de tuPetição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 28/58

18/30 bulação flexível com encaixes de extremidade de conexão.

[071]Será observado que existam diferentes tipos de riser, como é bem conhecido pelos versados na técnica. Certas modalidades da presente invenção podem ser utilizadas com qualquer tipo de coluna, tal como um riser suspenso livremente (suspenso por catenária), um riser restringido até certo ponto (boias, correntes), riser totalmente restringido ou envolvido em uma tubulação (tubulações em I ou J). Alguns, embora não todos, exemplos de tais configurações podem ser encontrados em API 17J. A figura 2 também ilustra como partes da tubulação flexível podem ser utilizadas como um jumper 250.

[072]A figura 3 ilustra a camada de carcaça 120 em mais detalhes. Como mostrado na figura 3, a camada de carcaça é uma estrutura, em geral, tubular formada por enrolamentos auto-intertravados de uma fita alongada que tem uma seção transversal, em geral, em forma de S. Cada enrolamento 300i-e é formado a partir de uma faixa dobrada e é fabricado enrolando a faixa de perfil sobre uma camada substancialmente cilíndrica subjacente, pelo que cada novo enrolamento se autointerbloqueia com um enrolamento imediatamente anterior. Dessa forma, cada enrolamento forma um aro eficaz que resiste a pressões de colapso exercidas externamente sobre uma tubulação flexível.

[073]A figura 3 também ajuda a ilustrar como um elemento de inserção 350 liso pode ser enrolado na superfície radialmente interna dos enrolamentos da camada de carcaça. Como ilustrado na figura 3, o elemento de inserção de alisamento é formado a partir de uma faixa dobrada que tem uma seção transversal, em geral, em forma de T. Em alternativa, o elemento de inserção de alisamento pode ter uma forma em V ou em forma de L. Como mostrado na figura 3, o elemento de inserção 350 ilustrado tem uma seção transversal que inclui uma primeira parte de aba 380 que termina em uma ponta 365 formada a partir de uma borda comprida da faixa dobrada e uma parte de aba adicional 370 que também tem uma ponta 375 formada por

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19/30 outra borda da faixa dobrada. No centro da seção transversal da faixa de inserção está uma parte de corpo 380, em geral, em forma de U que, quando enrolada como parte da camada de carcaça, se estende radialmente para fora do orifício central B formado pela camada de carcaça e camada de barreira. Em uso, à medida que o corpo de tubulação flexível, que inclui a camada de carcaça 120, se dobra e flexiona, os enrolamentos de auto-intertravamento se movem repetidamente mais para perto e mais afastados, dependendo da sua posição em relação a um local de flexão. A parte de corpo 380 do elemento de inserção de alisamento ajuda a manter o elemento de inserção devidamente localizado em relação aos enrolamentos adjacentes da fita de carcaça, onde o enrolamento do elemento de inserção de alisamento é posicionado. O elemento de inserção mostrado pode ser fabricado de uma maneira conveniente a partir de uma faixa plana inicial. Isso faz com que seja economicamente atraente. Será entendido que certas modalidades da presente invenção podem ser utilizadas com enrolamentos de carcaça que não são auto-interlitravados. Por exemplo, onde os enrolamentos de trava são usados em conjunto com os enrolamentos primários sem intertrava.

[074]Em virtude do elemento de inserção de alisamento enrolado de modo helicoidal, os vãos que de outro modo estariam expostos entre os enrolamentos primários adjacentes da camada de carcaça totalmente ou pelo menos significativamente preenchidos. Ou seja, uma superfície radialmente interna (voltada a um orifício de tubulação em uso) proporcionada pela superfície interna radial dos enrolamentos de carcaça juntamente com a superfície radialmente interna dos enrolamentos do elemento de inserção de alisamento apresenta uma superfície muito mais lisa do que seria de outra forma fornecida por uma tubulação flexível de orifício áspero convencional sem tal elemento de inserção de alisamento. O alisamento da superfície da camada de carcaça, em geral, reduz o fluxo turbulento do fluido transportado ao longo do orifício da tubulação e tende a gerar mais fluxo laminar. Como resultado,

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20/30 maiores taxas de fluxo e, portanto, características de fluxo mais favoráveis podem ser fornecidas. A FLIP também pode ser total ou parcialmente evitada.

