BR112020007661B1 - GENERALLY CYLINDRICAL ELEMENT ADAPTED FOR IMMERSION IN A BODY OF WATER - Google Patents
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Abstract
Está descrito um elemento geralmente cilíndrico (10) que é adaptado para imersão em água. O elemento geralmente cilíndrico (10) possui uma superfície externa (11) que fica, em uso, em contato com a água. A superfície externa (11) possui pelo menos duas fileiras de formatos repetidos (20), por exemplo, hexágonos (20), fornecidos na superfície (11), onde cada fileira de formatos repetidos (20) é separada da outra ou da fileira adjacente (s) por um arranjo de ranhura (30). Cada formato (20) dentro de uma fileira é separado do formato adjacente ou de cada um deles (20) por pelo menos uma ranhura (30). Esta configuração da superfície (11) reduz vibração induzida por vórtex (VIV) e/ou arrasto que podem atuar sobre o elemento geralmente cilíndrico (10) quando ele está imerso em um corpo de água.A generally cylindrical element (10) is described which is adapted for immersion in water. The generally cylindrical element (10) has an external surface (11) that is, in use, in contact with water. The outer surface (11) has at least two rows of repeating shapes (20), for example hexagons (20), provided on the surface (11), where each row of repeating shapes (20) is separate from the other or the adjacent row. (s) by a groove arrangement (30). Each shape (20) within a row is separated from the adjacent shape or each other (20) by at least one slot (30). This surface configuration (11) reduces vortex-induced vibration (VIV) and/or drag that can act on the generally cylindrical element (10) when it is immersed in a body of water.
Description
[001] A presente invenção está relacionada a evitar Vibração Induzida por Vórtex (VIV) e reduzir arrasto que ocorrem em objetos substancialmente cilíndricos quando eles estão posicionados dentro de um corpo de água e/ou estão operando dentro de um fluxo de corrente de água, tal como em um ambiente offshore. Estes objetos cilíndricos são tipicamente: - Módulos de Flutuabilidade Distribuídos (DBM); - Flutuador para Riser de Perfuração (DRB); e - Invólucros Protetores Cilíndricos usadas tradicionalmente como cintas contra VIV e que podem ser reequipados na superfície externa de módulos DRB já instalados na água, onde o dito módulo DRB não possui no momento nenhum elemento de redução de VIV associado a ele (ou caso possua, o operador deseja substituir este módulo de redução de VIV por uma versão aperfeiçoada).[001] The present invention is related to preventing Vortex Induced Vibration (VIV) and reducing drag that occur in substantially cylindrical objects when they are positioned within a body of water and/or are operating within a flowing water current, such as in an offshore environment. These cylindrical objects are typically: - Distributed Buoyancy Modules (DBM); - Float for Drilling Riser (DRB); and - Cylindrical Protective Casings traditionally used as straps against VIV and which can be retrofitted to the external surface of DRB modules already installed in the water, where said DRB module does not currently have any VIV reduction element associated with it (or if it does, the operator wishes to replace this VIV reduction module with an improved version).
[002] Nas dinâmicas de fluido, as Vibrações Induzidas por Vórtex (VIV) são movimentos induzidos sobre os corpos que interagem com um fluxo de fluido externo, produzidos por irregularidades periódicas ou o movimento que produz estas irregularidades periódicas neste fluxo.[002] In fluid dynamics, Vortex Induced Vibrations (VIV) are movements induced on bodies that interact with an external fluid flow, produced by periodic irregularities or the movement that produces these periodic irregularities in this flow.
[003] Um exemplo clássico é a VIV de um cilindro submarino. Uma pessoa versada na técnica pode observar muito facilmente como isto ocorre em termos básicos colocando um cilindro na água (tal como em água retida em uma piscina ou mesmo em um balde) e movendo-o pela água na direção perpendicular ao seu eixo geométrico. Uma vez que os fluidos reais sempre apresentam alguma viscosidade, o fluxo ao redor do cilindro irá desacelerar quando em contato com sua superfície, formando a chamada camada limite. Em algum ponto, no entanto, esta camada limite pode separar-se do corpo devido a sua curvatura excessiva. Os vórtices são formados então alterando a distribuição de pressão ao longo da superfície. Quando os vórtices não são formados simetricamente ao redor do corpo (no que se refere ao seu plano intermediário), se desenvolvem diferentes forças de sustentação sobre cada lado do corpo, e que levam, assim, a movimentar transversalmente o fluxo. Este movimento altera a natureza da formação de vórtex de tal modo que leva a uma amplitude de movimento limitada (diferentemente daquilo que seria esperado em uma situação de ressonância típica).[003] A classic example is the VIV of a submarine cylinder. A person skilled in the art can very easily observe how this occurs in basic terms by placing a cylinder in water (such as in water held in a swimming pool or even in a bucket) and moving it through the water in a direction perpendicular to its geometric axis. Since real fluids always have some viscosity, the flow around the cylinder will slow down when in contact with its surface, forming the so-called boundary layer. At some point, however, this boundary layer may separate from the body due to its excessive curvature. Vortices are then formed by changing the pressure distribution along the surface. When the vortices are not formed symmetrically around the body (with regard to its intermediate plane), different support forces are developed on each side of the body, which therefore leads to transverse movement of the flow. This movement alters the nature of the vortex formation in such a way that it leads to a limited range of motion (unlike what would be expected in a typical resonance situation).
[004] É importante, portanto, reduzir ou minimizar VIV em objetos cilíndricos quando eles estão posicionados dentro e operando na coluna de água, normalmente entre e possivelmente da superfície de água para o leito do mar dentro de um fluxo de corrente de água, tal como em um ambiente offshore.[004] It is important, therefore, to reduce or minimize VIV in cylindrical objects when they are positioned within and operating in the water column, typically between and possibly from the water surface to the seabed within a water current flow, such as in an offshore environment.
[005] Convencionalmente, é conhecido a tentativa de reduzir VIV de várias maneiras. Por exemplo, as companhias Matrix Composites e Engineering de Henderson, WA, 6166, Austrália produzem o sistema MATRIX LGS™ (que está descrito na Publicação de Patente PCT WO2016/205900) e que compreende um elemento cilíndrico posicionado ao redor de uma estrutura cilíndrica instalada em um corpo de água (tal como um riser marinho, umbilical, cabo ou tubulação), onde o elemento cilíndrico compreende uma pluralidade de porções de corpo elevadas e estendendo-se longitudinalmente que são adaptadas para reduzir VIV.[005] Conventionally, it is known to attempt to reduce VIV in various ways. For example, Matrix Composites and Engineering of Henderson, WA, 6166, Australia produce the MATRIX LGS™ system (which is described in PCT Patent Publication WO2016/205900) and which comprises a cylindrical element positioned around an installed cylindrical frame. in a body of water (such as a marine riser, umbilical, cable or pipeline), wherein the cylindrical element comprises a plurality of elevated and longitudinally extending body portions that are adapted to reduce VIV.
[006] Igualmente, a companhia Trelleborg de Houston, TX 77073, USA juntamente com a Diamond Offshore Drilling, Inc. de Houston, Texas 77094-1810, USA produzem um sistema de Flutuabilidade Helicoidal que é arranjado para ficar posicionado ao redor de uma estrutura cilíndrica instalada em um corpo de água que exige suporte de flutuabilidade (tal como risers de perfuração marinha, risers de Intervenção, tubos de ponte, extensões longas de tubulação de grande dimensão, risers de produção, umbilicais, linhas de escoamento e cabos de força), onde o sistema de flutuabilidade helicoidal compreende um cilindro constituído de duas meias-conchas formadas de material flutuante e onde o cilindro é colocado ao redor da estrutura para ser apoiado no corpo de água e onde o cilindro compreende ranhuras helicoidais formadas em sua superfície externa ao longo de seu comprimento. Detalhes adicionais do Sistema de Flutuabilidade Helicoidal pode ser observado nas Patentes US Nos. US8.443.896 B2 e US9.322.221 B2.[006] Likewise, the company Trelleborg of Houston, TX 77073, USA together with Diamond Offshore Drilling, Inc. of Houston, Texas 77094-1810, USA produce a Helical Buoyancy system that is arranged to be positioned around a structure cylindrical pipe installed in a body of water that requires buoyancy support (such as marine drilling risers, Intervention risers, bridge pipes, long runs of large piping, production risers, umbilicals, flow lines, and power cables) , wherein the helical buoyancy system comprises a cylinder consisting of two half-shells formed of buoyant material and where the cylinder is placed around the structure to be supported in the body of water and where the cylinder comprises helical grooves formed on its outer surface at the along its length. Additional details of the Helical Buoyancy System can be seen in US Patent Nos. US8,443,896 B2 and US9,322,221 B2.
[007] De acordo com a presente invenção, é fornecido um elemento geralmente cilíndrico adaptado para imersão em um corpo de água, o elemento geralmente cilíndrico dotado de uma superfície externa disposta, em uso, para ficar em contato com a água, a superfície externa compreendendo: pelo menos duas fileiras de formatos repetidos fornecidas na mesma, cada fileira de formatos repetidos estando separada de cada fileira adjacente por um arranjo de ranhura e cada formato dentro de uma fileira estando separado dos formatos adjacentes por pelo menos uma ranhura; em que a superfície externa do elemento geralmente cilíndrico reduz Vibração Induzida por Vórtex (VIV) e/ou arrasto que atuam sobre o elemento geralmente cilíndrico.[007] In accordance with the present invention, there is provided a generally cylindrical element adapted for immersion in a body of water, the generally cylindrical element provided with an outer surface arranged, in use, to be in contact with the water, the outer surface comprising: at least two rows of repeating shapes provided therein, each row of repeating shapes being separated from each adjacent row by a slot arrangement and each shape within a row being separated from adjacent shapes by at least one slot; wherein the external surface of the generally cylindrical element reduces Vortex Induced Vibration (VIV) and/or drag acting on the generally cylindrical element.
[008] De preferência, cada um dos formatos repetidos dentro de cada fileira é idêntico. Isto apresenta a vantagem de maximizar o número de formatos dentro de cada fileira.[008] Preferably, each of the repeated formats within each row is identical. This has the advantage of maximizing the number of formats within each row.
[009] De preferência, cada fileira fornecida na superfície externa compreende formatos repetidos idênticos aos formatos de cada uma outra fileira, de tal modo que todos os formatos fornecidos na superfície externa são idênticos.[009] Preferably, each row provided on the outer surface comprises repeated shapes identical to the shapes of each other row, such that all shapes provided on the outer surface are identical.
[010] Os formatos podem ser triângulos, quadrados, retângulos ou pentágonos, mas a maioria dos formatos são, de preferência, hexágonos. Isto apresenta a vantagem de maximizar o número total de formatos para uma dada área de superfície fornecida na superfície externa. Mais preferencialmente, a dita área de superfície mencionada compreende uma segmentação hexagonal. Isto apresenta a vantagem adicional de os padrões hexagonais produzirem um padrão de fluxo mais favorável que melhora a eficiência de supressão de VIV; existem várias razões para isto, mas uma das razões principais ou mais importantes é que os padrões hexagonais e o arranjo de ranhura circundante fornecem uma pluralidade de pontos de separação de fluxo ao mesmo tempo que minimiza o arrasto sobre o elemento geralmente cilíndrico.[010] The shapes can be triangles, squares, rectangles or pentagons, but most shapes are preferably hexagons. This has the advantage of maximizing the total number of shapes for a given surface area provided on the outer surface. More preferably, said said surface area comprises a hexagonal segmentation. This has the additional advantage that hexagonal patterns produce a more favorable flow pattern that improves VIV suppression efficiency; There are several reasons for this, but one of the main or most important reasons is that the hexagonal patterns and surrounding groove arrangement provide a plurality of flow separation points while minimizing drag on the generally cylindrical element.
[011] De preferência, a maior parte da superfície externa e, mais preferencialmente, toda a superfície externa do elemento geralmente cilíndrico compreende uma segmentação hexagonal na qual cada três hexágonos adjacentes se encontram em cada vértice contíguo e o restante dos hexágonos repetem esse arranjo por toda a superfície externa do elemento geralmente cilíndrico.[011] Preferably, the majority of the external surface and, more preferably, the entire external surface of the generally cylindrical element comprises a hexagonal segmentation in which every three adjacent hexagons meet at each contiguous vertex and the remainder of the hexagons repeat this arrangement by the entire external surface of the generally cylindrical element.
[012] Tipicamente, o vértice entre dois lados adjacentes de cada formato, de preferência cada formato hexagonal, compreende um raio e preferencialmente sem um canto agudo e, mais preferencialmente, cada vértice entre cada par de lados adjacente de cada formato hexagonal compreende um raio entre 5mm e 250mm e, mais preferencialmente, o dito raio está entre 150mm e 250mm.[012] Typically, the vertex between two adjacent sides of each shape, preferably each hexagonal shape, comprises a radius and preferably without a sharp corner and, more preferably, each vertex between each pair of adjacent sides of each hexagonal shape comprises a radius between 5mm and 250mm and, more preferably, said radius is between 150mm and 250mm.
[013] Tipicamente, o arranjo de hexágonos compreende fileiras de hexágonos empilhadas umas em relação às outras, cada fileira estando separada da próxima fileira superior ou inferior por um arranjo de ranhuras.[013] Typically, the hexagon arrangement comprises rows of hexagons stacked relative to each other, each row being separated from the next upper or lower row by an arrangement of grooves.
[014] Adicionalmente ou alternativamente, o arranjo de hexágonos na superfície externa do elemento geralmente cilíndrico pode ser considerado como sendo na forma de colunas escalonadas e espaçadas de modo equidistante ao redor da circunferência da superfície externa, onde qualquer uma das colunas se encaixa precisamente na próxima coluna adjacente (embora esteja escalonada pela metade da altura de um hexágono quando comparada com a primeira coluna) e assim por diante para outras colunas que circunscrevem o elemento geralmente cilíndrico.[014] Additionally or alternatively, the arrangement of hexagons on the outer surface of the generally cylindrical element may be considered to be in the form of staggered columns spaced equidistantly around the circumference of the outer surface, where any of the columns fits precisely into the next adjacent column (although it is staggered by half the height of a hexagon when compared to the first column) and so on for other columns that circumscribe the generally cylindrical element.
[015] A pessoa versada na técnica compreenderá que a superfície externa com este tipo de segmentação hexagonal provida na mesma, onde os hexágonos projetam-se para fora da superfície externa devido aos arranjos de ranhura, apresenta a grande vantagem de maximizar o número de formatos dentro de cada fileira e/ou coluna e/ou ao longo de toda a superfície externa e isto propicia, por conseguinte, a grande vantagem de fornecer a redução de VIV e/ou arrasto mais eficiente possível ao elemento geralmente cilíndrico.[015] The person skilled in the art will understand that the outer surface with this type of hexagonal segmentation provided therein, where the hexagons project outward from the outer surface due to the groove arrangements, presents the great advantage of maximizing the number of shapes within each row and/or column and/or along the entire external surface and this therefore provides the great advantage of providing the most efficient VIV and/or drag reduction possible to the generally cylindrical element.
[016] De preferência, o elemento geralmente cilíndrico é adaptado ainda para ser colocado ao redor de uma estrutura substancialmente cilíndrica que, em uso, está localizada no corpo de água, onde a estrutura cilíndrica pode ser um riser, umbilical, tubo de ponte, extensão longa de tubulação de grande dimensão, linha de escoamento, cabo de força ou afins.[016] Preferably, the generally cylindrical element is further adapted to be placed around a substantially cylindrical structure which, in use, is located in the body of water, where the cylindrical structure may be a riser, umbilical, bridge tube, long extension of large piping, drainage line, power cable or similar.
