BR112019017043B1 - Conjunto compreendendo uma conexão de extremidade e uso de um conjunto - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um conjunto compreendendo uma conexão de extremidade e um tubo flexível não ligado compreendendo diversas camadas. O tubo flexível não ligado tem uma parte de extremidade entrando na conexão de extremidade na extremidade dianteira e as camadas do tubo flexível não ligado sendo terminadas na conexão de extremidade. O tubo flexível não ligado compreende ainda uma primeira camada eletricamente condutora e uma segunda camada eletricamente condutora, em que a primeira camada eletricamente condutora é eletricamente isolada da segunda camada eletricamente condutora. A conexão de extremidade compreende uma primeira zona elétrica conectada eletricamente com a primeira camada eletricamente condutora, e uma segunda zona elétrica conectada eletricamente com a segunda camada eletricamente condutora, a primeira zona elétrica é eletricamente separada da segunda zona elétrica, e a conexão de extremidade compreende uma terceira zona elétrica, a dita terceira zona elétrica sendo eletricamente separada da primeira zona elétrica e da segunda zona elétrica.

Description

Campo técnico

[0001] A presente invenção refere-se a um conjunto de um tubo flexível não ligado e uma conexão de extremidade, em que o tubo flexível compreende várias camadas e é adequado para o transporte fora da costa (offshore) e submarino de petróleo e gás.

Arte anterior

[0002] Tubos flexíveis não ligados, bem como conexão de extremidade, por conseguinte, e conjunto dos mesmos são bem conhecidos na técnica e são, por exemplo, descritos em "Recommended Practice for Flexible Pipe", ANSI/API 17 B, quarta edição, julho de 2008, e a norma "Specification for Unbonded Flexible Pipe", ANSI/API 17J, terceira edição, julho de 2008.

[0003] Tais tubos compreendem usualmente uma bainha de pressão interna também chamada frequentemente uma bainha de vedação interna, um revestimento interno ou uma bainha interna, que forma uma barreira contra o fluxo de saída de fluido que é conduzido no furo do tubo, bem como uma ou mais camadas de blindagem. Muitas vezes, o tubo compreende ainda uma camada de proteção externa, a qual proporciona uma proteção mecânica das camadas de blindagem. A camada de proteção externa pode ser uma camada de selagem, vedando contra a entrada de água do mar. Em certos tubos flexíveis não ligados, uma ou mais camadas intermediárias são dispostas entre as camadas de blindagem.

[0004] As camadas de blindagem geralmente compreendem ou consistem de um ou mais elementos de blindagem alongados enrolados helicoidalmente, em que as camadas de blindagem individuais não estão ligadas umas às outras diretamente ou indiretamente através de outras camadas ao longo do tubo.

[0005] Quando as camadas de blindagem são enroladas com um ângulo maior do que 55° em relação ao eixo central do tubo, são classificadas como camadas de blindagem de pressão, enquanto que as camadas de blindagem enroladas com um ângulo de menos do que 55° são classificadas como camadas de blindagem de tração. Ao utilizar elementos enrolados não ligados, o tubo torna-se dobrável e suficientemente flexível para enrolar para transporte. Além disso, o tubo torna-se resiliente à ruptura por fadiga, que é um modo de falha comum para tubos ligados.

[0006] O tubo flexível não ligado pode compreender uma carcaça que é uma camada de blindagem disposta no lado interno da bainha de pressão interna no furo. O tubo pode também compreender uma ou mais blindagens de pressão e/ou uma ou mais blindagens de tração dispostas no lado externo da bainha de pressão interna.

[0007] Neste texto, o termo "não ligado" significa que, pelo menos, duas das camadas incluindo as camadas de blindagem e as camadas poliméricas não estão ligadas umas às outras. Na prática, o tubo conhecido compreende normalmente pelo menos duas camadas de blindagem localizadas do lado de fora da bainha de pressão interna e, opcionalmente, uma estrutura de blindagem, uma carcaça, localizada do lado de dentro da bainha de pressão interna.

[0008] A conexão de extremidade deve ser capaz de resistir tanto à pressão interna do tubo quanto transferir as forças axiais do tubo dentro da estrutura ligada através de, por exemplo, uma conexão aparafusada. Isto requer elevada resistência a partir de um componente parcial ou totalmente feito de aço ou outro metal. Como consequência, a conexão de extremidade é muito rígida em relação ao tubo flexível.

[0009] Quando o tubo compreende uma ou mais blindagens de tração, essas blindagens são normalmente terminadas em uma zona de fixação localizada em uma câmara de fixação na conexão de extremidade. A câmara de fixação é normalmente formada entre um invólucro interno e um invólucro externo da conexão de extremidade e, quando a conexão de extremidade está terminando uma ou mais blindagens de tração, a câmara de fixação é preenchida com uma resina, tal como epóxi.

[00010] Quando uma carcaça está presente no furo do tubo, a carcaça é normalmente fixada ou terminada na conexão de extremidade por meio de um anel de carcaça. Quando o tubo flexível não ligado compreende uma blindagem de pressão, uma tal blindagem de pressão é convenientemente fixada na conexão de extremidade por meios de fixação.

