BR112020013120B1 - TERMINAL PIECE FOR CONNECTION OF A FLEXIBLE LINE FOR FLUID TRANSPORT, METHOD FOR MANUFACTURING A TERMINAL PIECE AND METHOD FOR MONITORING A TERMINAL PIECE - Google Patents
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Abstract
A presente invenção refere-se a uma peça terminal (14) de conexão de uma linha flexível de transporte de fluido, a linha flexível incluindo uma camada de armaduras de tração (24, 25) compreendendo uma pluralidade de elementos de armadura filiformes, a peça terminal (14) incluindo: - uma seção de extremidade (34) de cada elemento de armadura; - uma abóbada de extremidade (50) e uma cobertura (51) fixada sobre a abóbada de extremidade (50) e delimitando entre elas uma câmara de recepção (52) de cada seção de extremidade (34); caracterizada pela câmara de recepção (52) ter uma primeira região de ancoragem (73) e uma segunda região de monitoramento ou de conexão (74) disposta na frente da primeira região (73) e aberta sobre a primeira região (73), cada seção de extremidade (34) sendo ancorada na primeira região (73).The present invention relates to an end piece (14) connecting a flexible fluid transport line, the flexible line including a tensile reinforcement layer (24, 25) comprising a plurality of filiform reinforcement elements, the piece terminal (14) including: - an end section (34) of each armature element; - an end vault (50) and a cover (51) fixed on the end vault (50) and delimiting between them a reception chamber (52) of each end section (34); characterized in that the receiving chamber (52) has a first anchoring region (73) and a second monitoring or connection region (74) disposed in front of the first region (73) and open over the first region (73), each section end cap (34) being anchored in the first region (73).
Description
[001] A presente invenção refere-se a uma peça terminal de conexão de uma linha flexível de transporte de fluido, a linha flexível compreendendo pelo menos uma bainha tubular e pelo menos uma camada de armaduras de tração disposta externamente em relação à bainha tubular, a camada de armadura compreendendo uma pluralidade de elementos de armadura filiformes, a peça terminal compreendendo: - pelo menos uma seção de extremidade de cada elemento de armadura; - uma abóbada de extremidade com um eixo central e uma cobertura fixada sobre a abóbada de extremidade, a abóbada de extremidade e a cobertura delimitando entre elas uma câmara de recepção para cada seção de extremidade.[001] The present invention relates to an end piece connecting a flexible fluid transport line, the flexible line comprising at least one tubular sheath and at least one layer of tensile armor arranged externally with respect to the tubular sheath, the armature layer comprising a plurality of filiform armature elements, the end piece comprising: - at least one end section of each armature element; - an end vault with a central axis and a cover fixed over the end vault, the end vault and the cover delimiting between them a reception chamber for each end section.
[002] Uma tal peça terminal destina-se, em particular, a monitorar a integridade das camadas da linha, em particular as camadas de armadura de tração da linha flexível.[002] Such an end piece is intended, in particular, to monitor the integrity of the layers of the line, in particular the layers of traction armor of the flexible line.
[003] A linha flexível é vantajosamente um tubo flexível do tipo não ligado (“unbounded” em inglês) destinado ao transporte de hidrocarbonetos através de um corpo d’água, como um oceano, um mar, um lago ou um rio. Alternativamente, a linha flexível é um umbilical reforçado por elementos de armadura ou ainda um cabo.[003] The flexible line is advantageously a flexible tube of the unbounded type intended for the transport of hydrocarbons through a body of water, such as an ocean, a sea, a lake or a river. Alternatively, the flexible line is an umbilical reinforced by armature elements or a cable.
[004] Esse tubo flexível é produzido, por exemplo, de acordo com os documentos normativos API 17J (Especificação para Tubo Flexível Não- Ligado) e API RP 17B (Prática Recomendada para Tubo Flexível) estabelecida pelo American Petroleum Institute.[004] This flexible pipe is produced, for example, in accordance with the normative documents API 17J (Specification for Non-Alloyed Flexible Pipe) and API RP 17B (Recommended Practice for Flexible Pipe) established by the American Petroleum Institute.
[005] O tubo é geralmente formado por um conjunto de camadas concêntricas e sobrepostas. É considerado “não ligado” dentro do significado da presente invenção uma vez que pelo menos uma das camadas do tubo é capaz de se mover longitudinalmente em relação às camadas adjacentes durante uma flexão do tubo. Em particular, um tubo não ligado é um tubo desprovido de materiais de ligação que conectam as camadas que formam o tubo.[005] The tube is usually formed by a set of concentric and overlapping layers. It is considered "unbound" within the meaning of the present invention since at least one of the tube layers is able to move longitudinally with respect to adjacent layers during a bending of the tube. In particular, an unbonded tube is a tube devoid of the bonding materials that connect the layers that form the tube.
[006] O tubo é geralmente disposto através de um corpo d’água, entre um conjunto de fundo, destinado a coletar o fluido explorado no fundo do corpo d’água e um conjunto de superfície flutuante ou fixo, destinado a coletar e distribuir o fluido. O conjunto de superfície pode ser uma plataforma semi- submersível, um FPSO ou outro conjunto flutuante.[006] The tube is generally arranged across a body of water, between a bottom set, intended to collect the fluid exploited at the bottom of the water body, and a floating or fixed surface set, intended to collect and distribute the fluid. The surface assembly can be a semi-submersible platform, an FPSO or other floating assembly.
[007] Alguns desses tubos são usados em condições muito severas. Assim, os hidrocarbonetos transportados podem ter uma pressão e temperatura muito altas, por exemplo, uma pressão entre 5 x 107 Pa (500 bar) e 1 x 108 Pa (1000 bar) e uma temperatura entre 110 °C e 130 °C. Além disso, no caso onde o tubo está imerso em grande profundidade, ele deve ser capaz de suportar uma pressão externa muito alta, por exemplo, da ordem de 2,5 x 107 Pa (250 bar), se o tubo estiver submerso a 2500 metros de profundidade.[007] Some of these tubes are used in very severe conditions. Thus, the transported hydrocarbons can have a very high pressure and temperature, for example, a pressure between 5 x 107 Pa (500 bar) and 1 x 108 Pa (1000 bar) and a temperature between 110 °C and 130 °C. Furthermore, in the case where the pipe is immersed at a great depth, it must be capable of withstanding a very high external pressure, for example on the order of 2.5 x 107 Pa (250 bar), if the pipe is submerged at 2500 meters deep.
[008] Os tubos destinados a grandes profundidades também devem resistir a tensões muito altas, geralmente várias dezenas de toneladas, às quais são submetidos em serviço e/ou durante a sua instalação no mar.[008] Pipes intended for great depths must also withstand very high stresses, generally several tens of tons, to which they are subjected in service and/or during their installation at sea.
[009] Além disso, no caso em que o conjunto de superfície estiver flutuando e se movendo, dependendo das condições do mar, os tubos ascendentes (“risers” em inglês) que liga o fundo do mar a todo o conjunto de superfície às vezes podem estar sujeitos a milhões de ciclos de variação de curvatura. Esses tubos ascendentes devem, portanto, também ser capazes de suportar de forma duradoura solicitações dinâmicas na fadiga.[009] In addition, in the event that the surface assembly is floating and moving, depending on sea conditions, the risers ("risers" in English) that connect the seabed to the entire surface assembly sometimes can be subjected to millions of cycles of curvature variation. These risers must therefore also be able to withstand dynamic loads during fatigue on a long-term basis.
[0010] As peças terminais de conexão, que são particularmente solicitadas, também devem ser projetadas para resistir a essas condições de serviço.[0010] The connection end pieces, which are particularly requested, must also be designed to withstand these service conditions.
