BR112020010633B1

BR112020010633B1 - Acessório de extremidade de conexão de um tubo flexível para transporte de fluido, tubo flexível e método para montar um acessório de extremidade de um tubo flexível

Info

Publication number: BR112020010633B1
Application number: BR112020010633-0A
Authority: BR
Inventors: Benoit Galloyer; Paul Phillips
Original assignee: Technip N-Power
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2024-03-12
Also published as: EP3717817A1; FR3074251A1; DK3717817T3; FR3074251B1; WO2019105926A1; EP3717817B1; BR112020010633A2

Abstract

o acessório de extremidade (14) compreende os primeiros segmentos de extremidade (32) de uma primeira camada de blindagem (24) e os segundos segmentos de extremidade (32) de uma segunda camada de blindagem (25), dispostos externamente em relação aos primeiros segmentos de extremidade (32). compreende um anel externo (94) aplicado externamente aos segundos segmentos de extremidade (32), um anel intermediário (92) interposto entre os primeiros segmentos de extremidade (32) e os segundos segmentos de extremidade (32). os segundos segmentos de extremidade (32) são presos entre o anel externo (94) e o anel intermediário (92). os primeiros segmentos de extremidade (32) também são presos entre o anel intermediário (92) e uma superfície de rolamento (96). o anel intermediário (92) é pelo menos parcialmente dividido.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um acessório de extremidade de conexão de um tubo flexível para transporte de fluido, o tubo flexível compreendendo pelo menos uma bainha de pressão e uma pluralidade de camadas de blindagem de tração dispostas externamente em relação à bainha de pressão, compreendendo o acessório de extremidade: - uma abóbada de extremidade que se estende ao longo de um eixo central; - uma cobertura externa presa na abóbada de extremidade e delimitando, com a abóbada de extremidade, uma câmara para receber um segmento de extremidade das camadas de blindagem; - primeiros segmentos de extremidade dos elementos de blindagem de uma primeira camada de blindagem e segundos segmentos de extremidade dos elementos de blindagem de uma segunda camada de blindagem, dispostos externamente em relação aos primeiros segmentos de extremidade; - um anel externo aplicado externamente nos segundos segmentos de extremidade; - um anel intermediário, inserido entre os primeiros segmentos de extremidade e os segundos segmentos de extremidade, em contato com os primeiros segmentos de extremidade e com os segundos segmentos de extremidade, o anel intermediário se estendendo em torno do eixo central entre uma aresta traseira e uma aresta frontal, os segundos segmentos de extremidade sendo presos entre o anel externo e o anel intermediário, os primeiros segmentos de extremidade sendo presos entre o anel intermediário e uma superfície de rolamento.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O tubo é, em particular, um tubo flexível do tipo não ligado, projetado para transferir hidrocarbonetos através de uma extensão de água, como um oceano, mar, lago ou rio.

[003] Esse tubo flexível é, por exemplo, fabricado de acordo com os documentos normativos API 17J, 4a edição, maio de 2014 e API RP 17B, 5a edição - maio de 2014, estabelecida pelo American Petroleum Institute.

[004] O tubo é de forma geral formado por um conjunto de camadas concêntricas e sobrepostas. É considerado “não ligado” dentro do significado da presente invenção quando pelo menos uma das camadas do tubo é capaz de se mover longitudinalmente em relação às camadas adjacentes quando o tubo é dobrado. Em particular, um tubo não ligado é um tubo sem materiais de ligação que liga as camadas que formam o tubo.

[005] O tubo é de forma geral posicionado através de um corpo de água, entre um conjunto inferior, projetado para coletar o fluido extraído no fundo do corpo de água e um conjunto de superfície flutuante projetado para conectar e distribuir o fluido. O conjunto de superfície pode ser uma plataforma semi- submersível, um FPSO ou outro conjunto flutuante.

[006] Em alguns casos, para a exploração de fluidos em águas profundas, o tubo flexível tem um comprimento superior a 800 m. As extremidades do tubo têm acessórios para conexão ao conjunto inferior e ao conjunto de superfície.

[007] Esses tubos sofrem forças de tração axial muito altas, principalmente quando a extensão de água na qual o tubo está posicionado é muito profunda.

[008] Nesse caso, o acessório de extremidade superior que conecta o tubo ao conjunto de superfície deve reagir a uma tensão axial muito significativa, que pode atingir várias centenas de toneladas. Essas forças são transmitidas para o acessório de extremidade por meio de camadas de blindagem de tração que se estendem ao longo do tubo.

[009] A tensão axial não apenas possui um alto valor médio, mas também variações constantes, dependendo dos movimentos verticais da montagem da superfície e do tubo, sob o efeito da agitação do corpo de água causada pelo intumescimento ou pelas ondas.

[010] As variações de tensão axial podem atingir várias dezenas de toneladas e se repetir continuamente durante toda a vida útil do tubo. Em 20 anos, o número de ciclos pode chegar a mais de 20 milhões.

[011] Portanto, é necessário garantir uma fixação particularmente robusta entre as camadas de blindagem de tração e o corpo do acessório de extremidade.

[012] Para garantir uma fixação eficaz, é conhecido por incorporar os segmentos de extremidade dos fios de blindagem em um bloco de resina derramado na câmara delimitada pela abóbada e pela cobertura. Também é conhecido por modificar a configuração dos fios no acessório de extremidade para fazê-los seguir um cone ascendente e depois um cone descendente, a fim de promover o efeito do guincho relacionado à trajetória helicoidal dos fios de blindagem. Opcionalmente, ganchos são formados na extremidade de cada fio de blindagem para melhorar o bloqueio mecânico.

[013] No entanto, quando o acessório de extremidade está sujeito a tensões dinâmicas, as cargas de fadiga são muito altas e podem criar falhas, principalmente nas proximidades dos ganchos e nas proximidades da região onde as blindagens se soltam da bainha e ficam embutidas na resina.