[00011] Tubos flexíveis não ligados são muitas vezes usados, por exemplo, como tubos ascendentes (“riser”) na produção de petróleo. Uma das dificuldades na produção de petróleo é que o petróleo bruto necessita de uma certa temperatura para manter uma baixa viscosidade. A fim de evitar o resfriamento indesejado de um fluido em um tubo flexível não ligado, é bem conhecido prover o tubo flexível não ligado com uma ou mais camadas de isolamento térmico. O isolamento térmico das tubulações submarinas é uma prática que em certas situações não fornece proteção suficiente contra o aumento da viscosidade ou formação de substâncias solidificadas no fluido, tal como no caso de parada temporária de produção. Como paradas temporárias de produção não podem ser totalmente evitadas é essencial que o sistema de tubulação seja projetado para evitar o bloqueio durante uma parada temporária de produção. A remoção de um bloqueio em um tubo pode ser muito difícil e custoso, e em um pior caso não é possível remover o bloqueio e como resultado todo o tubo precisa ser trocado.

[00012] O desenvolvimento recente tem tendido para o uso de tubos aquecidos, em particular tubos com aquecimento elétrico para evitar o resfriamento indesejado do fluido transportado no tubo e subsequente bloqueio do tubo. A energia elétrica é normalmente fornecida ao tubo por meio de uma conexão de extremidade e alimentadas com correntes bastante altas a uma alta tensão são frequentemente usadas para aquecer o tubo. Sob condições operacionais nominais nem a corrente elevada nem a alta tensão causam problemas. No entanto, se uma avaria elétrica ocorre no sistema, as superfícies não protegidas no tubo ou conexão de extremidade podem involuntariamente tornar-se eletricamente polarizadas, resultando potencialmente em correntes de fuga indesejadas, bem como situações perigosas perto do tubo.

[00013] O documento WO 2016/062319 divulga uma montagem compreendendo uma conexão de extremidade e um tubo flexível não ligado. A conexão de extremidade é adaptada para conectar o tubo flexível não ligado a um conector. A conexão de extremidade tem uma abertura de passagem com uma linha de centro e uma extremidade dianteira e uma extremidade traseira, e a conexão de extremidade compreende ainda meios para estabelecer uma conexão elétrica a um sistema de aquecimento elétrico no tubo flexível não ligado. Além disso, a conexão de extremidade compreende, pelo menos, uma primeira peça metálica tendo uma primeira superfície em contato a uma segunda superfície de pelo menos uma segunda parte na conexão de extremidade onde a primeira superfície da primeira parte metálica, pelo menos na vizinhança da abertura de passagem, compreende um revestimento tendo uma elevada resistividade elétrica. Os meios para o estabelecimento de contato elétrico são isolados e não estão em contato elétrico com as partes metálicas da conexão de extremidade e as camadas condutoras elétricas no tubo flexível não ligado são isoladas das partes metálicas da conexão de extremidade. A conexão de extremidade descrita possui boas propriedades em relação a reduzir a corrosão galvânica.

Divulgação da invenção

[00014] Um objetivo da presente invenção é melhorar a segurança para tubos flexíveis não ligados eletricamente aquecidos.

[00015] A presente invenção refere-se a um conjunto compreendendo uma conexão de extremidade com uma primeira extremidade e uma segunda extremidade e uma abertura de passagem tendo um eixo central entre a primeira extremidade e a segunda extremidade, e um tubo flexível não ligado compreendendo várias camadas e tendo um eixo central ao longo do seu comprimento, o dito eixo central do tubo flexível não ligado sendo substancialmente coincidente com o eixo central da conexão de extremidade para a parte do tubo flexível não ligado disposta na conexão de extremidade. O tubo flexível não ligado tem uma primeira parte de extremidade entrando na conexão de extremidade na primeira extremidade e as camadas do tubo flexível não ligado sendo terminadas na conexão de extremidade entre a primeira extremidade e a segunda extremidade. O tubo flexível não ligado compreende ainda uma primeira camada eletricamente condutora e uma segunda camada eletricamente condutora, onde a primeira camada eletricamente condutora é eletricamente isolada da segunda camada eletricamente condutora. A conexão de extremidade compreende uma primeira zona elétrica conectada eletricamente com a primeira camada condutora de eletricidade, e uma segunda zona elétrica conectada eletricamente com a segunda camada eletricamente condutora, a primeira zona elétrica é eletricamente separada da segunda zona elétrica, em que a conexão de extremidade compreende uma terceira zona elétrica, a dita terceira zona elétrica sendo eletricamente separada da primeira zona elétrica e da segunda zona elétrica.

[00016] A conexão de extremidade compreende partes condutoras e não condutoras elétricas que são montadas para formar a conexão de extremidade. A conexão de extremidade é montada durante o processo de terminação do tubo flexível na conexão de extremidade.