[0011] Em particular, os elementos de ancoragem da armadura de tração na peça terminal de conexão superior dos tubos ascendentes estão sujeitos a tensões elevadas, suscetíveis de gerar um fenômeno de fadiga desses elementos de ancoragem, ou mesmo uma ruptura das armaduras no nível do gancho ou na zona traseira da peça terminal.[0011] In particular, the anchorage elements of the tensile reinforcement in the upper connection end piece of the risers are subject to high stresses, susceptible to generating a phenomenon of fatigue of these anchorage elements, or even a rupture of the reinforcements at the level of the hook or on the back of the end piece.
[0012] Portanto, é importante monitorar as armaduras de tração nas peças terminais de conexão dos tubos flexíveis ascendentes, a fim de detectar uma possível quebra na ancoragem de um ou mais fios.[0012] Therefore, it is important to monitor the tensile reinforcement in the connecting end pieces of the ascending flexible tubes, in order to detect a possible break in the anchoring of one or more wires.
[0013] Para resolver este problema, a EP 2 489 824 descreve um sistema que compreende uma câmara de inspeção formada na parte traseira de um bico e acessível através de uma janela. Esse tal sistema permite controlar visualmente ou por meio de dispositivos de controle a integridade da camada externa da armadura de tração no nível da parte traseira da peça terminal na parte traseira de sua zona de ancoragem na peça terminal. Esse tal sistema é chamado em inglês de “spy hole”.[0013] To solve this problem,
[0014] No entanto, essa câmara de inspeção não permite inspecionar a parte frontal da peça terminal e, portanto, a zona de ancoragem dos elementos de armadura na câmara de recepção. Além disso, apenas a camada de armaduras externa está disponível, as camadas de armadura internas sendo mascaradas pela camada de armaduras externa.[0014] However, this inspection chamber does not allow inspection of the front part of the end piece and, therefore, the anchoring area of the reinforcement elements in the reception chamber. Also, only the outer armor layer is available, the inner armor layers being masked by the outer armor layer.
[0015] Um objetivo da invenção é, portanto, de garantir mais precisamente a integridade das camadas de armaduras internas e externas de tração, e ainda sua fadiga na zona de ancoragem dos elementos de armadura.[0015] An objective of the invention is, therefore, to guarantee more precisely the integrity of the internal and external tensile reinforcement layers, and also their fatigue in the anchorage zone of the reinforcement elements.
[0016] Para este fim, a invenção tem como objeto uma peça terminal do tipo mencionado acima, no qual a câmara de recepção compreende uma primeira região de ancoragem de cada seção de extremidade e uma segunda região de monitoramento ou de conexão de cada seção de extremidade disposta na frente da primeira região e aberta sobre a primeira região, cada seção de extremidade sendo ancorada na primeira região.[0016] To this end, the invention has as its object an end piece of the type mentioned above, in which the reception chamber comprises a first anchoring region of each end section and a second monitoring or connection region of each end section. end disposed in front of the first region and open over the first region, each end section being anchored to the first region.
[0017] A peça terminal de acordo com a invenção pode compreender uma ou mais das seguintes características, tomadas isoladamente ou em qualquer combinação tecnicamente possível: - a primeira região da câmara de recepção é preenchida com um material de enchimento e a segunda região da câmara de recepção é preenchida com um gás; - a segunda região compreende um módulo de monitoramento para cada seção de extremidade, o módulo de monitoramento sendo conectado a uma unidade de processamento de dados originados do módulo de monitoramento; - o módulo de monitoramento compreende pelo menos um elemento escolhido a partir de uma câmera, um sensor de medição de deslocamentos, um sensor ultrassônico, um sensor de fibras óticas, um sensor magnético, um refletômetro elétrico, um analisador de impedância e um sensor de detecção de gás e/ou de líquido; - a abóbada de extremidade ou a cobertura inclui uma escotilha de introdução e/ou de substituição do módulo de monitoramento; - a cobertura inclui uma escotilha removível voltada para a segunda região da câmara de recepção; - cada seção de extremidade se projeta para a segunda região da câmara de recepção; - a linha flexível inclui pelo menos duas camadas de armadura, as extremidades das seções de extremidade de cada camada de armadura sendo deslocadas em relação às seções de extremidade das outras camadas de armadura na segunda região da câmara de recepção ao longo do eixo central; - o comprimento mínimo de cada seção de extremidade na segunda região é de 1 centímetro, de preferência 5 centímetros; - cada seção de extremidade está localizada na primeira região de ancoragem sem projetar na segunda região; - a peça terminal compreende um módulo de conexão conectado a cada seção de extremidade na primeira região e projetando-se na segunda região; - a segunda região compreende meios para aquecer eletricamente o tubo, pelo menos uma seção de extremidade de um elemento de armadura sendo eletricamente conectada aos meios de aquecimento, de modo a fazer com que uma corrente elétrica circule no referido elemento de armadura para aquecer o tubo.[0017] The end piece according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken alone or in any technically possible combination: - the first region of the receiving chamber is filled with a filling material and the second region of the chamber reception is filled with a gas; - the second region comprises a monitoring module for each end section, the monitoring module being connected to a data processing unit originating from the monitoring module; - the monitoring module comprises at least one element chosen from a camera, a displacement measurement sensor, an ultrasonic sensor, a fiber optic sensor, a magnetic sensor, an electrical reflectometer, an impedance analyzer and a sensor of gas and/or liquid detection; - the end vault or cover includes a hatch for introducing and/or replacing the monitoring module; - the cover includes a removable hatch facing the second region of the receiving chamber; - each end section projects into the second region of the receiving chamber; - the flexible line includes at least two layers of reinforcement, the ends of the end sections of each layer of reinforcement being offset with respect to the end sections of the other layers of reinforcement in the second region of the receiving chamber along the central axis; - the minimum length of each end section in the second region is 1 centimetre, preferably 5 centimetres; - each end section is located in the first anchor region without projecting in the second region; - the end piece comprises a connection module connected to each end section in the first region and projecting in the second region; - the second region comprises means for electrically heating the tube, at least one end section of an armature element being electrically connected to the heating means, so as to cause an electric current to circulate in said armature element to heat the tube .
[0018] A invenção também tem como objeto um método de fabricação de uma peça terminal de conexão de uma linha flexível de transporte de fluido, a linha flexível incluindo pelo menos uma bainha tubular e pelo menos uma camada de armaduras de tração disposta externamente em relação a à bainha tubular, a camada de armaduras, compreendendo uma pluralidade de elementos de armadura filiformes, o método compreendendo as seguintes etapas: - montagem de uma peça terminal de conexão compreendendo pelo menos uma seção de extremidade de cada elemento de armadura, uma abóbada de extremidade com um eixo central e uma cobertura fixada sobre a abóbada de extremidade, a abóbada de extremidade e a cobertura delimitando entre elas uma câmara de recepção para cada seção de extremidade, - o enchimento da câmara de recepção, para o preenchimento de uma primeira região da câmara de recepção com um material de enchimento, a fim de ancorar as seções de extremidade na primeira região da recepção câmara, a câmara de recepção incluindo uma segunda região monitoramento ou de conexão de cada seção de extremidade, sendo a segunda região desprovida de material de enchimento, disposta na frente da primeira região e aberta para a primeira região.[0018] The invention also has as its object a method of manufacturing an end piece connecting a flexible fluid transport line, the flexible line including at least one tubular sheath and at least one layer of traction armor arranged externally in relation to a to the tubular sheath, the reinforcement layer, comprising a plurality of filiform reinforcement elements, the method comprising the following steps: - assembly of a connecting end piece comprising at least one end section of each reinforcement element, a dome of end with a central axis and a cover fixed over the end vault, the end vault and the cover delimiting between them a reception chamber for each end section, - the filling of the reception chamber, for filling a first region of the receiving chamber with a filler material in order to anchor the end sections in the first region of the receiving chamber, the receiving chamber including a second monitoring or connecting region of each end section, the second region being devoid of material filling, disposed in front of the first region and open to the first region.
