BR112019027243B1 - Instalação para a fabricação de uma estrutura de reforço, sistema para a fabricação de um tubo flexível e método para implementar uma instalação - Google Patents

Abstract

A invenção refere-se a um instalação (1) para a fabricação de uma estrutura de reforço (8) de um tubo flexível (2), que compreende uma plataforma (10) sobre a qual está disposto: uma segunda seção de perfilagem (11) de uma lâmina principal (81a) para formar um perfil principal (8a); uma segunda seção de perfilagem (12) de uma lâmina adicional (81b) compreendendo pelo menos uma cabeça de perfilagem adicional (14) compreendendo pelo menos um par de cilindros inferior e superior adicionais (14a, 14b) capazes de dobrar a lâmina adicional (81b) para formar um perfil adicional (8b), um meio para acionar a referida pelo menos uma cabeça de perfilagem principal (13), um meio para enrolar o perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b) a jusante da referida primeira seção de perfilagem (11) e da referida segunda seção de perfilagem (12), em que o par ou pares de cilindros inferiores e superiores adicionais (14a, 14b) da referida ou de todas as referidas cabeças de perfilagem adicionais (14) são montados livremente em rotação em relação à referida plataforma (10). A presente instalação permite a fabricação de uma estrutura de reforço com menos defeitos geométricos e, portanto, com maior resistência mecânica.

Description

DESCRIÇÃO CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[001] A invenção refere-se a uma instalação para fabricar uma estrutura de reforço de um tubo flexível para transportar um fluido de petróleo e/ ou de gás em um ambiente subaquático, o método associado e um sistema compreendendo a referida instalação.

[002] Mais particularmente, um campo de aplicação previsto é a fabricação de uma carcaça interna e/ ou uma abóbada de pressão de tubo flexível subaquático destinado ao transporte de fluido de petróleo e/ ou de gás.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Em geral, os tubos flexíveis para o transporte de um fluido de petróleo e/ ou de gás em um ambiente subaquático são imersos no seio de um corpo de água a profundidades que podem exceder 3000 m. Eles encontram seu interesse particular no encaminhamento de fluido de petróleo e/ ou de gás entre uma instalação de fundo e uma instalação de superfície. Eles também podem ser usados para conectar duas instalações de fundo. Certos tubos flexíveis também podem ser usados para conectar duas instalações de superfície.

[004] A estrutura de um tubo flexível é amplamente conhecido a partir do estado da técnica e é particularmente descrito no documentos normativos API RP 17B, 5a Edição, publicado em de Maio de 2014 e API 17J, 4a Edição, publicado por maio de 2014 pelo Instituto Americano de Petróleo.

[005] Normalmente, um tubo flexível compreende uma bainha de vedação interna, mais comumente chamada “bainha de pressão” (“pressure sheath” em inglês), definindo uma passagem interna para a circulação de fluido de petróleo e/ ou de gás.

[006] Forças de tração significativas podem ser exercidas no tubo flexível, especialmente quando este se estende por extensões profundas de água. Uma manta de blindagem de tração é então geralmente disposta em torno do tubo flexível, a fim de absorver essas forças de tração. A manta de blindagem de tração é geralmente composta por uma pluralidade de camadas de elementos metálicos, geralmente dois, enrolados em hélice.

[007] A fim de evitar a corrosão desses elementos metálicos pela água do corpo de água, uma bainha de proteção externa polimérica é geralmente disposta em torno do tubo flexível.

[008] Além disso, o tubo flexível também é sujeito a uma pressão externa muito alta quando submerso em grande profundidade, por exemplo, 250 bar quando o tubo é submerso a 2500 m de profundidade. Quando a pressão externa é muito maior do que a pressão interna, há um risco de colapso (“collapse” em inglês) do tubo flexível. Além disso, o fluido de petróleo e/ ou de gás transportado, é composto, além de óleos e partículas sólidas, de gás, tais como o dióxido de carbono (CO2) e o dissulfureto de hidrogênio (H2S). Estes gases tendem a difundir no meio da bainha de vedação interna e acumulam-se dentro do espaço formado pela bainha de vedação interna e a camada protetora externa, o referido “espaço anelar” causando assim o aumento de pressão dentro do referido espaço anelar. Quando a passagem interna do tubo flexível é submetido a uma descompressão rápida, por exemplo, durante uma parada repentina de produção (o referido “shut down” em inglês), os gases contidos no interior do espaço anelar não têm tempo para se difundir através da passagem interna do tubo flexível. Consequentemente, a pressão dentro do espaço anelar pode se tornar maior que a pressão interna e, assim, levar ao colapso da bainha de vedação interna. Para evitar esses riscos de colapso, geralmente é colocada uma estrutura de reforço no interior do tubo flexível. Essa estrutura de reforço interna, mais comumente chamada carcaça ou carcaça interna, compreende um perfil principal enrolado com um ângulo de hélice de valor absoluto próximo a 90°. Em geral, a seção do perfil principal é em forma de S. Assim, cada uma das voltas do perfil principal coopera com uma volta adjacente, formando assim a agrafagem do perfil principal. A carcaça oferece assim a resistência do tubo flexível ao colapso.

[009] Além disso, existe entre cada volta, folgas que se abrem para o interior do tubo flexível dando a superfície interna do referido tubo flexível um aspecto áspero. Diz-se que os tubos flexíveis que compreendem uma carcaça têm uma passagem não lisa (denominada “rough bore” em inglês). A presença das folgas leva a flutuações de pressão no fluxo de fluido de petróleo e/ ou de gás, resultando em fenômenos vibratórios, ou mesmo, quando é atingida uma ressonância, em fenômenos de pulsação induzidos pela circulação do fluido (chamado “flow induced pulsation” em inglês). As pulsações induzidas pela circulação do fluido são susceptíveis a favorecer a fadiga dos equipamentos relacionados aos quais os tubos flexíveis estão conectados, bem como a fadiga dos meios de conexão entre os referidos tubos flexíveis (soldas, flanges, etc.). No entanto, uma fadiga prematura de equipamentos relacionados e/ ou meios de conexão pode levar a acidentes que podem ter sérias consequências, tanto humanas quanto econômicas.

[0010] Uma das soluções que permite superar as desvantagens mencionadas acima consiste em preencher as folgas da carcaça do tubo flexível, a fim de evitar diferenciais de pressão durante o fluxo de fluido de petróleo e/ ou de gás. Para isso, uma das estratégias consiste em fornecer uma carcaça na qual as folgas formadas no perfil principal sejam preenchidas com um perfil adicional. Mais particularmente, a etapa de enrolamento e a seção do perfil adicional possibilitam preencher essas folgas. O perfil adicional possui, por exemplo, uma seção em forma de T ou em forma de S e é inserido nas folgas. Podemos, em particular, referir-nos aos pedidos de patente WO 2015/121424 e WO 2015/121316 da presente Depositante, nos quais são exemplificadas essas formas de realização da carcaça.

[0011] A implementação de uma carcaça compreendendo um perfil principal e um perfil adicional para preencher as folgas permanece problemática. O pedido de patente WO 2015/121424 propõe, por exemplo, o uso de uma única instalação que compreende dois trens de perfis dispostos na mesma plataforma rotativa, permitindo a formação de tiras de metal destinadas a formar a carcaça. Os dois trens de perfis são, de acordo com as formas de realização descritas no pedido de patente WO 2015/121424, sobrepostas ou diametralmente opostas em relação à plataforma rotativa. Em seguida, a jusante dos trens de perfil, o perfil principal e o perfil adicional são combinados e dobrados em torno de um mandril para formar a carcaça. O perfil principal e o perfil adicional combinados são, em particular, empurrados para o mandril por meio de elementos de acionamento localizados a jusante dos trens de perfilagem. Os elementos de acionamento compreendem dois cilindros acionados em rotação entre os quais o perfil principal e o perfil adicional combinados são recebidos e empurrados até o mandril.

[0012] A presença de elementos de acionamento a jusante dos trens de perfilagem destinados a empurrar o perfil principal e o perfil adicional pode levar a problemas de montagem da carcaça. De fato, a jusante dos trens de perfilagem, e em particular no mandril, existe um diferencial de velocidade entre o perfil principal e o perfil adicional. O perfil adicional é dobrado ao redor do mandril e constitui a camada mais interna da carcaça. O perfil principal é dobrado em torno do perfil adicional e constitui a camada mais externa da carcaça. Assim, a distância percorrida ao redor do mandril e o comprimento do perfil adicional ao redor do mandril é menor que a distância e o comprimento do perfil principal. No entanto, a montante do mandril, os elementos de acionamento, juntos, empurram o perfil principal e o perfil adicional com a mesma velocidade. Assim, a inserção do perfil adicional nas voltas formadas pelo perfil principal no mandril não é realizada corretamente. Consequentemente, defeitos geométricos na estrutura de reforço podem resultar dessa instalação e, assim, reduzir o desempenho mecânico da estrutura de reforço.