[075]A figura 4 ajuda a ilustrar uma seção transversal do elemento de inserção que pode ser enrolado 350 em mais detalhes, em particular, a figura 4 ajuda a ilustrar como a seção transversal do elemento de inserção 350 tem, em geral, uma seção transversal uniforme. Isto porque o próprio elemento de inserção é originalmente formado a partir de uma faixa plana com uma seção transversal uniforme, na qual são feitas dobras para criar a seção transversal desejada. Como ilustrado na figura 4, o elemento inserção, de acordo com certas modalidades da presente invenção, inclui uma parte soldada 400. A solda 400 ilustrada é uma solda contínua que se estende ao longo de todo um comprimento da inserção. Em alternativa, de acordo com outras modalidades da presente invenção, a solda pode ser uma série de pontos de solda em vez da solda contínua, como ilustrado na figura 4. Quando uma solda está localizada, a espessura do material na seção transversal pode ser não uniforme.

[076]Como mostrado na figura 4, a solda 400 liga uma abertura de outro modo aberta entre as abas opostas 360, 370 na seção transversal da fita de inserção. A solda preenche o vão e prende uma parte de aba à outra, imobilizando lateralmente uma aba em relação à outra. Ou seja, o movimento respectivo das abas afastadas umas das outras ou em direção ao outro é substancialmente ou totalmente evitado. Adequadamente, a solda mostrada é de cerca de 1,6 mm desde o topo do pico da solda até a parte inferior da solda, será observado que enquanto a solda 400 ilustrada na figura 4 é fornecida em um nível superior na seção transversal que é substancialmente no mesmo plano PP como as abas 360, 370, a solda podería ainda se estender para baixo na região de calha 410 entre as partes opostas da parte de corpo 380. Em alternativa, de acordo com outras modalidades da presente invenção, a própria solda podería ser formada na região da calha e pode fixar os lados

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21/30 opostos na parte do corpo 380 em conjunto, deixando uma pequena área recuada alinhada com as partes aladas. A solda em tal exemplo pode não estar no plano P-P da maioria das partes de asa.

[077]As pontas de aba 365, 375 podem ser ligeiramente viradas para baixo em relação ao plano P-P e uma parte restante das abas 360, 370. Por exemplo, a ponta de aba 365 pode ter uma parte virada para baixo que está virada para baixo em relação a uma parte que se estende de modo linear substancialmente plana 425. Do mesmo modo, a ponta de aba 375 pode incluir uma parte virada para baixo que se estende para uma parte que se estende substancialmente plana 435. Estas regiões viradas para baixo, próximas das pontas das abas, são uma característica opcional. Em alternativa, como mostrado na figura 4, as partes de aba completas da região central do corpo para as pontas podem ser planas. Como as partes 425, 435 de cada aba mostradas na figura 4 se estendem em direção à parte do corpo, a seção transversal ilustra a solda 400 que é fornecida pelo material de fita de inserção parcialmente consumida junto com material de fio de eletrodo consumível que é constantemente consumido durante um processo de soldagem (veja depois). A superfície superior (mostrada na figura 4) da seção transversal da inserção 350 é assim substancialmente plana e lisa. A solda 400 ilustrada na figura 4 inclui uma saliência convexa superficial 450, que é uma manifestação do processo de soldagem. Isto pode opcionalmente ser suavizado depois da estação de solda/soldador e o ponto de enrolamento da fita de inserção sobre uma camada subjacente. Como ilustrado na figura 4, a zona aberta ou aberta 410 entre os lados opostos 460, 470 do corpo pode permanecer aberta como mostrado na figura 4. De acordo com outras modalidades da presente invenção, os lados 460, 470 na parte do corpo podem ser impulsionados muito mais próximos antes de se fixarem juntos deixando uma área menos aberta 410 na seção transversal. Os lados 460, 470 da parte de corpo 380 são unidos em uma região de extremidade dobrada, em geral, em forma de U 480. De modo

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22/30 apropriado, a seco transversal global da fita de inserção tem, em geral, a forma de um T.

[078]A figura 5 ajuda a ilustrar como a junta de solda 400 ilustrada na figura 4 pode ser formada com o uso de uma ferramenta de solda 500 e fio de enchimento de eletrodo consumível 505 (ou fio de enchimento separado opcional). Como ilustrado na figura 5, as abas opostas 360, 370 na seção transversal da fita de inserção proporcionam efetivamente uma respectiva peça de trabalho para o processo de solda. Como as peças de trabalho são efetivamente curvadas onde a solda é fornecida, o processo de soldagem faz uma junta em flange. Os lados da parte de corpo 380 podem, opcionalmente, ser impelidos em conjunto para formar uma junta de topo fechada, mas, na forma de realização ilustrada nas figuras 4 e 5, a solda é uma junta de topo aberta. As duas peças de trabalho (formadas por partes das abas e dos lados espaçados na região central do corpo) têm um pequeno espaço entre elas durante o processo de soldagem. Será observado que a borda de cada junta possa opcionalmente ser preparada antes da soldagem cortando e/ou usinando e/ou lascando e/ou moendo e/ou cortando ou goivando.