[0019] O método de fabricação de acordo com a invenção pode incluir uma ou mais das seguintes características, tomadas isoladamente ou em qualquer combinação tecnicamente possível: - o preenchimento da peça terminal é realizado mantendo a peça terminal na vertical ou inclinada em relação à horizontal; - a cobertura possui um orifício de fundição traseiro adequado para ser conectada a meios de injeção de material de enchimento, sendo a etapa de enchimento realizada uma vez que a peça terminal é mantida na vertical e uma vez que a parte frontal da peça terminal é disposta em posição alta e a parte traseira da peça terminal é disposta em posição baixa, a etapa de enchimento compreendendo a injeção de material de enchimento na câmara de recepção através do orifício traseiro, de modo a encher a primeira região com material de enchimento; - a cobertura inclui um orifício de fundição frontal adequado para ser conectado a meios para injetar um material de enchimento e um material de moldagem, sendo a etapa de enchimento realizada uma vez que a peça terminal é mantida na vertical e uma vez que a parte frontal da peça terminal é disposta na posição baixa e a parte traseira da peça terminal é disposta na posição alta, a etapa de enchimento compreendendo: - injetar um material de moldagem na câmara de recepção através do orifício frontal, de modo a encher a segunda região com o material de moldagem, - injetar um material de enchimento para dentro da câmara de recepção através do orifício frontal de modo a preencher a primeira região do material de enchimento, e - remover o material de moldagem da segunda região; - pelo menos um módulo de monitoramento é instalado na câmara de recepção, o módulo de monitoramento sendo disposto na segunda região.[0019] The manufacturing method according to the invention may include one or more of the following characteristics, taken alone or in any technically possible combination: - the filling of the end piece is carried out by keeping the end piece vertically or inclined with respect to the horizontal ; - the cover has a rear casting hole suitable for being connected to means for injecting filler material, the filling step being carried out once the end piece is held vertically and once the front part of the end piece is laid out in a high position and the rear part of the end piece is arranged in a low position, the filling step comprising injecting the filler material into the receiving chamber through the rear hole, so as to fill the first region with the filler material; - the cover includes a front casting hole suitable for being connected to means for injecting a filler material and a molding material, the filling step being carried out once the end piece is held vertically and once the front part of the end piece is arranged in the low position and the rear part of the end piece is arranged in the high position, the filling step comprising: - injecting a molding material into the receiving chamber through the front hole, so as to fill the second region with the molding material, - injecting a filler material into the receiving chamber through the front hole so as to fill the first region of the filler material, and - removing the molding material from the second region; - at least one monitoring module is installed in the reception chamber, the monitoring module being arranged in the second region.
[0020] Um objeto da invenção também é um método para monitorar uma peça terminal de conexão de uma linha flexível de transporte de fluido, a linha flexível incluindo pelo menos uma bainha tubular e pelo menos uma camada de armaduras de tração disposta externamente em relação à bainha tubular, a camada de armaduras compreendendo uma pluralidade de elementos de armadura filiformes, o método compreendendo: - o fornecimento de uma peça terminal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, e - o monitoramento, na segunda região da câmara de recepção, de cada seção de extremidade.[0020] An object of the invention is also a method for monitoring a connecting end piece of a flexible fluid transport line, the flexible line including at least one tubular sheath and at least one layer of tensile armor arranged externally with respect to the tubular sheath, the reinforcement layer comprising a plurality of filiform reinforcement elements, the method comprising: - providing an end piece according to any one of claims 1 to 12, and - monitoring, in the second region of the receiving chamber , of each end section.
[0021] A invenção será melhor compreendida ao ler a descrição a seguir, dada apenas a título de exemplo, e feita com referência aos desenhos anexos, nos quais: - A Figura 1 é uma vista em perspectiva parcialmente em corte de uma seção central de um tubo flexível destinado a ser conectado a uma peça terminal de acordo com a invenção, - A Figura 2 é uma vista, tomada em meia seção ao longo de um plano axial mediano, de uma peça terminal do tubo da Figura 1 de acordo com uma primeira forma de realização da invenção, - A Figura 3 é uma vista semelhante à da Figura 2 de uma peça terminal de acordo com uma segunda forma de realização da invenção, - A Figura 4 é uma vista semelhante à da Figura 2 de uma peça terminal de acordo com uma terceira forma de realização da invenção, - A Figura 5 é uma vista semelhante à da Figura 2 de uma peça terminal de acordo com uma quarta forma de realização da invenção, - A Figura 6 é uma vista semelhante à da Figura 2 de uma peça terminal de acordo com uma quinta forma de realização da invenção, - A Figura 7 é uma vista semelhante à da Figura 2 de uma peça terminal de acordo com uma sexta forma de realização da invenção, - As Figuras 8 a 12 são vistas em meia seção ao longo de um plano axial de uma peça terminal do tubo da Figura 1, correspondendo a cinco etapas de um primeiro método de fabricação da peça terminal, e - As Figuras 13 a 19 são vistas em meia seção ao longo de um plano axial de uma peça terminal do tubo da Figura 1, correspondendo a sete etapas de um segundo método de fabricação da peça terminal.[0021] The invention will be better understood by reading the following description, given by way of example only, and made with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a perspective view partially in section of a central section of a flexible tube intended to be connected to an end piece according to the invention, - Figure 2 is a view, taken in half section along a median axial plane, of an end piece of the tube of Figure 1 according to a first embodiment of the invention, - Figure 3 is a view similar to Figure 2 of an end piece according to a second embodiment of the invention, - Figure 4 is a view similar to Figure 2 of an end piece according to a third embodiment of the invention, - Figure 5 is a view similar to Figure 2 of an end piece according to a fourth embodiment of the invention, - Figure 6 is a view similar to Figure 2 of an endpiece according to a fifth embodiment of the invention, - Figure 7 is a view similar to Figure 2 of an endpiece according to a sixth embodiment of the invention, - Figures 8 to 12 are views in half section along an axial plane of an end piece of the tube in Figure 1, corresponding to five stages of a first method of manufacturing the end piece, and - Figures 13 to 19 are seen in half section along a plane axial view of an end piece of the tube in Figure 1, corresponding to seven stages of a second manufacturing method for the end piece.
[0022] No que se segue, os termos “externo” e “interno” são geralmente entendidos de maneira radial em relação a um eixo X-X’ do tubo, sendo entendido o termo “externo” como relativamente mais distante radialmente do eixo X-X’ e o termo “interior” sendo entendido como relativamente mais próximo radialmente ao eixo X-X’ do tubo.[0022] In what follows, the terms "external" and "internal" are generally understood radially in relation to an axis X-X' of the tube, the term "external" being understood as relatively more distant radially from the X axis -X' and the term “interior” being understood as relatively closer radially to the axis X-X' of the tube.
[0023] Os termos “frontal” e “traseiro” são entendidos de maneira axial em relação a um eixo X-X’ do tubo, sendo entendido o termo “frontal” como relativamente mais distante do centro do tubo e mais próximo de uma de suas extremidades, o termo “traseiro” sendo entendido como relativamente mais próximo do meio do tubo e mais distante de uma de suas extremidades. O meio do tubo é o ponto do tubo localizado a uma distância igual das duas extremidades do último.[0023] The terms “front” and “rear” are understood axially in relation to an axis X-X' of the tube, the term “front” being understood as relatively farther from the center of the tube and closer to one of its ends, the term "tail" being understood to mean relatively closer to the middle of the tube and farther from one of its ends. The middle of the tube is the point on the tube located at an equal distance from the two ends of the latter.
[0024] Um primeiro exemplo da linha flexível (2) é parcialmente ilustrado na Figura 1. No exemplo descrito abaixo, a linha flexível (2) é um tubo flexível. Alternativamente, a linha flexível (2) é um cabo ou um umbilical.[0024] A first example of the flexible line (2) is partially illustrated in Figure 1. In the example described below, the flexible line (2) is a flexible tube. Alternatively, the flexible line (2) is a cable or an umbilical.