[00017] O tubo flexível não ligado compreende várias camadas, em que as camadas de dentro para fora podem ser constituídas por uma carcaça, uma bainha de pressão interna, uma ou mais camadas de blindagem de pressão, uma ou mais camadas de blindagem de tração, e uma bainha externa. O tubo flexível não ligado pode compreender outras camadas, tais como bainhas intermediárias, camadas anti- atrito e camadas isolantes (térmica e/ou elétrica). Duas ou mais das camadas são feitas de material condutor elétrico tal como aço. Pelo menos duas das camadas não estão ligadas uma à outra. De acordo com a presente invenção, uma primeira parte de extremidade do tubo flexível é terminada na conexão de extremidade e uma segunda extremidade do tubo pode ser terminada em outra conexão de extremidade. A seguir, o tubo flexível pode ser referido como o "tubo".

[00018] O termo "zona elétrica" é uma parte tendo um volume delimitado na conexão de extremidade, em que a resistência elétrica entre dois pontos na zona é inferior a 1 Ω medida a uma tensão contínua de 5 V.

[00019] O termo "eletricamente conectado" significa que a resistência elétrica entre duas partes é inferior a 10 Q quando medida a uma tensão contínua de 5 V.

[00020] O termo "eletricamente separadas" significa que a resistência elétrica entre duas partes é mais do que 100 Q quando medida a uma tensão contínua de 5 V.

[00021] O termo "eletricamente isolado" neste contexto significa isolados com um material tendo uma resistividade elétrica de pelo menos 106 Ω -m.

[00022] O termo "condutor elétrico", neste contexto, significa um material com uma resistividade elétrica inferior a 10-2 Ω -m.

[00023] Como o tubo flexível não ligado é adequado para aquecimento elétrico, ele compreende camadas eletricamente condutoras, e em uma forma de realização a primeira camada eletricamente condutora e a segunda camada eletricamente condutora do tubo flexível não ligado são dispostas substancialmente de forma concêntrica em relação ao eixo central.

[00024] O termo "substancialmente" deve ser aqui entendido no sentido de que as variações e tolerâncias de produtos comuns estão compreendidas.

[00025] Deve ser enfatizado que o termo "compreende/compreendendo", quando aqui usado, deve ser interpretado como um termo aberto, isto é, deve ser tomado para especificar a presença de característica especificamente indicada(s), tais como elemento(s), unidade(s), inteiro(s), etapa(s) componente(s) e combinação(ões) dos mesmos, mas não impede a presença ou a adição de uma ou mais outras características indicadas.

[00026] A conexão de extremidade de acordo com a invenção compreende a primeira zona elétrica que está eletricamente conectada com a primeira camada eletricamente condutora, por exemplo, o contato elétrico é estabelecido por contato ou fio elétrico. A conexão de extremidade compreende também a segunda zona elétrica que está eletricamente conectada com a segunda camada eletricamente condutora, por exemplo, por contato ou fio. Na conexão de extremidade a primeira zona elétrica e a segunda zona elétrica são eletricamente isoladas e separadas uma da outra. A conexão de extremidade compreende também a terceira zona elétrica, em que a zona elétrica é eletricamente isolada e separada da primeira zona elétrica e da segunda zona elétrica.

[00027] A conexão de extremidade se destina para o uso com um tubo flexível não ligado com aquecimento elétrico e para assegurar um contato elétrico de camadas no tubo. Em uma forma de realização, a primeira zona elétrica e a segunda zona elétrica da conexão de extremidade estão dispostas substancialmente de forma concêntrica em relação ao eixo central. Assim, a conexão elétrica pode ser estabelecida de uma forma simples.

[00028] Em uma forma de realização, que também permite a conexão elétrica com bastante facilidade, a primeira zona elétrica e a segunda zona elétrica da conexão de extremidade estão dispostas ao longo do comprimento do eixo central.

[00029] No conjunto de acordo com a invenção, a conexão de extremidade compreende ainda uma terceira zona elétrica. Em uma forma de realização, a terceira zona elétrica está disposta mais próxima da segunda extremidade da conexão de extremidade do que a primeira zona elétrica e a segunda zona elétrica. A terceira zona elétrica é preferencialmente conectada à terra para melhorar a segurança na montagem.

[00030] As zonas elétricas, isto é, a primeira, a segunda e a terceira zonas, são eletricamente condutoras, e preferencialmente as partes da conexão de extremidade que constituem as zonas elétricas são feitas a partir de material metálico, tal como aço carbono, aço carbono revestido ou aço inoxidável. No entanto, as zonas elétricas podem também compreender partes feitas a partir de compósitos reforçados com carbono e polímeros altamente preenchidos (“highly filled polymers”). Em uma forma de realização a conexão de extremidade compreende três zonas elétricas. Assim, a invenção proporciona uma forma de realização onde a conexão de extremidade compreende apenas três zonas elétricas.