[079]O processo de solda ilustrado na figura 5, de acordo com certas modalidades da presente invenção, é uma solda do tipo IG. Adequadamente, uma máquina Fronius TransPuis sinérgica 5000 CMT com fio eletrodo consumível de diâmetro de 1,0 milímetros 316 Lsi pode ser utilizada em conjunto com uma atmosfera de argônio a 98% e 2% de dióxido de carbono gás de proteção. Será observado que uma técnica de solda de gás inerte de metal (MIG) é um subconjunto de uma técnica de solda por arco de metal de gás (GMAW) adequada para a utilização. Durante o processo de soldagem, forma-se um arco elétrico entre um eletrodo de fio consumível e as peças de trabalho. Isso aquece o material da peça de trabalho, fazendo com que peças de trabalho opostas se derretam e se unam. Um gás de proteção protege o processo contra contaminantes no ar. Este é um processo de transferência de metal

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23/30 frio (CMT). O movimento dos fios do eletrodo consumível é incorporado em um processo de controle, por meio do qual o calor é inserido apenas por alguns instantes. Embora seja feita referência a um processo de transferência de metal a frio, será observado que esta referência à temperatura é relativa a outras técnicas de solda que geram perfis de aquecimento muito maiores. O uso de um processo de soldagem por transferência de metal a frio pode ajudar a reduzir a deformação da seção transversal da fita, tornando-a adequada para o enrolamento subsequente. Da mesma forma, o processo pode ser altamente automatizado.

[080]De acordo com certas modalidades da presente invenção, o ângulo y é apropriadamente 0 graus. Adequadamente, como uma alternativa, γ é igual a 0 a 15 graus. A cabeça de solda 501 é ajustada em um ângulo posterior a que é de aproximadamente 10 a 40 graus. Adequadamente, a é de 15 a 30 graus. Adequadamente a é de 20 a 25 graus.

[081]Será observado que outras técnicas podem ser utilizadas para proteger e imobilizar assim lateralmente as partes das pores de aba da fita de inserção em conjunto. Por exemplo, a solda a frio ou solda por contato ou a solda por fusão ou solda em estado sólido podem ser utilizadas. Outras opções para proteger as regiões adjacentes juntas podem ser usadas, como unir as regiões. Isto pode ser alcançado através da criação de uma série contínua ou repetida de ligações através de ligação adesiva ou mecânica. Adequadamente, um processo de brasagem ou processo de soldagem ou processo de pulverização térmica ou semelhante pode ser usado.

[082]Ao imobilizar lateralmente as partes de aba na seção transversal da fita de inserção, o que pode ser feito fixando as regiões adjacentes das partes de aba e/ou fixando as juntas as regiões opostas dos lados da parte de corpo da seção transversal, o mecanismo de carregamento através do perfil da fita de inserção é modificado em relação aos elementos de inserções sem esse mecanismo de fixaPetição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 34/58

24/30 ção. Isso ajuda na mitigação da fadiga na base da faixa na extremidade distai da região do corpo ou em outros locais na seção transversal que, de outra forma, seriam curvados durante o uso, pois a tubulação flexível que incorpora o elemento de inserção e os enrolamentos adjacentes da carcaça é flexionado em uso. Ao fixar as regiões adjacentes na seção transversal do perfil para imobilizar lateralmente partes de abas, as abas se movem efetivamente como uma só peça. Desta forma, as forças de flexão em qualquer posição na seção transversal são evitadas totalmente ou pelo menos parcialmente. As abas atuam efetivamente como uma placa em tensão, em vez de uma ou mais dobras articuladas, incluindo um mecanismo de fixação que une a dobra central na seção transversal sobre o centro do corpo. Como as partes de aba são imobilizadas lateralmente e se movem lateralmente como uma quando os enrolamentos de carcaça se movem um em relação ao outra, à medida que uma tubulação flexível se flexiona, as abas com suas pontas que repousam nos enrolamentos da carcaça não se separam ou são pressionadas por forças de atrito. Em vez disso, as pontas das abas deslizam contra uma superfície oposta, à medida que um enrolamento de carcaça se move em relação ao outro, em vez de um espaço entre as partes de aba sendo constantemente aberto e fechado.