[0013] Além disso, em combinação ou como alternativa à carcaça, o tubo flexível pode compreender uma estrutura de reforço disposta em torno da bainha de vedação interna. De fato, no caso particular em que a pressão do fluido que circula no tubo flexível pode ser suficientemente alta, é adicionada uma estrutura de reforço para impedir que a bainha de vedação interna se quebre. Este tipo de estrutura de reforço é conhecido no campo da presente invenção sob os termos de “abóbada de pressão” (“pressure vault” em inglês). Tipicamente, a abóbada de pressão compreende um perfil principal, geralmente metálico, com uma seção complexa e enrolada em torno da bainha de vedação interna em um passo curto, ou seja, com um ângulo de hélice cujo valor absoluto está perto de 90°. Entre duas curvas adjacentes formadas pelo enrolamento do perfil principal, existe uma folga que se abre em direção ao espaço interno do tubo flexível. A presença dessa folga pode causar deformação da bainha de vedação interna, o que pode resultar em perda prematura da vedação. De fato, sob o efeito da pressão interna, a bainha de vedação interna pode se infiltrar dentro das folgas formadas pela abóbada de pressão. Para limitar esse fenômeno de deformação da bainha de vedação interna, a abóbada de pressão compreende um perfil adicional, geralmente metálico, o que possibilita preencher a folga. O perfil adicional possui, por exemplo, uma seção em forma de T formada por perfil.

[0014] A implementação de uma abóbada de pressão compreendendo um perfil principal e um perfil adicional também permanece problemática, como a implementação da carcaça.

[0015] Portanto, é necessário fornecer uma instalação que permita a fabricação de uma estrutura de reforço de um tubo flexível para o transporte de um fluido de petróleo e/ ou de gás em um ambiente subaquático, minimizando os riscos de defeitos geométricos na estrutura de reforço.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[0016] Para esse fim, a invenção fornece uma instalação para a fabricação de uma estrutura de reforço de um tubo flexível para o transporte de um fluido de petróleo e/ ou de gás em um ambiente subaquático compreendendo uma plataforma no qual está disposto: - uma segunda seção de perfilagem de uma lâmina principal compreendendo pelo menos uma cabeça de perfilagem principal configurada para receber a referida lâmina principal, a referida pelo menos uma cabeça de perfilagem principal compreendendo pelo menos um par de cilindros principais inferior e superior capazes de dobrar a referida lâmina principal para formar um perfil principal, - uma segunda seção de perfilagem de uma lâmina adicional compreendendo pelo menos uma cabeça de perfilagem adicional configurada para receber a referida lâmina adicional, o referido pelo menos uma cabeça de perfilagem adicional compreendendo, pelo menos, um par de cilindros adicionais inferiores e superiores capazes de dobrar a referida lâmina adicional para formar um perfil adicional, - um meio para acionar a referida pelo menos uma cabeça de perfilagem principal, um meio de enrolamento do perfil principal e do perfil adicional a jusante da referida primeira seção de perfilagem e da referida segunda seção de perfilagem.

[0017] A instalação de acordo com a invenção é notável pelo fato de que o par ou pares de cilindros inferiores e superiores adicionais das referidas ou de todas as referidas cabeças de perfilagem adicionais são montados para girar livremente em relação à referida plataforma.

[0018] De fato, a Depositante destacou um parâmetro importante na fabricação de uma estrutura de reforço que é o diferencial de velocidade entre o perfil principal e o perfil adicional e, portanto, entre a lâmina principal e a lâmina adicional. De fato, o controle deficiente desse diferencial de velocidade pode causar instabilidade geométrica da estrutura de reforço e consequentemente limitar a resistência às forças radiais da referida estrutura de reforço. Este diferencial de velocidade é controlado na instalação de acordo com a invenção acionando apenas a cabeça ou cabeças de perfilagem principais. O par ou os pares de cilindros adicionais da cabeça ou cabeças de perfilagem adicionais são montados para girar livremente. Dessa forma, a lâmina adicional e, portanto, o perfil adicional são puxados pelo perfil principal, o que permite controlar e ajustar com precisão a velocidade na qual o perfil adicional chega aos meios de enrolamento. Isso resulta em uma tensão e um comprimento de perfil adicional adaptado para que a inserção do último ocorra dentro das voltas formadas pelo perfil principal de uma maneira ideal. Como resultado, os defeitos geométricos da estrutura de reforço são reduzidos ou mesmo eliminados e a resistência mecânica da estrutura de reforço é então melhorada.

[0019] De acordo com uma característica particularmente vantajosa da invenção, a cabeça de perfilagem principal é configurada para receber uma espessura (e1) da lâmina principal e a cabeça de perfilagem adicional é configurada para receber uma espessura (e2) da lâmina adicional, a referida espessura (e1) sendo igual ou superior à referida espessura (e2). De fato, a lâmina principal de acordo com esta forma de realização é mais espessa que a lâmina adicional. Além disso, a espessura do perfil principal é geralmente maior que a espessura do perfil adicional. O esforço para direcionar o perfil adicional através do perfil principal é, assim, reduzido em comparação com o esforço que teria sido exercido no contexto de direcionar um perfil adicional mais espesso que o perfil principal. Assim, os riscos de flambagem do perfil principal a jusante da primeira seção de perfilagem são reduzidos assim que a força a ser usada para puxar o perfil adicional é reduzida. Esses riscos de flambagem são ainda mais reduzidos à medida que a força de compressão é exercida na lâmina principal, que é a lâmina mais espessa. Além disso, o perfil principal geralmente possui uma seção mais complexa que a do perfil adicional. Os esforços para dobrar a lâmina principal de acordo com a seção desejada são, portanto, geralmente maiores do que os utilizados para dobrar a lâmina adicional. Assim, os riscos de danificar o perfil principal puxando a jusante da primeira seção de perfilagem são maiores do que puxando o perfil adicional. Para manter a integridade do perfil principal, é preferível empurrá-lo e puxar o perfil adicional.

[0020] Além disso, de acordo com uma característica particularmente vantajosa da invenção, o par de cilindros adicionais inferiores e superiores está adaptado para dobrar a lâmina adicional em uma secção transversal em forma de S ou T. A perfilagem da lâmina adicional pelos cilindros adicionais em uma seção em forma de S ou T torna possível formar um perfil adicional que pode ser inserido nas folgas formadas pela agrafagem do perfil principal.

[0021] De acordo com uma característica vantajosa da invenção que permite reduzir o tamanho da plataforma, o cilindro principal inferior e/ ou superior é disposto respectivamente no eixo do cilindro adicional inferior e/ ou superior. De acordo com esta forma de realização particular da invenção, a primeira seção de perfilagem e a segunda seção de perfilagem compartilham as mesmas estruturas e os mesmos eixos nos quais a cabeça ou as cabeças de perfilagem principal e adicional são montadas. As modificações a serem planejadas na plataforma são pequenas e as instalações de fabricação de estruturas de reforço preexistentes podem ser facilmente modificadas para receber a segunda seção de perfilagem.

[0022] De preferência, a plataforma é móvel em rotação em torno do seu eixo, o que torna possível produzir uma estrutura de reforço muito longa por enrolamento helicoidal dos perfis dos trens de perfilagem. Além disso, de preferência, a instalação também compreende um meio de acionar a rotação da plataforma, por exemplo, um motor elétrico. O meio para acionar a rotação da plataforma não apenas permitem produzir continuamente uma estrutura de reforço muito longa, mas também reduzem as forças exercidas pelos dois trens de perfilagem, ajudando-os em particular durante a flexão dos dois perfis a jusante dos trens de perfilagem, o que facilita o enrolamento dessas duas lâminas pelos meios de enrolamento para formar a estrutura de reforço.

[0023] Além disso, quando a estrutura de reforço é, por exemplo, uma carcaça, ela constitui a camada mais interna do tubo flexível e, portanto, não possui suporte de apoio mecânico. No entanto, forças radiais significativas podem ser exercidas na estrutura de reforço durante o enrolamento. Assim, a fim de evitar o colapso da estrutura de reforço, o meio de enrolamento compreende vantajosamente um elemento de suporte destinado a suportar o perfil principal e o perfil adicional a jusante do primeiro e segundo trens de perfilagem.

[0024] De preferência, o elemento de suporte compreende um mandril móvel em torno de seu eixo. Isso facilita a liberação da estrutura de reforço do mandril sem obstruir ou capturar o perfil adicional no mandril.