[00031] Para melhorar a segurança, uma forma de realização da conexão de extremidade compreende uma cobertura externa circundando-a e sendo substancialmente coaxial com pelo menos uma parte da primeira zona elétrica e/ou da segunda zona elétrica, a dita cobertura externa sendo de material não-condutor. O material não-condutor pode ser um material polimérico tal como polietileno, polipropileno, poliamida, poliuretano ou um plástico reforçado com fibras, preferencialmente um composto de vidro/epóxi, um vidro/poliéster ou um vidro/viniléster ou uma cerâmica tal como Al2O3 ou Si3N4.

[00032] Como uma alternativa à forma de realização acima, a invenção também compreende uma forma de realização na qual a conexão de extremidade compreende uma cobertura externa que a circunda e sendo substancialmente coaxial com pelo menos uma parte da primeira zona elétrica e/ou da segunda zona elétrica, a dita cobertura externa sendo de material eletricamente condutor e conectada à terra. O material condutor pode ser metálico, tal como aço.

[00033] Em uma forma de realização da montagem de acordo com a invenção, a conexão de extremidade compreende uma cobertura externa que a circunda e sendo substancialmente coaxial com pelo menos uma parte da primeira zona elétrica e/ou da segunda zona elétrica, em que a cobertura externa é feita a partir de material eletricamente condutor e conectada à terceira zona elétrica. Deste modo, a cobertura pode ser conectada à terra através da terceira zona elétrica.

[00034] É desejável proporcionar uma barreira de isolamento elétrico entre a cobertura externa e a primeira zona elétrica e a segunda zona elétrica para evitar que a cobertura externa seja energizada quando a corrente passa através do tubo. Assim, em uma forma de realização, um espaço vazio é formado entre o invólucro externo e pelo menos uma parte da primeira zona elétrica e/ou da segunda zona elétrica, o dito vazio sendo preenchido com um material eletricamente isolante. O material isolante pode ser um polímero eletricamente isolante, uma cera, uma cerâmica ou um fluido eletricamente isolante, por exemplo, um óleo ou gás isolante, como o SF6.

[00035] Em uma forma de realização, o tubo flexível não ligado de dentro para fora compreende uma carcaça, uma bainha de pressão interna, pelo menos uma blindagem de pressão, pelo menos uma blindagem de tração e, opcionalmente, uma bainha externa. Nesta forma de realização, a bainha externa é uma característica opcional e a bainha externa servirá para proteger as camadas de blindagem no tubo. A bainha externa pode ser estanque aos fluidos ou permeável a fluídos, dependendo da natureza das camadas de blindagem no tubo. A bainha externa pode, por exemplo, ser feita de materiais poliméricos tal como polietileno (PE), polietileno reticulado (PEX), poliamida (PA), poliuretano (PU), polipropileno (PP) ou misturas dos mesmos.

[00036] Para melhorar a função e as propriedades do tubo, o tubo flexível não ligado pode ainda compreender uma ou mais camadas intermediárias. As camadas intermediárias, por exemplo, podem servir como camadas anti-desgaste ou camadas anti-deslizantes. Tais camadas intermediárias podem ser preferencialmente feitas a partir de material de polímero, tal como, por exemplo, polietileno, polietileno reticulado, poliamida, poliaramida, poliuretano, polipropileno ou fluoreto de polivinilideno (PVDF). As camadas intermediárias podem ser camadas extrudadas ou na forma de fitas enroladas. O material polimérico pode ser reforçado com fibras, por exemplo, com fibras minerais, fibras de metal ou fibras de polímero.

[00037] Para melhorar as propriedades térmicas do tubo, o tubo flexível não ligado em uma forma de realização compreende pelo menos uma camada de isolamento térmico. A camada de isolamento térmico é feita preferencialmente a partir de material polimérico tal como um polímero ou mistura de polímeros, sendo um homopolímero ou um copolímero compreendendo pelo menos um dos materiais no grupo compreendendo poliolefinas, por exemplo, polietileno ou polipropileno (PP), tal como PP copolímero linear rígido com um PP homopolímero ramificado; polioxietilenos (POE); copolímeros de ciclo-olefina (COC); poliamidas (PA), por exemplo, poliamida-imida, poliamida-11 (PA-11), poliamida 12 (PA-12) ou poliamida-6 (PA-6); poliimida (PI); poliuretanos tais como poliuretano- isocianurato; poliuréias; poliésteres; poliacetais; poliéteres, tais como sulfona poliéter (PES); polióxidos; polissulfuretos, tais como o sulfureto de polifenileno (PPS); elastômeros termoplásticos, tais como copolímeros de bloco de estireno, tais como poli(estireno-bloco-butadieno- bloco-estireno) (SBS) ou suas versões seletivamente hidrogenadas SEBS e SEPS; poliolefinas termoplásticos (TPO), por exemplo, compreendendo SEBS e/ou SEPS; polisulfonas, por exemplo, poli(aril-sulfona) (PAS); poliacrilatos; tereftalatos de polietileno (PET); poliéter- éter-cetonas (PEEK); polivinilas; poliacrilonitrilas (PAN); poliéter-cetona-cetona (PEKK); copolímeros da precedente; polímeros fluorosos, por exemplo, de polivinilideno difluoreto (PVDF), homopolímeros ou copolímeros de fluoreto de vinilideno ("VF2"), os homopolímeros ou copolímeros de trifluoroetileno ("VF3"), copolímeros ou terpolímeros compreendendo dois ou mais diferentes elementos selecionados a partir de VF2, VF3, clorotrifluoroetileno, tetrafluoroetileno, hexafluoropropeno, ou hexafluoroetileno; compostos compreendendo um ou mais dos polímeros acima mencionados e materiais compósitos, tais como um polímero, por exemplo, um dos polímeros acima mencionados composto com reforço, tal como microesferas sólidas ou ocas, por exemplo, feitas de vidro, polímero ou sílica, e/ou fibras, tais como fibras de vidro, fibras de carbono, fibras de aramida, fibras de sílica tais como fibras de basalto, fibras de aço, fibras de polietileno, fibras de polipropileno, fibras minerais, e/ou qualquer combinação dos mesmos. Como é sabido pelo homem da técnica, à resina pode ser adicionada uma variedade de materiais de enchimento de aumento de resistência, aditivos, ativadores, lubrificantes, plastificantes, agentes de complexação, auxiliares de processamento, agentes de compatibilização e semelhantes.