[083]Novamente, com referência à figura 5, será observado que a ferramenta de solda 500 (e qualquer fio de enchimento opcional (505 alimentado através da ferramenta de solda ou introduzido separadamente)) pode ser inclinada em relação ao eixo de solda W à medida que as partes de aba adjacentes na fita de inserção são soldadas juntas. A figura 5 ilustra como um ângulo de impulsão a pode ser utilizado para a solda frontal e o ângulo de deslocamento ou, alternativamente, como um ângulo de arrasto β pode ser utilizado para a soldagem reversa e o ângulo de deslocamento. A figura 5 também ilustra como um ângulo de trabalho γ pode ser alinhado de modo a obter um perfil de solda desejado na seção transversal. Será observado pelos versados na técnica que um ângulo de impulsão ou ângulo de arPetição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 35/58

25/30 rasto e um ângulo de trabalho podem ser selecionados de acordo com as técnicas convencionais para conseguir uma solda com um perfil desejado de acordo com a velocidade da faixa dobrada que se aproxima em uma direção A, os materiais usados e outros parâmetros de solda.

[084]Com o uso da máquina Fronius TransPuis Synergic 5000 CMT com fio de eletrodo de 316 Lsi e gás de proteção, como descrito anteriormente, uma velocidade de fabricação de 2 metros/min é alcançada com outros parâmetros de soldagem configurados com alimentação de fio de 7,5 metros/min, um suprimento de corrente de 132 ampères e tensão de 10,9 volts, será observado que tais parâmetros podem ser variados de acordo com o uso.

[085]A figura 6 ajuda a ilustrar uma estação de enrolamento onde pode ser fabricada uma camada de carcaça para uma tubulação flexível. A estação de carcaça 600 inclui um compartimento de máquina de enrolamento 605 que é alimentado com fita de carcaça pré-formada que tem uma seção transversal desejada, como mostrado na figura 3, de modo a conseguir auto-intertravar os enrolamentos de carcaça adjacentes, à medida que são enrolados em uma base externa substancialmente cilíndrica superfície de um mandril 610. Na figura 6 o mandril 610 é ilustrado sendo constantemente alimentado na direção B, da direita para a esquerda na figura 6, e esse mandril passa através do centro da máquina de enrolamento. A fita de carcaça 300 é fornecida a partir de uma fonte (não mostrada) e é liberada em um ponto de enrolamento 620. Esse ponto de enrolamento é ilustrado mais claramente na figura 7 e está associado de perto ao ponto de toque das fitas em uma superfície subjacente. Como mostrado na figura 7, o enrolamento de carcaça que tem um perfil de auto-intertravamento pré-formado é liberado ao longo de um eixo de liberação de carcaça X. Em alternativa, a fita de elemento de inserção 350 é liberada ao longo de um respectivo eixo de liberação de elemento de inserção Y. Os roletes de apoio 710d-2 ajudam a empurrar um enrolamento de carcaça de entrada para um relacioPetição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 36/58

26/30 namento de inter-trava com um enrolamento anterior e manter os enrolamentos interligados juntos. Da mesma forma, esses roletes 70 ajudam a localizar um enrolamento de entrada da fita de inserção entre dois enrolamentos de fita de carcaça adjacentes. Como resultado, é proporcionada uma camada de carcaça 120 que inclui enrolamentos de fita de carcaça auto-intertravados com enrolamentos de inserção que cobrem os vãos radialmente internos desses enrolamentos de carcaça.

[086]Novamente, com referência à figura 6, a maneira pela qual a fita de inserção de fita dobrada 350 é fornecida e o caminho que segue são mostrados. Em uma extremidade a montante 640 da estação de formação de elemento de inserção 650, a faixa plana é proporcionada a partir de uma fonte de faixa de inserção (não mostrada). A faixa plana segue um caminho predeterminado entre roletes opostos. Quatro pares de roletes opostos 660 estão ilustrados na figura 6. À medida que a faixa passa entre os roletes, forma-se progressivamente uma forma predeterminada na fita, fazendo consecutivamente linhas de dobra e outras deformações desse tipo no perfil da seção transversal. No momento em que a fita passou através da pluralidade de pares de roletes espaçados, a fita tem uma seção transversal que tem uma seção transversal uniforme e que é, em geral, em forma de T, como descrito anteriormente. Um par de rolete final pode incluir escovas de fio para ajudar a remover qualquer lubrificante opcional a partir da faixa em perfil. Adequadamente, o lubrificante usado pode ser uma cera em pó. Adequadamente, o lubrificante pode ser um fluido que compreende óleo ou graxa. Outras técnicas para remover qualquer lubrificante e, de outro modo, limpar/preparar a faixa em perfil podem, evidentemente, ser utilizadas antes de fixar as regiões juntas por solda ou colagem. Uma estação de solda 670 inclui a ferramenta de solda 500 e o eletrodo consumível. Será observado que, se outras técnicas de solda ou mesmo outras técnicas de fixação são utilizadas para imobilizar lateralmente as partes aba na seção transversal da fita de inserção, em seguida, a estação de fixação 670 irá incluir as partes necessárias para realizar