[0025] De preferência, a instalação compreende um dispositivo para acionar o mandril, possibilitando acionar o referido mandril a uma velocidade de rotação pelo menos quarenta vezes menor que a velocidade de rotação da plataforma. Uma velocidade de rotação muito alta do mandril corre o risco de danificar a estrutura de reforço pelo mandril por atrito e superaquecimento resultantes do movimento deslizante da estrutura de reforço contra o mandril. Com uma velocidade de rotação do mandril pelo menos quarenta vezes menor que a velocidade de rotação da plataforma, por outro lado, é possível limitar o aquecimento gerado pelo atrito entre a estrutura de reforço e o mandril. Consequentemente, é possível liberar a estrutura de reforço sem danificar o equipamento ou a estrutura de reforço.

[0026] De preferência, o meio de enrolamento compreende uma pluralidade de elementos de revestimento dispostos em torno do elemento de suporte, permitindo plaquear e dobrar opcionalmente o perfil principal e o perfil adicional em torno do elemento de suporte, facilitando assim a sua montagem.

[0027] De preferência, a instalação compreende um carretel principal da lâmina principal e um carretel secundário da lâmina adicional, os referidos carretéis principal e secundário sendo dispostos sobre a plataforma a montante do primeiro e segundo trens de perfilagem. Isso permite simplificar o suprimento das lâminas principal e adicional durante a fabricação da estrutura de reforço em comparação com uma instalação na qual o suprimento das lâminas principal e adicional é realizado a montante da instalação.

[0028] A invenção também se refere a um sistema para fabricar um tubo flexível compreendendo uma instalação para fabricar uma estrutura de reforço como mencionado acima, um dispositivo para fabricar uma bainha de vedação interna, um dispositivo para fabricar uma manta de blindagem de tração. O sistema possui todas as vantagens acima.

[0029] A invenção também se refere a um método para a implementação de uma instalação para a fabricação de uma estrutura de reforço de um tubo flexível para o transporte de um fluido de petróleo e/ ou de gás em um ambiente subaquático compreendendo as seguintes etapas: (a) dispor uma segunda seção de perfilagem de uma lâmina principal sobre uma plataforma, a referida primeira seção de perfilagem compreendendo pelo menos uma cabeça de perfilagem principal compreendendo pelo menos um par de cilindros inferior e superior principais capazes de dobrar a referida lâmina principal, (b) dispor uma segunda seção de perfilagem de uma lâmina adicional sobre a referida plataforma, a referida segunda seção de perfilagem compreendendo pelo menos uma cabeça de perfilagem adicional compreendendo pelo menos um par de cilindros inferior e superior adicionais capazes de dobrar a referida lâmina adicional, o referido par de cilindros inferior e superior adicionais sendo montado para girar livremente, (c) treinar a referida pelo menos uma cabeça de perfilagem principal e, (d) perfilar a referida lâmina principal dentro da referida primeira seção de perfilagem para formar um perfil principal e a referida lâmina adicional dentro da referida segunda seção de perfilagem para formar um perfil adicional, (e) enrolar o referido perfil principal e o referido perfil adicional em torno de um meio de enrolamento para formar a referida estrutura de reforço.

[0030] As etapas do processo são simplificadas na medida em que apenas a seção de perfilagem é acoplada ao dispositivo de acionamento e nenhum meio de acionamento adicional a jusante do primeiro e segundo trens de perfilagem é necessário.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0031] Outras particularidades e vantagens da invenção surgirão ao ler a descrição dada abaixo de formas de realização particulares da invenção, dadas como uma indicação, mas não limitativa, com referência aos desenhos anexos nos quais: - A Figura 1 é uma vista em perspectiva parcialmente em corte de uma seção central de um tubo flexível; - A Figura 2 é uma vista em corte parcial ao longo de um plano axial médio de um primeiro exemplo de estrutura de reforço montada no tubo flexível; - A Figura 3 é uma vista em corte parcial ao longo de um plano axial médio de um segundo exemplo de estrutura de reforço montada no tubo flexível; - A Figura 4 é uma representação esquemática de uma forma de realização de uma instalação de acordo com a invenção; - A Figura 5 é uma representação esquemática de outra forma de realização de uma instalação de acordo com a invenção; - A Figura 6 é uma vista em corte ao longo de um plano axial de um exemplo de forma de realização de um elemento da invenção equipando a instalação objeto da invenção; - A Figura 7 é uma vista em corte ao longo de um plano axial de outro exemplo de forma de realização de um elemento da invenção equipando a instalação objeto da invenção; - A Figura 8 é um diagrama de blocos de um sistema que compreende a instalação objeto da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0032] Um tubo flexível (2) para o transporte de um fluido de petróleo e/ ou de gás em um ambiente subaquático é, por exemplo, representado na Figura 1. Um tal tubo flexível (2) é particularmente descrito em documentos normativos API RP 17B, 5a Edição, publicado em maio de 20 14 e API 17J, 4a Edição, publicado em maio de 2014 pelo American Petroleum Institute.

[0033] O tubo flexível (2) se estende, por exemplo, entre uma instalação de fundo e uma instalação de superfície, entre duas instalações de fundo ou entre duas instalações de superfície. A instalação de fundo é, por exemplo, um coletor (conhecido como “manifold” em inglês). A instalação de superfície pode ser uma unidade flutuante de armazenamento e descarregamento, geralmente denominada FPSO (“Floating Production Storage and Offloading” em inglês), uma estrutura do tipo rede (“jacket” em inglês) ou uma boia de descarregamento.

[0034] O ambiente subaquático no qual o tubo flexível (2) se destina a ser instalado pode ser um lago, um mar ou um oceano. A profundidade do fundo do mar pode ser de cerca de 100 m, 1000 m, 2000 m ou até mais de 3000 m.

[0035] O tubo flexível (2) compreende tipicamente uma bainha de vedação interna (3) formando uma passagem interna selada para a circulação de fluido de petróleo e/ ou de gás. A bainha de vedação interna (3) é geralmente formada a partir de um polímero como uma poliolefina do tipo polietileno (PE), polietileno de alta densidade (HDPE) ou de uma poliamida como uma poliamida 11 (PA11) ou poliamida. 12 (PA12) ou de um fluoropolímero do tipo fluoreto de polivinilideno (PVDF). A espessura da bainha de vedação interna (3) é, por exemplo, entre 5 mm e 20 mm. Geralmente é produzida por extrusão.

[0036] Além disso, o tubo flexível (2) geralmente compreende pelo menos uma manta de blindagem de tração (5) destinada a suportar as forças de tração ligadas principalmente ao peso do tubo flexível (2). A manta de blindagem de tração (5) geralmente compreende duas camadas de blindagem de tração (6, 7) formadas por uma pluralidade de fios de blindagem enrolados em um passo longo em torno do tubo flexível (2). Por “enrolado em passo longo”, entende-se que o valor absoluto do ângulo da hélice é menor que 60° e está tipicamente entre 25° e 55°. Os fios da blindagem podem ser metálicos ou em compósitos formados a partir de fibra de carbono, a fim de reduzir o peso total do tubo flexível (2). A seção dos fios de blindagem é, por exemplo, retangular, circular ou qualquer outra seção adequada para a presente aplicação.

[0037] Para proteger a manta de blindagem de tração (5) do fenômeno da corrosão, o tubo flexível (2) pode compreender uma bainha de proteção externa (9) disposta em torno da manta de blindagem de tração (5). A bainha de proteção externa (9) geralmente compreende um material polimérico, como uma poliolefina do tipo polipropileno (PP) ou polietileno (PE), uma poliamida (PA) ou qualquer outro material adequado para a presente aplicação. A espessura da bainha de proteção externa (9) é, por exemplo, entre 5 mm e 15 mm e geralmente é produzida por extrusão.

[0038] Entre a manta de blindagem de tração (5) e a bainha de proteção externa (9), o tubo flexível (2) pode compreender um conjunto de cabos elétricos e/ ou ópticos (não mostrados), permitindo o aquecimento e o controle da temperatura do tubo flexível (2) e/ ou dos tubos para injeção de gás, água ou qualquer outro tipo de fluido. Esse tubo flexível (2) é conhecido no campo da presente invenção sob a sigla IPB (“Integrated Production Bundle” em inglês).

[0039] Além disso, o tubo flexível (2) compreende pelo menos uma estrutura de reforço (8), permitindo absorver as forças radiais exercidas no tubo flexível (2). O tubo flexível (2) mostrado na Figura 1 compreende, por exemplo, duas estruturas de reforço (8). A estrutura de reforço (8) é um elemento tubular flexível disposto coaxialmente em torno e/ ou dentro da bainha de vedação interna (3).

[0040] Referindo-se às Figuras 2 e 3, a estrutura de reforço (8) compreende um perfil principal (8a) enrolado em passo curto, ou seja, em que o valor absoluto do ângulo da hélice é próximo a 90°, geralmente entre 75° e 90°. Cada volta do perfil principal (8a) é agrafada a uma volta adjacente, permitindo absorver as forças radiais exercidas no tubo flexível (2). O perfil principal (8a) é geralmente metálico e tem uma espessura geralmente entre 1 mm e 6 mm e, em particular, entre 1,5 mm e 4 mm.