[014] Para resolver esse problema, o documento WO 2015/082275 divulga um acessório de extremidade do tipo mencionado acima, no qual os primeiros segmentos de extremidade de uma primeira camada de blindagem são presos entre um anel interno e um anel intermediário, e os segundos segmentos de extremidade de uma segunda camada de blindagem são presos entre o anel intermediário e um anel externo.

[015] Tal disposição evita deformar grandemente os fios nas proximidades dos meios de ancoragem e melhora significativamente a resistência à fadiga dos fios.

[016] No entanto, requer uma preensão muito precisa dos anéis em relação um ao outro, o que pode ser complicado de implementar.

[017] Um objetivo da invenção é, portanto, fornecer um acessório de extremidade que garanta uma reação efetiva da tensão axial durante muitos ciclos de variação de tensão axial aplicados no tubo e que seja fácil de montar.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[018] Para esse fim, a invenção refere-se a um acessório de extremidade do tipo mencionado acima, caracterizado pelo anel intermediário ser pelo menos parcialmente dividido.

[019] O acessório de extremidade de acordo com a invenção pode compreender uma ou mais das seguintes características, consideradas isoladamente ou de acordo com qualquer combinação tecnicamente possível: - o anel intermediário é feito em uma peça; - o anel intermediário tem pelo menos uma fenda parcial emergindo em uma dentre a aresta frontal e a aresta traseira, sem emergir na outra dentre a aresta frontal e a aresta traseira; - em pelo menos uma meia seção longitudinal média do anel intermediário que passa pela fenda, a área ocupada pela fenda é superior a 50% da área total da meia seção longitudinal média do anel intermediário; - o anel intermediário tem uma pluralidade de fendas parciais distribuídas de forma angular em torno do eixo central; - a ou cada fenda parcial emerge na aresta frontal; - o anel intermediário tem pelo menos uma fenda que passa longitudinalmente através do anel intermediário, a fenda emergindo na aresta frontal e na aresta traseira do anel; - o anel intermediário possui uma superfície periférica externa frustocônica, sobre a qual os dois segmentos de extremidade se sustentam, e uma superfície periférica interna cilíndrica ou frustocônica na qual os primeiros segmentos de extremidade se sustentam; - o anel intermediário tem pelo menos uma fenda emergindo radialmente na superfície periférica externa e na superfície periférica interna; - inclui um anel interno definindo a superfície de rolamento; - inclui um flange anular preso na abóbada de extremidade, o flange anular definindo a superfície de rolamento; - a cobertura externa define interiormente, na câmara de recepção, um batente transversal frontal, sendo o anel externo encaixado no batente transversal frontal.

[020] A invenção também se refere a um tubo flexível compreendendo pelo menos uma bainha de pressão, uma pluralidade de camadas de blindagem de tração dispostas externamente em relação à bainha de pressão e pelo menos um acessório de extremidade de conexão como descrito anteriormente.

[021] A invenção também se refere a um método para montar um acessório de extremidade de um tubo flexível, o tubo flexível compreendendo pelo menos uma bainha de pressão e uma pluralidade de camadas de blindagem de tração dispostas externamente em relação à bainha de pressão, o método compreendendo as seguintes etapas: - organizar um anel externo nos segundos segmentos de extremidade de uma segunda camada de blindagem; - inserir um anel intermediário, pelo menos parcialmente dividido, entre os primeiros segmentos de extremidade de uma primeira camada de blindagem e os segundos segmentos de extremidade da segunda camada de blindagem localizados externamente em relação aos primeiros segmentos de extremidade, estando o anel intermediário em contato com os primeiros segmentos de extremidade e com os segundos segmentos de extremidade; - organizar os primeiros segmentos de extremidade da primeira camada de blindagem em uma superfície de rolamento; - fixar os segundos segmentos de extremidade entre o anel externo e o anel intermediário e fixar os primeiros segmentos de extremidade entre o anel intermediário e a superfície de rolamento sob o efeito da deformação radial do anel intermediário.

[022] O método de acordo com a invenção pode compreender uma ou mais das seguintes características, consideradas isoladamente ou de acordo com qualquer combinação tecnicamente possível: - a fixação dos segundos segmentos de extremidade e dos primeiros segmentos de extremidade é realizada por cravamento radial ou axial do anel externo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[023] A invenção será melhor compreendida após a leitura da descrição a seguir, fornecida apenas como exemplo e feita com referência aos desenhos anexos, nos quais: - a Figura 1 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida de um segmento central de um primeiro tubo flexível de acordo com a invenção; - a Figura 2 é uma vista em corte ao longo de um plano axial médio do acessório de extremidade do tubo flexível da Figura 1; - a Figura 3 é uma vista lateral de um anel intermediário parcialmente bipartido destinado a ser inserido no acessório de extremidade da Figura 2; - a Figura 4 é uma vista em corte ao longo de um plano axial médio do acessório de extremidade do tubo flexível da Figura 3; - a Figura 5 é uma vista em corte ao longo de um plano axial médio do anel intermediário; - a Figura 6 é uma vista semelhante à Figura 2, durante a montagem do acessório de extremidade; - a Figura 7 é uma vista semelhante à Figura 6, para uma realização de montagem; - a Figura 8 é uma vista semelhante à Figura 2 de um segundo acessório de extremidade de acordo com a invenção; - a Figura 9 é uma vista semelhante à Figura 8 de um terceiro acessório de extremidade de acordo com a invenção; - a Figura 10 é uma vista em corte em um plano axial médio de uma realização de um anel intermediário completamente dividido.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[024] No restante deste documento, os termos “externo” e “interno” devem de forma geral ser entendidos radialmente em relação a um eixo (A-A’) do tubo, sendo o termo “externo” entendido como relativamente radialmente mais distante do eixo AA’ e o termo “interior” sendo entendido como estando relativamente radialmente mais próximo do eixo (A-A’) do tubo.