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27/30 o processo de fixação. A fita de inserção é fornecida de maneira constante pela fonte de faixa e passa através dos roletes de formação e da estação de fixação 670 e é fornecida a partir da estação de fixação 670 em uma via, em geral, voltada para trás em sentido inverso até fita 350 ser distribuída para o ponto de enrolamento 620. Isto ocorre em tempo real substancialmente de forma contemporânea com a liberação e a intertrava dos enrolamentos primários de fita de carcaça.

[087]Opcionalmente, à medida que a faixa que é formada em uma seção transversal, em geral, em forma de T sai do rolete final, ela tem um caminho que direciona o fio perfilado para um recesso em forma de T (ou outra forma para acomodar o fio perfilado) em um bloco de cobre. Outro bloco de cobre está localizado sobre o recesso. Os dois blocos metálicos podem opcionalmente ser integralmente formados. O bloco de cobre com uma ranhura em forma de T pode ser usado para ajudar a localizar e restringir o movimento do perfil em T próximo ao ponto de soldagem. Além disso, o bloco de cobre pode ajudar a agir como um dissipador de calor para ajudar a evitar as deformações indevidas no perfil transversal da faixa dobrada. Adequadamente, o bloco pode ser resfriado com o uso de ar comprimido ou água.

[088]Os pares de roletes opostos e a estação de fixação, incluindo o soldador e o bloco localizador de dissipador de calor, giram em um enrolador de inserção rotativa 680. A velocidade de rotação deste enrolador é coordenada com a velocidade de enrolamento de outras partes do processo.

[089]Embora certas modalidades da presente invenção tenham sido descritas para utilizar uma estação de solda para atuar como uma estação de fixação para imobilizar lateralmente as abas em um perfil de uma faixa dobrada, será igualmente observado que a máquina de soldar fornece uma fonte de calor. Embora outras técnicas de fixação sejam possíveis, o fornecimento de uma fonte de calor de alguma descrição, como o soldador ou, alternativamente, um aquecedor de indução ou aquecedor infravermelho, pode ser utilizado para ajudar a aliviar a tensão residual

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28/30 no corpo da faixa dobrada causada pelo dobramento processo. A imobilização de forma lateral das partes de aba da faixa dobrada, com o uso de um processo de solda que gera calor, tem a vantagem de, simultaneamente, imobilizar de forma lateral as regiões do perfil em corte transversal, bem como liberar ou eliminar as tensões residuais em regiões pelo calor gerado no processo de soldagem. Adequadamente, o processo de soldagem pode simultaneamente aquecer a extremidade distai da parte do corpo no perfil da faixa dobrada, onde o acúmulo de tensão residual pode, de outro modo, ser armazenado. Tal tensão residual pode, de outro modo, causar a falha de uma tubulação flexível ao longo de sua vida útil. Da mesma forma, o aquecimento com o uso da soldagem pode liberar completamente a tensão residual ou, pelo menos parcialmente, em outras regiões dobradas. Certas modalidade da presente invenção não fixam as regiões na seção transversal em conjunto, mas em vez disso focam apenas a eliminação ou o alívio parcial da tensão residual.

[090]A figura 8 ajuda a ilustrar uma seção transversal alternativa ao elemento de inserção que pode ser enrolado anteriormente descrito, no qual foi formada uma solda 800. A solda 800 rompe a superfície interna da fita e se estende ainda mais para dentro da calha. No entanto, a solda lateralmente imobiliza as abas, pode ser formada originalmente a partir de uma faixa plana com uma etapa de fixação, e inclui uma região do corpo que pode ser localizada entre enrolamentos de carcaça para ajudar a localizar o elemento de inserção em uso e impedir seu deslocamento do posicionamento correto na camada de carcaça.