[00038] Em uma forma de realização, a primeira camada eletricamente condutora é uma carcaça. A carcaça está em contato físico com o fluido a ser aquecido e que é transportado no furo do tubo. Assim, pode ser estabelecida uma boa transferência de calor entre a carcaça e o fluido transportado no furo.

[00039] Em uma forma de realização, a segunda camada eletricamente condutora é uma blindagem de pressão e a blindagem de pressão e a carcaça são eletricamente conectadas na segunda extremidade do tubo. Deste modo, um circuito elétrico pode ser acionado por uma fonte de energia elétrica com um terminal conectado à carcaça e um outro terminal conectado à blindagem de pressão. Dessa forma, a carcaça pode servir como a fonte primária de calor no furo do tubo, enquanto a blindagem de pressão funciona como caminho de retorno para a corrente à fonte de energia elétrica.

[00040] Em uma forma de realização, a segunda camada eletricamente condutora é uma blindagem de tração. A blindagem de tração pode ser conectada com uma primeira camada que pode ser uma carcaça ou uma blindagem de pressão para formar um circuito elétrico com uma fonte de energia elétrica.

[00041] Em uma forma de realização, o isolamento entre a primeira camada eletricamente condutora e a segunda camada eletricamente condutora é constituído, pelo menos em parte, pela bainha de pressão interna. Quando a primeira camada eletricamente condutora é a carcaça e a segunda camada eletricamente condutora é a blindagem de pressão ou a blindagem de tração, a bainha de pressão interna pode servir como uma camada eletricamente isolante entre as camadas eletricamente condutoras. A bainha de pressão interna é feita a partir de, por exemplo, polietileno, poliamida ou fluoreto de polivinilideno, que são materiais de isolamento elétrico, e nesta forma de realização o requisito para isolamento elétrico adicional é reduzido ou eliminado.

[00042] Em uma forma de realização, a primeira camada eletricamente condutora e a segunda camada eletricamente condutora estão conectadas com uma fonte de energia elétrica. Preferencialmente, as camadas são conectadas à fonte de energia elétrica através da conexão de extremidade e a primeira e a segunda zona elétrica.

[00043] A fonte de energia elétrica aplica uma tensão entre a primeira camada eletricamente condutora e a segunda camada eletricamente condutora (e a primeira e a segunda zona elétrica) e para melhorar a segurança, a invenção prove uma forma de realização onde a fonte de alimentação elétrica é eletricamente flutuante, ou seja, operando sem um potencial de terra bem definido. O uso de fonte de energia elétrica flutuante também servirá para proteger o equipamento elétrico em caso de mudanças bruscas de tensão. Além disso, a fonte de energia elétrica flutuante permite que a segunda extremidade do tubo encontre um equilíbrio de potencial natural com o meio ambiente.

[00044] Assim, durante a operação nominal, a distribuição de potencial no sistema é em grande parte determinada pela tensão aplicada e o equilíbrio de potencial na segunda extremidade do tubo. Um problema que pode ocorrer neste sistema é que qualquer caminho de corrente adicional indesejada pode deslocar a segunda extremidade do tubo afastando do equilíbrio. Esta mudança será sobreposta sobre a totalidade do tubo e pode, no pior caso, resultar em potencial elétrico elevado e potencialmente prejudicial sobre as partes metálicas que são apenas ligeiramente polarizadas durante operação normal.

[00045] Para evitar danos devido a deslocamento de potenciais não intencional, a conexão de extremidade que, por exemplo, é aparafusada a uma estrutura de suporte, está dividido em pelo menos três zonas elétricas separadas. Estas zonas são a primeira zona elétrica conectada à primeira camada elétrica do tubo, a segunda zona elétrica conectada à segunda camada elétrica do tubo e uma terceira zona elétrica que está exposta à estrutura de suporte, por exemplo por meio de parafusos de fixação.