[017] O elemento geralmente cilíndrico pode ser um Módulo de Flutuabilidade Distribuído (DBM), Flutuador para Riser de Perfuração (DRB) ou pode ser na forma de um invólucro protetor cilíndrico usado como uma cinta contra VIV. Quando o elemento cilíndrico é um Módulo de Flutuabilidade Distribuído (DBM) ou um Flutuador para Riser de Perfuração (DRB) ele é fornecido tipicamente na forma de múltiplas meias-conchas, tal como duas conchas semicirculares ou quatro conchas de um quarto de círculo que quando postas juntas envelopam a estrutura substancialmente cilíndrica localizada no corpo de água e que tipicamente compreendem flutuabilidade para ajudar na flutuação da estrutura substancialmente cilíndrica localizada no corpo de água.[017] The generally cylindrical element may be a Distributed Buoyancy Module (DBM), Drilling Riser Float (DRB) or may be in the form of a cylindrical protective casing used as a VIV brace. When the cylindrical element is a Distributed Buoyancy Module (DBM) or a Drilling Riser Float (DRB) it is typically provided in the form of multiple half-shells, such as two semi-circular shells or four quarter-circle shells which when put together envelop the substantially cylindrical structure located in the body of water and which typically comprise buoyancy to assist in the buoyancy of the substantially cylindrical structure located in the body of water.
[018] Tipicamente, quando o elemento geralmente cilíndrico é o DRB, ele compreende ainda planos de empilhamento para permitir que as conchas individuais sejam empilhadas uma no topo da outra.[018] Typically, when the generally cylindrical element is the DRB, it further comprises stacking planes to allow the individual shells to be stacked one on top of the other.
[019] Tipicamente, quando o elemento geralmente cilíndrico é um DBM ele compreende ainda correia e/ou cavidades de sustentação para auxiliar no transporte do DBM.[019] Typically, when the generally cylindrical element is a DBM it further comprises a belt and/or support cavities to assist in transporting the DBM.
[020] Quando o elemento cilíndrico apresenta a forma de um invólucro protetor cilíndrico usado como cinta contra VIV, ela pode ser fabricada em metades (ou seja, em duas peças semicircunferenciais bipartidas de 180° cada, as quais quando postas juntas envolvem ou envelopam a estrutura cilíndrica e formam um elemento geralmente cilíndrico). Alternativamente, a invólucro protetora cilíndrica pode ser manufaturada em três (ou seja, em peças circunferenciais tripartidas de 120° cada, as quais quando postas juntas envolvem a estrutura cilíndrica e formam um elemento geralmente cilíndrico). Alternativamente, quando o elemento cilíndrico apresenta a forma de um invólucro protetor cilíndrico usado como cinta contra VIV, ele pode ser transversalmente em C e tipicamente compreende um corte formado ao longo de todo o comprimento em um lado de tal modo que ele pode ser deslizado ao longo de todo o comprimento da estrutura substancialmente cilíndrica localizada no corpo de água. Quando o elemento cilíndrico apresenta a forma de um invólucro protetor cilíndrico usado como cinta contra VIV, ele compreende tipicamente arranjos de rebaixos de cinta e/ou soquetes e flange/parafuso e porca em cada extremidade do mesmo e/ou ao longo de seu comprimento longitudinal (particularmente quando ele é fornecido em uma configuração de % ou metade, como abordado acima).[020] When the cylindrical element is in the form of a cylindrical protective casing used as a belt against VIV, it can be manufactured in halves (that is, in two split semi-circumferential pieces of 180° each, which when put together involve or envelop the cylindrical structure and form a generally cylindrical element). Alternatively, the cylindrical protective casing can be manufactured in threes (i.e., in tripartite circumferential pieces of 120° each, which when put together envelop the cylindrical structure and form a generally cylindrical element). Alternatively, when the cylindrical element is in the form of a cylindrical protective housing used as an anti-VIV brace, it may be transversely C-shaped and typically comprises a cut formed along the entire length on one side such that it can be slid along the along the entire length of the substantially cylindrical structure located in the body of water. When the cylindrical element is in the form of a cylindrical protective housing used as a VIV brace, it typically comprises arrangements of brace recesses and/or sockets and flange/bolt and nut at each end thereof and/or along its longitudinal length. (particularly when it is provided in a % or half configuration, as discussed above).
[021] Alternativamente, o elemento geralmente cilíndrico pode ser formado integralmente com a estrutura substancialmente cilíndrica, tal como um conduto submarino, tipicamente na superfície externa da mesma. Como opção, a superfície interna ou furo de passagem do elemento geralmente cilíndrico é unida diretamente à superfície externa do conduto submarino. Como opção, uma camada de revestimento protetora pode ser fornecida entre a superfície interna ou furo de passagem do elemento geralmente cilíndrico e a superfície externa do conduto submarino tipicamente em uma maneira coaxial e, neste caso, a camada de revestimento protetora é unida de preferência à superfície respectiva em cada uma de suas superfícies externas e internas.[021] Alternatively, the generally cylindrical element may be formed integrally with the substantially cylindrical structure, such as a submarine conduit, typically on the external surface thereof. As an option, the internal surface or through hole of the generally cylindrical element is joined directly to the external surface of the subsea conduit. As an option, a protective coating layer may be provided between the inner surface or through hole of the generally cylindrical element and the outer surface of the subsea conduit typically in a coaxial manner, and in this case the protective coating layer is preferably bonded to the respective surface on each of its external and internal surfaces.
[022] Tipicamente, amarrações e correias são fornecidas para evitar remoção acidental do elemento geralmente cilíndrico presente ao redor da estrutura substancialmente cilíndrica localizada no corpo de água.[022] Typically, lashings and straps are provided to prevent accidental removal of the generally cylindrical element present around the substantially cylindrical structure located in the body of water.
[023] De preferência, os ditos arranjos de ranhura compreendem uma ranhura tendo uma profundidade de perfil = 0,01 a 0,1 vezes o diâmetro externo (D.E.) do elemento geralmente cilíndrico e, mais preferencialmente, os ditos arranjos de ranhura compreendem uma ranhura tendo uma profundidade de perfil = a aproximadamente 0,05 vezes o diâmetro externo (D.E.) do elemento geralmente cilíndrico.[023] Preferably, said groove arrangements comprise a groove having a profile depth = 0.01 to 0.1 times the outer diameter (O.D.) of the generally cylindrical element and, more preferably, said groove arrangements comprise a groove having a profile depth = approximately 0.05 times the outer diameter (O.D.) of the generally cylindrical element.
[024] De preferência, os ditos arranjos de ranhura compreendem uma ranhura com uma largura de perfil = 0,04 a 0,3 vezes o diâmetro externo (D.E.) do elemento geralmente cilíndrico. Mais preferencialmente os ditos arranjos de ranhura compreendem uma ranhura com uma largura de perfil = 0,25 a 0,3 vezes o diâmetro externo (D.E.) do elemento geralmente cilíndrico.[024] Preferably, said groove arrangements comprise a groove with a profile width = 0.04 to 0.3 times the outer diameter (O.D.) of the generally cylindrical element. More preferably said groove arrangements comprise a groove with a profile width = 0.25 to 0.3 times the outer diameter (O.D.) of the generally cylindrical element.
[025] O arranjo de ranhura pode compreender uma ranhura com um formato quadrado ou retangular.[025] The groove arrangement may comprise a groove with a square or rectangular shape.
[026] O arranjo de ranhura pode compreender mais preferencialmente faces laterais anguladas que podem ser anguladas entre 40 a 80 graus em relação ao raio do elemento geralmente cilíndrico. Neste caso, as faces laterais anguladas do arranjo de ranhura podem ser anguladas na região de 60 graus em relação ao raio do elemento geralmente cilíndrico.[026] The groove arrangement may more preferably comprise angled side faces that may be angled between 40 to 80 degrees relative to the radius of the generally cylindrical element. In this case, the angled side faces of the groove arrangement may be angled in the region of 60 degrees with respect to the radius of the generally cylindrical element.
[027] Alternativamente, o perfil do arranjo de ranhura pode ser totalmente redondo (ou seja, semicircular), onde o diâmetro do corte pode ser = 0,03 a 0,15 vezes o diâmetro externo (D.E.) do elemento geralmente cilíndrico. Mais preferencialmente os ditos arranjos de ranhura compreendem uma ranhura tendo um diâmetro do corte = 0,07 a 0,09 vezes o diâmetro externo (D.E.) do elemento geralmente cilíndrico.[027] Alternatively, the profile of the groove arrangement may be completely round (i.e., semicircular), where the cut diameter may be = 0.03 to 0.15 times the outer diameter (O.D.) of the generally cylindrical element. More preferably said groove arrangements comprise a groove having a cut diameter = 0.07 to 0.09 times the outer diameter (O.D.) of the generally cylindrical element.
[028] Tipicamente, o arranjo de ranhura para cada fileira de formatos compreende uma ranhura superior e uma ranhura inferior, onde cada uma das ranhuras superior e inferior engloba toda a circunferência de 360 graus do elemento geralmente cilíndrico nessa seção transversal longitudinal, de tal modo que cada uma das ditas ranhuras é contínua em torno de 360 graus do elemento geralmente cilíndrico (ou seja, ela não possui ponto de início ou fim separados). Isto apresenta a vantagem significativa sobre as ranhuras helicoidais convencionais que os arranjos de ranhura da presente invenção não precisam ser cortados tão profundamente como as ranhuras helicoidais convencionais, já que elas fornecem uma cobertura de ranhuras muito maior que as ranhuras helicoidais convencionais. Adicionalmente, devido ao fato de que não existe nenhum ponto inicial ou final separado para as ranhuras, elas fornecem um ponto de saída muito mais suave para a água que sai de contato com o arranjo de ranhura e, portanto, com a superfície externa do elemento geralmente cilíndrico.[028] Typically, the groove arrangement for each row of shapes comprises an upper groove and a lower groove, where each of the upper and lower grooves encompasses the entire 360 degree circumference of the generally cylindrical element in that longitudinal cross section, such that that each of said grooves is continuous around 360 degrees of the generally cylindrical element (that is, it does not have a separate starting or ending point). This has the significant advantage over conventional helical grooves that the groove arrangements of the present invention do not need to be cut as deeply as conventional helical grooves, as they provide much greater groove coverage than conventional helical grooves. Additionally, because there is no separate start or end point for the grooves, they provide a much smoother exit point for water coming out of contact with the groove arrangement and therefore the outer surface of the element. generally cylindrical.
[029] Os ditos formatos podem compreender cantos com bordas de raio que podem variar de 5mm-250mm e, mais preferencialmente, na faixa de 50mm a 70mm.[029] Said formats may comprise corners with radius edges that may vary from 5mm-250mm and, more preferably, in the range of 50mm to 70mm.
[030] De preferência, o arranjo de ranhura fornece pelo menos um e, preferencialmente, uma pluralidade de caminhos separados para fluxo de água ao navegar ao redor da circunferência do elemento geralmente cilíndrico, de tal modo que a água escoando ao redor da circunferência externa do elemento geralmente cilíndrico de um lado para o outro (que ocorreria quando o elemento geralmente cilíndrico é substancialmente vertical dentro de um corpo de água que está fluindo próximo àquele elemento geralmente cilíndrico) encontra muitos pontos de separação de fluxo. De preferência, os ditos pontos de separação de fluxo compreendem pontos de canto dos formatos hexagonais ou, alternativamente, os pontos de separação de fluxo podem compreender uma porção lateral dos formatos hexagonais. Tipicamente, a água escoando ao longo do caminho de fluxo dentro do arranjo de ranhura de um lado do elemento geralmente cilíndrico para o outro encontrará um ponto de separação de fluxo em cujo ponto ela será separada em um primeiro caminho de fluxo e um segundo caminho de fluxo. De preferência, existem um número de pontos de separação de fluxo fornecidos ao redor da superfície externa do elemento geralmente cilíndrico e que, de preferência, são encontrados pela água escoando em torno de 180 graus do elemento geralmente cilíndrico. Esta característica de separação de fluxo, particularmente fornecida pelo arranjo de formatos sendo escalonado quando visualizado ao longo de cada fileira e/ou ao longo de cada coluna de formatos hexagonais fornece separação de fluxo significativamente maior, que, por sua vez, reduz de maneira expressiva a VIV, e isto fornece vantagens técnicas significativas às concretizações da presente invenção. De preferência, o ponto de separação de fluxo compreende o canto de um formato e como opção o ponto de separação de fluxo é menor que 90 graus, de tal modo que a água fluindo no arranjo de ranhura é forçada a mudar de direção por menos de 90 graus a fim de manter o coeficiente de arrasto do elemento geralmente cilíndrico o mais baixo possível. Como opção o ponto de separação de fluxo pode ser de 60 graus de tal modo que a água fluindo no arranjo de ranhura é forçada a mudar de direção por 60 graus não importa qual dos dois caminhos a água toma ao redor do formato hexagonal e, portanto, o coeficiente de arrasto do elemento geralmente cilíndrico é mantido o mais baixo possível.[030] Preferably, the groove arrangement provides at least one and, preferably, a plurality of separate paths for water flow when navigating around the circumference of the generally cylindrical element, such that water flowing around the outer circumference of the generally cylindrical element from one side to the other (which would occur when the generally cylindrical element is substantially vertical within a body of water that is flowing next to that generally cylindrical element) encounters many points of flow separation. Preferably, said flow separation points comprise corner points of the hexagonal shapes or, alternatively, the flow separation points may comprise a side portion of the hexagonal shapes. Typically, water flowing along the flow path within the groove arrangement from one side of the generally cylindrical element to the other will encounter a flow separation point at which point it will be separated into a first flow path and a second flow path. flow. Preferably, there are a number of flow separation points provided around the outer surface of the generally cylindrical element and which are preferably met by water flowing around 180 degrees of the generally cylindrical element. This flow separation characteristic, particularly provided by the shape arrangement being staggered when viewed along each row and/or along each column of hexagonal shapes, provides significantly greater flow separation, which in turn significantly reduces VIV, and this provides significant technical advantages to embodiments of the present invention. Preferably, the flow separation point comprises the corner of a shape and optionally the flow separation point is less than 90 degrees, such that water flowing in the groove arrangement is forced to change direction by less than 90 degrees in order to keep the drag coefficient of the generally cylindrical element as low as possible. Optionally the flow separation point can be 60 degrees such that water flowing in the groove arrangement is forced to change direction by 60 degrees no matter which of the two paths the water takes around the hexagonal shape and therefore , the drag coefficient of the generally cylindrical element is kept as low as possible.
[031] De preferência, a profundidade dos formatos repetidos é substancialmente igual ao raio do canto na borda de cada formato.[031] Preferably, the depth of the repeated shapes is substantially equal to the corner radius at the edge of each shape.
[032] Como opção, a largura da ranhura na direção circunferencial é substancialmente igual ao raio mais externo do elemento multiplicado por 0,50 a 0,60. Adicionalmente como opção, a largura da ranhura na direção diagonal é substancialmente igual ao raio mais externo do elemento multiplicado por 0,55 a 0,60.[032] As an option, the width of the groove in the circumferential direction is substantially equal to the outermost radius of the element multiplied by 0.50 to 0.60. Additionally as an option, the width of the groove in the diagonal direction is substantially equal to the outermost radius of the element multiplied by 0.55 to 0.60.
[033] De preferência, o ângulo de formato repetido compreende um hexágono de lados iguais e uniformemente conformado, tendo o ângulo envolto de cada canto fixado em 120 graus.[033] Preferably, the repeating angle comprises a hexagon with equal sides and uniformly shaped, with the angle surrounding each corner fixed at 120 degrees.
[034] De preferência, o padrão de formato compreende múltiplas fileiras de 3 hexágonos de ângulos envoltos fixos de 120° espaçados de modo equidistantes por fileira ao redor da circunferência do elemento geralmente cilíndrico, como opção com a fileira adjacente compreendendo 3 hexágonos conformados similarmente, mas descentrados por metade de um passo fora de fase (ou seja, 60°).[034] Preferably, the shape pattern comprises multiple rows of 3 hexagons of fixed 120° wrapped angles spaced equidistantly per row around the circumference of the generally cylindrical element, optionally with the adjacent row comprising 3 similarly shaped hexagons, but offset by half a step out of phase (i.e. 60°).
[035] Os desenhos anexos ilustram concretizações de exemplo atualmente da invenção e junto com a descrição geral dada acima e a descrição detalhada das concretizações dadas abaixo, atuam para explicar, a título de exemplo, os princípios da invenção.[035] The attached drawings illustrate currently exemplary embodiments of the invention and together with the general description given above and the detailed description of the embodiments given below, act to explain, by way of example, the principles of the invention.