[0025] O tubo flexível (2) inclui uma seção central (12) ilustrada em parte na Figura 1. Ele inclui, em cada uma das extremidades axiais da seção central (12), uma peça terminal de extremidade (14) cujas partes relevantes são mostradas nas Figuras 2 a 19. Nas Figuras 2 a 19, além da peça terminal (14), uma parte da seção central (12) é representada adjacente à peça terminal (14).[0025] The flexible tube (2) includes a central section (12) illustrated in part in Figure 1. It includes, at each of the axial ends of the central section (12), an end terminal piece (14) whose relevant parts are shown in Figures 2 to 19. In Figures 2 to 19, in addition to the end piece (14), a part of the central section (12) is shown adjacent to the end piece (14).
[0026] Com referência à Figura 1, o tubo (2) delimita uma passagem central (16) para a circulação de um fluido, vantajosamente um fluido de petróleo. A passagem central (16) se estende ao longo de um eixo X-X’, entre a extremidade a montante e a extremidade a jusante do tubo (2). Ela se abre através das peças terminais (14).[0026] With reference to Figure 1, the tube (2) delimits a central passage (16) for the circulation of a fluid, advantageously a petroleum fluid. The central passage (16) extends along an axis X-X', between the upstream end and the downstream end of the tube (2). It opens through the end pieces (14).
[0027] Em tudo o que se segue, também definimos um eixo radial Y-Y’ perpendicular ao eixo X-X’ e localizado em um plano axial mediano do tubo (2), como visível na Figura 2.[0027] In everything that follows, we also define a radial axis Y-Y' perpendicular to the axis X-X' and located in a median axial plane of the tube (2), as visible in Figure 2.
[0028] O tubo flexível (2) destina-se a ser disposto através de um corpo d’água (não mostrado) em uma instalação de exploração de fluido, em particular de hidrocarbonetos.[0028] The flexible pipe (2) is intended to be laid across a body of water (not shown) in a fluid exploration facility, in particular hydrocarbons.
[0029] O corpo d’água é, por exemplo, um mar, um lago ou um oceano. A profundidade do corpo d’água à direita da instalação de operação de fluido está, por exemplo, entre 500 m e 3000 m.[0029] The body of water is, for example, a sea, a lake or an ocean. The depth of the water body to the right of the fluid operation facility is, for example, between 500 m and 3000 m.
[0030] A instalação de operação de fluido inclui um conjunto de superfície, em particular flutuante, e um conjunto de fundo (não mostrados) que geralmente são conectados juntos pelo tubo flexível (2).[0030] The fluid operation installation includes a surface assembly, in particular floating, and a bottom assembly (not shown) which are generally connected together by the flexible tube (2).
[0031] O tubo flexível (2) é preferencialmente um tubo “não ligado” (designado pelo termo em inglês “unbonded”).[0031] The flexible tube (2) is preferably an "unbonded" tube (designated by the English term "unbonded").
[0032] Pelo menos duas camadas adjacentes do tubo flexível (2) estão livres para se mover longitudinalmente um em relação ao outro durante a flexão do tubo.[0032] At least two adjacent layers of the flexible tube (2) are free to move longitudinally relative to each other during bending of the tube.
[0033] Vantajosamente, todas as camadas do tubo flexível são livres para se moverem uma em relação à outra. Esse tal tubo é descrito, por exemplo, nos documentos normativos publicados pelo American Petroleum Institute (API), API 17J e API RP17B.[0033] Advantageously, all layers of the flexible tube are free to move relative to each other. Such a pipe is described, for example, in the normative documents published by the American Petroleum Institute (API), API 17J and API RP17B.
[0034] Como ilustrado pela Figura 1, o tubo (2) delimita uma pluralidade de camadas concêntricas em torno do eixo X-X’, que se estendem continuamente ao longo da seção central (12) até as peças terminais (14) localizadas nas extremidades do tubo.[0034] As illustrated by Figure 1, the tube (2) delimits a plurality of concentric layers around the axis X-X', which extend continuously along the central section (12) to the end pieces (14) located in the tube ends.
[0035] Nos exemplos ilustrados nas Figuras 1 a 19, o tubo (2) inclui pelo menos uma primeira bainha tubular (20) à base de material polimérico que constitui vantajosamente uma bainha de pressão.[0035] In the examples illustrated in Figures 1 to 19, the tube (2) includes at least a first tubular sheath (20) based on polymeric material which advantageously constitutes a pressure sheath.
[0036] O tubo (2) inclui, além disso, pelo menos uma camada de armaduras de tração (24, 25) disposta externamente em relação à primeira bainha (20), formando uma bainha de pressão.[0036] The tube (2) furthermore includes at least one layer of tensile reinforcement (24, 25) arranged externally with respect to the first sheath (20), forming a pressure sheath.
[0037] Nos exemplos ilustrados pelas Figuras 1 a 19, o tubo (2) inclui ainda um invólucro interno (26) disposto no interior da bainha de pressão (20), uma abóbada de pressão (28) interposta entre a bainha de pressão (20) e a ou as camada(s) de armaduras de tração (24, 25) e uma bainha externa (30), destinada à proteção do tubo (2).[0037] In the examples illustrated by Figures 1 to 19, the tube (2) also includes an internal casing (26) arranged inside the pressure cuff (20), a pressure vault (28) interposed between the pressure cuff ( 20) and the layer(s) of tensile reinforcement (24, 25) and an external sheath (30) intended to protect the tube (2).
[0038] De maneira conhecida, a bainha de pressão (20) é destinada a confinar de maneira estanque o fluido transportado na passagem (16). Ela é formada a partir de um material polimérico, por exemplo, à base de uma poliolefina como polietileno, à base de uma poliamida tal como PA11 ou PA12, ou à base em um polímero fluorado, tal como fluoreto de polivinilideno (PVDF).[0038] In a known manner, the pressure sheath (20) is intended to confine the fluid transported in the passage (16) in a tight manner. It is formed from a polymeric material, for example based on a polyolefin such as polyethylene, based on a polyamide such as PA11 or PA12, or based on a fluorinated polymer such as polyvinylidene fluoride (PVDF).
[0039] A espessura da bainha de pressão (20) está, por exemplo, entre 5 mm e 20 mm.[0039] The thickness of the pressure sheath (20) is, for example, between 5 mm and 20 mm.
[0040] A bainha de pressão (20) inclui uma seção de extremidade (32) inserida na peça terminal (14).[0040] The pressure sheath (20) includes an end section (32) inserted into the end piece (14).
[0041] O invólucro (26) é formado, por exemplo, por uma tira de metal perfilada, enrolada em espiral. As voltas da tira são vantajosamente grampeadas uma na outra. A principal função do invólucro (26) é a de absorver as forças radiais de esmagamento.[0041] The casing (26) is formed, for example, by a profiled metal strip, spirally wound. The turns of the strip are advantageously clipped together. The main function of the casing (26) is to absorb radial crushing forces.
[0042] O invólucro (26) é aqui completamente metálico.[0042] The casing (26) is completely metallic here.
[0043] Neste exemplo, o invólucro (26) é disposto no interior da bainha de pressão (20). O tubo é então designado pelo termo em inglês “rough bore” devido à geometria do invólucro (26).[0043] In this example, the casing (26) is arranged inside the pressure cuff (20). The tube is then designated by the English term “rough bore” due to the geometry of the casing (26).
[0044] O invólucro (26) é adequado para entrar em contato com o fluido que circula na bainha de pressão (20).[0044] The casing (26) is suitable for contacting the fluid circulating in the pressure cuff (20).
[0045] O enrolamento helicoidal da tira de metal perfilada que forma o invólucro (26) não é curto, ou seja, possui um ângulo de hélice absoluto próximo a 90°, tipicamente entre 75° e 90°.[0045] The helical winding of the profiled metal strip that forms the casing (26) is not short, that is, it has an absolute helix angle close to 90°, typically between 75° and 90°.