[00046] Em uma forma de realização, a tensão aplicada está na faixa de 100 V a 10 kV, tal como na faixa de 500 V a 5 kV. A tensão relativamente elevada serve para assegurar que corrente suficiente passe através das camadas de tubo assegurando, por este meio, aquecimento suficiente do tubo.

Descrição detalhada da invenção

[00047] A invenção será explicada mais completamente a seguir com referência aos desenhos em que: a Figura 1 mostra uma conexão de extremidade e um tubo flexível não ligado; a Figura 2 mostra uma seção transversal de uma forma de realização da conexão de extremidade e um tubo flexível não ligado de acordo com a invenção; a Figura 3 mostra uma seção transversal de uma outra forma de realização do tubo flexível 2 e a conexão de extremidade 3 de acordo com a invenção.

[00048] As figuras são esquemáticas e simplificadas para maior clareza, e elas mostram apenas detalhes que são essenciais para a compreensão da invenção, enquanto outros detalhes são deixados de fora. Os mesmos números de referência podem ser usados para as partes idênticas ou correspondentes.

[00049] A Figura 1 ilustra um tubo flexível não ligado 2 e uma conexão de extremidade 3.

[00050] O tubo flexível não ligado 2 compreende, de dentro para fora, uma carcaça 10, uma bainha de pressão interna 11, uma blindagem de pressão 12, uma camada intermediária de isolamento elétrico 13, uma blindagem de tração 14 e uma bainha externa 15.

[00051] A carcaça 10 é feita a partir de elementos alongados de aço inoxidável enrolados com um ângulo de enrolamento de aproximadamente 85 graus em relação ao eixo, indicado pela linha 16. A blindagem de pressão 12 é feita de um elemento alongado de aço carbono e enrolado em torno da bainha de pressão interna 11 com um ângulo de enrolamento de aproximadamente 80 graus em relação ao eixo 16.

[00052] A camada intermediária de isolamento elétrico 13 é uma camada de polietileno extrudado. A blindagem de tração 14 é feita também a partir de um elemento alongado de aço carbono e enrolado em torno da blindagem de pressão com um ângulo de enrolamento de aproximadamente 45 graus em relação ao eixo 16.

[00053] Nesta forma de realização, a bainha de pressão interna 11, e a bainha externa 15 são ambas substancialmente estanques a fluidos. A bainha de pressão interna 11 é feita de polietileno extrudado e a bainha externa 15 é feita de poliamida extrudada.

[00054] A conexão de extremidade 3 compreende uma parte de corpo 4, um canal 5 e um flange 6 para conexão tanto a um conector quanto outra conexão de extremidade. O flange 6 compreende furos 7 para parafusos que podem ser usados para a conexão. O material da conexão de extremidade é aço carbono.

[00055] Na figura 2, é mostrado uma seção transversal de uma conexão de extremidade com três zonas elétricas e um tubo flexível não ligado.

[00056] O tubo flexível 2 entra na conexão de extremidade 3 na primeira extremidade 34 e é terminado na conexão de extremidade de uma forma conhecida. A carcaça 10 é terminada com um anel de carcaça 20. A bainha de pressão interna 11 é bloqueada mecanicamente por grampos 21. A blindagem de pressão 12 é terminada por fixação 22, e a camada intermediária de isolamento elétrico 13 é ancorada na conexão de extremidade em 23 por engate mecânico. A blindagem de tração 14 é terminada de maneira tradicional em uma cavidade preenchida por resina 24. A bainha externa 15 é terminada em 25 e ancorada por meios de pressão.

[00057] A bainha de pressão interna 11 e a camada intermediária de isolamento elétrico 13 são feitas de material polimérico tal como polietileno, que é isolante elétrico. Assim, a bainha de pressão interna 11 e a camada intermediária de isolamento elétrico 13 formam as camadas de isolamento elétrico entre a carcaça 10, a blindagem de pressão 12 e a blindagem de tração 14, em que as camadas de blindagem são todas fabricadas a partir de material metálico condutor elétrico.

[00058] A conexão de extremidade compreende três zonas elétricas 31, 32 e 33. A primeira zona elétrica 31 está, nesta forma de realização, na parte média da conexão de extremidade 3 e tem conexão elétrica com a carcaça 10. Nesta forma de realização, a segunda zona elétrica 32 estende-se a partir da primeira zona elétrica 31 para a primeira extremidade 34 da conexão de extremidade 3. A segunda zona elétrica 32 está conectada eletricamente com a blindagem de pressão 12 e a blindagem de tração 14.

[00059] A terceira zona elétrica 33 está localizada entre a primeira zona elétrica 31 e a segunda extremidade 35 da conexão de extremidade 3.