[036] Na descrição a seguir, partes iguais estão marcadas por todo relatório e desenhos respectivamente com os mesmos numerais de referência. Os desenhos não estão necessariamente escalonados. Alguns recursos da invenção podem estar mostrados em escala aumentada ou um pouco de forma esquemática e alguns detalhes dos elementos convencionais talvez não estejam mostrados a título de clareza e concisão. A presente invenção é suscetível de ser concretizada de diferentes formas. As concretizações específicas da presente invenção são mostradas nos desenhos e serão descritas detalhadamente, com o entendimento de que a presente invenção deve ser considerada como uma exemplificação dos princípios da invenção e não se destina a limitar a invenção à ilustrada e descrita neste documento. É importante que seja plenamente reconhecido que os diferentes ensinamentos das concretizações abordadas abaixo podem ser empregados separadamente ou em qualquer combinação adequada com o objetivo de produzir os resultados desejados.[036] In the following description, equal parts are marked throughout the report and drawings respectively with the same reference numerals. The drawings are not necessarily staggered. Some features of the invention may be shown in enlarged scale or somewhat schematically and some details of conventional elements may not be shown for clarity and conciseness. The present invention can be implemented in different ways. Specific embodiments of the present invention are shown in the drawings and will be described in detail, with the understanding that the present invention is to be considered as an exemplification of the principles of the invention and is not intended to limit the invention to that illustrated and described herein. It is important that it be fully recognized that the different teachings of the embodiments discussed below can be employed separately or in any suitable combination with the aim of producing the desired results.
[037] Os vários aspectos da presente invenção podem ser reproduzidos sozinhos ou em combinação com um ou mais dos outros aspectos, como será apreciado por aqueles que são versados na técnica relevante. Os vários aspectos da invenção podem ser fornecidos como opção em combinação com um ou mais dos recursos opcionais dos outros aspectos da invenção. Igualmente, os recursos opcionais descritos em relação a uma concretização podem ser combinados normalmente sozinhos ou juntamente com outros recursos em diferentes concretizações da invenção. Adicionalmente, qualquer recurso divulgado no relatório pode ser combinado sozinho ou coletivamente com outros recursos do relatório para formar uma invenção.[037] The various aspects of the present invention can be reproduced alone or in combination with one or more of the other aspects, as will be appreciated by those skilled in the relevant art. The various aspects of the invention may be provided as an option in combination with one or more of the optional features of the other aspects of the invention. Likewise, the optional features described in relation to an embodiment can typically be combined alone or together with other features in different embodiments of the invention. Additionally, any feature disclosed in the report may be combined alone or collectively with other features of the report to form an invention.
[038] Várias concretizações e aspectos da invenção serão agora descritos detalhadamente fazendo-se referência às figuras anexas. Ainda outros aspectos, recursos e vantagens da presente invenção estão prontamente aparentes a partir da descrição completa da mesma, incluindo as figuras, as quais ilustram algumas concretizações, aspectos e implementações de exemplo. A invenção também pode apresentar-se por outras e diferentes concretizações e aspectos, e seus muitos pormenores podem ser modificados em vários aspectos, todos sem se afastar do escopo da presente invenção.[038] Various embodiments and aspects of the invention will now be described in detail with reference to the attached figures. Still other aspects, features and advantages of the present invention are readily apparent from the complete description thereof, including the figures, which illustrate some exemplary embodiments, aspects and implementations. The invention can also be presented in other and different embodiments and aspects, and its many details can be modified in various aspects, all without departing from the scope of the present invention.
[039] Qualquer abordagem de documentos, atos, materiais, dispositivos, artigos e afins está incluída no relatório unicamente com o propósito de fornecer um contexto para a presente invenção. Não é sugerido ou representado que quaisquer ou todas estas matérias que fazem parte da base da técnica anterior ou que sejam de conhecimento geral comum no campo da presente invenção.[039] Any approach to documents, acts, materials, devices, articles and the like is included in the report solely for the purpose of providing a context for the present invention. It is not suggested or represented that any or all of these matters form the basis of the prior art or are of common general knowledge in the field of the present invention.
[040] Portanto, os desenhos e descrições devem ser considerados como de natureza ilustrativa e não como restritiva. Ademais, a terminologia e fraseologia usadas aqui são usadas unicamente para fins descritivos e não devem ser interpretadas como limitativas do escopo. Os termos, tais como "incluindo", "compreendendo", "tendo", "contendo" ou "envolvendo" e suas variações, destinam- se a ser de natureza ampla e abrangerem a matéria listada após a menção dos mesmos, matéria equivalente e adicional não recitada, e não se destina a excluir outros aditivos, componentes, números inteiros ou etapas. Nesta divulgação, sempre que uma composição, um elemento ou um grupo de elementos são precedidos pela expressão transicional "compreendendo", compreende-se que contemplamos também a mesma composição, elemento ou grupo de elementos nas fases transicionais "consistindo essencialmente de", "consistindo", "selecionado do grupo consistindo de”, "incluindo" ou "está" precedendo a recitação da composição, elemento ou grupo de elementos e vice-versa. Nesta divulgação, as palavras "tipicamente" ou "como opção" devem ser compreendidas como pretendendo indicar recursos opcionais ou não essenciais da invenção que estão presentes em alguns exemplos, mas que podem ser omitidos em outros sem se afastar do escopo da invenção.[040] Therefore, the drawings and descriptions should be considered illustrative in nature and not restrictive. Furthermore, the terminology and phraseology used herein are used solely for descriptive purposes and should not be construed as limiting the scope. Terms, such as "including", "comprising", "having", "containing" or "involving" and variations thereof, are intended to be broad in nature and encompass the subject matter listed after the mention of them, equivalent subject matter and additional not recited, and is not intended to exclude other additives, components, integers or steps. In this disclosure, whenever a composition, element or group of elements is preceded by the transitional expression "comprising", it is understood that we also contemplate the same composition, element or group of elements in the transitional phases "consisting essentially of", "consisting ", "selected from the group consisting of", "including" or "is" preceding the recitation of the composition, element or group of elements and vice versa. In this disclosure, the words "typically" or "as an option" are to be understood as intended to indicate optional or non-essential features of the invention that are present in some examples, but that may be omitted in others without departing from the scope of the invention.
[041] Todos os valores numéricos nesta divulgação são compreendidos como sendo modificados por "aproximadamente". Todas as formas singulares dos elementos, ou quaisquer outros componentes descritos aqui, incluindo (sem limitações) componentes do aparato descrito neste documento são compreendidos para incluir as formas plurais dos mesmos e vice-versa.[041] All numerical values in this disclosure are understood to be modified by "approximately". All singular forms of the elements, or any other components described herein, including (without limitation) components of the apparatus described herein are understood to include the plural forms thereof and vice versa.
[042] As concretizações da presente invenção serão descritas agora, apenas por meio de exemplos, fazendo-se referência aos desenhos anexos, em que:[042] The embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the attached drawings, in which:
[043] A Fig. 1 é uma vista lateral de uma primeira concretização de um elemento geralmente cilíndrico adaptado para submergir em um corpo de água e sendo perfilado para reduzir Vibração Induzida por Vórtex (VIV) e/ou arrasto, de acordo com a presente invenção;[043] Fig. 1 is a side view of a first embodiment of a generally cylindrical element adapted for submerging in a body of water and being profiled to reduce Vortex Induced Vibration (VIV) and/or drag, in accordance with the present invention;
[044] A Fig. 2 é uma vista em perspectiva de uma extremidade mais inferior em uso do elemento geralmente cilíndrico da Fig. 1;[044] Fig. 2 is a perspective view of a lower end in use of the generally cylindrical element of Fig. 1;
[045] A Fig. 3 é uma vista lateral de uma porção intermédia 10M do elemento geralmente cilíndrico 10 da Fig. 1, mostrando mais detalhadamente a superfície externa do elemento geralmente cilíndrico 10;[045] Fig. 3 is a side view of an intermediate portion 10M of the generally cylindrical element 10 of Fig. 1, showing in more detail the external surface of the generally cylindrical element 10;
[046] As Figs. 4(a) - 4(f) são representações tridimensional de vistas laterais de outras concretizações de um elemento geralmente cilíndrico adaptado para submergir em um corpo de água e sendo perfilado para reduzir VIV e/ou arrasto, de acordo com a presente invenção;[046] Figs. 4(a) - 4(f) are three-dimensional representations of side views of other embodiments of a generally cylindrical element adapted for submersion in a body of water and being profiled to reduce VIV and/or drag, in accordance with the present invention;
[047] As Figs. 5(a) - 5(f) são desenhos em linha das vistas laterais das Figs. 4(a) - 4(f);[047] Figs. 5(a) - 5(f) are line drawings of side views of Figs. 4(a) - 4(f);
[048] As Figs. 6(a) - 6(f) são vistas em perspectiva das Figs. 5(a) - 5(f);[048] Figs. 6(a) - 6(f) are perspective views of Figs. 5(a) - 5(f);
[049] A Fig. 6(g) é uma outra vista em perspectiva dos padrões de segmentação mais preferidos aplicados ao elemento geralmente cilíndrico das Figs. 4(d), 5(d) e 6(d), particularmente mostrando exemplos de dimensão;[049] Fig. 6(g) is another perspective view of the most preferred segmentation patterns applied to the generally cylindrical element of Figs. 4(d), 5(d) and 6(d), particularly showing dimension examples;
[050] A Fig. 7(a) é uma vista em perspectiva de mais uma outra concretização de um elemento geralmente cilíndrico na forma de um Módulo de Flutuabilidade Distribuído (DBM) preso a/ao redor da superfície externa de uma estrutura geralmente cilíndrica na forma de um conduto, tal como um riser localizado em um corpo de água, onde o DBM é de acordo com a presente invenção;[050] Fig. 7(a) is a perspective view of yet another embodiment of a generally cylindrical element in the form of a Distributed Buoyancy Module (DBM) attached to/around the outer surface of a generally cylindrical structure in form of a conduit, such as a riser located in a body of water, where the DBM is in accordance with the present invention;
[051] A Fig. 7(b) é uma vista em perspectiva de cima de uma das meias- conchas semicirculares que quando conectadas juntas a outra meia-concha semicircular correspondente formam o DBM da Fig. 7(a);[051] Fig. 7(b) is a top perspective view of one of the semicircular half-shells that when connected together to another corresponding semicircular half-shell form the DBM of Fig. 7(a);
[052] A Fig. 7(c) é uma vista lateral da meia-concha semicircular da Fig. 7(b);[052] Fig. 7(c) is a side view of the semicircular half-shell of Fig. 7(b);
[053] A Fig. 7(d) é uma vista em perspectiva de baixo da meia-concha semicircular da Fig. 7(b).[053] Fig. 7(d) is a perspective view from below of the semicircular half-shell of Fig. 7(b).
[054] A Fig. 8(a) é uma vista em perspectiva de mais uma outra concretização de um elemento geralmente cilíndrico na forma de um Flutuador para Riser de Perfuração (DRB) preso a/ao redor da superfície externa de uma estrutura geralmente cilíndrica na forma de um arranjo de um riser de perfuração localizado em um corpo de água e cinco condutores localizados ao redor da circunferência externa do riser de perfuração, onde o DRB é de acordo com a presente invenção;[054] Fig. 8(a) is a perspective view of yet another embodiment of a generally cylindrical element in the form of a Drilling Riser Float (DRB) attached to/around the outer surface of a generally cylindrical structure. in the form of an arrangement of a drilling riser located in a body of water and five conductors located around the outer circumference of the drilling riser, where the DRB is in accordance with the present invention;
[055] A Fig. 8(b) é o DRB e arranjo de riser de perfuração/condutor da Fig. 8(a), mas com uma meia-concha semicircular de uma seção do DRB removida para ajudar na clareza de entendimento da pessoa versada na técnica;[055] Fig. 8(b) is the DRB and drill riser/conductor arrangement of Fig. 8(a), but with a semicircular half-shell of a section of the DRB removed to aid in clarity of understanding of the person knowledgeable in the technique;
[056] A Fig. 8(c) é o DRB e o arranjo de riser de perfuração/condutor da Fig. 8(b), mas apenas mostrando a seção onde a dita meia-concha semicircular do DRB foi removida;[056] Fig. 8(c) is the DRB and the drilling riser/conductor arrangement of Fig. 8(b), but only showing the section where said semicircular half-shell of the DRB has been removed;
[057] A Fig. 8(d) é uma vista de perto da extremidade superior exposta do DRB e do arranjo de riser de perfuração/condutor da Fig. 8(a);[057] Fig. 8(d) is a close-up view of the exposed upper end of the DRB and the drilling riser/conductor arrangement of Fig. 8(a);
[058] A Fig. 8(e) é uma vista em perspectiva de uma seção do DRB mostrada isoladamente;[058] Fig. 8(e) is a perspective view of a section of the DRB shown in isolation;
[059] A Fig. 8(f) é uma vista em perspectiva de um lado (externo) de uma meia-concha semicircular da dita uma seção do DRB mostrado na Fig. 8(e);[059] Fig. 8(f) is a perspective view of one side (outer) of a semicircular half-shell of said section of the DRB shown in Fig. 8(e);
[060] A Fig.8(g) é uma vista em perspectiva do outro lado (interno) da meia- concha semicircular do DRB mostrado na Fig. 8(f);[060] Fig. 8(g) is a perspective view of the other (internal) side of the semicircular half-shell of the DRB shown in Fig. 8(f);
[061] A Fig. 8(h) é uma vista em seção transversal através do DRB da Fig. 8(e);[061] Fig. 8(h) is a cross-sectional view through the DRB of Fig. 8(e);
[062] A Fig. 8(i) é uma vista lateral de perto de um formato hexagonal e arranjo circundante de ranhura conforme fornecida na superfície externa do DRB da Fig. 8(a);[062] Fig. 8(i) is a close-up side view of a hexagonal shape and surrounding groove arrangement as provided on the outer surface of the DRB of Fig. 8(a);
[063] A Fig. 8(j) é uma vista em seção transversal de um primeiro exemplo de uma ranhura do arranjo de ranhura fornecida na superfície externa do DRB da Fig. 8(a) como tendo um perfil retangular ou quadrado (ou seja, um perfil em “U”).[063] Fig. 8(j) is a cross-sectional view of a first example of a groove of the groove arrangement provided on the outer surface of the DRB of Fig. 8(a) as having a rectangular or square profile (i.e. , a “U” shaped profile).
[064] A Fig. 8(k) é uma vista em seção transversal de um segundo exemplo de uma ranhura do arranjo de ranhura fornecida na superfície externa do DRB da Fig. 8(a) como tendo um perfil de face lateral afilado/angulado (ou seja, uma cruz entre um perfil em “U” e um perfil em “V”).[064] Fig. 8(k) is a cross-sectional view of a second example of a groove of the groove arrangement provided on the outer surface of the DRB of Fig. 8(a) as having a tapered/angled side face profile (i.e. a cross between a “U” profile and a “V” profile).