[0046] A principal função da abóbada de pressão (28) é absorver as forças radiais ligadas à pressão predominante no interno da bainha de pressão (20). A abóbada de pressão (28) é, por exemplo, formada por um fio metálico perfilado, rodeado em hélice ao redor bainha (20). O fio perfilado geralmente possui uma geometria complexa, em particular na forma de Z, de T, de U, de K, de X ou de I.[0046] The main function of the pressure dome (28) is to absorb the radial forces linked to the prevailing pressure inside the pressure sheath (20). The pressure vault (28) is, for example, formed by a profiled metal wire, helically surrounded around the sheath (20). Profiled wire usually has a complex geometry, in particular in the form of a Z, T, U, K, X or I.
[0047] A abóbada de pressão (28) é enrolada em hélice de passo curto em torno da bainha de pressão (20), isto é, com um ângulo de hélice absoluto próximo a 90°, tipicamente entre 75° e 90°.[0047] The pressure vault (28) is wound in a short pitch helix around the pressure sheath (20), that is, with an absolute helix angle close to 90°, typically between 75° and 90°.
[0048] A abóbada de pressão (28) tem uma região de extremidade (35) inserida na peça terminal (14), no exterior da seção de extremidade (32) da bainha de pressão (20). A seção de extremidade (32) da bainha de pressão (20) se estende axialmente para a frente além da região de extremidade (35) da abóbada de pressão (28).[0048] The pressure vault (28) has an end region (35) inserted into the end piece (14), outside the end section (32) of the pressure sheath (20). The end section (32) of the pressure cuff (20) extends axially forward beyond the end region (35) of the pressure vault (28).
[0049] O tubo flexível (2) de acordo com a invenção compreende pelo menos uma camada de armaduras (24, 25) formada por um enrolamento helicoidal de pelo menos um elemento de armadura alongado (29).[0049] The flexible tube (2) according to the invention comprises at least one armature layer (24, 25) formed by a helical winding of at least one elongated armature element (29).
[0050] Em exemplos apresentados nas Figuras 1 a 19, o tubo flexível (2) inclui uma pluralidade de camadas de armaduras (24, 25), notadamente uma camada de armaduras interna (24), aplicada sobre a abóbada de pressão (28) e uma camada de armaduras externa (25) em torno da qual a bainha externa (30) está disposta.[0050] In examples shown in Figures 1 to 19, the flexible tube (2) includes a plurality of reinforcement layers (24, 25), notably an internal reinforcement layer (24), applied over the pressure vault (28) and an outer armature layer (25) around which the outer sheath (30) is disposed.
[0051] Cada camada das armaduras (24, 25) inclui elementos de armadura longitudinais (29) enrolados em um passo longo em torno do eixo XX’ do tubo.[0051] Each layer of reinforcements (24, 25) includes longitudinal reinforcement elements (29) wound in a long pitch around the axis XX' of the tube.
[0052] Por “enrolado em passo longo”, significa que o valor absoluto do ângulo da hélice é menor que 60° e está tipicamente entre 25° e 55°.[0052] By “long pitch winding”, it is meant that the absolute value of the helix angle is less than 60° and is typically between 25° and 55°.
[0053] A principal função das camadas de armadura (24, 25) é de absorver as forças de tração axial exercidas no tubo (2), em particular aquelas ligadas ao peso suspenso no caso de um tubo ascendente.[0053] The main function of the reinforcement layers (24, 25) is to absorb the axial traction forces exerted on the tube (2), in particular those linked to the suspended weight in the case of a riser.
[0054] Os elementos de armadura (29) de uma primeira camada (24) são geralmente enrolados seguindo um ângulo oposto em relação aos elementos de armadura (29) de uma segunda camada (25). Assim, se o ângulo de enrolamento dos elementos de armadura (29) da primeira camada (24) é igual a + α, α estando entre 25° e 55°, o ângulo de enrolamento dos elementos de armadura (29) da segunda camada de armadura (25) dispostos em contato com a primeira camada de armaduras (24) é, por exemplo, igual a - α°.[0054] The reinforcement elements (29) of a first layer (24) are generally wound at an opposite angle to the reinforcement elements (29) of a second layer (25). Thus, if the winding angle of the armature elements (29) of the first layer (24) is equal to + α, α being between 25° and 55°, the winding angle of the armature elements (29) of the second layer of reinforcement (25) disposed in contact with the first layer of reinforcements (24) is, for example, equal to - α°.
[0055] Os elementos de armadura (29) são, por exemplo, formados por fios metálicos, em particular fios de aço ferromagnéticos, ou por fitas de material compósito, por exemplo, fitas reforçadas com fibras de carbono. Nos exemplos mostrados nas Figuras 2 a 19, os elementos de armadura (29) são, por exemplo, formados por fios metálicos de aço ferromagnético. Os elementos de armadura (29) são, portanto, magnetizáveis, isto é, constituídos de um metal capaz de ser magnetizado e de reter magnetização remanescente após magnetização.[0055] The reinforcement elements (29) are, for example, formed by metallic wires, in particular ferromagnetic steel wires, or by strips of composite material, for example strips reinforced with carbon fibers. In the examples shown in Figures 2 to 19, the armature elements (29) are, for example, formed by metallic wires of ferromagnetic steel. The armature elements (29) are therefore magnetizable, i.e. constituted of a metal capable of being magnetized and of retaining remaining magnetization after magnetization.
[0056] Os elementos de armadura (29), cada um, apresenta uma seção de extremidade (34) introduzida na peça terminal (14). A seção de extremidade (34) prolonga-se para uma extremidade livre (36) disposta na peça terminal (14). Ele apresenta, vantajosamente, uma trajetória eixo pseudo- helicoidal no eixo X-X’ na peça terminal (14), a hélice se enrolando em um envelope cônico.[0056] The armature elements (29) each have an end section (34) introduced into the end piece (14). The end section (34) extends to a free end (36) disposed on the end piece (14). It advantageously features a pseudo-helical axis path on the X-X' axis at the end piece (14), the helix winding in a conical envelope.
[0057] Em exemplos apresentados nas Figuras 2 a 19, para cada camada de armaduras (24, 25), as seções de extremidade (34) dos elementos de armadura (29) se estendem de modo divergente para longe do eixo X-X’, em seguida, converge em direção ao eixo XX’ de um ponto de destacamento traseiro (62) em direção à extremidade frontal livre (36).[0057] In examples shown in Figures 2 to 19, for each layer of reinforcement (24, 25), the end sections (34) of the reinforcement elements (29) extend divergently away from the axis X-X' , then converges towards the axis XX' from a rear detachment point (62) towards the free front end (36).
[0058] Na primeira forma de realização ilustrada na Figura 2, cada seção de extremidade (34) tem uma primeira porção traseira (37) para fixar o elemento de armadura que se estende para atrás da peça terminal (14) a ser incorporada em um material de enchimento e uma segunda parte frontal (38) para monitorar o elemento de armadura (29), localizado em um volume livre na frente da peça terminal (14) e definir a extremidade livre (36) da seção de extremidade (34).[0058] In the first embodiment illustrated in Figure 2, each end section (34) has a first rear portion (37) for securing the armature element extending backwards to the end piece (14) to be incorporated into a filler material and a second front part (38) for monitoring the armature element (29), located in a free volume in front of the end piece (14) and defining the free end (36) of the end section (34).
[0059] O comprimento da primeira porção (37) é, por exemplo, entre 20 centímetros (cm) e 100 cm, de preferência compreendido entre 30 cm e 80 cm. O comprimento da segunda parte (38) está, por exemplo, entre 1 cm e 30 cm, preferencialmente entre 5 cm e 20 cm.[0059] The length of the first portion (37) is, for example, between 20 centimeters (cm) and 100 cm, preferably comprised between 30 cm and 80 cm. The length of the second part (38) is, for example, between 1 cm and 30 cm, preferably between 5 cm and 20 cm.