[00060] A primeira zona elétrica 31 é eletricamente separada da segunda zona elétrica 32 por meio de material de isolamento elétrico 36 e a primeira zona elétrica 31 é eletricamente separada da terceira zona elétrica 33 por meio de material de isolamento elétrico 37.

[00061] A parte da superfície externa da conexão de extremidade 3 é revestida com um revestimento de isolamento elétrico 38 de material polimérico. Tal como indicado pelas linhas 40 e 41, uma tensão é aplicada à primeira zona elétrica 31 e à segunda zona elétrica 32.

[00062] Nesta particular forma de realização, uma corrente pode ser enviada a partir de uma fonte de energia através da carcaça 10 e devolvida pela blindagem de pressão 12 e a blindagem de tração 14. As três camadas de blindagem mencionadas podem ser eletricamente conectadas em outra conexão de extremidade em uma extremidade distal do tubo flexível 2.

[00063] Para aumentar a segurança a terceira zona elétrica 33 é conectada com a terra por meio da linha 42.

[00064] A Figura 3 mostra uma seção transversal de uma forma de realização alternativa do tubo flexível 2 e da conexão de extremidade 3.

[00065] O tubo 2 mostrado na figura 3 compreende uma carcaça 10, uma bainha de pressão interna 11, uma blindagem de tração 14 e uma bainha externa 15. A carcaça 10 é terminada com um anel de carcaça 20 de um modo convencional. A bainha de pressão interna 11 é terminada por meios de fixação 21. A blindagem de tração 14 é terminada de maneira tradicional em uma cavidade preenchida de resina 24. A bainha externa 15 é terminada em 25 e ancorada por meios de pressão.

[00066] Em seguida, uma bainha de pressão interna 11 forma uma camada isolante entre a carcaça 10 e a blindagem de tração 14. Nesta forma de realização, a bainha de pressão interna 11 é feita de uma camada extrudada de polietileno, que é isolante elétrico. A carcaça 10 e a blindagem de tração 14 são feitas de aço carbono, que é eletricamente condutor.

[00067] A conexão de extremidade 3 inclui três zonas elétricas diferentes 31, 32 e 33. A primeira zona elétrica 31 está localizada na parte media da conexão de extremidade 3 e eletricamente conectada com a carcaça 10. A segunda zona elétrica 32 se estende da primeira zona elétrica 31 para a primeira extremidade 34 da conexão de extremidade 3 e é eletricamente conectada à blindagem de tração 14.

[00068] A terceira zona elétrica 33 está montada na segunda extremidade 35 da conexão de extremidade 3. A primeira zona elétrica 31, a segunda zona elétrica 32 e a terceira zona elétrica 33 estão dispostas de forma substancialmente concêntrica em relação ao eixo central indicado pela linha tracejada 43.

[00069] As três zonas elétricas 31, 32 e 33 são eletricamente separadas uma da outra por meio de material eletricamente isolante 36 e 37.

[00070] A conexão de extremidade mostrada na figura 3 compreende também uma cobertura 44 de material condutor encapsulando a primeira zona elétrica 31 e a segunda zona elétrica 32. Entre a cobertura 44, a primeira zona elétrica 31 e a segunda zona elétrica 32 um vazio 45 é formado que é preenchido com um fluido eletricamente isolante.

[00071] Uma fonte de energia pode ser conectada à primeira zona elétrica 31 e à segunda zona elétrica 32 através das linhas 40 e 41.

[00072] Assim, é possível enviar uma corrente para a fonte de energia através da carcaça 10 e retornar a corrente para a fonte de energia através da blindagem de tração 14. Como o caso em relação à figura 2, as camadas de blindagem eletricamente condutoras podem ser conectadas eletricamente em outra conexão de extremidade em uma extremidade distal do tubo flexível 2.

[00073] Para reduzir o risco relacionado com o uso de alta tensão e corrente a terceira zona elétrica 33 é conectada com a terra por meio da linha 42.

[00074] Como mencionado anteriormente, as figuras são esquemáticas e simplificadas para maior clareza, e mostram apenas detalhes que são relevantes em relação à presente invenção. Por exemplo, as conexões de extremidade podem compreender várias outras partes além das mostradas nas figuras, tais como parafusos e outros meios de conexão. Também as três zonas elétricas indicadas podem ser cada uma montada a partir de várias partes diferentes, mas cada uma ainda representa uma única zona elétrica na conexão de extremidade.

[00075] O tubo flexível não ligado pode também compreender mais camadas do que as camadas indicadas nas figuras. O tubo pode, por exemplo, compreender duas camadas de blindagem de pressão e duas camadas de blindagem de tração e, opcionalmente, uma ou mais camadas intermediárias, tais como camadas anti-desgaste e camadas isolantes.