[025] Os termos “frontal” e “traseira” devem ser entendidos axialmente em relação a um eixo (A-A’) do tubo, o termo “frontal” sendo entendido como estando relativamente mais distante do meio do tubo e mais próximo de uma de suas extremidades, o termo “traseira” é entendido como estando relativamente mais próximo do meio do tubo e mais longe de uma de suas extremidades. O meio do tubo é o ponto do tubo situado a distâncias iguais das duas extremidades do mesmo.

[026] Um primeiro tubo flexível (10) de acordo com a invenção é parcialmente ilustrado na Figura 1 e na Figura 2.

[027] O tubo flexível (10) inclui um segmento central (12) ilustrado parcialmente na Figura 1. Ele inclui, em cada uma das extremidades axiais do segmento central (12), um acessório de extremidade (14) (não mostrado na Figura 1), cujas partes relevantes são mostradas na Figura 2.

[028] Em referência à Figura 1, o tubo (10) define uma passagem central (16) para o fluxo de um fluido, de forma vantajosa um fluido de óleo. A passagem central (16) se estende ao longo de um eixo (A-A’), entre a extremidade a montante e a extremidade a jusante do tubo (10). Ela emerge através dos acessórios de extremidade (14).

[029] O tubo flexível (10) é projetado para ser posicionado através de um corpo de água (não mostrado) em uma instalação de exploração de fluidos, em particular para hidrocarbonetos.

[030] O corpo de água é, por exemplo, um mar, lago ou oceano. A profundidade do corpo de água na instalação de exploração de fluidos é, por exemplo, entre 500 m e 3000 m.

[031] A instalação de exploração de fluido inclui um conjunto de superfície, em particular flutuante, e um conjunto inferior (não mostrado), que de forma geral são conectados um ao outro pelo tubo flexível (10).

[032] O tubo flexível (10) é de preferência um tubo “não ligado”.

[033] Pelo menos duas camadas adjacentes do tubo flexível (10) estão livres para se mover longitudinalmente em relação ao outro quando o tubo se dobra. De forma vantajosa, todas as camadas do tubo flexível são livres para se moverem uma em relação à outra. Esse tubo é, por exemplo, descrito nos documentos normativos API 17J, 4a edição, maio de 2014 e API 17B, 5a edição - maio de 2014, publicados pelo American Petroleum Institute (API).

[034] Como ilustrado na Figura 1, o tubo (10) delimita uma pluralidade de camadas concêntricas em torno do eixo (A-A’), que se estendem continuamente ao longo do segmento central (12) até os acessórios de extremidade (14) situados nas extremidades do tubo.

[035] De acordo com a invenção, o tubo (10) inclui pelo menos uma primeira bainha (20) com uma base de um material de polímero que forma de forma vantajosa uma bainha de pressão.

[036] O tubo (10) inclui ainda camadas de blindagem de tração (24, 25) dispostas externamente em relação à primeira bainha (20).

[037] De forma vantajosa, e dependendo do uso desejado, o tubo (10) inclui ainda uma carcaça interna (26) posicionada dentro da bainha de pressão (20), uma abóbada de pressão (28) inserida entre a bainha de pressão (20), opcionalmente um anel de contração, a (s) camada (s) de blindagem de tração (24, 25) e uma bainha externa (30), projetada para proteger o tubo (10).

[038] De uma maneira conhecida, a bainha de pressão (20) é projetada para limitar firmemente o fluido transportado na passagem (16). É feita de um material de polímero, por exemplo, com uma base de poliolefina como polietileno, uma base de poliamida como PA11 ou PA12, ou uma base de um polímero fluorado, como fluoreto de polivinilideno (PVDF).

[039] Em uma realização, a bainha tubular (20) é formada à base de um polímero de alto desempenho, como o PEK (poliétercetona), o PEEK (poliéterétercetona), o PEEKK (poliéterétercetonacetona), o PEKK (poliétercetonacetona), o PEKEKK (poliétercetonaétercetonacetona), o PAI (poliamida-imida), PEI (poliéter-imida), o PSU (polissulfona), o PPSU (polifenilsulfona), o PES (polietersulfona), o PAS (poliarilsulfona), o PPE (polifenilenoéter), o PPS (polissulfeto de fenileno), os LCP (polímeros de cristais líquidos), o PPA (poliftalamida) e/ ou suas misturas ou ainda misturadas com PTFE (politetrafluoretileno) ou o PFPE (perfluoropoliéter).

[040] A espessura da bainha de pressão (20) é, por exemplo, entre 5 mm e 20 mm.

[041] Quando a carcaça (26) está presente, é formada por uma folha de metal perfilada, enrolada em espiral. As espiras da chapa são de forma vantajosa grampeadas uma na outra, o que torna possível reagir às forças radiais de esmagamento.

[042] Neste exemplo, a carcaça (26) é posicionada dentro da bainha de pressão (20). O tubo flexível (10) é então referido como “furo bruto” devido à geometria da carcaça (26).

[043] Em uma realização que não é mostrada, o tubo flexível (10) não tem carcaça interna (26) e é então referido como “furo liso”.

[044] O enrolamento helicoidal da chapa de metal perfilada que forma a carcaça (26) tem um passo curto, isto é, possui um ângulo espiral com um valor absoluto próximo a 90°, tipicamente entre 75° e 90°.

[045] Neste exemplo, a abóbada de pressão (28) é projetada para reagir às forças radiais relacionadas à pressão predominante no interior da bainha de pressão (20). É, por exemplo, formada por um fio de metal perfilado enrolado em uma espiral ao redor da bainha (20). O fio perfilado de forma geral tem uma geometria complexa, em particular na forma de um Z, T, U, K, X ou I, que permite grampear as voltas da abóbada de pressão (28) entre si. O grampeamento das voltas da abóbada de pressão (28) torna possível controlar os intervalos entre as espiras adjacentes, de modo a evitar o rastejamento da bainha de pressão (20) através da abóbada de pressão (28) sob o efeito da pressão predominante no interior do tubo (10).