[0060] Na primeira forma de realização ilustrada na Figura 2, cada seção de extremidade (34) inclui ainda, uma protrusão radial de ancoragem (39), fixada sobre a primeira parte (37) da seção de extremidade (34) para o seu limite com a segunda parte (38) da seção de extremidade (34). A protrusão (39) é um elemento que assegura a ancoragem do elemento de armadura correspondente (29). A protrusão (39) é fixada ao elemento de armadura (29) por soldagem, colagem ou mesmo brasagem.[0060] In the first embodiment illustrated in Figure 2, each end section (34) further includes a radial anchorage protrusion (39), attached to the first part (37) of the end section (34) for its boundary with the second part (38) of the end section (34). The protrusion (39) is an element that ensures the anchoring of the corresponding reinforcement element (29). The protrusion (39) is fixed to the armature element (29) by welding, gluing or even brazing.
[0061] Nos exemplos ilustrados nas Figuras 2 e 5, as camadas antidesgaste (13) são intercaladas entre, por um lado, a abóbada de pressão (28) e a camada interna de armaduras (24) e, em segundo lugar, entre as duas camadas de armaduras (24, 25). As camadas antidesgaste (13) compreendem, por exemplo, uma ou várias tiras poliméricas enroladas em passo curto. As camadas antidesgaste (13) têm a função de impedir que as duas camadas de armadura metálica (24, 25) adjacentes se raspem umas contra as outras e, portanto, se desgastem.[0061] In the examples illustrated in Figures 2 and 5, the anti-wear layers (13) are sandwiched between, on the one hand, the pressure vault (28) and the internal reinforcement layer (24) and, secondly, between the two layers of armor (24, 25). The anti-wear layers (13) comprise, for example, one or more polymeric strips wound in a short pitch. The anti-wear layers (13) have the function of preventing the two adjacent metal reinforcement layers (24, 25) from rubbing against each other and therefore wearing out.
[0062] Com referência às Figuras 1 a 19, a bainha externa (30) destina-se a impedir a permeação de fluido do lado de fora do tubo flexível (2) em direção ao interior. Ela é feita vantajosamente de material polimérico, em especial à base de uma poliolefina, como polietileno, ou à base de uma poliamida, como PA11 ou PA12.[0062] With reference to Figures 1 to 19, the outer sheath (30) is intended to prevent fluid permeation from the outside of the flexible tube (2) towards the interior. It is advantageously made of polymeric material, in particular based on a polyolefin, such as polyethylene, or based on a polyamide, such as PA11 or PA12.
[0063] A espessura da bainha externa (30) é, por exemplo, entre 5 mm e 15 mm.[0063] The thickness of the outer sheath (30) is, for example, between 5 mm and 15 mm.
[0064] Como ilustrado pelas Figuras 2 a 19, ainda mais a seção de extremidade (32) da bainha de pressão (20), as seções de extremidade (34) dos elementos de armadura (29), e a região de extremidade (35) da abóbada de pressão (28), cada peça terminal (14) inclui uma abóbada de extremidade (50) e uma cobertura externa de ligação (51) projetando-se axialmente para trás a partir da abóbada (50). A cobertura (51) delimita, com a abóbada de extremidade (50), uma câmara (52) de recepção das seções de extremidade (34) dos elementos de armadura (29) e da região de extremidade (35) da abóbada (28).[0064] As illustrated by Figures 2 to 19, further the end section (32) of the pressure sheath (20), the end sections (34) of the armor elements (29), and the end region (35 ) of the pressure vault (28), each end piece (14) includes an end vault (50) and a connecting outer cover (51) projecting axially rearwardly from the vault (50). The cover (51) delimits, with the end vault (50), a chamber (52) for receiving the end sections (34) of the reinforcement elements (29) and the end region (35) of the vault (28) .
[0065] A peça terminal (14) compreende ainda, na parte traseira da câmara de recepção (52), 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).[0065] The end piece (14) further comprises, at the rear of the reception chamber (52), a front seal assembly (54) around the pressure cuff (20) and a rear seal assembly (56) at around the outer sheath (30).
[0066] Neste exemplo, a abóbada de extremidade (50) destina-se a conectar o tubo (2) a outra peça terminal de conexão (14) ou aos equipamentos terminais, vantajosamente por meio de um flange de extremidade (60).[0066] In this example, the end vault (50) is intended to connect the tube (2) to another connection end piece (14) or to end equipment, advantageously through an end flange (60).
[0067] A abóbada de extremidade (50) apresenta um furo central destinado a receber a extremidade da bainha de pressão (20) e permitir o fluxo do fluido que circula através da passagem central (16) em direção à parte externa do tubo (2).[0067] The end vault (50) has a central hole intended to receive the end of the pressure sheath (20) and allow the flow of fluid circulating through the central passage (16) towards the outside of the tube (2) ).
[0068] A cobertura (51) inclui uma parede periférica (70) tubular que se estende ao redor do eixo X-X’. A parede periférica (70) apresenta uma borda traseira (72) que se estende axialmente em direção à parte traseira além da abóbada de extremidade (50).[0068] The cover (51) includes a tubular peripheral wall (70) that extends around the axis X-X'. The peripheral wall (70) has a rear edge (72) that extends axially toward the rear beyond the end vault (50).
[0069] A cobertura (51) delimita a câmara (52) radialmente para fora. A abóbada de extremidade (50) e a seção de extremidade (32) da bainha de pressão (20) delimitam a câmara (52) radialmente para o interior.[0069] The cover (51) delimits the chamber (52) radially outwards. The end dome (50) and the end section (32) of the pressure cuff (20) delimit the chamber (52) radially inwards.
[0070] O conjunto de vedação frontal (54) e a seção de extremidade (35) da abóbada de pressão (28) são recebidos na câmara (52) radialmente para dentro em relação aos elementos de armadura (29). Uma face traseira (75A) da abóbada de extremidade (50) delimita axialmente a câmara (52) para frente. O conjunto de vedação traseiro (56) e uma face traseira (75B) da cobertura (51) delimitam axialmente a câmara (52) para trás. Um anel (91) para manter os elementos de armadura (29) durante a montagem da peça terminal está localizado na parte de trás da câmara (52).[0070] The front seal assembly (54) and the end section (35) of the pressure vault (28) are received in the chamber (52) radially inwards with respect to the armature elements (29). A rear face (75A) of the end vault (50) axially delimits the chamber (52) towards the front. The rear seal assembly (56) and a rear face (75B) of the cover (51) axially delimit the chamber (52) towards the rear. A ring (91) for holding the armature elements (29) during endpiece assembly is located at the rear of the chamber (52).
[0071] De acordo com a invenção, a câmara de recepção (52) compreende, de trás para a frente, uma primeira região (73) de ancoragem de cada seção de extremidade (34) dos elementos de armadura (29) e uma segunda região (74) de monitoramento cada seção de extremidade (34).[0071] According to the invention, the reception chamber (52) comprises, from back to front, a first region (73) for anchoring each end section (34) of the armature elements (29) and a second monitoring region (74) each end section (34).
[0072] A primeira região (73) é preenchida com um material de enchimento. O material de enchimento é, por exemplo, uma resina epóxi, como uma resina Araldite®.[0072] The first region (73) is filled with a filler material. The filler material is, for example, an epoxy resin, such as an Araldite® resin.
[0073] A primeira região (73) se estende axialmente ao longo do eixo X-X’ do conjunto de vedação (56) até uma superfície de separação (76) definida pelo material de enchimento.[0073] The first region (73) extends axially along the axis X-X' of the sealing assembly (56) to a parting surface (76) defined by the filler material.
[0074] O comprimento da primeira região (73) ao longo do eixo XX’ está, por exemplo, entre 20 cm e 80 cm.[0074] The length of the first region (73) along the axis XX' is, for example, between 20 cm and 80 cm.