[091 ]A figura 9 ajuda a ilustrar um processo de solda alternativo e uma seção transversal alternativa gerada por tal processo de solda alternativo que pode ser utilizado para ajudar a imobilizar as regiões das abas e/ou parte do corpo de uma faixa dobrada que pode, então, ser utilizada para ajudar a formar uma camada de carcaça. Em mais detalhes, a figura 9 ajuda a ilustrar uma solda a laser autógena 900. Esta é uma junta de solda desenvolvida por fusão das superfícies opostas e

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29/30 subsequente solidificação apenas (sem enchimento). Ou seja, em vez da técnica de solda descrita anteriormente, que utiliza um fio consumível como um eletrodo, não é necessário qualquer fio de enchimento ou eletrodo consumível de acordo com certas modalidades da presente invenção. Embora o perfil de solda inclua uma ligeira depressão central, o efeito global do enrolamento de tal fita entre enrolamento de carcaça é suavizar as folgas dentro de enrolamentos de carcaça que existiriam caso esse enrolamento de inserção não estivesse localizado entre enrolamentos de carcaça de auto-intertrava adjacentes. Como tal, a faixa dobrada com solda a laser pode ajudar a reduzir a FLIP em relação às camadas de carcaça convencionais.

[092]A figura 10 ajuda a ilustrar um processo de soldagem alternativo e uma seção transversal alternativa gerada por um processo alternativo de soldagem que pode ser utilizado para ajudar a imobilizar as regiões das abas e/ou parte do corpo de uma faixa dobrada que pode ser utilizada para ajudar a formar um camada de carcaça. Em mais detalhes, a figura 10 ajuda a ilustrar uma solda TIG autógena 1000. Esta é uma junta de solda desenvolvida pela fusão das superfícies opostas e subsequente solidificação somente (sem preenchimento). Ou seja, em vez da primeira técnica de solda descrita que utiliza um fio consumível como um eletrodo, não é necessário qualquer fio de enchimento ou eletrodo consumível de acordo com certas modalidades da presente invenção. Embora o perfil de solda fornecido inclua uma ligeira depressão central, o efeito geral do enrolamento dessa fita entre os enrolamentos de carcaça é suavizar as folgas entre os enrolamentos de carcaça que existiriam caso esse enrolamento de elemento de inserção não estivesse localizado entre enrolamentos adjacentes de carcaça auto-intertrava. Como tal, a faixa dobrada com solda a laser pode ajudar a reduzir a FLIP em relação às camadas de carcaça convencionais.

[093]Ao longo da descrição e reivindicações desse relatório descritivo, as palavras que compreendem e contêm e variações delas significam que inclui, mas

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30/30 não limitado a e elas não pretendem (e não) excluem outras porções, aditivos, componentes, inteiros ou etapas. Ao longo da descrição e reivindicações desse relatório descritivo, o singular abrange o plural, a menos que o contexto exija de outra forma. Em particular, quando o artigo indefinido é usado, o relatório descritivo deve ser entendido como contemplando a pluralidade, bem como a singularidade, a menos que o contexto indique o contrário.

[094]As características, números inteiros, recursos ou grupos descritos em conjunto com um aspecto específico, a modalidade ou o exemplo da invenção devem ser entendidos como aplicáveis a qualquer outro aspecto, modalidade ou exemplo aqui descritos, a menos que sejam incompatíveis com os mesmos. Todas as características divulgadas nesse relatório descritivo (incluindo quaisquer reivindicações anexas, resumo e desenhos), e/ou todas as etapas de qualquer método ou processo assim divulgado, podem ser combinadas em qualquer combinação, exceto combinações em que pelo menos algumas das características e/ou etapas sejam mutuamente exclusivas. A invenção não se restringe a quaisquer detalhes de quaisquer modalidades anteriores. A invenção estende-se a qualquer nova combinação, ou nova combinação, das características divulgadas nesse relatório descritivo (incluindo quaisquer reivindicações anexas, resumo e desenhos), ou a qualquer nova, ou qualquer combinação nova, das etapas de qualquer método ou processo assim divulgado.

[095]A atenção do leitor é direcionada a todos os papéis e documentos que são arquivados concomitantemente ou anteriores a esse relatório descritivo em conjunto com esse pedido e que estão abertos à inspeção pública com esse relatório público, e os conteúdos de todos esses papéis e documentos são aqui incorporados a título de referência.

Claims (42)

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REIVINDICAÇÕES

1. Método para a fabricação de um elemento de fita alongado para unir um vão entre enrolamentos de uma camada de corpo de tubulação flexível, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de:

fornecer uma folha alongada que tem uma espessura uniforme e uma primeira borda longa e ainda mais espaçada, a um primeiro par de uma pluralidade de pares espaçados de elementos de rolete de formação opostos;

através dos pares de elementos de rolete, formar de maneira progressiva um perfil transversal na folha que compreende uma parte de corpo que compreende uma região central dobrada da folha e uma primeira parte de aba adicional, cada uma que se estende distante a partir da parte de corpo e finaliza em uma respectiva borda longa da folha; e fixar as regiões adjacentes das partes de aba e/ou regiões opostas da parte de corpo juntas, fornecendo assim um elemento de fita alongado que pode ser enrolada que tem partes de aba imobilizadas de forma lateral.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

fixar as regiões juntas ao soldar as regiões juntas através de uma soldagem de fusão ou processo de soldagem de estado sólido.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

soldar as regiões juntas de forma contínua ao longo de um de forma contínua ao longo de todo o comprimento do elemento de fita fornecendo assim uma soldagem contínua ao longo do elemento de fita.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

fornecer uma superfície de encosto substancialmente lisa ao elemento de fiPetição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 42/58