[046] A abóbada de pressão (28) é enrolada em espiral com um passo curto em torno da bainha de pressão (20), isto é, com um ângulo espiral com um valor absoluto próximo a 90°, tipicamente compreendido entre 75° e 90°.

[047] Opcionalmente, um anel de contração, não mostrado na Figura 1, envolve a abóbada de pressão (28). O anel de contração também se destina a reagir às forças radiais relacionadas à pressão, além da abóbada de pressão (28). O anel de contração é, por exemplo, composto de um fio de metal com uma seção substancialmente retangular enrolada em espiral com um passo curto em torno da abóbada de pressão (28). As voltas do anel de contração não são grampeadas uma na outra. O tubo flexível (10) de acordo com a invenção compreende pelo menos uma camada de blindagem (24, 25) formada por um enrolamento helicoidal de pelo menos um elemento de blindagem alongado (29).

[048] No exemplo mostrado na Figura 1, o tubo flexível (10) inclui uma pluralidade de camadas de blindagem interna (24, 25), em particular uma primeira camada de blindagem interna (24), pressionada na abóbada de pressão (28) (ou na bainha (20) quando a abóbada (28) está ausente) e uma segunda camada de blindagem externa (25) em torno da qual a bainha externa (30) está posicionada.

[049] Cada camada de blindagem (24, 25) inclui elementos de blindagem longitudinais (29) enrolados com um passo longo em torno do eixo (A-A’) do tubo.

[050] “Enrolado com passo longo” significa que o valor absoluto do ângulo espiral é inferior a 60° e normalmente compreende entre 25° e 55°.

[051] Os elementos de blindagem (29) de uma primeira camada (24) são de forma geral enrolados por um ângulo oposto em relação aos elementos de blindagem (29) de uma segunda camada (25). Assim, se o ângulo de enrolamento dos elementos de blindagem (29) da primeira camada (24) for igual a +α, α estando entre 25° e 55°, o ângulo de enrolamento dos elementos de blindagem (29) da segunda camada de blindagem (25) dispostos em contato com a primeira camada de blindagem (24) é, por exemplo -α, com α entre 25° e 55°.

[052] Os elementos de blindagem (29) são, por exemplo, formados por fios de metal ou fitas compostas, em particular fitas compostas reforçadas por fibras de carbono.

[053] Como será visto abaixo, os elementos de blindagem (29) têm, cada um, um segmento de extremidade (32) inserido no acessório de extremidade (14). O segmento de extremidade (32) se estende até uma extremidade livre (34) posicionada no acessório de extremidade (14). De forma vantajosa possui uma trajetória espiral ou pseudo-helicoidal com o eixo (A-A’) no acessório (14).

[054] No exemplo mostrado nas Figuras, cada segmento de extremidade (32) se afasta gradualmente do eixo (A-A’) de um ponto de afrouxamento (35) atrás da extremidade livre (34) em direção à extremidade livre (34), sem se aproximar do eixo (A-A’) e sem voltar atrás em direção à traseira.

[055] A extremidade livre (34) é então o ponto mais à frente do segmento de extremidade (32).

[056] Os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) definem um invólucro substancialmente frustocônico que corresponde à sua expansão natural quando são liberados da bainha (20).

[057] Neste exemplo, o tubo flexível (10) inclui camadas antidesgaste (36) inseridas, por um lado, entre a abóbada de pressão (28) e a primeira camada de blindagem interna (24) e, por outro lado, entre as duas camadas de blindagem (24, 25).

[058] As camadas antidesgaste (36) são mostradas apenas na Figura 2. Cada camada antidesgaste (36) é formada enrolando helicoidalmente uma tira de polímero com uma espessura tipicamente entre 2 mm e 4 mm. Cada camada antidesgaste (36) serve para reduzir o desgaste e o atrito entre os fios de metal ou as fitas compostas entre as quais é inserida.

[059] A bainha externa (30) é projetada para impedir a permeação de fluido do lado de fora do tubo flexível em direção ao interior. É feito de forma vantajosa de um material de polímero, em particular com uma base de poliolefina, como polietileno, uma base de poliamida, como PA11 ou PA12, ou uma base de polímero fluorado, como fluoreto de polivinilideno (PVDF).

[060] Em uma realização, a bainha externa (30) é feita com uma base de um polímero de alto desempenho, como PEK (poliétercetona), o PEEK (poliéterétercetona), o PEEKK (poliéterétercetonacetona), o PEKK (poliétercetonacetona), o PEKEKK (poliétercetonaétercetonacetona), o PAI (poliamida-imida), o PEI (poliéter-imida), o PSU (polissulfona), o PPSU (polifenilsulfona), o PES (polietersulfona), o PAS (poliarilsulfona), o PPE (polifenilenoéter), o PPS (polissulfeto de fenileno), os LCP (polímeros de cristais líquidos), o PPA (poliftalamida) e/ ou suas misturas ou ainda misturados com o PTFE (politetrafluoretileno) ou o PFPE (perfluoropoliéter).

[061] A espessura da bainha externa (30) é, por exemplo, entre 5 mm e 15 mm.

[062] Como ilustrado na Figura 2, cada acessório (14) inclui uma abóbada de extremidade (50) e uma cobertura de conexão externa (51) que se projeta axialmente para trás da abóbada (50). A cobertura (51) delimita, com a abóbada de extremidade (50), uma câmara (52) para receber os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29).

[063] O acessório de extremidade (14) inclui ainda um conjunto de vedação frontal (54) em torno da bainha de pressão (20) e um conjunto de vedação traseira (56) em torno da bainha externa (30).

[064] O acessório de extremidade (14) também compreende um conjunto (58) para fixar as camadas de blindagem (24, 25) na câmara (52).