Claims (17)

1. CONJUNTO COMPREENDENDO UMA CONEXÃO DE EXTREMIDADE (3) com uma primeira extremidade (34) e uma segunda extremidade (35) e uma abertura de passagem tendo um eixo central (43) entre a primeira extremidade (34) e a segunda extremidade (35), e um tubo flexível não ligado (2) compreendendo várias camadas e tendo um eixo central (16) ao longo do seu comprimento, dito eixo central do tubo flexível não ligado (2) sendo coincidente com o eixo central (43) da conexão de extremidade (3) para a parte do tubo flexível não ligado (2) disposto na conexão de extremidade (3), dito tubo flexível não ligado (2) tendo uma parte de extremidade entrando na conexão de extremidade (3) na primeira extremidade e as camadas do tubo flexível não ligado (2) sendo terminadas na conexão de extremidade (3) entre a primeira extremidade (34) e a segunda extremidade (35), dito tubo flexível não ligado (2) compreende ainda uma primeira camada eletricamente condutora (10) e uma segunda camada eletricamente condutora (12, 14), dita primeira camada eletricamente condutora (10) sendo eletricamente isolada da segunda camada eletricamente condutora (12, 14), e a conexão de extremidade (3) compreende uma primeira zona elétrica (31) conectada eletricamente com a primeira camada condutora de eletricidade (10), e uma segunda zona elétrica (32) conectada eletricamente com a segunda camada eletricamente condutora (12, 14), dita primeira zona elétrica (31) sendo eletricamente separada da segunda zona elétrica (32), em que a conexão de extremidade (3) compreende uma terceira zona elétrica (33), dita terceira zona elétrica (33) sendo eletricamente separada da primeira zona elétrica (31) e da segunda zona elétrica (32), caracterizado pelo fato de que dita primeira zona elétrica (31) e dita segunda zona elétrica (32) são dispostas ao longo do comprimento e de forma concêntrica em relação ao eixo central e ao menos uma parte de dita terceira zona elétrica (33) é localizada mais próxima à segunda extremidade da conexão de extremidade que a primeira e a segunda zonas elétricas (31, 32), em que a primeira camada eletricamente condutora (10) e a segunda camada condutora elétrica (12, 14) são conectadas com uma fonte de energia elétrica por meio da primeira e segunda zonas elétricas (31, 32) da conexão de extremidade, e em que a fonte de energia elétrica aplicada é configurada para ser flutuante.

2. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira camada eletricamente condutora (10) e a segunda camada eletricamente condutora (12, 14) do tubo flexível não ligado (2) são dispostas de forma concêntrica em relação ao eixo central (16).

3. CONJUNTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que a primeira zona elétrica (31) e a segunda zona elétrica (32) da conexão de extremidade (3) são dispostas ao longo do comprimento do eixo central.

4. CONJUNTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a conexão de extremidade (3) compreende uma cobertura externa (44) que a circunda e sendo coaxial com pelo menos uma parte da primeira zona elétrica (31) e/ou da segunda zona elétrica (32), dita cobertura externa (44) sendo de material não- condutor.

5. CONJUNTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a conexão de extremidade (3) compreende uma cobertura externa (44) que a circunda e sendo coaxial com pelo menos uma parte da primeira zona elétrica (31) e/ou da segunda zona elétrica (32), a dita cobertura externa (44) sendo de material eletricamente condutor e conectado com a terra.

6. CONJUNTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a conexão de extremidade (3) compreende uma cobertura externa (44) circundante e sendo coaxial com pelo menos uma parte da primeira zona elétrica (31) e/ou a segunda zona elétrica (32), dita cobertura externa (44) sendo de material eletricamente condutor e conectada à terceira zona elétrica (33).

7. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que um espaço vazio (45) é formado entre a cobertura externa (44) e pelo menos uma parte da primeira zona elétrica (31) e/ou da segunda zona elétrica (32), dito vazio (45) sendo preenchido com um material eletricamente isolante.

8. CONJUNTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo tubo flexível não ligado (2) de dentro para fora compreende uma carcaça (10), uma bainha de pressão interna (11), pelo menos uma blindagem de pressão (12), pelo menos uma blindagem de tração (14) e opcionalmente, uma bainha externa (15).

9. CONJUNTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo tubo flexível não ligado (2) compreender ainda uma ou mais camadas intermediárias (13).

10. CONJUNTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o tubo flexível não ligado (2) compreende pelo menos uma camada de isolamento térmico.

11. CONJUNTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a primeira camada eletricamente condutora (10) é uma carcaça.

12. CONJUNTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a primeira camada eletricamente condutora (10) é uma blindagem de pressão.

13. CONJUNTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a segunda camada eletricamente condutora (12) é uma blindagem de pressão.

14. CONJUNTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a segunda camada eletricamente condutora (14) é uma blindagem de tração.

15. CONJUNTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o isolamento entre a primeira camada eletricamente condutora (10) e a segunda camada eletricamente condutora (12, 14) é constituído pelo menos parcialmente pela bainha de pressão interna (11).

16. USO DE UM CONJUNTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que a primeira camada eletricamente condutora (10) e a segunda camada eletricamente condutora (12, 14) são conectadas com uma fonte de energia elétrica em que a fonte de energia elétrica aplicada é flutuante.

17. USO de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a tensão aplicada está na faixa de 100 V a 10 kV.