[0075] Na primeira forma de realização ilustrada na Figura 2, a primeira parte (37) e a protrusão radial (39) de cada seção de extremidade (34) são ancoradas no material de enchimento presente na primeira região (73).[0075] In the first embodiment illustrated in Figure 2, the first part (37) and the radial protrusion (39) of each end section (34) are anchored in the filler present in the first region (73).
[0076] A protrusão radial (39) impede o deslizamento axial das seções de extremidade (34) no material de enchimento.[0076] The radial protrusion (39) prevents axial sliding of the end sections (34) in the filler material.
[0077] A segunda região (74) é preenchida com um gás como o ar. A segunda região (74) é desprovida de material de enchimento.[0077] The second region (74) is filled with a gas such as air. The second region (74) is devoid of filler material.
[0078] A segunda região (74) está disposta na frente da primeira região (73).[0078] The second region (74) is arranged in front of the first region (73).
[0079] A segunda região (74) se estende axialmente ao longo do eixo X-X’ da superfície de separação (76) até a face traseira (75A) da abóbada de extremidade (50). O comprimento da segunda região (74) ao longo do eixo XX’ é vantajosamente inferior ao comprimento da primeira região (73). O comprimento da segunda região (74) está, por exemplo, entre 5 cm e 30 cm.[0079] The second region (74) extends axially along the axis X-X' from the separation surface (76) to the rear face (75A) of the end vault (50). The length of the second region (74) along axis XX' is advantageously less than the length of the first region (73). The length of the second region (74) is, for example, between 5 cm and 30 cm.
[0080] Na primeira forma de realização ilustrada na Figura 2, a segunda parte (38) de cada seção de extremidade (34) se projeta na segunda região (74) da câmara de recepção (52). O comprimento mínimo de cada seção de extremidade (34) na segunda região (74) é igual a 1 cm, preferencialmente 5 cm.[0080] In the first embodiment illustrated in Figure 2, the second part (38) of each end section (34) projects in the second region (74) of the receiving chamber (52). The minimum length of each end section (34) in the second region (74) is equal to 1 cm, preferably 5 cm.
[0081] Além disso, como ilustrado na Figura 2, uma vez que a linha flexível (2) inclui pelo menos duas camadas de armaduras (24, 25), as extremidades das seções (34) dos elementos de armadura (29) de cada camada de armaduras (24) interna são deslocadas seguindo o eixo central X-X’ em relação às extremidades das seções (34) dos elementos de armadura (29) da camada de armaduras (25) localizados mais para o exterior.[0081] Furthermore, as illustrated in Figure 2, since the flexible line (2) includes at least two layers of reinforcement (24, 25), the ends of the sections (34) of the reinforcement elements (29) of each inner reinforcement layer (24) are displaced along the central axis X-X' with respect to the ends of the sections (34) of the reinforcement elements (29) of the reinforcement layer (25) located further to the outside.
[0082] Assim, as segundas partes (38) de cada seção de extremidade (34) são de comprimentos diferentes uma da outra.[0082] Thus, the second parts (38) of each end section (34) are of different lengths from each other.
[0083] Assim, como ilustrado na Figura 2, a segunda parte (38) associada com a camada de armaduras interna (24) tem um comprimento (L2’) maior do que o comprimento (L2) da segunda parte (38) associada com a camada de armaduras externa (25). O comprimento (L2’) é, por exemplo, igual a 14 cm e o comprimento (L2) é igual a 7 cm. Tal deslocamento permite, dessa forma, o acesso a partir do exterior das camadas de armadura internas (24), que são, portanto, mais completamente cobertas pela camada de armadura externa (25).[0083] Thus, as illustrated in Figure 2, the second part (38) associated with the inner reinforcement layer (24) has a length (L2') greater than the length (L2) of the second part (38) associated with the outer reinforcement layer (25). The length (L2') is, for example, equal to 14 cm and the length (L2) is equal to 7 cm. Such displacement thus allows access from the outside to the inner reinforcement layers (24), which are therefore more completely covered by the outer reinforcement layer (25).
[0084] Nesta primeira forma de realização, a cobertura (51) inclui uma escotilha (80) que permite acesso direto ao interior da segunda região (74) da câmara de recepção. A escotilha (80) está voltada para a segunda região (74) da câmara de recepção (52). A escotilha (80) possui uma tampa removível ou uma porta estanque que permite que ela seja aberta e fechada, garantindo sua estanqueidade na posição fechada. Além disso, vantajosamente, a segunda região (74) da câmara de recepção (52) compreende um módulo de monitoramento (78) de cada seção de extremidade (34) conectado eletricamente a uma unidade de processamento (81). A peça terminal (14), a escotilha (80) e/ou o módulo de monitoramento (78) e a unidade de processamento (81) formam assim um sistema (82) para monitorar a integridade dos elementos de armadura (29) do tubo flexível (2). A escotilha (80) é vantajosamente usada para introdução e/ou substituição do módulo de monitoramento (78).[0084] In this first embodiment, the cover (51) includes a hatch (80) that allows direct access to the interior of the second region (74) of the reception chamber. The hatch (80) faces the second region (74) of the receiving chamber (52). The hatch (80) has a removable cover or a watertight door that allows it to be opened and closed, ensuring its watertightness in the closed position. Furthermore, advantageously, the second region (74) of the reception chamber (52) comprises a monitoring module (78) of each end section (34) electrically connected to a processing unit (81). The end piece (14), the hatch (80) and/or the monitoring module (78) and the processing unit (81) thus form a system (82) for monitoring the integrity of the armature elements (29) of the tube flexible (2). The hatch (80) is advantageously used for inserting and/or replacing the monitoring module (78).
[0085] De acordo com uma variante, a escotilha (80) é, em parte, transparente e inclui uma zona de inspeção visual feita de um material transparente, tal como vidro ou plexiglas para a visualização, o que faz com que seja possível inspecionar os elementos de armadura (29) localizados na segunda região (74) da câmara de recepção (52). Opcionalmente, um alvo é colado aos elementos de armadura (29) para facilitar a visualização de um movimento desses elementos de armadura (29).[0085] According to a variant, the hatch (80) is partly transparent and includes a visual inspection area made of a transparent material, such as glass or plexiglass for viewing, which makes it possible to inspect the armature elements (29) located in the second region (74) of the receiving chamber (52). Optionally, a target is glued to the armature elements (29) to facilitate the visualization of a movement of these armature elements (29).
[0086] O módulo de monitoramento (78) está localizado em frente às seções de extremidade (34) na segunda região (74) da câmara de recepção. O módulo de monitoramento (78) é opcionalmente conectado a cada seção de extremidade (34). O módulo de monitoramento (78) também é conectado à unidade de processamento (81), tornando possível tratar os dados originários do módulo de monitoramento (78).[0086] The monitoring module (78) is located in front of the end sections (34) in the second region (74) of the receiving chamber. The monitoring module (78) is optionally connected to each end section (34). The monitoring module (78) is also connected to the processing unit (81), making it possible to process data originating from the monitoring module (78).
[0087] O módulo de monitoramento (78) compreende pelo menos um elemento escolhido a partir de uma câmera, um sensor de medição de deslocamentos, um sensor ultrassônico, um sensor de fibra ótica, um sensor magnético, um refletômetro elétrico, um analisador de impedância, uma detecção de gás e/ou de líquido.[0087] The monitoring module (78) comprises at least one element chosen from a camera, a displacement measurement sensor, an ultrasonic sensor, a fiber optic sensor, a magnetic sensor, an electric reflectometer, a impedance, a gas and/or liquid detection.