[065] Neste exemplo, a abóbada do arco de extremidade é projetada para conectar o tubo (10) a outro acessório de extremidade de conexão (14) ou ao equipamento de extremidade, de forma vantajosa por meio de um flange de extremidade (não mostrado).

[066] A abóbada em arco tem um furo central (62) destinado a receber a extremidade da primeira bainha (20) e permitir o fluxo do fluido que circula através da passagem central (16) em direção à parte externa do tubo (10).

[067] No exemplo da Figura 2, a abóbada de extremidade (50) define interiormente uma face traseira (64) que delimita uma superfície de rolamento convergente (66) para um anel de crimpagem.

[068] A cobertura (51) inclui uma parede periférica tubular (70) que se estende ao redor do eixo (A-A’). A parede periférica (70) tem uma aresta frontal (72) fixada na abóbada de extremidade (50), radialmente afastada das camadas de blindagem (24, 25) e uma aresta traseira (74) se estendendo axialmente para trás após a abóbada de extremidade (50).

[069] A cobertura (51) delimita radialmente para fora a câmara (52). A face traseira (64) da abóbada de extremidade (50) define axialmente a câmara (52) na direção para frente.

[070] O conjunto de vedação frontal (54) está de forma vantajosa situado na frente do acessório (14), em contato com a abóbada (50), enquanto é axialmente deslocado na direção para a frente em relação ao conjunto de fixação (58), em relação às extremidades livres (34) dos segmentos de extremidade (32) e em relação ao conjunto de vedação traseiro (56).

[071] Inclui um anel de crimpagem frontal (76), destinado a engatar na bainha de pressão (20), e um flange de crimpagem frontal (78) do anel de crimpagem frontal (76).

[072] No exemplo mostrado na Figura 2, em que o tubo (10) inclui uma abóbada de pressão (28), o conjunto frontal (54) inclui ainda um anel de batente intermediário (80) para a abóbada de pressão (28).

[073] O anel de crimpagem (76) é encaixado na superfície convergente (66) e é comprimido pelo flange de preensão (78), a fim de prensar a bainha (20).

[074] O conjunto de vedação traseiro (56) está disposto atrás do conjunto de fixação (58). Inclui um anel de crimpagem traseiro (82), um flange de aperto traseiro (84) e, com vantagem, uma cânula de rolamento intermediária (86) interposta entre a bainha externa (30) e as camadas de blindagem (24, 25).

[075] O anel de crimpagem traseiro (82) é inserido entre uma superfície traseira da cobertura (51) e a bainha externa (30).

[076] O flange de preensão traseiro (84) é fixado na aresta traseira (74) da cobertura (51). Empurra o anel de preensão traseiro (82) para frente para comprimir e prensar a bainha externa (30).

[077] A bainha externa (30) suporta a cânula intermediária (86). Ela é encaixada axialmente atrás do conjunto de fixação (58).

[078] O conjunto de fixação (58) inclui, na câmara (52), um anel interno (90) no qual os primeiros segmentos de extremidade (32) da primeira camada de blindagem (24) suportam externamente, um anel intermediário (92), inserido entre os primeiros segmentos de extremidade (32) da primeira camada de blindagem (24) e os segundos segmentos de extremidade (32) da segunda camada de blindagem (25) e um anel externo (94) disposto externamente nos segundos segmentos de extremidade (32) da segunda camada de blindagem (25).

[079] Neste exemplo, o conjunto de fixação (58) inclui ainda um material de enchimento sólido, como uma resina de polímero termoendurecível do tipo epóxi ou araldita. O material de enchimento sólido é disposto na câmara (52) em torno dos segmentos de extremidade (32) e anéis (90, 92, 94).

[080] O anel interno (90) está disposto sobre uma superfície de rolamento externa (96) aqui delimitada na abóbada de pressão (28) ou no anel de contração quando presente.

[081] Além disso, de acordo com as realizações que não são mostradas, o anel interno (90) também pode ser arranjado, apoiando-se na face externa de uma camada antidesgaste (36) disposta em torno da abóbada de pressão (28) ou em torno do anel retrátil, quando presente.

[082] Além disso, de acordo com outra realização que não é mostrada, o anel interno (90) também pode ser disposto apoiado na face externa da bainha de pressão (20), quando o tubo (10) não inclui nenhuma abóbada de pressão.

[083] Nesta realização sem abóbada de pressão, as camadas de blindagem (24, 25) são de forma vantajosa cruzadas e enroladas com ângulos de hélice com um valor absoluto substancialmente igual a 55°, esse ângulo em particular dando a eles uma boa resistência às forças radiais e axiais.

[084] O anel interno (90) aqui tem uma forma substancialmente tubular, com uma superfície periférica interna cilíndrica (98) com eixo (A-A’) e uma superfície periférica externa substancialmente frustocônica (100) com eixo (A-A’). A superfície periférica externa (100) diverge do eixo (A-A’) na direção indo de trás para frente.

[085] O ângulo de meio tronco formado pela superfície periférica externa (100) do anel interno (90) é de forma vantajosa menor que 20°, de forma preferencial entre 3° e 15°. De acordo com uma realização que não é mostrada, a superfície periférica externa (100) do anel interno (90) é cilíndrica com o eixo (A-A’).

[086] A superfície periférica interna (98) é aplicada na superfície de rolamento (96). Os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) da primeira camada de blindagem (24) são aplicados na superfície periférica externa (100), próximo às extremidades livres (34).

[087] O anel interno (90) é feito, por exemplo, de um material de metal, de forma vantajosa aço, de forma preferencial aço macio.

[088] Quando a primeira camada de blindagem (24) é feita de aço, o anel interno (90) é de preferência feito com um aço menos duro do que aquele que compõe a primeira camada de blindagem (24), em particular para não danificar a primeira camada de blindagem (24) quando é agarrado contra o anel interno (90) na vizinhança da superfície periférica externa (100).

[089] De acordo com outras realizações, o anel interno (90) é feito de um material compósito ou de um polímero, de forma vantajosa um polímero de alto desempenho, por exemplo PEEK, PAI ou PPSU.