[0041] Após a agrafagem, as voltas do perfil principal (8a) definem uma folga (80), possibilitando garantir a flexibilidade do tubo flexível (2). Essa folga é parcial ou completamente fechada por um perfil adicional (8b). O perfil adicional (8b) é geralmente metálico e tem um perfil em forma de S ou T inserível no nível do espaço (80) do perfil principal (8a).

[0042] A espessura do perfil principal (8a) é geralmente igual ou superior à espessura do perfil adicional (8b). Por exemplo, o perfil adicional (8b) tem uma espessura entre 0,5 mm e 5 mm e mais particularmente entre 0,8 mm e 1,5 mm.

[0043] A Figura 2 mostra um primeiro exemplo de uma estrutura de reforço (8). De acordo com este primeiro exemplo, a estrutura de reforço (8) é disposta no interior da bainha de vedação interna (3) e, portanto, constitui a camada mais interna do tubo flexível (2). A estrutura de reforço (8) deve então entrar em contato com o fluido de petróleo e/ ou de gás. Uma tal estrutura de reforço (8) é conhecida no campo da presente invenção sob o termo carcaça ou carcaça interna. O tubo flexível (2) é submetido a uma pressão externa muito alta quando imerso em grande profundidade, por exemplo, cerca de 250 bar a 2500 m de profundidade, o que pode levar a riscos de colapso (“collapse” em inglês) do tubo flexível (2). Além disso, a bainha de vedação interna (3) e a bainha externa de proteção (9) forma um espaço anelar no qual as partículas finas de gás contidas no fluido de petróleo e/ ou de gás tendem a migrar através do bainha de vedação interna (3). Durante uma possível despressurização repentina do tubo flexível (2) (“shut down” em inglês), os gases são retidos no espaço anelar causando um aumento na pressão dentro do referido espaço anelar. Essa pressão pode, em certos casos, se tornar maior que a pressão dentro do tubo flexível (2) e levar ao colapso da bainha de vedação interna (3). Para limitar esses riscos de colapso, a estrutura de reforço (8) é disposta no interior do tubo flexível.

[0044] De acordo com este primeiro exemplo e com referência à Figura 2, o perfil principal (8a) possui um perfil em forma de S. Após a agrafagem, as voltas definem uma folga (80) que se abre radialmente para o interior a partir do tubo flexível (2) dando uma aparência rugosa à superfície interna do tubo flexível (2). Este último é, assim, chamado de passagem não lisa (“rough bore” em inglês). Quando o tubo flexível (2) está em serviço, a folga (80) tende a perturbar o fluxo de fluido de petróleo e/ ou de gás, em particular criando diferenciais de pressão. Em seguida, observamos fenômenos vibracionais, ou mesmo, quando é atingida uma ressonância, fenômenos de pulsação induzidos pela circulação do fluido (denominada “flow induced pulsation” em inglês). Esses fenômenos tendem a acelerar a fadiga dos equipamentos relacionados e, mais particularmente, dos meios de conexão (soldagem, flange, etc.).

[0045] A fim de reduzir ou mesmo superar esses fenômenos vibracionais, o perfil adicional (8b) é disposto dentro da folga (80). A Figura 2 representa, por exemplo, o perfil adicional (8b), que tem uma seção em forma de T, em particular, a seção do perfil adicional (8b) define um ramo central que se estende radialmente dentro da folga (80) e duas extremidades livres estendendo-se ao longo do perfil principal (8a).

[0046] Além disso, uma ranhura (não mostrada) pode ser fornecida na superfície interna e/ ou externa do perfil adicional (8b). A ranhura se estende, por exemplo, da folga (80) formada pelo perfil principal (8a) até a extremidade livre do perfil adicional (8b). Essa ranhura facilita o fluxo de fluido de petróleo e/ ou de gás entre a folga (80) e a passagem interna do tubo flexível (2). Pode em particular ser feita referência ao pedido de patente WO 2015121424 em que uma tal ranhura é por exemplo descrita.

[0047] A Figura 3 mostra uma segunda forma de realização da estrutura de reforço (8). Este segundo exemplo pode ser tomado em combinação com a primeira forma de realização da estrutura de reforço (8), o tubo flexível (2) compreende então duas estruturas de reforço (8) ou, como alternativa à primeira forma de realização, o tubo flexível (2) compreende então uma estrutura de reforço (8) de acordo com o segundo exemplo. Diz-se que esse tubo flexível (2) possui uma passagem lisa (“smooth bore” em inglês).

[0048] De acordo com este segundo exemplo, a estrutura de reforço (8) está disposta em torno da bainha de vedação interna (3) e, mais particularmente, entre a bainha de vedação interna (3) e a manta de blindagem de tração (5). O tubo flexível (2) é sujeito a uma pressão interna ligada à circulação do fluido de petróleo e/ ou de gás que pode atingir 200 bar ou mais, o que pode levar à ruptura do tubo flexível (2). Para limitar ou mesmo superar esses riscos de ruptura do tubo flexível (2), a estrutura de reforço (8) é disposta em torno da bainha de vedação interna (3).

[0049] De acordo com este segundo exemplo de forma de realização e com referência à Figura 3, o perfil principal (8a) tem uma seção transversal de geometria complexa formada por exemplo por três partes principais. A primeira parte está na forma de uma caixa trapezoidal a partir da qual a segunda parte do perfil principal (8a) se estende e forma um arco de círculo, cujo ápice é orientado para o exterior do tubo flexível (2). A terceira parte forma uma superfície de suporte de seção constante sobre a qual é enrolada uma primeira parte de uma volta adjacente e a extremidade da qual se estende radialmente para dentro do arco de referida espira adjacente. Isso possibilita formar o agrafagem do perfil principal (8a).

[0050] O espaço interno do arco formado pela segunda parte do perfil principal (8a) forma a folga (80) que se abre radialmente sobre a bainha de vedação interna (3). Sob o efeito da pressão interna, a bainha de vedação interna (3) pode fluir dentro da folga (80), causando riscos de danos à bainha de vedação interna (3). A folga (80) é, portanto, preenchida parcialmente ou mesmo totalmente pelo perfil adicional (8b).

[0051] Mais particularmente, a seção do perfil adicional (8b) define um ramo central que se estende radialmente dentro da folga (80) e duas extremidades livres se estendem respectivamente ao longo de uma parte da terceira parte de uma volta do perfil principal (8a) e parte da terceira parte de uma volta adjacente do perfil principal (8a). Mais particularmente, o ramo central do perfil adicional (8b) coexiste dentro da folga (80) com a extremidade da terceira parte do perfil principal (8a).

[0052] Em uma forma de realização específica, a estrutura de reforço (8) pode compreender um reforço mecânico inserido nas voltas do perfil principal (8a) a fim de melhorar a resistência às forças radiais exercidas no tubo flexível (2). De fato, esse reforço mecânico permite limitar a deformação das voltas do perfil principal (8a) sob o efeito da pressão.

[0053] A fabricação dessa estrutura de reforço (8) é realizada em várias etapas por uma instalação (1) de acordo com a invenção mostrada, por exemplo, nas Figuras 4 e 5. O perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b) são perfilados, respectivamente, a partir de uma lâmina principal (81a) e uma lâmina adicional (81b), respectivamente, dentro de uma segunda seção de perfilagem (11) e de uma segunda seção de perfilagem (12) dispostos na mesma plataforma (10) da instalação (1). Os meios de enrolamento, em seguida, permitem enrolar o perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b) para formar uma estrutura tubular que forma a estrutura de reforço (8).

[0054] Os diferentes elementos da instalação (1) podem ser dispostos sobre a plataforma (10) e, em particular, a primeira seção de perfilagem (11) e a segunda seção de perfilagem (12). Comparado às instalações para as quais esses elementos estão dispostos fora da plataforma (10) nos locais de produção, a plataforma (10) permite reunir os diferentes elementos da instalação (1) e, assim, reduzir seu volume nesses referidos locais de produção.