[065] A Fig. 8(l) é uma vista em seção transversal de um terceiro exemplo de uma ranhura do arranjo de ranhura fornecida na superfície externa do DRB da Fig. 8(a) como tendo um perfil semicircular ou totalmente arredondado;[065] Fig. 8(l) is a cross-sectional view of a third example of a groove of the groove arrangement provided on the outer surface of the DRB of Fig. 8(a) as having a semicircular or fully rounded profile;
[066] A Fig. 9 é uma vista em perspectiva de uma concretização de um elemento geralmente cilíndrico adaptado para submergir em um corpo de água e sendo perfilado para reduzir Vibração Induzida por Vórtex (VIV) e/ou arrasto, de acordo com a presente invenção, e particularmente na forma de duas meias-conchas semicirculares que quando postas juntas ao redor de um conduto submarino, tal como uma tubulação, podem ser enroscadas entre si (seja no momento da primeira instalação de um conduto submarino como o mencionado, seja como forma de reequipar a um conduto submarino já instalado como o mencionado) para atuar como um invólucro protetor cilíndrico ao conduto submarino;[066] Fig. 9 is a perspective view of an embodiment of a generally cylindrical element adapted for submersion in a body of water and being profiled to reduce Vortex Induced Vibration (VIV) and/or drag, in accordance with the present invention, and particularly in the form of two semicircular half-shells which when placed together around a submarine conduit, such as a pipe, can be screwed together (either at the time of the first installation of a submarine conduit such as the one mentioned, or as way of retrofitting an already installed submarine conduit as mentioned) to act as a cylindrical protective casing for the submarine conduit;
[067] As Figs. 10(a) e 10(b) são vistas em perspectiva de uma outra concretização de um elemento geralmente cilíndrico adaptado para submergir em um corpo de água e sendo perfilado para reduzir Vibração Induzida por Vórtex (VIV) e/ou arrasto, de acordo com a presente invenção, e particularmente na forma de duas meias-conchas semicirculares que quando postas juntas ao redor de um conduto submarino, tal como uma tubulação, podem ser amarrados entre si (seja no momento da primeira instalação de um conduto submarino como o mencionado, ou como forma de reequipar a um conduto submarino já instalado como o mencionado) para atuar como um invólucro protetor cilíndrico ao conduto submarino.[067] Figs. 10(a) and 10(b) are perspective views of another embodiment of a generally cylindrical element adapted for submersion in a body of water and being profiled to reduce Vortex Induced Vibration (VIV) and/or drag, in accordance with the present invention, and particularly in the form of two semicircular half-shells which when placed together around a submarine conduit, such as a pipe, can be tied together (either at the time of the first installation of a submarine conduit as mentioned, or as a way of retrofitting an already installed submarine conduit such as the one mentioned) to act as a cylindrical protective casing for the submarine conduit.
[068] As Figs. 11 (a) e 11 (b) são vistas em perspectiva de mais uma outra concretização de um elemento geralmente cilíndrico adaptado para submergir em um corpo de água e sendo perfilado para reduzir Vibração Induzida por Vórtex (VIV) e/ou arrasto, de acordo com a presente invenção, e particularmente na forma de duas meias-conchas semicirculares que quando postas juntas ao redor de um conduto submarino, tal como uma tubulação, podem ser enroscadas ou amarradas entre si (seja no momento da primeira instalação de um conduto submarino como o mencionado, ou como forma de reequipar a um conduto submarino já instalado como o mencionado) para atuar como um invólucro protetor cilíndrico ao conduto submarino, onde cada uma das duas conchas semicirculares compreende um substrato flexível cilíndrico semicircular formado dentro do restante do material (o qual é normalmente um material moldado); e[068] Figs. 11 (a) and 11 (b) are perspective views of yet another embodiment of a generally cylindrical element adapted for submerging in a body of water and being profiled to reduce Vortex Induced Vibration (VIV) and/or drag, in accordance with with the present invention, and particularly in the form of two semicircular half-shells which when placed together around a subsea conduit, such as a pipe, can be screwed or tied together (either at the time of first installation of a subsea conduit such as the aforementioned, or as a means of retrofitting to an already installed subsea conduit as mentioned) to act as a cylindrical protective casing for the subsea conduit, wherein each of the two semicircular shells comprises a semicircular cylindrical flexible substrate formed within the remainder of the material (the which is typically a molded material); It is
[069] A Fig. 12 é uma vista em perspectiva de mais uma outra concretização de um elemento geralmente cilíndrico adaptado para submergir em um corpo de água e sendo perfilado para reduzir Vibração Induzida por Vórtex (VIV) e/ou arrasto, de acordo com a presente invenção, e que é encaixado firmemente e integralmente a um conduto submarino no momento da fabricação de tal conduto, unindo-o ao mesmo.[069] Fig. 12 is a perspective view of yet another embodiment of a generally cylindrical element adapted for submerging in a body of water and being profiled to reduce Vortex Induced Vibration (VIV) and/or drag, in accordance with the present invention, and which is firmly and integrally fitted to a submarine conduit at the time of manufacturing such conduit, joining it to it.
[070] A Fig. 1 mostra uma concretização de um elemento geralmente cilíndrico 10 adaptado para imersão em um corpo de água (não mostrado) e que está de acordo com a presente invenção. O elemento geralmente cilíndrico 10 é substancialmente tubular e compreende um furo de passagem 15 e uma superfície externa 11.[070] Fig. 1 shows an embodiment of a generally cylindrical element 10 adapted for immersion in a body of water (not shown) and which is in accordance with the present invention. The generally cylindrical element 10 is substantially tubular and comprises a through hole 15 and an external surface 11.
[071] Em certas concretizações da presente invenção, o elemento geralmente cilíndrico 10 pode ser a superfície externa real (ou seja, integral) de uma estrutura substancialmente cilíndrica (não mostrada) que, em uso, está localizada no corpo de água, onde a estrutura substancialmente cilíndrica pode ser de um riser (não mostrado), umbilical, tubo de ponte, extensão longa de tubulação de grande dimensão, linha de escoamento, cabo de força ou afins. Alternativamente e mais preferencialmente, o elemento substancialmente cilíndrico 10 é um componente substancialmente tubular separado em relação à estrutura substancialmente cilíndrica (não mostrada), em que, em uso, o elemento substancialmente cilíndrico 10 é adaptado para ser colocado ao redor da dita estrutura geralmente cilíndrica de tal modo que a estrutura geralmente cilíndrica está localizada dentro do furo de passagem 15 do elemento geralmente cilíndrico 10, de tal modo que o elemento geralmente cilíndrico 10 envelopa a seção da dita estrutura geralmente cilíndrica localizada dentro dele e por conseguinte, atua como uma camisa em relação à estrutura geralmente cilíndrica localizada dentro dele.[071] In certain embodiments of the present invention, the generally cylindrical element 10 may be the actual (i.e. integral) outer surface of a substantially cylindrical structure (not shown) which, in use, is located in the body of water, where the substantially cylindrical structure may be a riser (not shown), umbilical, bridge tube, long length of large piping, flow line, power cable or the like. Alternatively and more preferably, the substantially cylindrical element 10 is a substantially tubular component separate from the substantially cylindrical structure (not shown), wherein, in use, the substantially cylindrical element 10 is adapted to be placed around said generally cylindrical structure. such that the generally cylindrical structure is located within the through hole 15 of the generally cylindrical element 10, such that the generally cylindrical element 10 envelops the section of said generally cylindrical structure located within it and therefore acts as a jacket in relation to the generally cylindrical structure located inside it.
[072] De modo importante, em todas as concretizações, o elemento geralmente cilíndrico 10 é fornecido com um arranjo ou padrão de formatos repetidos 20 em sua superfície externa 11, como será descrito em mais detalhes subsequentemente e que atua para reduzir a Vibração Induzida por Vórtex (VIV) e/ou arrasto que atuam sobre o elemento geralmente cilíndrico 10 (e, por conseguinte, atua para reduzir a VIV e/ou arrasto em qualquer estrutura substancialmente cilíndrica localizada dentro do furo de passagem 15 do elemento geralmente cilíndrico 10).[072] Importantly, in all embodiments, the generally cylindrical element 10 is provided with an arrangement or pattern of repeating shapes 20 on its outer surface 11, as will be described in more detail subsequently, and which acts to reduce Vibration Induced by Vortex (VIV) and/or drag acting on the generally cylindrical element 10 (and therefore acts to reduce VIV and/or drag on any substantially cylindrical structure located within the through hole 15 of the generally cylindrical element 10).
[073] A pessoa versada na técnica compreenderá que a combinação dos formatos 20 e do arranjo de ranhuras 30 fornecido ao redor dos formatos 20 altera a maneira como os vórtices (não mostrados) são formados se comparado com uma estrutura cilíndrica que possui uma superfície externa uniforme (plana) 11. A pessoa versada na técnica também perceberá que ao fornecer o elemento geralmente cilíndrico 10 com a dita superfície externa 11 significará que as cintas contra VIV (convencionais) adicionais que seriam normalmente fornecidas adicionalmente ao redor de algumas estruturas cilíndricas ou tubulares submarinos usados não serão necessárias, porque o elemento geralmente cilíndrico 10 irá fornecer redução de VIV e/ou arrasto suficiente e possivelmente mais que suficiente.[073] The person skilled in the art will understand that the combination of the shapes 20 and the arrangement of grooves 30 provided around the shapes 20 alters the way in which the vortices (not shown) are formed compared to a cylindrical structure having an outer surface uniform (flat) 11. The person skilled in the art will also appreciate that providing the generally cylindrical element 10 with said outer surface 11 will mean that additional (conventional) VIV braces that would normally be provided additionally around some cylindrical or tubular structures used submarines will not be necessary, because the generally cylindrical element 10 will provide sufficient and possibly more than sufficient VIV and/or drag reduction.
[074] Como mostrado na Fig. 1, o elemento geralmente cilíndrico 10 compreende uma extremidade superior 12U e uma extremidade inferior 12L, e compreende um comprimento suficiente para a instalação dentro da água como exigido para a aplicação particular.[074] As shown in Fig. 1, the generally cylindrical element 10 comprises an upper end 12U and a lower end 12L, and comprises a length sufficient for installation within the water as required for the particular application.
[075] Na concretização, como mostrado na Fig. 1, a superfície externa 11 compreende uma pluralidade de formatos repetidos 20, onde cada formato preferido 20 é um hexágono, de tal modo que a maior parte da superfície externa 11 ou mais preferencialmente toda a superfície externa 11 do elemento geralmente cilíndrico 10 compreende uma segmentação hexagonal 21 na qual cada três hexágonos adjacentes 20 (mostrados na Fig. 3 por exemplo, os hexágonos 20A, 20B e 20C) se encontram em cada vértice contíguo 22 e o restante dos hexágonos 20 repetem esse arranjo através de toda a superfície externa 11 do elemento geralmente cilíndrico 10.[075] In the embodiment, as shown in Fig. 1, the outer surface 11 comprises a plurality of repeating shapes 20, where each preferred shape 20 is a hexagon, such that the majority of the outer surface 11 or more preferably the entire outer surface 11 of the generally cylindrical element 10 comprises a hexagonal segmentation 21 in which every three adjacent hexagons 20 (shown in Fig. 3 e.g. hexagons 20A, 20B and 20C) meet at each contiguous vertex 22 and the remainder of the hexagons 20 repeat this arrangement across the entire external surface 11 of the generally cylindrical element 10.
[076] A pessoa versada na técnica deve observar que é preferível que cada vértice 22 entre dois lados adjacentes de cada formato hexagonal 20 compreende um raio e não um canto agudo e, mais preferencialmente, cada vértice 22 entre cada par adjacente de lados de cada formato hexagonal 20 compreende um raio entre 5mm e 250mm e mais preferencialmente o dito raio sendo entre 150mm e 250mm.[076] The person skilled in the art should note that it is preferable that each vertex 22 between two adjacent sides of each hexagonal shape 20 comprises a radius and not an acute corner and, more preferably, each vertex 22 between each adjacent pair of sides of each hexagonal shape 20 comprises a radius between 5mm and 250mm and more preferably said radius being between 150mm and 250mm.
[077] Na concretização do elemento geralmente cilíndrico 10 como mostrado nas Figs. 1-3, o arranjo de hexágonos 20 também pode ser considerado em termos de fileiras 40A, 40B, 40C, 40D de hexágonos 20 empilhadas no topo uma da outra, cada fileira 40 estando separada da próxima fila superior ou inferior 40 por um arranjo de ranhuras 30.[077] In the embodiment of the generally cylindrical element 10 as shown in Figs. 1-3, the arrangement of hexagons 20 may also be considered in terms of rows 40A, 40B, 40C, 40D of hexagons 20 stacked on top of each other, each row 40 being separated from the next upper or lower row 40 by an arrangement of 30 slots.
[078] Adicionalmente, o arranjo de hexágonos 20 na superfície externa 11 do elemento geralmente cilíndrico 10 pode ser considerado como sendo na forma de colunas escalonadas 50 espaçadas de modo equidistante ao redor da circunferência da superfície externa 11 , onde a primeira coluna 50A mostrada na Fig. 3 se encaixa estreitamente com a próxima coluna 50B (a qual foi escalonada pela metade da altura de um hexágono 20 quando comparada com a primeira coluna 50A) e assim por diante para as outras colunas 50C, 50D e 50E como mostrado na Fig. 3.[078] Additionally, the arrangement of hexagons 20 on the outer surface 11 of the generally cylindrical element 10 can be considered to be in the form of staggered columns 50 spaced equidistantly around the circumference of the outer surface 11, where the first column 50A shown in Fig. 3 fits closely with the next column 50B (which has been scaled by half the height of a hexagon 20 when compared with the first column 50A) and so on for the other columns 50C, 50D and 50E as shown in Fig. 3. 3.
[079] A pessoa versada na técnica irá compreender que a superfície externa 11 tendo esta segmentação hexagonal 21 fornecida na mesma, onde os hexágonos 20 que se projetam para fora da superfície externa 11 devido aos arranjos de ranhura 30, apresentam a grande vantagem de maximizar o número de formatos 20 dentro de cada fileira 40 e/ou coluna 50 e/ou por todo a superfície da superfície externa 11 e isto apresenta, por conseguinte, a grande vantagem de fornecer a redução mais eficiente de VIV e/ou arrasto possível em relação ao elemento geralmente cilíndrico 10.[079] The person skilled in the art will understand that the outer surface 11 having this hexagonal segmentation 21 provided therein, where the hexagons 20 projecting out of the outer surface 11 due to the groove arrangements 30, present the great advantage of maximizing the number of shapes 20 within each row 40 and/or column 50 and/or across the entire surface of the outer surface 11 and this therefore has the great advantage of providing the most efficient VIV and/or drag reduction possible in relation to the generally cylindrical element 10.
[080] Os formatos 20 e os arranjos de ranhura 30 podem ser formados na superfície externa 11 do elemento geralmente cilíndrico 10 por quaisquer meios adequados, tal como a moldagem do elemento geralmente cilíndrico 10 como um componente integral de uma peça com o arranjo de ranhura 30 e a segmentação hexagonal 21 fornecida no mesmo (e esta operação de moldagem poderia ser uma operação bombeada, injetada ou rotomoldada). Alternativamente, o elemento geralmente cilíndrico 10 pode começar como um tubular homogêneo e os arranjos de ranhura 30 podem ser cortados na superfície externa do tubular homogêneo (não mostrado) a fim de formar o arranjo de formatos 20 e, em particular, o arranjo preferido da segmentação hexagonal 21 fornecida na superfície externa 11. Outras técnicas de fabricação adequada também poderiam ser usadas. Uma técnica de fabricação menos preferida é usando um tubular homogêneo e fixando por algum meio de fixação adequado, tal como adesivo ou parafusos etc., os formatos 20 para a superfície externa 11 do tubular homogêneo (não mostrado) nesse tipo de arranjo de segmentação hexagonal 21, de tal modo que os arranjos de ranhura 30 são fornecidos pelas folgas ou canais resultantes entre os vários formatos fixados 20.[080] Shapes 20 and groove arrangements 30 may be formed on the outer surface 11 of the generally cylindrical element 10 by any suitable means, such as molding the generally cylindrical element 10 as an integral component of a part with the groove arrangement. 30 and the hexagonal segmentation 21 provided therein (and this molding operation could be a pumped, injected or rotomolded operation). Alternatively, the generally cylindrical member 10 may begin as a homogeneous tubular and groove arrangements 30 may be cut into the outer surface of the homogeneous tubular (not shown) in order to form the shape arrangement 20 and, in particular, the preferred arrangement of the hexagonal segmentation 21 provided on the outer surface 11. Other suitable manufacturing techniques could also be used. A less preferred manufacturing technique is using a homogeneous tubular and attaching by some suitable fastening means, such as adhesive or screws etc., the shapes 20 to the outer surface 11 of the homogeneous tubular (not shown) in this type of hexagonal segmentation arrangement. 21, such that the groove arrangements 30 are provided by the resulting gaps or channels between the various fixed shapes 20.
[081] A segmentação hexagonal 21 é muito eficiente na redução da VIV e, de fato, ela é concebida para reduzir a VIV por um mínimo de 80% e também para reduzir o arrasto abaixo de 1,2 para números Reynolds variando de 1,4e5 a 4,2e64.[081] Hexagonal segmentation 21 is very efficient in reducing VIV and, in fact, it is designed to reduce VIV by a minimum of 80% and also to reduce drag below 1.2 for Reynolds numbers ranging from 1, 4e5 to 4.2e64.