[090] Em referência às Figuras 3 e 4, o anel intermediário (92) inclui um corpo anular (110) de revolução em torno do eixo (A-A’), se estendendo ao longo do eixo (A-A’) entre uma aresta traseira (112) e uma aresta frontal (114).

[091] Delimita, entre a aresta traseira (112) e a aresta frontal (114), uma superfície periférica interna (116) e uma superfície periférica externa (118).

[092] O comprimento do corpo anular (110), tomado ao longo do eixo (A-A’) entre a aresta traseira (112) e a aresta frontal (114), é de forma vantajosa menor que o diâmetro interno máximo do corpo anular (110).

[093] Neste exemplo, o anel intermediário (92) tem, antes de ser montado no acessório de extremidade (14), uma superfície periférica interna (116) de geometria substancialmente cilíndrica com o eixo (A-A’). Em referência à Figura 2, durante a montagem do acessório de extremidade (14), a superfície periférica interna do anel intermediário é aplicada nos segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) da primeira camada de blindagem (24). O anel intermediário (92) é então deformado de tal forma que a superfície periférica interna (116) se encaixa com a forma da face externa da primeira camada de blindagem (24), essa forma, por sua vez, depende da geometria da superfície periférica externa do anel interno (90) no qual a primeira camada de blindagem (24) se suporta.

[094] Após a montagem do acessório de extremidade (14), a superfície periférica interna (116) do anel intermediário (92) se estende através da superfície periférica externa (100) do anel interno (90). Neste exemplo, a superfície periférica interna (116) do anel intermediário (92), após a montagem do mesmo no acessório de extremidade, há um tronco que diverge do eixo (A- A’) na direção que vai de trás para frente.

[095] Assim, os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) da primeira camada de blindagem (24) são presos entre o anel interno (90) e o anel intermediário (92).

[096] De acordo com outra realização que não é mostrada, a superfície periférica interna (116) do anel intermediário (92) é, antes da montagem do acessório de extremidade, um tronco que diverge do eixo (A-A’) na direção que vai de trás para frente.

[097] A superfície periférica externa (118) do anel intermediário (92) é substancialmente frustocônica com o eixo (A-A’). Ele diverge do eixo (A- A’) na direção que vai de trás para frente.

[098] Os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) da segunda camada de blindagem (25) são aplicados na superfície periférica externa (118).

[099] De acordo com a invenção, o anel intermediário (92) é pelo menos parcialmente dividido. Neste exemplo, o anel intermediário inclui pelo menos uma fenda parcial (120), de preferência uma pluralidade de fendas parciais (120) dispostas através do corpo anular (110).

[0100] Cada fenda parcial (120) se estende entre uma aresta (112, 114) do corpo anular (110), na qual emerge, e um fundo (122) localizado a uma distância das arestas (112, 114).

[0101] No exemplo ilustrado nas Figuras 3 e 4, a fenda (120) emerge na aresta frontal (114) e é cega na sua outra extremidade.

[0102] Emerge radialmente através de cada uma das superfícies periféricas (116, 118).

[0103] As fendas parciais (120) são distribuídas de forma angular em torno do eixo (A-A’) enquanto são separadas de forma angular uma da outra. O número de fendas (120) está de forma vantajosa entre 1 e 20, em particular entre 4 e 16. Em referência à Figura 5, em pelo menos uma meia seção longitudinal média que passa pelo centro da fenda (120) e pelo eixo (A-A’), a área ocupada pela fenda (120) é maior que 50% da área total da meia seção longitudinal.

[0104] A largura de cada fenda (120), tomada circunferencialmente em torno do eixo (A-A’), é menor que o comprimento da fenda (120), tomada longitudinalmente ao longo do eixo (A-A’).

[0105] As fendas (120) delimitam, entre elas no corpo (110), até a aresta frontal (114), abas (124) que são deformáveis radialmente entre uma configuração ociosa e uma configuração contratualmente radialmente em direção ao eixo (A-A’).

[0106] O anel intermediário (92) é feito, por exemplo, de metal, de forma vantajosa aço, de preferência aço macio.

[0107] Quando a primeira e a segunda camada de blindagem (24, 25) são feitas de aço, o anel intermediário (92) é de preferência feito com um aço que não é tão duro como o que compõe essas duas camadas de blindagem (24, 25), de modo a não danificar particularmente essas duas camadas de blindagem (24, 25) durante a montagem do anel intermediário (92) e durante a preensão das camadas de blindagem (24, 25) contra o anel intermediário (92) contra as superfícies (116, 118).

[0108] De acordo com outras realizações, o anel intermediário (92) é feito de um material compósito ou de um polímero, com vantagem um polímero de alto desempenho, por exemplo PEEK, PAI ou PPSU. É formado em uma peça enquanto é integral.

[0109] O anel externo (94) é montado tendo nos segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) da segunda camada de blindagem (25).

[0110] O anel externo (94) tem uma superfície periférica interna frustocônica (130) e uma superfície periférica externa cilíndrica (132).

[0111] A superfície periférica interna (130) é aplicada nos segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) da segunda camada de blindagem (25).

[0112] Assim, os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) da segunda camada de blindagem (25) são presos entre o anel intermediário (92) e o anel externo (94).

[0113] O anel externo (94) é, por exemplo, feito de metal, de forma vantajosa aço, de preferência aço macio.

[0114] Quando a segunda camada de blindagem (25) é feita de aço, o anel externo (94) é de preferência feito com um aço menos duro do que aquele que compõe a segunda camada de blindagem (25), em particular para não danificar a segunda camada de blindagem (25) quando é agarrado contra o anel externo (94) na vizinhança da superfície periférica interna (130).

[0115] De acordo com outras realizações, o anel externo (94) é feito de um material compósito ou de um polímero, de forma vantajosa um polímero de alto desempenho, por exemplo PEEK, PAI ou PPSU.