[0055] O comprimento da estrutura de reforço (8) pode estar da ordem de várias dezenas de metros a várias centenas de metros. Além disso, o tubo flexível (2) equipado com a estrutura de reforço (8) é geralmente destinado a ser enrolado em bobinas de armazenamento após sua fabricação. Para permitir esse armazenamento, o tubo flexível (2) equipado com a estrutura de reforço (8) é geralmente travado em rotação em torno do seu eixo longitudinal. Assim, para fabricar esses comprimentos de estrutura de reforço (8) continuamente, a plataforma (10) é vantajosamente móvel em rotação. A velocidade de rotação da plataforma (10) está geralmente entre algumas rpm, como 5 rpm ou 10 rpm e 60 rpm. Além disso, de preferência, a instalação também compreende um meio de acionar a rotação da plataforma, por exemplo, um motor elétrico. No que diz respeito à geometria da plataforma (10), esta pode ter qualquer forma adequada para a presente invenção, por exemplo poligonal ou circular. Em relação à inércia, ainda será preferida uma plataforma (10) de forma substancialmente circular. Assim, como mostrado nas Figuras 4 e 5, a plataforma (10) é, por exemplo, circular com o centro A e é, por exemplo, feita de aço.

[0056] Além disso, a instalação (1) de acordo com a invenção pode compreender um carretel principal (25a) da lâmina principal (81a) e um carretel secundário (25b) da lâmina adicional (81b). O carretel principal (25a) torna possível fornecer a lâmina principal (81a) para a primeira seção de perfilagem (11) disposto sobre a plataforma (10) a jusante do referido carretel principal (25a). Para simplificação, apenas o carretel principal (25a) em conexão com a lâmina principal (81a) será detalhado na descrição a seguir. No entanto, isso se aplica ao carretel secundário (25b) em conexão com a lâmina adicional (81b).

[0057] O carretel principal (25a) pode ser disposto a montante da plataforma (10) ou diretamente sobre a plataforma (10) e, mais particularmente, na face frontal da plataforma (10), como mostrado, por exemplo, nas Figuras 4 e 5. O carretel principal (25a) é notavelmente montado livre para girar em um eixo fixo sobre a plataforma (10). O desenrolamento da lâmina principal (81a) é travado por um elemento de atrito que pode, por exemplo, ser um patim disposto sobre o eixo e em contato com o carretel principal (25a) ou disposto sobre o carretel principal (25a) e em contato com o eixo. O carretel principal (25a) pode, por exemplo, ser composto de um corpo substancialmente circular em torno do qual a lâmina principal (81a) pode ser enrolada.

[0058] Entre o carretel principal (25a) e a primeira seção de perfilagem (11), a lâmina principal (81a) pode definir uma linha curva. Por linha curva, entende-se que pelo menos três pontos consecutivos passando através da referida linha não estão alinhados ao longo de uma linha reta. A instalação (1) pode então compreender elementos de guia (26) dispostos sobre a plataforma (10) ao longo da lâmina principal (81a), entre o carretel principal (25a) e a primeira seção de perfilagem (11) como mostrado em particular na Figura 5. Os elementos de guia (26) podem ser, por exemplo, cilindros ou qualquer outro elemento possibilitando guiar a lâmina principal (81a) em direção à primeira seção de perfilagem (11). Os elementos de guia (26) podem, por exemplo, ser dois, três, quatro ou até mais, dependendo da distância e da curvatura da lâmina principal (81a). A lâmina principal (81a) é assim guiada em direção à primeira seção de perfilagem (11) no qual é perfilado em um perfil como definido anteriormente.

[0059] O primeira seção de perfilagem (11) compreende pelo menos uma cabeça de perfilagem principal (13) configurada para receber a lâmina principal (81a). A cabeça de perfilagem principal (13) é formada por um par de cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) capazes de dobrar a lâmina principal (81a). A circunferência dos cilindros principais superior e inferior (13a, 13b) define uma série de vértices e cavidades, possibilitando formar um relevo ao longo do qual a lâmina principal (81a) é perfilada. O diâmetro médio dos cilindros principais (13a, 13b) está, por exemplo, entre 40 mm e 200 mm. Esse diâmetro médio pode variar dependendo das cabeças de perfilagem principais (13). O diâmetro médio de um cilindro é entendido como a média dos valores obtidos entre os vértices e as cavidades do referido cilindro.

[0060] Mais particularmente, o par de cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) forma uma primeira passagem (15) na qual a lâmina principal (81a) é inserida. Durante a passagem da lâmina principal (81a) dentro da primeira passagem (15), o par de cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) dobra a lâmina principal (81a) seguido de relevo formado pelo par de cilindros principais inferior e superior (13a, 13b). A dobragem é geralmente realizada de maneira progressiva. De fato, como mostrado a título de exemplo nas Figuras 4 e 5, a primeira seção de perfilagem (11) pode compreender uma pluralidade de cabeças de perfilagem principais (13) dispostas em série. O número de cabeças de perfilagem é geralmente escolhido de acordo com a complexidade do perfil, de acordo com o qual a lâmina principal (81a) se destina a ser perfilada e sua espessura antes e após o perfil. Por exemplo, a primeira seção de perfilagem (11) pode compreender duas, três, quatro, cinco ou seis cabeças de perfilagem principais (13) ou até mais, cada uma das cabeças compreendendo um par de cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) definindo um relevo no qual a lâmina principal (81a) é dobrada sucessivamente até que a seção do perfil principal (8a) definida acima seja obtida. No contexto da presente invenção, a primeira seção de perfilagem (11) geralmente compreende entre seis a dez cabeças de perfilagem principais (13).

[0061] Como representado em detalhes na Figura 6, os cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) são respectivamente montados em um veio inferior (17a) e superior (17b). Estes últimos são preferencialmente montados de maneira removível em uma armação integral da plataforma (10). Os veios inferior (17a) e superior (17b) são, portanto, mais facilmente intercambiáveis, o que facilita a manutenção da instalação (1) em caso de desgaste, por exemplo. Durante a passagem da lâmina principal (81a) dentro da primeira passagem (15), forças radiais são exercidas nos veios inferior (17a) e superior (17b) que tendem a separá-los um do outro. Assim, para manter uma distância constante entre os veios inferior (17a) e superior (17b) durante a passagem da lâmina principal (81a), os vidros inferior (18a) e superior (18b) são dispostos respectivamente na extremidade dos veios inferior (17a) e superior (17b) opostos às extremidades fixadas sobre a armação. Os vidros inferior (18a) e superior (18b) são montados, por exemplo, sobre um mancal e conectados um ao outro por meio de parafusos cujo nível de aperto torna possível ajustar a distância entre os referidos vidros inferiores (18a) e superiores (18b). Além disso, os veios inferior (17a) e superior (17b) compreendem meios para travar em translação (21) os cilindros principais inferior e superior (13a, 13b). Por exemplo, um conjunto de arruela e porca (21a, 21b) é parafusado em uma extremidade roscada dos veios inferior (17a) e superior (17b). Em frente à extremidade rosqueada, os veios inferior (17a) e superior (17b) podem ter um ressalto (21c) no qual os cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) se encostam.

[0062] Além disso, e como será visto em mais detalhes na descrição a seguir, o veio inferior (17a) e/ ou o veio superior (17b) e, portanto, o cilindro principal inferior e/ ou superior (13a, 13b) de uma ou mais cabeças principais de perfil (13) são giradas. O ou os cilindros principais inferiores ou superiores (13a, 13b) eventualmente não acionados são montados para girar livremente. Assim, e com referência à Figura 6, o cilindro principal inferior e/ ou superior (13a, 13b) acionado em rotação geralmente compreende uma parada de rotação (19) no veio inferior (17a) e/ ou superior (17b). Por exemplo, uma ranhura pode ser fornecida no veio inferior (17a) e/ ou superior (17b) e no cilindro principal inferior e/ ou superior (13a, 13b) acionados em rotação. Nesta ranhura, pode ser alojada uma cavilha destinada a bloquear respectivamente em rotação no veio inferior (17a) e/ ou superior (17b) o cilindro principal inferior e/ ou superior (13a, 13b). De acordo com a invenção, certos cilindros principais inferiores e/ ou superiores (13a, 13b) possivelmente não são acionados (não mostrados). Estes últimos são geralmente montados em mancais, que podem ser rolamentos cilíndricos do tipo sinterizado ou autolubrificante ou rolamentos do tipo rolamento de esfera ou rolamento de agulhas ou qualquer outro tipo de rolamento bem conhecido dos técnicos no assunto.

[0063] Assim, de acordo com a invenção, a instalação (1) compreende um dispositivo de acionamento (não mostrado) da cabeça de perfilagem principal (13). Mais particularmente, o dispositivo de acionamento compreende um motor destinado a acionar em rotação pelo menos um veio inferior (17a) e/ ou superior (17b) em relação à plataforma (10) e, portanto, pelo menos um cilindro principal inferior e/ ou superior (13a, 13b).

[0064] Uma ou mais ou todas as cabeças de perfilagem principais (13) podem ser acopladas ao dispositivo de acionamento. O dispositivo de acionamento pode compreender um ou vários motores destinados a acionar uma pluralidade de eixos inferiores (17a) e/ ou eixos superiores (17b). Os eixos inferior (17a) e/ ou superior (17b) e, portanto, os cilindros principais inferior e/ ou superior (13a, 13b) podem ser acionados com uma velocidade de rotação semelhante ou variável.