[082] As dimensões dos arranjos de ranhura 30 são como a seguir: - uma profundidade de perfil de ranhura igual a 0,01 a 0,1 vezes o diâmetro externo (D.E.) do elemento geralmente cilíndrico 10, com um arranjo de ranhura preferido 30 tendo uma profundidade de perfil igual a 0.0.2 a 0,03 vezes o D.E. do elemento geralmente cilíndrico 10; - uma largura de perfil igual a 0,04 a 0,1 vezes o D.E. do elemento geralmente cilíndrico 10 com uma largura de perfil preferida igual a 0,05 a 0,07 vezes o D.E. do elemento geralmente cilíndrico 10; - o arranjo de ranhura 30 tipicamente compreende faces laterais anguladas 60 que podem ser anguladas entre 40 a 80 graus em relação ao raio do elemento geralmente cilíndrico 10 e preferencialmente as faces laterais anguladas 60 do arranjo de ranhura 30 são anguladas na região de 60 graus em relação ao raio do elemento geralmente cilíndrico 10; - alternativamente, o perfil do arranjo de ranhura 30 pode ser um círculo completo, onde o diâmetro do corte pode ser igual a 0,03 a 0,15 vezes o D.E. do elemento geralmente cilíndrico 10 e mais preferencialmente os ditos arranjos de ranhura 30 quando arranjados com um círculo completo compreendem uma ranhura tendo um diâmetro do corte igual a 0,07 a 0,09 vezes o D.E. do elemento geralmente cilíndrico 10.[082] The dimensions of the groove arrangements 30 are as follows: - a groove profile depth equal to 0.01 to 0.1 times the outer diameter (O.D.) of the generally cylindrical element 10, with a preferred groove arrangement 30 having a profile depth equal to 0.0.2 to 0.03 times the O.D. of the generally cylindrical element 10; - a profile width equal to 0.04 to 0.1 times the O.D. of the generally cylindrical element 10 with a preferred profile width equal to 0.05 to 0.07 times the O.D. of the generally cylindrical element 10; - the slot arrangement 30 typically comprises angled side faces 60 which may be angled between 40 to 80 degrees relative to the radius of the generally cylindrical element 10 and preferably the angled side faces 60 of the slot arrangement 30 are angled in the region of 60 degrees in relation to the radius of the generally cylindrical element 10; - alternatively, the profile of the groove arrangement 30 may be a complete circle, where the diameter of the cut may be equal to 0.03 to 0.15 times the O.D. of the generally cylindrical element 10 and more preferably said groove arrangements 30 when arranged in a complete circle comprise a groove having a cut diameter equal to 0.07 to 0.09 times the O.D. of the generally cylindrical element 10.
[083] A pessoa versada na técnica compreenderá, por conseguinte, que a segmentação hexagonal 21 (e, por conseguinte, cada fileira 40 e/ou cada coluna 50 dentro da segmentação hexagonal 21) engloba toda a circunferência de 360 graus do elemento geralmente cilíndrico 10 e compreenderá ainda que cada ranhura 30 nos lados superior e inferior de cada fileira 40 é contínua em torno de 360 graus da superfície externa 11 de tal modo que ela não possui nenhum ponto de início ou fim separado. Isto apresenta vantagens significativas em termos de redução de VIV e/ou redução de arrasto porque o arranjo de ranhura 30 fornece um ponto de saída muito mais suave para a água deixar de contactar a superfície externa 11 (se comparado com uma superfície externa completamente "suave").[083] The person skilled in the art will therefore understand that the hexagonal segmentation 21 (and therefore each row 40 and/or each column 50 within the hexagonal segmentation 21) encompasses the entire 360 degree circumference of the generally cylindrical element. 10 and will further understand that each groove 30 on the upper and lower sides of each row 40 is continuous around 360 degrees of the outer surface 11 such that it has no separate starting or ending point. This presents significant advantages in terms of VIV reduction and/or drag reduction because the groove arrangement 30 provides a much smoother exit point for water to no longer contact the outer surface 11 (compared to a completely "smooth" outer surface). ").
[084] A pessoa versada na técnica também perceberá que, embora a segmentação hexagonal 21 seja o perfil de formato mais preferido fornecido na superfície externa 11, outros formatos menos preferidos 20 também poderiam ser usados, tais como triângulos, quadrado, retângulos, pentágonos ou outros formatos adequados. Os formatos adequados mais preferíveis são os formatos com simetria (e que são, portanto, capazes de ser encaixados estreitamente em uma segmentação). É preferível também que todos os formatos 20 dentro da segmentação 21 sejam idênticos entre si a fim de aumentar o número de formatos 20 que podem ser encaixados ou fornecidos na superfície externa 11 e, por conseguinte, embora diferentes formatos possam ser fornecidos dentro das fileiras separadas 40, é preferível que todos os formatos 20 dentro de uma segmentação sejam idênticos, e é mais preferível que todos os formatos sejam hexágonos 20 e, por conseguinte, a segmentação seja uma segmentação hexagonal 21. É adicionalmente preferível que o arranjo de ranhura 30 forneça pelo menos um, e preferencialmente, uma pluralidade de caminhos separados para fluxo de água ao navegar ao redor da circunferência do elemento geralmente cilíndrico 10, de tal modo que a água siga ao redor da circunferência externa do elemento geralmente cilíndrico 10 de um lado para o outro (que poderia ocorrer quando o elemento geralmente cilíndrico 10 for substancialmente vertical dentro de um corpo de água que está fluindo próximo a esse elemento geralmente cilíndrico 10) encontra muitos pontos de separação de fluxo 23 na forma dos pontos de canto 23 dos formatos hexagonais 20. Por exemplo, a água fluindo ao longo do caminho de fluxo 25A dentro do arranjo de ranhura 20 da esquerda para a direita na Fig. 3 irá encontrar o ponto de separação de fluxo 23A em cujo ponto ela irá ser separada no fluxo 25A1 e no fluxo 25A2. Além disso, a água fluindo ao longo do caminho de fluxo 25B dentro do arranjo de ranhura 20 da esquerda para a direita na Fig. 3 irá encontrar o ponto de separação de fluxo 23B em cujo ponto ela irá ser separada no fluxo 25B1 e no fluxo 25B2. Como um outro exemplo, a água fluindo ao longo do caminho de fluxo 25C dentro do arranjo de ranhura 20 da esquerda para a direita na Fig. 3 irá encontrar o ponto de separação de fluxo 23C em cujo ponto ela irá ser separada no fluxo 25C1 e no fluxo 25C2. Esta característica de separação de fluxo, fornecida particularmente pelo arranjo de formatos 20 sendo escalonado quando visualizado ao longo de cada fileira 40 e/ou ao longo de cada coluna 50 fornece separação de fluxo significativamente maior e que, por sua vez, reduz grandemente a VIV e isto propicia vantagens técnicas significativas para concretizações da presente invenção. Além disso, nesta concretização de exemplo da invenção, é preferível que o ponto de separação de fluxo 23 (ou seja, o canto 23 do formato) seja menor que 90 graus, de tal modo que a água fluindo no arranjo de ranhura 20 (tal como ao longo do caminho de fluxo 25A) é forçada a mudar de direção por menos de 90 graus a fim de manter o coeficiente de arrasto do elemento geralmente cilíndrico 10 o mais baixo possível. Assim, na concretização empregando a segmentação hexagonal 21, o ponto de separação de fluxo 23 (ou seja, o canto 23 do formato) é de 60 graus de tal modo que a água fluindo no arranjo de ranhura 20 (tal como ao longo do caminho de fluxo 25A) é forçada a mudar de direção por 60 graus não importa qual dos dois caminhos (ou seja, caminho 23A1 ou 25A2) a água toma ao redor do formato hexagonal 20C e, portanto, o coeficiente de arrasto do elemento geralmente cilíndrico 10 é mantido o mais baixo possível.[084] The person skilled in the art will also appreciate that although the hexagonal segmentation 21 is the most preferred shape profile provided on the outer surface 11, other less preferred shapes 20 could also be used, such as triangles, squares, rectangles, pentagons or other suitable formats. The most preferable suitable shapes are shapes that have symmetry (and are therefore capable of being fitted closely into a segmentation). It is also preferred that all shapes 20 within segmentation 21 are identical to each other in order to increase the number of shapes 20 that can be fitted or provided on the outer surface 11 and therefore although different shapes can be provided within the separate rows 40, it is preferred that all shapes 20 within a segmentation are identical, and it is more preferred that all shapes are hexagons 20 and therefore the segmentation is a hexagonal segmentation 21. It is further preferred that the slot arrangement 30 provides at least one, and preferably a plurality of separate paths for water flow when navigating around the circumference of the generally cylindrical element 10, such that water flows around the outer circumference of the generally cylindrical element 10 from one side to the other. another (which could occur when the generally cylindrical element 10 is substantially vertical within a body of water that is flowing close to that generally cylindrical element 10) finds many flow separation points 23 in the form of the corner points 23 of the hexagonal shapes 20 For example, water flowing along flow path 25A within slot arrangement 20 from left to right in Fig. 3 will encounter flow separation point 23A at which point it will be separated into flow 25A1 and flow 25A2. Furthermore, water flowing along flow path 25B within the slot arrangement 20 from left to right in Fig. 3 will encounter flow separation point 23B at which point it will be separated into flow 25B1 and flow 25B2. As another example, water flowing along flow path 25C within slot arrangement 20 from left to right in Fig. 3 will encounter flow separation point 23C at which point it will be separated into flow 25C1 and in the 25C2 stream. This flow separation characteristic, provided particularly by the arrangement of formats 20 being staggered when viewed along each row 40 and/or along each column 50 provides significantly greater flow separation and which, in turn, greatly reduces VIV. and this provides significant technical advantages for embodiments of the present invention. Furthermore, in this exemplary embodiment of the invention, it is preferred that the flow separation point 23 (i.e., the corner 23 of the shape) is less than 90 degrees, such that the water flowing in the groove arrangement 20 (such as along the flow path 25A) is forced to change direction by less than 90 degrees in order to keep the drag coefficient of the generally cylindrical element 10 as low as possible. Thus, in the embodiment employing hexagonal segmentation 21, the flow separation point 23 (i.e., the corner 23 of the shape) is 60 degrees such that water flowing in the groove arrangement 20 (such as along the path flow path 25A) is forced to change direction by 60 degrees no matter which of the two paths (i.e. path 23A1 or 25A2) the water takes around the hexagonal shape 20C and therefore the drag coefficient of the generally cylindrical element 10 is kept as low as possible.
[085] O elemento geralmente cilíndrico 10 e os formatos 20 fornecidos no mesmo são formados de qualquer material adequado e o material adequado pode ser de um material que flutue na água.[085] The generally cylindrical element 10 and the shapes 20 provided therein are formed from any suitable material and the suitable material may be from a material that floats in water.
[086] Configurações alternativas da segmentação de superfície estão mostradas nas Figuras 4-6. Por questões de concisão, onde os recursos são os mesmos entre todas as configurações, os pormenores destas configurações não serão repetidos e o leitor é encaminhado aos parágrafos acima. Os recursos iguais estão marcados com o formato X10, X11, onde os numerais finais indicam o recurso conforme marcados nas Figuras 1-3.[086] Alternative surface segmentation configurations are shown in Figures 4-6. For the sake of brevity, where features are the same across all configurations, details of these configurations will not be repeated and the reader is referred to the paragraphs above. Equal resources are marked with the format X10, X11, where the end numerals indicate the resource as marked in Figures 1-3.
[087] As Figs 4-6a mostram o elemento cilíndrico 210 tendo uma superfície externa 211 que compreende formatos hexagonais repetidos 220, alongados ao longo de um eixo que é descentrado dos eixos longitudinal e transversal do elemento 210, com pontos arredondados. Entre os formatos 220 estão as ranhuras 230. O elemento cilíndrico 210 possui uma extremidade superior 212U e uma extremidade inferior 212L como antes. A água fluindo ao redor do elemento 210 dentro das ranhuras 230 encontram-se com pelo menos um vértice 223 dos formatos hexagonais 220 e se dividem ao longo de diferentes caminhos de fluxo. Comparado com a configuração das ranhuras 30 e dos formatos 20 ilustrados nas Figs. 1-3, a água percorrendo ao redor do elemento 210 geralmente será dirigida sempre em um ângulo descentrado em relação aos eixos do elemento cilíndrico 210 (enquanto que na Fig. 1, por exemplo, pode ser visto que algumas ranhuras 30 são alinhadas com o eixo transversal ou plano do elemento 10).[087] Figs 4-6a show the cylindrical element 210 having an external surface 211 that comprises repeated hexagonal shapes 220, elongated along an axis that is offset from the longitudinal and transverse axes of the element 210, with rounded points. Between the shapes 220 are the slots 230. The cylindrical member 210 has an upper end 212U and a lower end 212L as before. The water flowing around the element 210 within the grooves 230 meets at least one vertex 223 of the hexagonal shapes 220 and divides along different flow paths. Compared to the configuration of the slots 30 and shapes 20 illustrated in Figs. 1-3, water traveling around element 210 will generally always be directed at an off-center angle relative to the axes of the cylindrical element 210 (whereas in Fig. 1, for example, it can be seen that some grooves 30 are aligned with the transverse axis or plane of the element 10).
[088] As Figs 4-6b mostram o elemento cilíndrico 310 novamente tendo uma superfície externa 311 compreendendo formatos hexagonais alongados repetidos 320 com pontos arredondados, mas os formatos 320 neste exemplo são menos alongados que aqueles das Figs. 4-6a. O alongamento dos formatos 320 novamente é ao longo de um eixo de cada formato 320 que é descentrado dos eixos longitudinal e transversal do elemento cilíndrico 310. Como antes, a água fluindo ao longo das ranhuras 330 encontra-se com os vértices 323 dos formatos 320 e se divide em caminhos de fluxo separados. As ranhuras 330 são anguladas com relação às direções longitudinal e transversal do elemento 310.[088] Figs 4-6b show the cylindrical element 310 again having an outer surface 311 comprising repeated elongated hexagonal shapes 320 with rounded points, but the shapes 320 in this example are less elongated than those in Figs. 4-6a. The elongation of the shapes 320 again is along an axis of each shape 320 that is offset from the longitudinal and transverse axes of the cylindrical element 310. As before, water flowing along the grooves 330 meets the apexes 323 of the shapes 320 and splits into separate flow paths. The slots 330 are angled with respect to the longitudinal and transverse directions of the member 310.
[089] As Figs 4-6c mostram o elemento cilíndrico 410 tendo uma superfície externa 411 com formatos hexagonais repetidos 420. Os formatos 420 são novamente alongados ao longo de um eixo que é descentrado dos eixos longitudinal e transversal do elemento cilíndrico 410. No entanto, neste exemplo, os formatos 420 são alongados a um grau menor que aquele mostrado nas Figs. 4-6a e 4-6b, e os vértices 423 de cada formato 420 possuem um raio menor e são, por conseguinte, mais pontiagudos. A água fluindo ao redor do elemento 410 nas ranhuras 430 encontram- se com pelo menos um vértice 423 dos formatos 420, mas podem também ser orientadas em direção a uma lateral plana 424 ou a uma porção de uma lateral plana 424 de um formato 420. A água é dividida em diferentes caminhos de fluxo, e/ou desviada por uma lateral plana 424 de um formato 420.[089] Figs 4-6c show the cylindrical element 410 having an outer surface 411 with repeating hexagonal shapes 420. The shapes 420 are again elongated along an axis that is offset from the longitudinal and transverse axes of the cylindrical element 410. However In this example, the shapes 420 are elongated to a lesser degree than that shown in Figs. 4-6a and 4-6b, and the vertices 423 of each shape 420 have a smaller radius and are therefore more pointed. The water flowing around the element 410 in the grooves 430 meets at least one vertex 423 of the shapes 420, but may also be oriented toward a flat side 424 or a portion of a flat side 424 of a shape 420. The water is divided into different flow paths, and/or diverted by a flat side 424 of a shape 420.