2/8 ta alongado, a dita superfície de encosto que compreende uma parte de superfície externa da soldagem e uma respectiva parte de superfície externa de cada uma da primeira parte de aba adicional.

5. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

Soldar as regiões juntas de maneira repetida como uma fileira de soldas pontuais espaçadas ao longo de um comprimento do elemento de fita.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

soldar as regiões juntas em uma única passagem à medida que a folha dobrada que tem o perfil transversal formado passa próxima a pelo menos uma estação de soldagem.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

fixar as regiões adjacentes juntas subsequente à etapa de formar de maneira progressiva o perfil transversal através dos pares de elementos de rolete.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

soldar as regiões juntas através de umum processo de face única.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 8,

CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

soldar as regiões juntas in an open ou junção de extremidade fechada.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 9,

CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

soldar as regiões juntas in an junção em flange aberta ou fechada.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

Petição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 43/58

3/8 soldar as regiões juntas para fornecer uma solda de ranhura em V com um único alargamento,

12. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda aliviar simultaneamente o estresse residual no material de folha dobrada através do calor gerado durante o processo de soldagem.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1 , CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

fixar as regiões juntas ao ligar as regiões juntas.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

ligar as regiões juntas através de um adesivo ou ligação mecânica.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

ligar as regiões juntas através de um processo de ligação por adesivo ou um processo de brasagem ou um processo de soldagem ou um processo de pulverização térmica.

16. Método para a fabricação de corpo de tubulação flexível, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de:

enrolar de forma helicoidal pelo menos uma fita de barreira sobre uma camada subjacente; e enrolar de forma helicoidal um elemento de fita alongado que compreende uma faixa pré-dobrada que tem uma seção transversal que inclui uma primeira parte de aba adicional que é imobilizada de forma lateral e se estende a partir de uma parte de corpo comum, sobre a camada subjacente, assim pelo menos uma região da parte de corpo do elemento de fita alongado é localizada entre os enrolamentos adjacentes da fita de barreira.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato

Petição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 44/58

4/8 de que compreende ainda:

fornecer a faixa pré-dobrada a uma estação de soldagem pelas etapas de:

fornecer uma folha alongada que tem uma espessura uniforme e uma primeira borda longa e ainda mais espaçada, a um primeiro par de uma pluralidade de pares espaçados de elementos de rolete de formação opostos;

através dos pares de elementos de rolete, formar de maneira progressiva a perfil transversal na folha que compreende uma parte de corpo que compreende a região central dobrada da folha e uma primeira parte de aba adicional, cada uma que se estende distante a partir da parte de corpo e finaliza em uma respectiva borda longa da folha; e fixar as regiões adjacentes das partes de aba e/ou regiões opostas da parte de corpo juntas fornecendo assim um elemento de fita alongado que pode ser enrolada que tem as partes de aba imobilizadas de forma lateral.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

fixar as regiões juntas ao soldar as regiões juntas através de uma soldagem de fusão ou processo de soldagem de estado sólido.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

soldar as regiões juntas de forma contínua ao longo de um de forma contínua ao longo de todo o comprimento do elemento de fita fornecendo assim a soldagem contínua ao longo do elemento de fita.

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 19, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda aliviar simultaneamente o estresse residual em pelo menos uma região da folha dobrada à medida que a folha é dobrada.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato

Petição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 45/58

5/8 de que compreende ainda:

fornecer uma superfície de encosto substancialmente lisa ao elemento de fita alongado, a dita superfície de encosto que compreende uma parte de superfície externa da solda e uma respectiva parte de superfície externa de cada uma da primeira parte de aba adicional.

22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 21, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

fornecer uma camada de carcaça do corpo de tubulação flexível pelas etapas de soldar pelo menos uma fita de barreira e o elemento de fita alongado.

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

unir pelo menos parcialmente um vão radialmente interno entre enrolamentos de autotrava adjacentes da fita de barreira através das partes de aba imobilizadas de forma lateral, através das quais uma superfície substancialmente lisa do elemento de fita alongado fornecida por uma superfície da solda e as regiões de superfície das partes de aba face radialmente para dentro.