[0065] O motor é geralmente elétrico. O motor elétrico pode ser do tipo assíncrono conectado a um variador de velocidade, possibilitando regular a velocidade de rotação. O motor também pode ser um motor hidráulico, pneumático ou qualquer outro atuador bem conhecido dos técnicos no assunto.

[0066] Além disso, o dispositivo de acionamento pode compreender um mecanismo de transmissão de movimento. Este último compreende, por exemplo, um conjunto de correia ou uma seção de engrenagem simples ou planetário no qual o diâmetro das rodas dentadas é escolhido em função da velocidade de rotação a ser transmitida ao veio inferior (17a) e/ ou superior (17b). Em outro exemplo de forma de realização, o mecanismo de transmissão de movimento pode compreender um eixo de transmissão conectado a uma junta universal. O mecanismo de transmissão não se limita a estes exemplos particulares e pode ser composto de outros sistemas bem conhecidos dos técnicos no assunto.

[0067] Assim, de acordo com a invenção, os cilindros principais inferiores e/ ou superiores (13a, 13b) acionados pelo dispositivo de acionamento acionam a lâmina principal (81a) dentro da primeira passagem (15) e dobram- na. A lâmina principal (81a) fica geralmente em tração a montante da primeira seção de perfilagem (11) e a jusante, o perfil principal (8a) é empurrado.

[0068] Além disso, no que diz respeito à segunda seção de perfilagem (12), este último compreende pelo menos uma cabeça de perfilagem adicional (14) configurada para receber a lâmina adicional (81b). A cabeça de perfilagem adicional (14) compreende um par de cilindros inferior e superior adicionais (14a, 14b) capazes de dobrar a lâmina adicional (81b). O par de cilindros inferior e superior adicionais (14a, 14b) forma uma segunda passagem (16) na qual a lâmina adicional (81b) é inserida. Referência é feita à descrição da primeira seção de perfilagem (11) com respeito à composição, à disposição e às características da cabeça de perfilagem adicional (14) e dos cilindros adicionais inferior e superior (14a, 14b). Somente as diferenças são detalhadas abaixo.

[0069] A lâmina adicional (81b) geralmente tem uma espessura (e2) menor ou igual à espessura (e1) da lâmina principal (81a). Por exemplo, a lâmina principal (81a) tem uma espessura (e1) entre 1 mm e 6 mm e a lâmina adicional (81b) tem uma espessura (2) entre 0,5 mm e 5 mm. Além disso, geralmente, a seção do perfil adicional (8b) é menos complexa do que a seção do perfil principal (8a). Assim, a segunda seção de perfilagem (12) geralmente compreende menos cabeças de perfilagem adicionais (14) do que a primeira seção de perfilagem (11).

[0070] Além disso, o par de cilindros inferior e superior adicionais (14a, 14b) é capaz de dobrar a lâmina adicional (81b) em uma seção em forma de S ou T. O par ou os pares de cilindros inferiores e superiores adicionais (14a, 14b) da referida ou de todas as referidas cabeças de perfilagem adicionais (14) são montados para girar livremente em relação à plataforma (10). Quando a segunda seção de perfilagem (12) compreende várias cabeças de perfilagem adicionais (14), então, de acordo com a invenção, entende-se que o conjunto dos pares de cilindros adicionais (14a, 14b) do conjunto das cabeças de perfis adicionais (14) são montados para girar livremente em relação à plataforma (10). Como os cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) não acionados em rotação, os cilindros adicionais (14a, 14b) são montados sobre rolamentos (20), como descritos acima.

[0071] Assim, de acordo com a invenção, a lâmina adicional (81b) é acionada dentro da segunda passagem (16) principalmente por atrito entre o perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b) a jusante da primeira seção de perfilagem (11) e da segunda seção de perfilagem (12). Esta operação é ainda mais facilitada, pois a espessura do perfil adicional (8b) é menor que a espessura do perfil principal (8a). Assim, o perfil adicional (8b) está em tração a jusante do primeiro e segundo trens de perfilagem (11, 12). Isso também possibilita manter a integridade do perfil principal (8a), em particular no que diz respeito aos riscos de flambagem, mas também os riscos de deformação plástica que podem levar a trincas no perfil principal (8a) na saída da primeira seção de perfilagem (11) são reduzidos.

[0072] Como mostrado na Figura 4, a primeira e a segunda seções de perfilagem (11, 12) são dispostos respectivamente sobre a plataforma (10). Para facilitar a montagem do perfil principal (8a) com o perfil adicional (8b), a segunda seção de perfilagem (12) está localizada vantajosamente mais próximo do centro (A) da plataforma (10) do que a primeira seção de perfilagem (11). Ainda mais vantajosamente, a segunda seção de perfilagem (12) está disposta mais próximo do centro (A) da plataforma (10) do que a primeira seção de perfilagem (11) com um deslocamento angular, sendo este último vantajosamente entre 20° e 45°. Entende-se que o deslocamento angular representa o ângulo formado pela interseção das linhas que passam respectivamente pela primeira passagem (15) e pela segunda passagem (16).

[0073] De acordo com outro exemplo (não mostrado), a primeira e a segunda seções de perfilagem (11, 12) estão dispostas em paralelo. O eixo dos veios inferior (17a) e superior (17b) nos quais os cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) são montados respectivamente e os cilindros adicionais inferior e superior (14a, 14b) são paralelos e montados de maneira removível em uma armação comum integral com a plataforma (10).

[0074] De acordo com ainda outro exemplo de forma de realização mostrada nas Figuras 5 e 7, na qual a primeira e a segunda seções de perfilagem (11, 12) também estão dispostas em paralelo, pelo menos um dos cilindros inferiores ou superiores adicionais (14a, 14b) está disposto respectivamente no eixo de pelo menos um dos cilindros principais inferior ou superior (13a, 13b). Assim, os cilindros inferior ou superior principais (13a, 13b) são respectivamente dispostos sobre o mesmo veio inferior (17a) ou superior (17b) que os cilindros inferiores ou superiores adicionais (14a, 14b). Como descrito acima, os veios inferiores (17a) e superiores (17b) têm meios para travar na translação (21) os cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) e os cilindros inferiores e superiores adicionais (14a, 14b). Por exemplo, um conjunto de arruela e porca (21a, 21b) é disposto em uma extremidade rosqueada dos veios inferior (17a) e superior (17b). Em frente à extremidade rosqueada, os veios inferior (17a) e superior (17b) incluem um ressalto (21c) no qual os cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) ou os cilindros adicionais inferior e superior (14a, 14b) podem vir a parar. Além disso, um espaçador (21d) pode ser disposto respectivamente entre o cilindro principal inferior (13a) e o cilindro adicional inferior (14a). Um espaçador (21d) também é disposto entre o cilindro principal superior (13b) e o cilindro adicional superior (14b). Além disso, os vidros inferior (18a) e superior (18b) estão dispostos respectivamente na extremidade roscada dos veios inferior (17a) e superior (17b) opostos às extremidades fixadas sobre a armação. Esta forma de realização particular permite simplificar a montagem da segunda seção de perfilagem (12), em que os cilindros inferior e superior (14a, 14b) podem ser dispostos diretamente sobre os veios inferior (17a) e superior (17b) da primeira seção de perfilagem (11).

[0075] Além disso, a jusante da primeira e da segunda seções de perfilagem (11, 12), o perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b) são dobrados e enrolados nas proximidades do centro A da plataforma (10) de acordo com uma estrutura tubular flexível formando a estrutura de reforço (8). Assim, a instalação (1) compreende um meio de enrolar o perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b).

[0076] O dispositivo de enrolamento compreende vantajosamente um elemento de suporte (23) destinado a suportar o perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b). De fato, o enrolamento e flexão do perfil principal (8a) e do perfil adicional (8b) para formar uma estrutura tubular causa forças radiais significativas que podem esmagar a estrutura de reforço (8) durante a formação. O elemento de suporte (23) forma assim uma estrutura de suporte mecânica na qual forças radiais significativas podem ser exercidas sem danificar a estrutura de reforço (8) que é formada durante a flexão e o enrolamento do perfil principal (8a) e do perfil adicional (8b). O elemento de suporte (23) é formado por uma estrutura cilíndrica que se estende coaxialmente projetando-se a partir da plataforma (10).