[090] As Figs 4-6d mostram o elemento cilíndrico 510 tendo uma superfície externa 511 compreendendo formatos hexagonais 520 em um padrão repetido através da superfície 511. As ranhuras 530 distanciam os formatos 520 uns dos outros. Neste exemplo, as ranhuras 530 são mais largas que as ranhuras 30 mostradas nas Figs. 13, ou seja, os formatos 520 são distanciados adicionalmente mais que os formatos 20 nas Figs. 1-3. Os formatos 520 são rotacionados em comparação ao alinhamento dos formatos 20 no exemplo ilustrado nas Figs. 1-3, de modo que eles ficam agora lado a lado para baixo (ou seja, os formatos 520 foram rotacionado por 30° em relação ao arranjo dos formatos 20 ilustrados nas Figs. 1-3, de modo que pelo menos dois vértices 523A, 523B, 523C, 523D ficam alinhados ao longo do eixo longitudinal do elemento cilíndrico 510). Em modelos de computador de fluxo de água por e ao redor de cada um dos vários arranjos de formatos e ranhuras descritos aqui, o arranjo ilustrado nas Figs. 4-6d foi considerado como sendo particularmente efetivo para reduzir VIV e este é, portanto, o modelo de segmentação mais preferido aplicado na superfície 511 do elemento geralmente cilíndrico 510. A água fluindo ao redor do elemento 510 nas ranhuras 530 encontram-se com pelo menos um vértice 523 dos formatos 520, mas também pode ser orientada em direção a uma lateral plana 524A, 524B ou a uma porção de uma lateral plana 524A, 524B de um formato 520. A água é dividida em diferentes caminhos de fluxo, e/ou desviada por uma lateral plana 524A, 524B de um formato 520.[090] Figs 4-6d show the cylindrical element 510 having an outer surface 511 comprising hexagonal shapes 520 in a pattern repeated across the surface 511. The grooves 530 distance the shapes 520 from each other. In this example, the slots 530 are wider than the slots 30 shown in Figs. 13, i.e., the shapes 520 are further spaced apart than the shapes 20 in Figs. 1-3. The shapes 520 are rotated compared to the alignment of the shapes 20 in the example illustrated in Figs. 1-3, so that they are now side by side downwards (i.e., the shapes 520 have been rotated by 30° relative to the arrangement of shapes 20 illustrated in Figs. 1-3, so that at least two vertices 523A , 523B, 523C, 523D are aligned along the longitudinal axis of the cylindrical element 510). In computer models of water flow through and around each of the various shape and groove arrangements described here, the arrangement illustrated in Figs. 4-6d has been found to be particularly effective in reducing VIV and this is therefore the most preferred segmentation model applied to the surface 511 of the generally cylindrical element 510. Water flowing around the element 510 in the grooves 530 meets at least at least one vertex 523 of the shapes 520, but may also be oriented toward a flat side 524A, 524B or a portion of a flat side 524A, 524B of a shape 520. The water is divided into different flow paths, and/or or offset by a flat side 524A, 524B of a shape 520.
[091] As Figs 4-6e mostram o elemento cilíndrico 610 tendo uma superfície externa 611 compreendendo formatos hexagonais 620 que foram alongados ao longo do eixo longitudinal do elemento cilíndrico. Os formatos 620 são arranjados em um padrão repetido através da superfície 611. De modo similar às Figs 4-6d, os formatos 620 são arranjados de modo que dois ou mais vértices 623A, 623B, 623C, 623D são alinhados ao longo do eixo longitudinal do elemento cilíndrico 610. A água escoa ao redor das ranhuras 630 e se encontra geralmente com um canto pontiagudo/vértice 623 de pelo menos um formato 620 à medida que ela percorre em torno do elemento cilíndrico 610. Isto atua para dividir o fluxo ao longo de diferentes caminhos de fluxo como antes. O fluxo também pode ser orientado em direção a uma lateral plana 624A, 624B ou uma porção de uma lateral plana 624A, 624B de um formato 620.[091] Figs 4-6e show the cylindrical element 610 having an external surface 611 comprising hexagonal shapes 620 that have been elongated along the longitudinal axis of the cylindrical element. The shapes 620 are arranged in a repeating pattern across the surface 611. Similar to Figs 4-6d, the shapes 620 are arranged so that two or more vertices 623A, 623B, 623C, 623D are aligned along the longitudinal axis of the cylindrical element 610. Water flows around the grooves 630 and generally encounters a sharp corner/apex 623 of at least one shape 620 as it travels around the cylindrical element 610. This acts to divide the flow along different flow paths as before. The flow may also be oriented toward a flat side 624A, 624B or a portion of a flat side 624A, 624B of a shape 620.
[092] As Figs 4-6f mostram o elemento cilíndrico 710 tendo uma superfície externa 711 compreendendo formatos hexagonais 720 em um padrão repetido através da superfície 711. As ranhuras 730 distanciam os formatos 720 uns dos outros. Os formatos 720 são alongados ao longo do eixo longitudinal do elemento cilíndrico 710 e relativamente de maneira densa concentrados em comparação aos formatos 520, 620 ilustrados nas Figs 4-6d e 4-6e. O alongamento dos formatos 720 é maior que os formatos 620 das Figs. 4-6e e resulta em dois vértices relativamente agudos 723A, 723B, os quais são alinhados ao longo do eixo longitudinal do elemento cilíndrico 710. A água fluindo ao redor do elemento cilíndrico710 nas ranhuras 730 pode encontrar- se com um vértice (por exemplo, o vértice superior 723A) de um formato 720, ou pode fluir em direção a uma lateral plana 724 ou a uma porção de uma lateral plana 724 de um formato 720. A água fluindo através das ranhuras 430 e contatando um vértice 723A de um formato 720 pode ser dividida em diferentes caminhos de fluxo. A água fluindo ao longo das ranhuras 730 e em uma seção plana 724 de um formato 720 pode ser desviada para escoar em uma direção diferente dentro das ranhuras 730.[092] Figs 4-6f show the cylindrical element 710 having an outer surface 711 comprising hexagonal shapes 720 in a pattern repeated across the surface 711. The grooves 730 distance the shapes 720 from each other. The shapes 720 are elongated along the longitudinal axis of the cylindrical element 710 and relatively densely concentrated compared to the shapes 520, 620 illustrated in Figs 4-6d and 4-6e. The elongation of shapes 720 is greater than shapes 620 of Figs. 4-6e and results in two relatively sharp vertices 723A, 723B, which are aligned along the longitudinal axis of the cylindrical element 710. Water flowing around the cylindrical element 710 in the grooves 730 may meet an apex (e.g., the upper apex 723A) of a shape 720, or may flow toward a flat side 724 or a portion of a flat side 724 of a shape 720. Water flowing through the grooves 430 and contacting an apex 723A of a shape 720 can be divided into different flow paths. Water flowing along the grooves 730 and in a flat section 724 of a shape 720 may be diverted to flow in a different direction within the grooves 730.
[093] A Fig. 6(g) mostra as dimensões de exemplo dos padrões de segmentação mais preferidos aplicados sobre a superfície 511 do elemento geralmente cilíndrico 510. Neste exemplo, o elemento geralmente cilíndrico 510 possui as seguintes dimensões de exemplo: - Diâmetro mais externo 510D (do elemento 510) = 1222mm (e assim, o aio mais externo 510RE = 611 mm); Profundidade R 520D (profundidade de ranhura, ou seja, a altura de cada formato 520) = 60mm; - Raio 520R (do canto na borda de cada formato 520) = 60mm; Assim, Profundidade R 520D = Raio 520R; - Raio interno 520IR (do elemento 510 do ponto central C para a superfície externa 511) = 551 mm;[093] Fig. 6(g) shows example dimensions of the most preferred segmentation patterns applied to the surface 511 of the generally cylindrical element 510. In this example, the generally cylindrical element 510 has the following example dimensions: - Largest diameter external 510D (of element 510) = 1222mm (and thus, the outermost aio 510RE = 611 mm); Depth R 520D (groove depth, i.e. the height of each 520 format) = 60mm; - Radius 520R (from the corner to the edge of each 520 format) = 60mm; Thus, Depth R 520D = Radius 520R; - Internal radius 520IR (from element 510 from center point C to external surface 511) = 551 mm;
[094] Circunferencial R 530C (largura de ranhura entre dois formatos adjacentes 520 na direção ao redor da circunferência) = 319,972mm;[094] Circumferential R 530C (groove width between two adjacent shapes 520 in the direction around the circumference) = 319.972mm;
[095] Diagonal R 530D (largura da ranhura entre dois formatos adjacentes 520 na direção diagonal entre dois lados planos adjacente e paralelos 524a e 524c mostrados na Fig. 6(g) = 350,054mm.[095] Diagonal R 530D (width of the groove between two adjacent shapes 520 in the diagonal direction between two adjacent and parallel flat sides 524a and 524c shown in Fig. 6(g) = 350.054mm.
[096] A pessoa versada na técnica irá compreender que as várias dimensões são confiáveis para variar de acordo com as exigências da aplicação de uso particular e irão variar particularmente na dependência do raio interno 520IR do elemento cilíndrico 510 em questão, mas as várias dimensões (por exemplo, a Profundidade R 520D, o Raio 520R, Circunferencial R 530C e a Diagonal R 530D) são todos de preferência uma relação relativamente fixa do Raio interno 520IR, como será descrito subsequentemente mais detalhadamente. De forma simplificada, quanto maior for o Raio interno 520IR do elemento cilíndrico 510 em questão, quanto maior a Profundidade R 520D, mas as proporções relativas entre os dois, são preferencialmente substancialmente constantes, porque as dimensões relativas compartilham algumas relações de recurso comuns, como será descrito agora. Em todos os exemplos mostrados nas Figs. 4-6, algumas relações de recurso comuns foram identificadas que levam a aumentar a supressão de VIV pelo elemento cilíndrico. Eles são: - Profundidade R (ou seja, a profundidade dos formatos repetidos) = Diâmetro mais externo (do elemento multiplicado por 0,05); - Profundidade R (ou seja, a profundidade dos formatos repetidos) = Raio (do canto na borda de cada formato); - Circunferencial R (Largura da ranhura na direção circunferencial) = Raio mais externo do elemento multiplicado por 0,50 a 0,60 (ou seja, para o exemplo mostrado na Fig. 6g, o Raio mais externo 510OR = 611 mm multiplicado por 0,525= aprox. 320mm); - Diagonal de R (Largura da ranhura na direção diagonal) = Raio mais externo do elemento multiplicado por 0,55 a 0,60 (ou seja, para o exemplo mostrado na Fig. 6g, Raio mais externo 510OR = 611 mm multiplicado por 0,572 = aprox. 350mm); - Ângulo de formato repetido = Hexágono de lados iguais e uniformemente conformado, tendo o ângulo envolto de cada canto fixado em 120; - Modelo de formato preferido compreende múltiplas fileiras de 3 hexágonos de ângulo incluso de 120° fixos espaçadas de modo equidistante por fileira ao redor da circunferência do elemento geralmente cilíndrico, com a fileira adjacente compreendendo 3 hexágonos conformados similarmente, mas descentrados pela metade de um passo fora de fase (ou seja, 60°) ou seja, aquele padrão mostrado na Fig. 6(g).[096] The person skilled in the art will understand that the various dimensions are reliable to vary according to the requirements of the particular use application and will vary particularly depending on the internal radius 520IR of the cylindrical element 510 in question, but the various dimensions ( for example, Depth R 520D, Radius 520R, Circumferential R 530C and Diagonal R 530D) are all preferably a relatively fixed ratio of the Internal Radius 520IR, as will be described subsequently in more detail. Simply put, the greater the Internal Radius 520IR of the cylindrical element 510 in question, the greater the Depth R 520D, but the relative proportions between the two are preferably substantially constant, because the relative dimensions share some common feature relationships, such as will now be described. In all examples shown in Figs. 4-6, some common resource relationships have been identified that lead to increased VIV suppression by the cylindrical element. They are: - Depth R (i.e. the depth of the repeated shapes) = Outermost diameter (of the element multiplied by 0.05); - Depth R (i.e. the depth of the repeated shapes) = Radius (from the corner to the edge of each shape); - Circumferential R (Slot width in circumferential direction) = Outermost radius of the element multiplied by 0.50 to 0.60 (i.e., for the example shown in Fig. 6g, the outermost Radius 510OR = 611 mm multiplied by 0.525 = approx 320mm); - Diagonal of R (Slot width in diagonal direction) = Outermost radius of the element multiplied by 0.55 to 0.60 (i.e. for the example shown in Fig. 6g, Outermost radius 510OR = 611 mm multiplied by 0.572 = approx 350mm); - Angle of repeated shape = Hexagon with equal sides and uniformly shaped, with the angle around each corner fixed at 120; - Preferred shaped model comprises multiple rows of 3 fixed 120° inclusive angle hexagons spaced equidistantly per row around the circumference of the generally cylindrical element, with the adjacent row comprising 3 similarly shaped hexagons but offset by half a step out of phase (i.e., 60°) i.e., that pattern shown in Fig. 6(g).