24. Elemento de fita alongado para unir um vão entre os enrolamentos de uma camada de corpo de tubulação flexível, que tem um perfil transversal, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

uma parte de corpo que pode ser localizada pelo menos parcialmente em um vão entre os enrolamentos adjacentes de uma camada de uma tubulação flexível;

uma primeira parte de aba que se estende a partir da parte de corpo a uma primeira extremidade de asa; e uma parte de aba adicional que se estende a partir da parte de corpo a uma extremidade de aba adicional; em que o elemento de fita alongado compreende pelo menos uma solda de ranhura

Petição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 46/58

6/8 em V entre as partes de aba que imobiliza de forma lateral as partes de asa.

25. Elemento de fita alongado, de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

a primeira parte de aba adicional se estende de forma livre a partir da solda e tem uma espessura substancialmente uniforme.

26. Elemento de fita alongado, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

pelo menos uma parte da parte de corpo compreende uma parte dobrada na qual o material de faixa dobrada tem uma espessura substancialmente uniforme que corresponde à dita espessura substancialmente uniforme das partes de asa.

27. Elemento de fita alongado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 26, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

uma superfície de encosto substancialmente lisa fornecida por uma parte de superfície externa da solda e uma respectiva parte de superfície externa de cada uma das partes de asa.

28. Elemento de fita alongado, de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

uma envergadura entre a primeira extremidade de aba e a extremidade de aba adicional é maior que um largura máxima possível do vão.

29. Elemento de fita alongado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 28, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

a parte de corpo pode ser localizada pelo menos parcialmente em um vão entre as bordas de enrolamentos adjacentes, cada uma que tem uma superfície curva.

30. Elemento de fita alongado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 29, CARACTERIZADO pelo fato de que o perfil transversal tem o formato aproximadamente em T.

Petição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 47/58

7/8

31. Elemento de fita alongado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 30, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte de corpo tem um perfil aproximadamente em U.

32. Elemento de fita alongado, de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte de corpo tem uma primeira parte lateral e uma parte lateral adicional.

33. Elemento de fita alongado, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte de corpo tem uma parte de base entre a primeira parte lateral e a parte lateral adicional.

34. Elemento de fita alongado, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

a espessura substancialmente uniforme das partes de aba compreendeu partes de aba afuniladas que têm uma região de superfície que é afunilada.

35. Elemento de fita alongado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 34, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

o elemento de fita alongado é fabricado a partir de um material que é uma liga de metal ou de aço ou não metal ou um polímero ou um elastômero ou uma borracha ou uma espuma ou uma combinação do dito material.

36. Elemento de fita alongado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 35, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de fita alongado compreende um revestimento.

37. Elemento de fita alongado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 36, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

a primeira extremidade de aba compreende uma primeira borda longa do elemento de fita e a extremidade de aba adicional compreende uma borda longa adicional do elemento de fita.

38. Corpo de tubulação flexível, CARACTERIZADO pelo fato de que com-

Petição 870190052026, de 03/06/2019, pág. 48/58

8/8 preende uma camada que inclui um enrolamento do elemento de fita alongado, como definido em qualquer uma das reivindicações 24 a 37.

39. Corpo de tubulação flexível, de acordo com a reivindicação 38, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita camada compreende uma camada de carcaça que inclui ainda um enrolamento de uma fita de barreira de autotrava.

40. Tubulação flexível, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende o corpo de tubulação flexível, como definido em qualquer uma das reivindicações 38 ou 39.

41. Método para a fabricação de um elemento de fita alongado para unir um vão entre os enrolamentos de uma camada de corpo de tubulação flexível, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de:

fornecer uma folha alongada que tem uma espessura uniforme e uma primeira borda longa e ainda mais espaçada, a um primeiro par de uma pluralidade de pares espaçados de elementos de rolete de formação opostos;

através dos pares de elementos de rolete, formar de maneira progressiva a perfil transversal na folha que compreende uma parte de corpo que compreende uma região central dobrada da folha e uma primeira parte de aba adicional, cada uma que se estende distante a partir da parte de corpo e finaliza em uma respectiva borda longa da folha; e aquecer a região central dobrada ou pelo menos uma outra região do perfil transversal da folha para aliviar assim o estresse residual no material de folha dobrada.

42. Método, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

aquecer ainda uma região central dobrada ao soldar as regiões adjacentes das partes de aba e/ou as regiões opostas da parte de corpo juntas e aquecer simultaneamente a região através do calor gerado durante o processo de soldagem.