[0077] De acordo com um primeiro exemplo, o elemento de suporte (23) compreende, por exemplo, um mandril. Este exemplo é particularmente vantajoso quando a estrutura de reforço (8) constitui a camada mais interna do tubo flexível (2), como a carcaça. O mandril é geralmente feito de aço. O mandril possui uma seção substancialmente cilíndrica com uma extremidade cônica e um diâmetro medido ao longo da maior base, por exemplo, entre 25 mm e 635 mm. De preferência, um dispositivo de acionamento torna possível girar o mandril ao redor do eixo (A-A’). A velocidade de rotação do mandril é preferencialmente pelo menos quarenta vezes menor que a velocidade de rotação da plataforma (10). A rotação do mandril é geralmente oposta em relação à plataforma (10), a qual tende a aumentar localmente o diâmetro da estrutura de reforço (8) e a permitir sua liberação a partir do mandril sem obstrução. Além disso, as velocidades de rotação do mandril, da plataforma (10) e dos cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) podem ser tais que o perfil principal (8a) está em tensão a jusante da primeira e da segunda seções de perfilagem (11, 12). Assim, a invenção também se aplica a uma forma de realização particular da invenção na qual o perfil principal (8a) perfilado é submetido a uma tensão de tração a jusante da primeira seção de perfilagem (11).

[0078] Um elemento de lubrificação do mandril para fornecer um fluido lubrificante sobre a superfície externa do mandril em contato com a estrutura de reforço (8) também pode ser fornecido a fim de reduzir o coeficiente de atrito entre a superfície externa do mandril e o perfil adicional (8b). O elemento de lubrificação é, por exemplo, composto por uma pluralidade de orifícios de injeção dispostos no mandril e distribuídos ao longo do comprimento do mandril, permitindo a passagem do fluido de lubrificação sobre a superfície externa do mandril. O fluido de lubrificação é por exemplo um fluido de hidrocarboneto. O coeficiente de atrito entre a superfície externa do mandril e a estrutura de reforço é, por exemplo, menor que 0,1 após a lubrificação da superfície externa do mandril. Complementarmente ou como alternativa ao elemento de lubrificação, o mandril também pode compreender um revestimento de superfície que também permite reduzir o coeficiente de atrito entre a superfície externa do mandril e o perfil adicional (8b). Por exemplo, o revestimento da superfície é formado por uma camada de cromo.

[0079] De acordo com um segundo exemplo particularmente vantajoso, em particular quando a estrutura de reforço (8) é disposta em torno da bainha de vedação interna (3), como uma abóbada de pressão, o elemento de suporte (23) é formado pela bainha de vedação interna (3) e pela carcaça do tubo flexível (2). De fato, a carcaça do tubo flexível (2) tem uma resistência às forças radiais, o que permite dispensar uma estrutura de suporte adicional para a fabricação da abóbada de pressão. De acordo com este exemplo, o elemento de suporte (23) também compreende uma pluralidade de cilindros dispostos em torno do centro da plataforma (10) formando uma pluralidade de pontos de suporte sobre os quais o perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b) são dobrados para formar a estrutura de reforço (8). Geralmente, pelo menos dois cilindros diametralmente opostos estão dispostos ao redor do centro da plataforma (10).

[0080] Além disso, em torno do elemento de suporte (23), o dispositivo de enrolamento compreende vantajosamente uma pluralidade de elementos de revestimento (24), possibilitando facilitar a montagem do perfil principal (8a) com o perfil adicional (8b) mantendo-os e curvando-se sobre o elemento de suporte (23). Em um exemplo particular de uma forma de realização da invenção, os meios de enrolamento compreendem quatro elementos de revestimento (23) distribuídos ao redor do elemento de suporte (23). Os quatro elementos de revestimento (23) podem, por exemplo, ser distribuídos regularmente em torno do elemento de suporte (23) com um intervalo angular entre 50° e 70° e, mais particularmente, com um intervalo angular entre 60° e 70°. Os elementos de revestimento (24) são, por exemplo, cilindros capazes de plaquear e possivelmente dobrar o perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b) montados. Vantajosamente, os elementos de revestimento (24) são montados para girar livremente.

[0081] Os elementos de guia (26) do tipo descrito acima também podem ser dispostos entre a primeira seção de perfilagem (11) e o elemento de suporte (23) e/ ou a segunda seção de perfilagem (12) e o elemento de suporte (23) para trazer o perfil principal (8a) e/ ou o perfil adicional (8b) tangencialmente ao mandril.

[0082] A instalação (1) também pode compreender uma ou mais seções de perfilagem adicionais (não mostrados), possibilitando o perfilar uma ou mais lâminas adicionais.

[0083] Além disso, a instalação (1) pode ser integrada a um sistema (100) para fabricar o tubo flexível (2). Com referência à Figura 8, o sistema (100) compreende, além da instalação (1) descrita anteriormente, um dispositivo (101) para fabricar a bainha de vedação interna (3) disposta a montante ou a jusante da referida instalação (1).

[0084] O dispositivo (101) para fabricar a bainha de vedação interna (3) é, por exemplo, uma linha de extrusão disposta a jusante da instalação (1) quando a estrutura de reforço (8) está disposta no interior da bainha de vedação interna (3), como uma carcaça ou a montante da instalação (1), quando a estrutura de reforço (8) estiver disposta em torno da bainha de vedação interna (3), como uma abóbada pressão. A linha de extrusão compreende uma extrusora que permite formar a bainha de vedação interna (3), um elemento de resfriamento que permite a polimerização da bainha de vedação interna (3) e um elemento de tração que permite a translação do tubo flexível (2) para um possível próximo dispositivo. Como exemplo, pode ser feita referência ao pedido de patente WO 2009141538, no qual é descrita uma extrusora adaptada à presente invenção.

[0085] Além disso, a jusante da instalação (1) e da linha de extrusão, o sistema (100) pode compreender um dispositivo (102) para fabricar a manta de blindagem de tração (5).

[0086] O dispositivo (102) para fabricar a manta de blindagem de tração (5) compreende várias bobinas de fios de armadura de tração, alimentando, por exemplo, duas cabeças de tração, cada uma formando as camadas da armadura de tração (6, 7). Em particular, pode ser feita referência ao pedido de patente WO 2010012897, no qual esse dispositivo (102) é por exemplo descrito.

[0087] Vantajosamente, o sistema (100) também pode compreender um dispositivo (103) para fabricar a bainha de proteção externa (9) disposta a jusante do dispositivo (102) para fabricar a manta de armadura de tração (5). O dispositivo (103) para fabricar a bainha de proteção externa (9) é, por exemplo, uma extrusora, semelhante ao dispositivo (101) para fabricar a bainha de vedação interna (3).

[0088] O sistema (100) também pode compreender um dispositivo (104) para armazenar o tubo flexível (2). Por exemplo, o dispositivo (104) para armazenar o tubo flexível (2) é formado por uma bobina na qual o tubo flexível (2) pode ser enrolado.

[0089] O sistema (100) pode compreender, além dos dispositivos acima mencionados, dispositivos adicionais para fabricação e/ ou aplicação de camadas intermediárias, como fitas antidesgaste, isolamento térmico ou reforço mecânico, ou qualquer outro tipo de camada que possa compor a tubo flexível (2). Além disso, o sistema (100) pode compreender um dispositivo adicional para a colocação de cabos elétricos e/ ou ópticos e/ ou tubos seguindo uma configuração S-Z do tipo descrito no pedido de patente WO 2014/ 091100 ou em uma configuração helicoidal.

[0090] Um método para implementar a instalação (1) para fabricar a estrutura de reforço (8) do tubo flexível (2) será agora descrito.

[0091] Em uma possível etapa de preparação da primeira e da segunda seções de perfilagem (11, 12), os cilindros principais (13a, 13b) e os cilindros adicionais (14a, 14b) são selecionados, possibilitando dobrar a lâmina principal (81a) e a lâmina adicional (81b) seguindo as seções tais como definidas acima. Os referidos cilindros principais (13a, 13b) e adicionais (14a, 14b) são então montados nos respectivos veios inferiores (17a) e superiores (17b). Quando os cilindros principais (13a, 13b) e adicionais (14a, 14b) compartilham os mesmos veios (17a, 17b), vantajosamente, os cilindros adicionais (14a, 14b) são montados nos veios (17a, 17b) após a montagem dos cilindros principal (13a, 13b). Os cilindros adicionais (14a, 14b) estão vantajosamente mais distantes da plataforma (10) do que os cilindros principais (13a, 13b), o que facilita o perfil da lâmina principal (81a) e da lâmina adicional (81b).

[0092] Em uma etapa (a), a primeira seção de perfilagem (11) da lâmina principal (81a) é disposto na plataforma (10). A primeira seção de perfilagem (11) compreende a cabeça de perfilagem principal (13) composta pelos cilindros principais (13a, 13b), possibilitando dobrar a lâmina principal (81a). Além disso, o dispositivo de acionamento é vantajosamente acoplado à cabeça de perfilagem principal (13) para acionar os veios inferiores (17a) e/ ou superiores (17b) e, portanto, os cilindros principais inferiores e/ ou superiores (13a, 13b) em rotação durante o próxima etapa (c).