[097] Existem três campos de aplicação principais para o elemento geralmente cilíndrico 10, eles são: Módulos de flutuabilidade distribuídos (DBM) 62 - como mostrado nas Figs. 7(a) a 7(d)[097] There are three main fields of application for the generally cylindrical element 10, they are: Distributed buoyancy modules (DBM) 62 - as shown in Figs. 7(a) to 7(d)
[098] Os DBM's 62 são usados normalmente em pontos selecionados na parte externa de um conduto 64, tal como um riser 64 que se estende em um corpo de água entre uma embarcação de superfície (não mostrada) ou plataforma e uma estrutura submarina (não mostrada), onde a função do DBM 62 é a de fornecer ao conduto 64 flutuabilidade em uma localização requerida (por exemplo, para possibilitar que o conduto 64 seja instalado em uma "onda tranquila" ou configuração de "S tranquilo"). O elemento geralmente cilíndrico 10 pode ser preso por quaisquer meios adequados, tais como por fixação ou por cintas ao exterior do DBM 62, mas, mais preferencialmente, o elemento geralmente cilíndrico 10 é totalmente integrado ao DBM 62, de tal modo que a superfície externa 11 do elemento 10 é a superfície externa (integrada) 11 do DBM 62 e neste cenário, o DBM 62 não é um cilindro integrado, mas, ao contrário, é fornecido na forma de duas meias-conchas 62U; 62L as quais, quando postas juntas, formam um cilindro ou camisa ao redor da superfície externa do riser 64. A maioria ou todo o DBM 62 é formado de um material flutuante). O elemento geralmente cilíndrico na forma do DBM 62 é fornecido com rebaixos de cinta adequados 66 e cavidades de sustentação 68 para facilitar o transporte, instalação e preensão do elemento geralmente cilíndrico na forma do DBM 62. Flutuador para Riser de Perfuração (DRB) 70, como mostrado nas Figs. 8(a) a 8(l)[098] DBM's 62 are typically used at selected points on the outside of a conduit 64, such as a riser 64 that extends into a body of water between a surface vessel (not shown) or platform and a subsea structure (not shown). shown), where the function of the DBM 62 is to provide the conduit 64 with buoyancy at a required location (e.g., to enable the conduit 64 to be installed in a "quiet wave" or "quiet S" configuration). The generally cylindrical member 10 may be secured by any suitable means, such as by fastening or strapping to the exterior of the DBM 62, but, more preferably, the generally cylindrical member 10 is fully integrated with the DBM 62, such that the outer surface 11 of element 10 is the outer (integrated) surface 11 of the DBM 62 and in this scenario, the DBM 62 is not an integrated cylinder, but rather is provided in the form of two half-shells 62U; 62L which, when put together, form a cylinder or jacket around the outer surface of the riser 64. Most or all of the DBM 62 is formed from a buoyant material). The generally cylindrical element in the shape of the DBM 62 is provided with suitable strap recesses 66 and support cavities 68 to facilitate transport, installation and gripping of the generally cylindrical element in the shape of the DBM 62. Drilling Riser Float (DRB) 70, as shown in Figs. 8(a) to 8(l)
[099] Os módulos DRB 70 são instalados tipicamente ao longo de todo o comprimento de um riser 71 (que possui tipicamente um arranjo de condutores 72 fornecidos ao redor de sua circunferência externa ao longo de seu comprimento - cinco são mostrados na Fig. 8(a), particularmente os risers 71 que são usados em água profunda e água ultra profunda, para reduzir o peso do riser de perfuração 71 a um nível controlável. O elemento geralmente cilíndrico 10 é adequado para ou a) aplicação, fixação ou de outro modo preensão à superfície externa de um DRB ou mais preferencialmente b) como mostrado na Fig. 8(a) a superfície externa de um DRB 70 pode compreender integralmente o perfil conformado da superfície externa 11, como mostrado nas Figs. 1-3. O DRB 70 é fornecido tipicamente ou em meias- conchas 70L; 70R (como mostrado nas Figs. 8(a) a 8(h) ou um quarto de concha (não mostrados) que quando postas juntas circundam/envelopam o riser de perfuração 71 e o arranjo de condutor 72. Este DRB 70 (não mostrado) é fornecido de preferência com planos de empilhamento que permitem que as conchas individuais 70L; 70R sejam empilhadas uma no topo da outra. As duas meias-conchas 70L; 70R são presas de preferência entre si ao redor do riser 71 e do arranjo de condutor 72 por um meio de fixação adequado, tal como parafusos (não mostrados) que passam através de furos de parafuso 75 fornecidos em um e outro lado de cada meia- concha 70L; 70R nas extremidades superior e inferior e que ficam presas no lugar com porcas (não mostradas) a fim de tracionar/comprimir as duas meias-conchas 70L; 70R uma para/contra a outra. Invólucros Protetores Cilíndricos Tradicionalmente Usados como Cintas contra VIV- primeira concretização baseada nas Figs. 1-3.[099] DRB modules 70 are typically installed along the entire length of a riser 71 (which typically has an arrangement of conductors 72 provided around its outer circumference along its length - five are shown in Fig. 8( a), particularly risers 71 which are used in deep water and ultra-deep water, to reduce the weight of the drilling riser 71 to a manageable level. The generally cylindrical member 10 is suitable for either a) application, fixing or otherwise gripping to the outer surface of a DRB or more preferably b) as shown in Fig. 8(a) the outer surface of a DRB 70 may integrally comprise the shaped profile of the outer surface 11 as shown in Figs. 1-3. The DRB 70 is typically supplied in 70L half-shells; 70R (as shown in Figs. 8(a) to 8(h) or a quarter shell (not shown) which when put together surround/envelope the drilling riser 71 and the conductor arrangement 72. This DRB 70 (not shown ) is preferably provided with stacking planes that allow the individual shells 70L; 70R to be stacked on top of each other. The two half-shells 70L; 70R are preferably secured together around the riser 71 and the conductor arrangement 72 by a suitable securing means, such as screws (not shown) that pass through screw holes 75 provided on either side of each half-shell 70L; 70R at the top and bottom ends and which are secured in place with nuts (not shown) in order to pull/compress the two half-shells 70L; 70R towards/against each other Cylindrical Protective Casings Traditionally Used as VIV Straps - first embodiment based on Figs 1-3.
[0100] Alguns condutos submarinos, tais como cabos, linhas de escoamento, tubulações e tubulações de grandes dimensões podem ser convencionalmente fornecidas com cintas de supressão de VIV submarinas, que, tipicamente, compreendem aletas arranjadas helicoidalmente e se estendendo radialmente que atuam para reduzir a VIV. Ao invés de fornecer estas aletas convencionais, o elemento geralmente cilíndrico 10 tendo a superfície externa 11 como mostrada nas Figs. 1-3 poderia ser usado ao contrário, onde o elemento geralmente cilíndrico 10 teria tipicamente um corte formado todo o caminho ao longo de um lado e onde o elemento geralmente cilíndrico 10 é conformado, por conseguinte, em C e é aberto e encaixado ao redor da circunferência do cabo, da linha de escoamento ou da tubulação de grande dimensão para serem protegidos, de tal modo que o elemento geralmente cilíndrico conformado em C 10 envelopa totalmente a seção de cabos, linha de escoamento ou tubulação de grande dimensão ao redor dos quais ele é colocado, tal como uma camisa. Invólucros Protetores Cilíndricos Tradicionalmente Usados como Cintas contra VIV- segunda concretização, como mostrado na Fig. 9[0100] Some subsea conduits, such as cables, flow lines, pipes and large pipelines may be conventionally provided with subsea VIV suppression belts, which typically comprise helically arranged and radially extending fins that act to reduce the VIVI. Instead of providing these conventional fins, the generally cylindrical element 10 having the outer surface 11 as shown in Figs. 1-3 could be used in reverse, where the generally cylindrical element 10 would typically have a cut formed all the way along one side and where the generally cylindrical element 10 is therefore C-shaped and is open and fitted around of the circumference of the cable, flow line or large pipe to be protected, such that the generally cylindrical C 10 shaped element completely envelops the section of cable, flow line or large pipe around which it is put on, just like a shirt. Cylindrical Protective Casings Traditionally Used as VIV Straps - second embodiment, as shown in Fig. 9
[0101] Em uma concretização alternativa ao elemento geralmente cilíndrico conformado em C 10 das Figs. 1 a 3, o elemento geralmente cilíndrico 100A como mostrado na Fig. 9 (tendo uma segmentação hexagonal 21 como descrita anteriormente fornecida em sua superfície externa 11 1 ) pode ser fornecido para encaixe em um conduto submarino 110, tal como um cabo submarino, tubo de ponte flexível, linha de escoamento, riser, seção de tubo ou tubulação de grande dimensão (seja no momento da primeira instalação desse tipo de conduto submarino ou como forma de reequipar a um conduto submarino já instalado tal como o conduto 110).[0101] In an alternative embodiment to the generally cylindrical C-shaped element 10 of Figs. 1 to 3, the generally cylindrical element 100A as shown in Fig. 9 (having a hexagonal segmentation 21 as previously described provided on its outer surface 111) may be provided for fitting into a submarine conduit 110, such as a submarine cable, pipe flexible bridge, flow line, riser, section of pipe or large piping (either at the time of the first installation of this type of underwater conduit or as a way of retrofitting an already installed underwater conduit such as conduit 110).
[0102] O elemento geralmente cilíndrico 100A da Fig. 9 compreende duas partes ou um par de conchas semicirculares 102a, 102b que quando postas juntas ao redor deste conduto 110 (um tubo 110 é mostrado na Fig. 9) circundando completamente por 360 graus essa seção de conduto 110 ao redor do qual as conchas 102a, 102b são colocadas. As meias-conchas 102a, 102b podem ser presas entre si com um número adequado (dois destes meios de fixação são mostrados na Fig. 9 em cada extremidade do elemento geralmente cilíndrico 100) de meios de fixação, tais como um parafuso rosqueado 104 passando através dos furos de parafuso 105 formados em todo o caminho de passagem da parede lateral das meias-conchas 102a, 102b e que podem ser presas no lugar por parafusos e arruelas 106b. O elemento geralmente cilíndrico 100A da Fig. 9 atua, por conseguinte, como um invólucro protetor ou camisa em relação ao conduto 110 e, desse modo, fornece ao conduto 110 supressão submarina de VIV em virtude da segmentação hexagonal 21 fornecida em sua superfície externa 111.[0102] The generally cylindrical element 100A of Fig. 9 comprises two parts or a pair of semicircular shells 102a, 102b which when placed together around this conduit 110 (a tube 110 is shown in Fig. 9) completely encircle for 360 degrees this conduit section 110 around which shells 102a, 102b are placed. The half-shells 102a, 102b may be secured together with a suitable number (two such fastening means are shown in Fig. 9 at each end of the generally cylindrical member 100) of fastening means, such as a threaded screw 104 passing through of screw holes 105 formed throughout the passage path of the side wall of the half-shells 102a, 102b and which can be secured in place by screws and washers 106b. The generally cylindrical element 100A of Fig. 9 therefore acts as a protective casing or jacket in relation to the conduit 110 and thereby provides the conduit 110 with underwater VIV suppression by virtue of the hexagonal segmentation 21 provided on its outer surface 111 .
[0103] As duas partes ou par de conchas semicirculares 102a, 102b são formadas tipicamente de um material relativamente leve, relativamente forte e não quebradiço, tal como poliuretano (PU) ou afins. Adicionalmente, o material flutuante, tal como poliestireno (não mostrado) ou outro material adequado pode ser acrescentado à superfície interna do furo de passagem do elemento geralmente cilíndrico 100A (de tal modo que o material flutuador fica no anular entre o furo interno de passagem do elemento geralmente cilíndrico 100A e a superfície externa do conduto 110) se o operador necessitar acrescentar flutuabilidade ao conduto 110.[0103] The two parts or pair of semicircular shells 102a, 102b are typically formed from a relatively light, relatively strong and non-brittle material, such as polyurethane (PU) or the like. Additionally, buoyant material, such as polystyrene (not shown) or other suitable material may be added to the inner surface of the through hole of the generally cylindrical member 100A (such that the float material lies in the annulus between the inner through hole of the generally cylindrical element 100A and the outer surface of the conduit 110) if the operator needs to add buoyancy to the conduit 110.
[0104] Elementos geralmente cilíndricos adicionais 100B idênticos ao primeiro elemento geralmente cilíndrico 100A podem ser fornecidos adjacentes a cada extremidade do primeiro elemento geralmente cilíndrico 100A e assim por diante até que a totalidade do comprimento ou um comprimento suficiente do conduto 110 seja totalmente envelopado pelo elemento geralmente cilíndrico 100A; 100B da Fig. 9, tal como uma camisa.[0104] Additional generally cylindrical elements 100B identical to the first generally cylindrical element 100A may be provided adjacent to each end of the first generally cylindrical element 100A and so on until the entire length or a sufficient length of conduit 110 is fully enveloped by the element generally cylindrical 100A; 100B of Fig. 9, such as a shirt.
[0105] Cada elemento geralmente cilíndrico 100 é fornecido com uma superfície cooperante ou de acoplamento formatada adequadamente em uma superfície de extremidade externa 109 em uma extremidade (que pode ser, por exemplo, uma extremidade inferior em uso) e em uma superfície de extremidade interna 108 (que pode ser, em uso, uma extremidade mais superior) na outra extremidade. As superfícies de acoplamento podem ser superfícies cooperativas conformadas adequadamente, tal como arranjos de encaixe e ranhura atuando radialmente, ou afins. Durante instalação ao redor do conduto 110, o segundo elemento geralmente cilíndrico 100B é colocado ao redor do conduto 110, com sua extremidade superior 108 tendo uma superfície de acoplamento interna situada de uma maneira sobreposta no que diz respeito à superfície de acoplamento externa 109 da extremidade mais inferior do primeiro elemento geralmente cilíndrico 100A, de tal modo que os respectivos arranjos de encaixe e ranhura atuando radialmente acoplam entre si. Este método de instalação é repetido pelo comprimento do conduto 110 que necessita supressão de VIV pelos elementos geralmente cilíndricos 100 e os respectivos arranjos de encaixe e ranhura atuando radialmente evitam separação axial de elementos geralmente cilíndricos adjacentes 100A; 100B. Invólucros Protetores Cilíndricos Tradicionalmente Usados como Cintas contra VIV - terceira concretização, como mostrado nas Figs 10(a) e 10(b)[0105] Each generally cylindrical element 100 is provided with a suitably shaped cooperating or mating surface on an outer end surface 109 at one end (which may be, for example, a lower end in use) and on an inner end surface 108 (which may be, in use, a higher end) at the other end. The mating surfaces may be suitably shaped cooperative surfaces, such as radially acting mortise and groove arrangements, or the like. During installation around the conduit 110, the second generally cylindrical member 100B is placed around the conduit 110, with its upper end 108 having an inner mating surface situated in an overlapping manner with respect to the outer end mating surface 109. lowermost of the first generally cylindrical element 100A, such that the respective radially acting slot and groove arrangements engage each other. This installation method is repeated for the length of the conduit 110 which requires VIV suppression by the generally cylindrical elements 100 and the respective slot and groove arrangements acting radially prevent axial separation of adjacent generally cylindrical elements 100A; 100B. Cylindrical Protective Casings Traditionally Used as VIV Straps - third embodiment, as shown in Figs 10(a) and 10(b)
[0106] As Figs. 10(a) e 10(b) mostram uma concretização alternativa de um elemento geralmente cilíndrico 120 ao elemento geralmente cilíndrico 100 da Fig. 9, onde o elemento geralmente cilíndrico 120 como mostrado na Fig. 10 novamente compreende uma segmentação hexagonal 21, como previamente descrito, fornecida em sua superfície externa 131.[0106] Figs. 10(a) and 10(b) show an alternative embodiment of a generally cylindrical element 120 to the generally cylindrical element 100 of Fig. 9, wherein the generally cylindrical element 120 as shown in Fig. 10 again comprises a hexagonal segmentation 21, as previously described, provided on its external surface 131.
[0107] No entanto, o elemento geralmente cilíndrico 120 da Fig. 10 difere do elemento geralmente cilíndrico 100 da Fig. 9 no que se refere ao fato de que o elemento geralmente cilíndrico 120 da Fig. 10 é instalado em e preso ao redor do conduto 110 por um meio de fixação diferente. Como mostrado na Fig. 10, a superfície externa de cada uma das duas partes ou par de conchas semicirculares 122a, 122b compreendem um rebaixo semicircular respectivo ou ranhura 123a, 123b na mesma posição longitudinal na superfície externa 141 da respectiva meia-concha 122a, 122b. Existe um rebaixo semicircular respectivo ou ranhura 123a, 123b em cada extremidade de cada um dos dois pares ou par de conchas semicirculares 122a, 122b, de tal modo que quando as duas meias-conchas 122, 122b são postas juntas ao redor do conduto submarino 110, os dois rebaixos semicirculares respectivos 123a, 123b combinam para formar um rebaixo totalmente circular 123 de largura suficiente para aceitar uma cinta circular 134 que está localizada ao redor da circunferência de 360° das duas meias-conchas 122, 122b dentro do rebaixo 123 e em que a cinta 134 fica apertada e presa dentro do rebaixo 123 por uma amarração ou trava 135, de tal modo que as duas meias-conchas 122, 122b ficam presas ou travadas entre si ao redor do conduto submarino 110. Os dois rebaixos 123a, 123b estão mostrados na Fig. 10(a) com um rebaixo 123a sendo fornecido adjacente à extremidade mais superior 128, em uso, e o outro rebaixo 123b sendo fornecido adjacente à extremidade mais inferior 129 em uso 129 do elemento geralmente cilíndrico 120, mas outros rebaixos 123 poderiam ser fornecidos adicionalmente distanciados ao longo do comprimento do elemento geralmente cilíndrico 120 caso eles fossem necessários (particularmente se o elemento geralmente cilíndrico 120 for especialmente longo especialmente longo).[0107] However, the generally cylindrical element 120 of Fig. 10 differs from the generally cylindrical element 100 of Fig. 9 in that the generally cylindrical element 120 of Fig. 10 is installed in and secured around the conduit 110 by a different attachment means. As shown in Fig. 10, the outer surface of each of the two parts or pair of semicircular shells 122a, 122b comprises a respective semicircular recess or groove 123a, 123b in the same longitudinal position on the outer surface 141 of the respective half-shell 122a, 122b . There is a respective semicircular recess or groove 123a, 123b at each end of each of the two pairs or pair of semicircular shells 122a, 122b, such that when the two half-shells 122, 122b are brought together around the submarine conduit 110 , the two respective semicircular recesses 123a, 123b combine to form a fully circular recess 123 of sufficient width to accept a circular belt 134 that is located around the 360° circumference of the two half-shells 122, 122b within the recess 123 and in that the strap 134 is tightened and secured within the recess 123 by a tie or lock 135, such that the two half-shells 122, 122b are secured or locked together around the subsea conduit 110. The two recesses 123a, 123b are shown in Fig. 10(a) with one recess 123a being provided adjacent to the uppermost end 128, in use, and the other recess 123b being provided adjacent to the lowermost end 129 in use 129 of the generally cylindrical member 120, but other recesses 123 could be provided additionally spaced along the length of the generally cylindrical element 120 if they were necessary (particularly if the generally cylindrical element 120 is particularly long).