[0116] O anel externo (94) é de preferência cravado, a fim de comprimir radialmente os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) da segunda camada de blindagem (25), o anel intermediário (92) e os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) da primeira camada de blindagem (24).

[0117] Para montar o acessório de extremidade (14) após a fabricação do segmento intermediário (12) do tubo (10), a cobertura (51) e o conjunto de vedação traseiro (56) são engatados em torno da bainha externa (30). A bainha externa (30) é então descascada na sua extremidade para expor os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) de cada camada de blindagem (24, 25).

[0118] O anel externo (94) é então engatado em torno dos segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) da segunda camada de blindagem (25).

[0119] Os segmentos de extremidade (32) são a seguir implantados radialmente afastados um do outro naturalmente, sem que seja necessário deformar significativamente os segmentos de extremidade (32) ou dobrá-los em direção à traseira.

[0120] Em seguida, o anel intermediário (92) é inserido entre as extremidades livres (34) dos elementos de blindagem (29) das camadas de blindagem (24, 25).

[0121] Então, o anel interno (90) é inserido entre a abóbada de pressão (28) e os elementos de blindagem (29) da primeira camada de blindagem (24). Em seguida, como ilustrado na Figura 6, o anel externo (94) é trazido através do anel intermediário (92) e do anel interno (90).

[0122] Uma força de crimpagem radial é então aplicada no anel externo (94), a fim de prensar os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) da segunda camada de blindagem (25) entre o anel externo (94) e o anel intermediário (92), por um lado, e por outro lado, por deformação radial do anel intermediário (92), para prensar os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) da primeira camada de blindagem (24) entre o anel intermediário (92) e o anel interno (90).

[0123] A força radial é criada, por exemplo, por uma máquina de cravar radial do tipo comercializado pela empresa FINN-POWER.

[0124] Então, convencionalmente, o conjunto de vedação frontal (54) e a abóbada de extremidade (50) são montados. A cobertura (51) é então movida em direção à abóbada (50) e é fixada a ela para fechar a câmara (52).

[0125] De forma vantajosa, o material de enchimento capaz de solidificar é a seguir introduzido na forma fluida na câmara (52) para incorporar os anéis (90, 92, 94) e os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29). O material de enchimento solidifica para imobilizar os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) através dos anéis (90, 92, 94).

[0126] De acordo com a invenção, a presença de um anel intermediário (92) que é pelo menos parcialmente dividido garante sua compressibilidade radial e a transmissão adequada das forças de preensão radial durante e após a montagem.

[0127] Em particular, a preensão do anel externo (94) é transmitida radialmente para dentro e ativa a preensão simultânea dos segmentos de extremidade (32) das duas camadas de blindagem (24, 25). A primeira camada de blindagem (24) e a segunda camada de blindagem (25) se comunicam mecanicamente por meio do anel intermediário (92). Cada uma dessas camadas (24, 25) é solidamente ancorada, usando um efeito de cunha auto-ativado.

[0128] As pressões de contato que são aplicadas nos segmentos de extremidade (32) também são mais uniformes, uma vez que são distribuídas facilmente durante a montagem e a cravação do anel externo (94) devido à flexibilidade radial do anel intermediário (92).

[0129] As forças de preensão necessárias para a prensagem durante a montagem são ainda mais reduzidas.

[0130] A forma específica dos anéis (90, 92, 94) e, em particular, a forma da superfície periférica externa (118) e da superfície periférica interna (116) do anel intermediário (92), limita a deformação dos elementos de blindagem (29) e elimina a necessidade de dobrá-los significativamente na parte traseira.

[0131] Os elementos de blindagem (29) permanecem organizados durante a montagem, o que cria menos furos de montagem. O curso de aperto é reduzido ainda mais.

[0132] Em uma realização ilustrada na Figura 7, a força de crimpagem é aplicada axialmente e cria um componente radial por efeito de cunha durante a cooperação entre a superfície periférica interna cônica (130) do anel externo (94), os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) do segundo camada de blindagem (25) e a superfície periférica externa (118) do anel intermediário (92).

[0133] Em outra realização, o anel intermediário (92) é feito de um material radialmente deformável.

[0134] Na realização ilustrada pela Figura 8, a cobertura (51) define pelo menos um batente transversal (140) orientado para a frente, formado por exemplo por um ressalto anular disposto em frente à face traseira (64) da abóbada de extremidade (50).

[0135] O anel externo (94) é montado encostado na parte traseira contra o batente transversal (140). Isso garante o bloqueio adicional dos elementos de blindagem (29) por cooperação mecânica.

[0136] Em outra realização alternativa ilustrada pela Figura 9, a estrutura central (14) é formada por um membro substancialmente plano, como um disco alongado (90).

[0137] O flange frontal (78) é fornecido com uma extensão traseira cilíndrica (150), definindo a superfície cilíndrica de rolamento (96). De forma alternativa, a face externa da extensão traseira (150) é um tronco e a superfície de rolamento (96) diverge do eixo (A-A’) na direção indo de trás para frente.

[0138] Os segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) da primeira camada de blindagem (24) são então fixados entre a extensão traseira (150) do flange frontal (78) e o anel intermediário (92).

[0139] Na realização ilustrada pela Figura 10, a fenda (120) passa através do corpo anular (110) do anel intermediário (92) por toda a sua altura. Estende-se ao longo de uma distância do cone. Surge na aresta traseira (112) e na aresta frontal (114).

[0140] Neste exemplo, o anel intermediário (92) permanece formado em uma peça enquanto é integral.

[0141] Em outras realizações (não mostradas), pelo menos uma fenda (120) é uma fenda parcial e outra fenda (120) é uma fenda passante e/ou a pelo menos uma fenda parcial (120) surge na aresta frontal (114), pelo menos uma outra fenda parcial (120) emergindo na aresta traseira (112).