[0093] Em uma segunda etapa (b), a segunda seção de perfilagem (12) da lâmina adicional (81b) compreendendo a cabeça de perfilagem adicional (14) é disposto na plataforma (10). Os cilindros adicionais (14a, 14b) possibilitam dobrar a lâmina adicional (81b) e formar a cabeça de perfilagem adicional (14) sendo montada livre para girar.

[0094] Na forma de realização de acordo com a qual pelo menos um dos cilindros inferiores ou superiores adicionais (14a, 14b) é dispostorespectivamente no eixo de pelo menos um dos cilindros principais inferiores ou superiores (13a, 13b), então entende-se que as etapas (a) e (b) podem ser realizadas simultaneamente. De fato, assim que os cilindros adicionais inferior e superior (14a, 14b) compartilham o mesmo veio inferior e superior (17a, 17b), respectivamente, como os cilindros inferior e superior principais (13a, 13b), então estes últimos podem ser pré-instalados em ditos veios, a instalação da primeira seção de perfilagem (11), implicando assim na instalação da segunda seção de perfilagem (12).

[0095] Vantajosamente, é realizada uma etapa (b’) em que é realizada a alimentação da lâmina principal (81a) e adicional (81b). Durante esta etapa, pelo menos uma bobina de lâmina principal (81a) e pelo menos uma bobina de lâmina adicional (81b) são carregadas respectivamente no cilindro principal (25a) e no cilindro secundário (25b). A lâmina principal (81a) e a lâmina adicional (81b) são então respectivamente inseridas dentro da primeira passagem (15) formada pelos cilindros principais (13a, 13b) e da segunda passagem (16) formada pelos cilindros adicionais (14a, 14b).

[0096] Então, em uma terceira etapa (c), a cabeça de perfilagem principal (13) é acionada. De fato, durante a etapa (c), o dispositivo de acionamento é colocado em serviço por meio de um painel de controle, por exemplo, fazendo com que o veio inferior (17a) e/ ou o veio superior (17b) gire e portanto, os cilindros principais inferiores e/ ou superiores (13a, 13b). O acionamento rotativo dos referidos cilindros principais inferiores e/ ou superiores (13a, 13b) aciona a lâmina principal (81a) através da primeira passagem (15). No que diz respeito à lâmina adicional (81b), o acionamento da lâmina principal (81a) e a possível rotação da plataforma (10) permitem, por atrito dos perfis principal (8a) e adicional (8b) a jusante da primeira seção de perfilagem (11) e da segunda seção de perfilagem (12), puxar a lâmina adicional (81b) através da segunda passagem (16). Uma etapa de perfilagem (d) é então realizada durante a passagem respectiva das lâminas principais (81a) e adicionais (81b) através da primeira passagem (15) e da segunda passagem (16), onde são respectivamente perfiladas pelos cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) e pelos cilindros adicionais inferior e superior (14a, 14b).

[0097] Então, durante uma etapa (e), a jusante da primeira seção de perfilagem (11) e da segunda seção de perfilagem (12), o perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b) são enrolados em torno de um meio de enrolamento em uma estrutura tubular. Mais particularmente, o perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b) são enrolados em torno do elemento de suporte (23) em um passo curto, compreendido entre 75° e 90°. A realização desta etapa (e) de dobragem é vantajosamente facilitada pelos elementos de revestimento (24) dispostos em torno do elemento de suporte (23).

Claims (12)

1. INSTALAÇÃO (1) PARA A FABRICAÇÃO DE UMA ESTRUTURA DE REFORÇO (8) de um tubo flexível (2) para transportar um fluido de petróleo e/ ou de gás em um ambiente subaquático a instalação (1) compreendendo uma plataforma (10) sobre a qual é disposto: uma primeira seção de perfilagem (11) para perfilar uma lâmina principal (81a) compreendendo pelo menos uma cabeça de perfilagem principal (13) configurada para receber a lâmina principal (81a), a pelo menos uma cabeça de perfilagem principal (13) compreendendo pelo menos um par de cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) capazes de dobrar a lâmina principal (81a) para formar um perfil principal (8a); uma segunda seção de perfilagem (12) para perfilar uma lâmina adicional (81b) que compreende pelo menos uma cabeça de perfilagem adicional (14), configurada para receber a lâmina adicional (81b), a pelo menos uma cabeça de perfilagem adicional (14) compreendendo pelo menos um par de cilindros inferior e superior adicionais (14a, 14b) capazes de dobrar a lâmina adicional (81b) para formar um perfil adicional (8b); um meio de acionamento para acionar a pelo menos uma cabeça de perfilagem principal (13); um meio de enrolamento para enrolar o perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b) a jusante da primeira seção de perfilagem (11) e da segunda seção de perfilagem (12) para formar a estrutura de reforço (8); caracterizada pelo par ou pares de cilindros inferiores e superiores adicionais (14a, 14b) da cabeça de perfilagem adicional (14) ou de todas as cabeças de perfilagem adicionais (14) serem montados livremente em rotação em relação à plataforma (10).

2. INSTALAÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela cabeça de perfilagem principal (13) estar configurada para receber uma espessura e1 da lâmina principal (81a) e em que a cabeça de perfilagem adicional (14) está configurada para receber uma espessura e2 da lâmina adicional (81b), sendo a espessura e1 igual ou superior à espessura e2.

3. INSTALAÇÃO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pelo par de cilindros inferior e superior adicionais (14a, 14b) dobrarem a lâmina adicional (81b) em uma seção transversal em forma de S ou T.

4. INSTALAÇÃO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo cilindro principal inferior e/ou superior (13a, 13b) estar respectivamente disposto no mesmo eixo que o cilindro inferior e/ou superior adicional (14a, 14b).

5. INSTALAÇÃO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pela plataforma (10) ser móvel em rotação em torno de um eixo A-A’.

6. INSTALAÇÃO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo meio de enrolamento compreender um elemento de suporte (23) destinado a suportar o perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b).

7. INSTALAÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo elemento de suporte (23) compreender um mandril móvel em torno do eixo A-A’.

8. INSTALAÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pela instalação (1) compreender um dispositivo para acionar o mandril, tornando possível acionar o mandril a uma velocidade de rotação pelo menos quarenta vezes inferior à velocidade de rotação da plataforma (10).

9. INSTALAÇÃO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizada pelo meio de enrolamento compreender uma pluralidade de elementos de revestimento (24), dispostos em torno do elemento de suporte (23).

10. INSTALAÇÃO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por compreender um carretel principal (25a) da lâmina principal (81a) e um carretel secundário (25b) da lâmina adicional (81b), os carretéis principal e secundário (25a, 25b) sendo dispostos sobre a plataforma (10) a montante da primeira e da segunda seções de perfilagem (11, 12).

11. SISTEMA (100) PARA A FABRICAÇÃO DE UM TUBO FLEXÍVEL (2), caracterizado por compreender: uma instalação (1) para a fabricação de uma estrutura de reforço (8), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 10; um dispositivo (101) para fabricar uma bainha de vedação interna (3); e um dispositivo (102) para a produção de uma manta de armadura de tração (5).

12. MÉTODO PARA IMPLEMENTAR UMA INSTALAÇÃO (1) para fabricar uma estrutura de reforço (8) de um tubo flexível (2) para transportar um fluido de petróleo e/ ou de gás em um ambiente subaquático, o método compreendendo as seguintes etapas: (a) dispor uma primeira seção de perfilagem (11) para perfilar uma lâmina principal (81a) sobre uma plataforma (10), a primeira seção de perfilagem (11) compreendendo pelo menos uma cabeça de perfilagem principal (13) compreendendo pelo menos um par de cilindros principais inferior e superior (13a, 13b) capazes de dobrar a lâmina principal (81a); (b) dispor uma segunda seção de perfilagem (12) para perfilar uma lâmina adicional (81b) sobre a plataforma (10), a segunda seção de perfilagem (12) compreendendo pelo menos uma cabeça de perfilagem adicional (14) que compreende pelo menos um par de cilindros inferiores e superiores adicionais (14a, 14b) capazes de dobrar a lâmina adicional (81b); (c) acionar a pelo menos uma cabeça de perfilagem principal (13); (d) perfilar a lâmina principal (81a) dentro da primeira seção de perfilagem (11) para formar um perfil principal (8a) e a lâmina adicional (81b) no interior da segunda seção de perfilagem (12) para formar um perfil adicional (8b); (e) enrolar o perfil principal (8a) e o perfil adicional (8b) em volta de um meio de enrolamento para formar a estrutura de reforço (8);o método sendo caracterizado por, na etapa (b), o par de cilindros inferiores e superiores adicionais (14a, 14b) ser montado para girar livremente em relação à plataforma (10).

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