[0108] Em todos os outros aspectos (incluindo tendo uma superfície de extremidade externa 129 semelhante à superfície de extremidade externa 109 da Fig. 9 e incluindo tendo uma superfície de extremidade interna 128 semelhante à superfície de extremidade interna 108 da Fig. 9), o elemento geralmente cilíndrico 120 da Fig. 10 é semelhante ao elemento geralmente cilíndrico 100 da Fig. 9 e pode ser instalado para o mesmo propósito de supressão de VIV ao redor dos condutos submarinos semelhantes 110, tal como um cabo submarino, tubo de ponto flexível, linha de escoamento, riser, seção de tubo ou tubulação de grande dimensão (seja no momento da primeira instalação deste tipo de conduto 110 submarino ou como forma de reequipar a um conduto submarino já instado 110). Invólucros Protetores Cilíndricos Tradicionalmente Usados como Cintas contra VIV- quarta concretização, como mostrado nas Figs 11 (a) e11 (b)[0108] In all other respects (including having an outer end surface 129 similar to the outer end surface 109 of Fig. 9 and including having an inner end surface 128 similar to the inner end surface 108 of Fig. 9), The generally cylindrical element 120 of Fig. 10 is similar to the generally cylindrical element 100 of Fig. 9 and may be installed for the same purpose of VIV suppression around similar submarine conduits 110, such as a submarine cable, flexible point pipe , flow line, riser, section of pipe or large piping (either at the time of the first installation of this type of underwater conduit 110 or as a way of retrofitting an already installed underwater conduit 110). Cylindrical Protective Casings Traditionally Used as VIV Straps - fourth embodiment, as shown in Figs 11 (a) and 11 (b)
[0109] As Figs. 11 (a) e 11 (b) mostram uma concretização alternativa adicional de um elemento geralmente cilíndrico 140 (embora somente uma metade do mesmo esteja mostrada nas Figs. 11 (a) e 11 (b)) para o elemento geralmente cilíndrico 100 da Fig. 9 e 120 das Figs. 10(a) e 10(b), onde o elemento geralmente cilíndrico 140, como mostrado nas Figs. 11 (a) e 11 (b) compreende novamente uma segmentação hexagonal 21, como descrito anteriormente, fornecida em sua superfície externa 141.[0109] Figs. 11(a) and 11(b) show a further alternative embodiment of a generally cylindrical element 140 (although only one half thereof is shown in Figs. 11(a) and 11(b)) to the generally cylindrical element 100 of Fig. 9 and 120 of Figs. 10(a) and 10(b), where the generally cylindrical element 140, as shown in Figs. 11 (a) and 11 (b) again comprise a hexagonal segmentation 21, as previously described, provided on its outer surface 141.
[0110] O elemento geralmente cilíndrico 140 das Figs. 11 (a) e 11 (b) pode ser instalado em e preso ao redor do conduto 110 por qualquer meio de fixação adequado, tal como: - um parafuso rosqueado 104 passando através de furos de parafuso (não mostrados nas Figs. 11 (a) e 11 (b)) e preso no lugar por parafusos e arruelas 106b de uma maneira semelhante ao meio de fixação mostrado na Fig. 9; ou - uma cinta circular 134 estando localizada ao redor da circunferência de 360° do elemento geralmente cilíndrico 140 dentro de um rebaixo (não mostrado nas Figs. 11 (a) e 11 (b)) e em que a cinta 134 é apertada e presa dentro do rebaixo por uma amarração ou trava 135, de tal modo que as duas meias-conchas 142 ficam presas ou travadas entre si ao redor do conduto submarino 110.[0110] The generally cylindrical element 140 of Figs. 11(a) and 11(b) may be installed in and secured around the conduit 110 by any suitable securing means, such as: - a threaded screw 104 passing through screw holes (not shown in Figs. 11 (a) ) and 11 (b)) and secured in place by screws and washers 106b in a manner similar to the fastening means shown in Fig. 9; or - a circular strap 134 being located around the 360° circumference of the generally cylindrical member 140 within a recess (not shown in Figs. 11(a) and 11(b)) and in which the strap 134 is tightened and secured inside the recess by a tie or lock 135, such that the two half-shells 142 are secured or locked together around the submarine conduit 110.
[0111] No entanto, cada uma das duas meias-conchas 142 do elemento geralmente cilíndrico 140 das Figs. 11 (a) e 11 (b) difere daquelas do elemento geralmente cilíndrico 100 da Fig. 9 e 120 da Fig. 10 no que se refere ao fato de que cada uma das duas meias-conchas 142 compreende um substrato flexível cilíndrico semicircular 145 formado dentro do restante do material (que é tipicamente poliuretano moldado) que forma a meia-concha 142. O substrato flexível cilíndrico semicircular 145 compreende uma grande pluralidade de furos 146 formada através de sua parede lateral a fim de reduzir o peso do mesmo 142. O substrato flexível é formado de preferência de um material flexível adequado e a meia-concha 142 é fabricada tipicamente vazando PU em um molde e ao redor do substrato 145, de tal modo que o substrato 145 é envelopado por e encapsulado pelo PU, mas fornece uma espinha dorsal ao PU uma vez que o PU foi preparado. Portanto, o substrato flexível 145 permite uma maior flexibilidade do elemento geralmente cilíndrico 140, uma menor exigência de material e uma durabilidade de produto comparada melhorada se comparado às outras concretizações.[0111] However, each of the two half-shells 142 of the generally cylindrical element 140 of Figs. 11(a) and 11(b) differs from those of the generally cylindrical element 100 of Fig. 9 and 120 of Fig. 10 in that each of the two half-shells 142 comprises a semicircular cylindrical flexible substrate 145 formed within the remainder of the material (which is typically molded polyurethane) that forms the half-shell 142. The semicircular cylindrical flexible substrate 145 comprises a large plurality of holes 146 formed through its side wall in order to reduce the weight thereof 142. flexible substrate is preferably formed from a suitable flexible material and the half-shell 142 is typically manufactured by casting PU into a mold and around the substrate 145, such that the substrate 145 is enveloped by and encapsulated by the PU, but provides a backbone to the PU once the PU has been prepared. Therefore, the flexible substrate 145 allows for greater flexibility of the generally cylindrical element 140, a lower material requirement, and improved product durability compared to other embodiments.
[0112] Esta concretização do elemento geralmente cilíndrico 140 das Figs. 11 (a) e 11 (b) apresenta a vantagem de que uma dada espessura T2 dele será mais forte que a mesma espessura do elemento geralmente cilíndrico 100 da Fig. 9 e 120 das Figs. 10(a) e 10(b). Esta concretização do elemento geralmente cilíndrico 140 das Figs. 11 (a) e 11 (b) apresenta, por conseguinte, a vantagem de que ele pode ser feito mais fino (ver parede lateral relativamente fina T2 do elemento geralmente cilíndrico 140, como mostrado na Fig. 11 (a) se comparada com a parede lateral relativamente espessa T1 do elemento geralmente cilíndrico 120, como mostrado na Fig. 10(b)) sem sacrificar a sua resistência. Portanto, a espessura de parede lateral T2 do elemento geralmente cilíndrico 140 das Figs. 11 (a) e 11 (b) é menor que espessura de parede lateral T1 do elemento geralmente cilíndrico 120 das Figs. 10(a) e 10(b), e o elemento geralmente cilíndrico 140 das Figs. 11 (a) e 11 (b) será provavelmente consideravelmente mais leve e, assim, mais fácil de instalar em um conduto 110 que nas outras concretizações.[0112] This embodiment of the generally cylindrical element 140 of Figs. 11 (a) and 11 (b) has the advantage that a given thickness T2 thereof will be stronger than the same thickness of the generally cylindrical element 100 of Fig. 9 and 120 of Figs. 10(a) and 10(b). This embodiment of the generally cylindrical element 140 of Figs. 11(a) and 11(b) therefore presents the advantage that it can be made thinner (see relatively thin side wall T2 of the generally cylindrical element 140 as shown in Fig. 11(a) compared to the relatively thick side wall T1 of the generally cylindrical element 120, as shown in Fig. 10(b)) without sacrificing its strength. Therefore, the sidewall thickness T2 of the generally cylindrical member 140 of Figs. 11 (a) and 11 (b) is less than sidewall thickness T1 of the generally cylindrical element 120 of Figs. 10(a) and 10(b), and the generally cylindrical member 140 of Figs. 11 (a) and 11 (b) will probably be considerably lighter and thus easier to install in a conduit 110 than the other embodiments.
[0113] Um operador será capaz tipicamente de reequipar o elemento geralmente cilíndrico 140 das Figs. 11 (a) e 11 (b) na superfície externa de um conduto submarino já instalado 110 mediante: - tração do conduto submarino 110 para fora da água através de uma “piscina da lua” (“moonpool” em inglês)de uma embarcação marítima/barco (não mostrada); - instalação do elemento geralmente cilíndrico 140 na superfície externa 141 do conduto submarino 140; e - abaixamento do conduto submarino 110 com o elemento geralmente cilíndrico aplicado 140 montado em sua superfície externa de volta para a água através da “piscina da lua”.[0113] An operator will typically be able to retrofit the generally cylindrical element 140 of Figs. 11 (a) and 11 (b) on the external surface of an already installed submarine conduit 110 by: - pulling the submarine conduit 110 out of the water through a “moonpool” of a marine vessel /boat (not shown); - installation of the generally cylindrical element 140 on the external surface 141 of the underwater conduit 140; and - lowering the submarine conduit 110 with the applied generally cylindrical element 140 mounted on its outer surface back into the water via the “moon pool”.
[0114] Esta concretização do elemento geralmente cilíndrico 140 das Figs. 11 (a) e 11 (b) apresenta mais uma vantagem significativa de que, devido ao seu diâmetro externo mais fino que o das outras concretizações, será mais fácil/possível reequipar em um conduto submarino já instalado 110 em situações onde o conduto submarino 110 deve ser tracionado para cima através de uma “piscina da lua” que possui uma abertura que é um pouco mais larga que o diâmetro externo do conduto submarino 110, se comparado com outras concretizações mais largas, por exemplo, 100, 120, que não seria possível passar de volta através da piscina da lua.[0114] This embodiment of the generally cylindrical element 140 of Figs. 11 (a) and 11 (b) presents a further significant advantage that, due to its thinner external diameter than that of the other embodiments, it will be easier/possible to retrofit into an already installed subsea conduit 110 in situations where the subsea conduit 110 must be pulled upward through a “moon pool” that has an opening that is slightly wider than the outer diameter of the underwater conduit 110, compared to other wider embodiments, e.g., 100, 120, which would not be possible to pass back through the moon pool.
[0115] O elemento geralmente cilíndrico 140 das Figs. 11 (a) e 11 (b) atua, por conseguinte, como um invólucro protetor ou camisa para o conduto 110 e, desse modo, fornece ao conduto 110 supressão submarina de VIV em virtude da segmentação hexagonal 21 fornecida em sua superfície externa 141.[0115] The generally cylindrical element 140 of Figs. 11 (a) and 11 (b) therefore acts as a protective casing or jacket for the conduit 110 and thereby provides the conduit 110 with underwater VIV suppression by virtue of the hexagonal segmentation 21 provided on its outer surface 141.
[0116] Qualquer uma das concretizações 100, 120, 140 do elemento geralmente cilíndrico poderia ser escolhida por um operador para substituir o sistema de proteção submarino existente /sistema de flutuabilidade conforme apropriado. Invólucros Protetores Cilíndricos Tradicionalmente Usados como Cintas contra VIV - quinta concretização, como mostrado na Fig. 12 e sendo instalado diretamente no conduto submarino[0116] Any of embodiments 100, 120, 140 of the generally cylindrical element could be chosen by an operator to replace the existing underwater protection system/buoyancy system as appropriate. Cylindrical Protective Casings Traditionally Used as VIV Straps - fifth embodiment, as shown in Fig. 12 and being installed directly in the submarine conduit
[0117] Em mais uma concretização alternativa ao elemento geralmente cilíndrico formatado em C 10 das Figs. 1 a 3, o elemento geralmente cilíndrico 160, como mostrado na Fig. 12 (tendo uma segmentação hexagonal 21, como descrito anteriormente, fornecida em sua superfície externa 161 ) pode ser encaixado fixamente ou integralmente em um conduto submarino 110, tal como um cabo submarino, um tubo de ponte flexível, linha de escoamento, riser, seção de tubo ou tubulação de grande dimensão no momento de fabricação de tal conduto 110 mediante sua união ao mesmo.[0117] In yet another alternative embodiment to the generally cylindrical C-shaped element 10 of Figs. 1 to 3, the generally cylindrical element 160 as shown in Fig. 12 (having a hexagonal segmentation 21, as previously described, provided on its outer surface 161) may be fitted fixedly or integrally into a subsea conduit 110, such as a cable. submarine, a flexible bridge pipe, flow line, riser, section of pipe or large piping at the time of manufacturing such conduit 110 by joining it thereto.
[0118] O elemento geralmente cilíndrico 160 da Fig. 12 forma, por conseguinte, uma bainha externa integrada ou cobertura ao conduto submarino 110 e engloba completamente o conduto 110 por 360 graus ao longo dessa seção longitudinal do conduto 110 que ele recobre (que será tipicamente todo o comprimento do conduto 110).[0118] The generally cylindrical element 160 of Fig. 12 therefore forms an integrated outer sheath or cover to the submarine conduit 110 and completely encompasses the conduit 110 by 360 degrees along that longitudinal section of the conduit 110 that it covers (which will be typically the entire length of the conduit 110).
[0119] A superfície interna 163 do elemento geralmente cilíndrico 160 da Fig. 12 pode ser unida diretamente à superfície externa 111 do conduto 110, ou um conduto cilíndrico ou isolamento/ revestimento de tubulação 165 pode ser ensanduichado como opção de uma maneira coaxial entre a superfície interna 163 do elemento geralmente cilíndrico 160 e a superfície externa 111 do conduto 110 e ambos são unidos de preferência ao mesmo. O isolamento/ revestimento de tubulação 165 pode ser formado de qualquer material adequado. O isolamento/ revestimento de tubulação 165 pode ser formado de um material flutuante, tal como poliestireno (não mostrado) ou de outro material flutuante adequado se o operador necessitar acrescentar flutuabilidade ao conduto 110.[0119] The inner surface 163 of the generally cylindrical element 160 of Fig. 12 may be joined directly to the outer surface 111 of the conduit 110, or a cylindrical conduit or pipe insulation/lining 165 may optionally be sandwiched in a coaxial manner between the inner surface 163 of the generally cylindrical element 160 and the outer surface 111 of the conduit 110 and both are preferably joined thereto. The pipe insulation/lining 165 may be formed from any suitable material. The pipe insulation/lining 165 may be formed from a buoyant material, such as polystyrene (not shown) or other suitable buoyant material if the operator needs to add buoyancy to the conduit 110.
[0120] O elemento geralmente cilíndrico 160 da Fig. 12 atua, por conseguinte, como um invólucro protetor ou camisa para o conduto 110 e, desse modo, propicia ao conduto 110 supressão submarina de VIV em virtude da segmentação hexagonal 21 fornecida em sua superfície externa 161.[0120] The generally cylindrical element 160 of Fig. 12 therefore acts as a protective casing or jacket for the conduit 110 and thereby provides the conduit 110 with underwater VIV suppression by virtue of the hexagonal segmentation 21 provided on its surface external 161.
[0121] Outras aplicações de concretizações de acordo com a presente invenção são possíveis, onde é necessária a redução de VIV e/ou redução de arrasto particularmente dentro de ambientes submarinos, sem se afastar do escopo da invenção.[0121] Other applications of embodiments according to the present invention are possible, where VIV reduction and/or drag reduction is required particularly within underwater environments, without departing from the scope of the invention.
[0122] Podem ser feitas modificações e aprimoramentos às concretizações descritas acima sem se afastar do escopo da invenção.[0122] Modifications and improvements can be made to the embodiments described above without departing from the scope of the invention.
Claims (31)
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