Claims

1. ACESSÓRIO DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (14) DE UM TUBO FLEXÍVEL (10) PARA TRANSPORTE DE FLUIDO, o tubo flexível (10) compreendendo pelo menos uma bainha de pressão (20) e uma pluralidade de camadas de blindagem de tração (24, 25) dispostas externamente em relação à bainha de pressão (20), o acessório de extremidade (14) compreendendo: - uma abóbada de extremidade (50) que se estende ao longo de um eixo central (A-A’); - uma cobertura externa (51) presa na abóbada de extremidade (50) e delimitando, com a abóbada de extremidade (50), uma câmara (52) para receber um segmento de extremidade (32) das camadas de blindagem (29); - primeiros segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) de uma primeira camada de blindagem (24) e segundos segmentos de extremidade (32) dos elementos de blindagem (29) de uma segunda camada de blindagem (25), dispostos externamente em relação aos primeiros segmentos de extremidade (32); - um anel externo (94) aplicado externamente nos segundos segmentos de extremidade (32); - um anel intermediário (92), inserido entre os primeiros segmentos de extremidade (32) e os segundos segmentos de extremidade (32), em contato com os primeiros segmentos de extremidade (32) e com os segundos segmentos de extremidade (32), o anel intermediário (92) se estendendo em torno do eixo central (A-A’) entre uma aresta traseira (112) e uma aresta frontal (114), os segundos segmentos de extremidade (32) sendo presos entre o anel externo (94) e o anel intermediário (92), os primeiros segmentos de extremidade (32) sendo presos entre o anel intermediário (92) e uma superfície de rolamento (96); caracterizado pelo anel intermediário (92) estar pelo menos parcialmente dividido.

2. ACESSÓRIO DE EXTREMIDADE (14) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo anel intermediário (92) ser feito em uma peça.

3. ACESSÓRIO DE EXTREMIDADE (14), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo anel intermediário (92) ter pelo menos uma fenda parcial (120) emergindo em uma dentre a aresta frontal (114) e a aresta traseira (112), sem emergir na outra aresta frontal (114) e aresta traseira (112).

4. ACESSÓRIO DE EXTREMIDADE (14), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por, em pelo menos uma meia seção longitudinal média do anel intermediário (92) que passa pela fenda (120), a área ocupada pela fenda (120) ser superior a 50% da área total da meia seção longitudinal média do anel intermediário (92).

5. ACESSÓRIO DE EXTREMIDADE (14), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 4, caracterizado pelo anel intermediário (92) ter uma pluralidade de fendas parciais (120) distribuídas de forma angular em torno do eixo central (A-A’).

6. ACESSÓRIO DE EXTREMIDADE (14), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado por cada fenda parcial (120) emergir na aresta frontal (114).

7. ACESSÓRIO DE EXTREMIDADE (14), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo anel intermediário (92) ter pelo menos uma fenda (120) passando longitudinalmente através do anel intermediário (92), a fenda (120) emergindo na aresta frontal (114) e na aresta traseira do anel (112).

8. ACESSÓRIO DE EXTREMIDADE (14), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo anel intermediário (92) ter uma superfície periférica externa frustocônica (118), sobre a qual os dois segmentos de extremidade (32) se suportam, e uma superfície periférica interna frustocônica ou cilíndrica (116) sobre a qual os primeiros segmentos de extremidade se suportam (32).

9. ACESSÓRIO DE EXTREMIDADE (14), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo anel intermediário (92) ter pelo menos uma fenda (120) emergindo radialmente na superfície periférica externa (118) e na superfície periférica interna (116).

10. ACESSÓRIO DE EXTREMIDADE (14), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por incluir um anel interno (90) definindo a superfície de rolamento (96).

11. ACESSÓRIO DE EXTREMIDADE (14), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por incluir um flange anular (78) preso na abóbada de extremidade (50), o flange anular (78) definindo a superfície de rolamento (96).

12. ACESSÓRIO DE EXTREMIDADE (14), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pela cobertura externa (51) definir interiormente, na câmara de recepção (52), um batente transversal frontal (140), o anel externo (94) sendo encaixado no batente transversal frontal (140).

13. TUBO FLEXÍVEL (10), caracterizado por compreender pelo menos uma bainha de pressão (20), uma pluralidade de camadas de blindagem de tração (24, 25) dispostas externamente em relação à bainha de pressão (20) e pelo menos um acessório de extremidade de conexão (14), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.

14. MÉTODO PARA MONTAR UM ACESSÓRIO DE EXTREMIDADE (14) DE UM TUBO FLEXÍVEL (10), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, o tubo flexível (10) compreendendo pelo menos uma bainha de pressão (20) e uma pluralidade de camadas de blindagem de tração (24, 25) dispostas externamente em relação à bainha de pressão (20), caracterizado pelo método compreender as seguintes etapas: - disposição de um anel externo (94) nos segundos segmentos de extremidade (32) de uma segunda camada de blindagem (25); - inserir um anel intermediário (92) pelo menos parcialmente dividido entre os primeiros segmentos de extremidade (32) de uma primeira camada de blindagem (24) e os segundos segmentos de extremidade (32) da segunda camada de blindagem (25) localizados externamente em relação aos primeiros segmentos de extremidade (32), o anel intermediário (92) estando em contato com os primeiros segmentos de extremidade (32) e com os segundos segmentos de extremidade (32); - disposição dos primeiros segmentos de extremidade (32) da primeira camada de blindagem (24) em uma superfície de rolamento (96); - fixar os segundos segmentos de extremidade (32) entre o anel externo (94) e o anel intermediário (92) e fixar os primeiros segmentos de extremidade (32) entre o anel intermediário (92) e a superfície de rolamento (96) sob o efeito da deformação radial do anel intermediário (92).

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pela fixação dos segundos segmentos de extremidade (32) e dos primeiros segmentos de extremidade (32) ser realizado por cravamento radial ou axial do anel externo (94).