[0088] Uma vez que o módulo de monitoramento (78) compreende uma câmera, a câmera é disposta em frente às extremidades dos elementos de armadura (29) na segunda região (74) da câmara de recepção (56), de modo a filmar os possíveis deslocamentos dos elementos armadura (29). Opcionalmente, um alvo é colado nos elementos de armadura (29) para facilitar a visualização de um deslocamento desses elementos de armadura (29). Em operação normal, as extremidades livres (36) dos elementos de armadura (29) na segunda região (74) são quase estacionárias em relação às paredes da segunda região (74). A detecção de um deslocamento anormal, em particular de um deslocamento paralelo ao eixo longitudinal de um elemento de armadura (29), pode permitir detectar a degradação da ancoragem deste elemento de armadura (29) na peça terminal (14).[0088] Since the monitoring module (78) comprises a camera, the camera is arranged in front of the ends of the armature elements (29) in the second region (74) of the reception chamber (56), in order to film the possible displacements of the reinforcement elements (29). Optionally, a target is glued to the armature elements (29) to facilitate the visualization of a displacement of these armature elements (29). In normal operation, the free ends (36) of the armature elements (29) in the second region (74) are nearly stationary with respect to the walls of the second region (74). The detection of an abnormal displacement, in particular of a displacement parallel to the longitudinal axis of an armature element (29), can make it possible to detect the degradation of the anchorage of this armature element (29) in the end piece (14).
[0089] Um sensor de medição de deslocamentos, vantajosamente um sensor LVDT (abreviação do inglês Linear Variable Differential Transformer), é um sensor elétrico para medir deslocamentos lineares. Uma vez que o módulo de monitoramento (78) compreende sensores LVDT, estes são vantajosamente instalados entre, por um lado, as extremidades livres (36) dos elementos de armadura (29) a serem monitorados e, por outro lado, a face traseira (75A) da abóbada de extremidade (50) localizada na segunda região (74) da câmara de recepção (52). Esse arranjo permite, em particular, monitorar os deslocamentos relativos das extremidades livres (36) dos elementos de armadura (29) paralelos ao eixo X-X’ da peça terminal (14).[0089] A displacement measurement sensor, advantageously an LVDT (Linear Variable Differential Transformer) sensor, is an electrical sensor for measuring linear displacements. Since the monitoring module (78) comprises LVDT sensors, these are advantageously installed between, on the one hand, the free ends (36) of the armature elements (29) to be monitored and, on the other hand, the rear face ( 75A) of the end vault (50) located in the second region (74) of the receiving chamber (52). This arrangement allows, in particular, to monitor the relative displacements of the free ends (36) of the armature elements (29) parallel to the axis X-X' of the end piece (14).
[0090] Um sensor ultrassônico compreende, em particular, um transdutor piezoelétrico ou magnetostritivo, possibilitando a geração e/ou a detecção de ondas ultrassônicas e é utilizado para realizar um controle não destrutivo por ecografia ultrassonora e/ou por emissão acústica. Uma vez que o módulo de monitoramento (78) inclui sensores de ultrassom, sensores ultrassônicos são vantajosamente dispostos na segunda região (74) da câmara de recepção (56) para emitir ondas ultrassônicas guiadas nos elementos de armadura (29). Tais sensores ultrassônicos também detectam em troca as ondas ultrassônicas refletidas no elemento de armadura (29), o que, em particular, torna possível detectar os defeitos de corrosão ou trincas por fadiga nesses elementos de armadura. Um tal método de ecografia ultrassônica por ondas guiadas permite inspecionar os fios de armadura em várias dezenas de metros ou mesmo depois da extremidade da peça terminal (14). O documento WO 2017/114942 descreve sensores ultrassônicos que permitem gerar e medir ondas guiadas nos fios de armaduras e que podem ser adequados para a implementação da presente invenção. Com referência à Figura 7, de acordo com uma primeira variante, o sensor ultrassônico (107) é fixado sobre uma face lateral da extremidade livre (36) de um elemento de armadura (29). Com referência à Figura 6, de acordo com uma segunda variante, o sensor ultrassônico (105) é fixado sobre a face de extremidade da extremidade livre (36) de um elemento de armadura (29).[0090] An ultrasonic sensor comprises, in particular, a piezoelectric or magnetostrictive transducer, enabling the generation and/or detection of ultrasonic waves and is used to perform non-destructive control by ultrasound ultrasound and/or by acoustic emission. Since the monitoring module (78) includes ultrasonic sensors, ultrasonic sensors are advantageously arranged in the second region (74) of the receiving chamber (56) to emit guided ultrasonic waves on the armature elements (29). Such ultrasonic sensors in turn also detect the ultrasonic waves reflected from the armature element (29), which in particular makes it possible to detect corrosion defects or fatigue cracks in these armature elements. Such a guided wave ultrasonic ultrasound method makes it possible to inspect the armature wires several tens of meters or even beyond the end of the end piece (14). Document WO 2017/114942 describes ultrasonic sensors that allow generating and measuring guided waves in armature wires and that may be suitable for implementing the present invention. With reference to Figure 7, according to a first variant, the ultrasonic sensor (107) is fixed on a side face of the free end (36) of an armature element (29). With reference to Figure 6, according to a second variant, the ultrasonic sensor (105) is fixed on the end face of the free end (36) of an armature element (29).
[0091] Um sensor de fibra óptica é um sensor que compreende fibras ópticas, possibilitando a medição de deformações, por exemplo, uma fibra óptica que inclui pelo menos uma grade de Bragg. Uma vez que o módulo de monitoramento (78) compreende sensores de fibra óptica, estes são vantajosamente fixados, por um lado, nas extremidades livres (36) dos elementos de armadura (29) e, por outro lado, na face traseira (75A) da abóbada de extremidade (50), o que possibilita monitorar os deslocamentos relativos das extremidades livres (36).[0091] A fiber optic sensor is a sensor comprising optical fibers enabling the measurement of strains, for example an optical fiber including at least one Bragg grating. Since the monitoring module (78) comprises fiber optic sensors, these are advantageously fixed, on the one hand, to the free ends (36) of the armature elements (29) and, on the other hand, to the rear face (75A) of the end vault (50), which makes it possible to monitor the relative displacements of the free ends (36).
[0092] Um sensor magnético torna possível medir variações no campo magnético resultantes do movimento de um ímã. Uma vez que o módulo de monitoramento (78) compreende sensores magnéticos, cada extremidade dos elementos de armadura (29) de cada camada de armadura (24, 25) localizada na segunda região (74) da câmara de recepção (52) é ligada a um ímã permanente ou é magnetizada. Os sensores magnéticos do tipo sensor com efeito Hall ou magnetodiodo ou magnetoresistência permitem, assim, medir os deslocamentos dos elementos de armadura.[0092] A magnetic sensor makes it possible to measure variations in the magnetic field resulting from the movement of a magnet. Since the monitoring module (78) comprises magnetic sensors, each end of the armature elements (29) of each armature layer (24, 25) located in the second region (74) of the receiving chamber (52) is connected to a permanent magnet or is magnetized. The magnetic sensors of the type sensor with Hall effect or magnetodiode or magnetoresistance thus make it possible to measure the displacements of the armature elements.
[0093] Um refletômetro elétrico no domínio do tempo TDR (abreviação do Inglês Time-Domain Reflectometer) ou no domínio da frequência FDR (abreviação do Inglês Frequence-domain Reflectometer) permite caracterizar as propriedades elétricas de um cabo elétrico em uma banda larga de frequência, em particular, sua impedância e permite detectar e localizar eventuais descontinuidades, incluindo em particular, quebras parciais ou totais dos condutores elétricos. Uma vez que o tubo (2) inclui camadas antidesgaste (13), os dois terminais do refletômetro elétrico são vantajosamente conectados, por um lado, à camada interna de armaduras (24) e, por outro lado, à camada externa de armaduras (25). De fato, as camadas antidesgaste (13) feitas de material polimérico constituem isolantes elétricos que isolam eletricamente cada camada de armadura das outras camadas metálicas. Como resultado, as duas camadas de armadura (24, 25) são isoladas uma da outra, o que pode ser usado para conectar essas duas camadas aos dois terminais do refletômetro elétrico. Esta solução permite detectar e localizar não apenas possíveis rupturas dos elementos de armadura (29), mas também uma inundação acidental do espaço anular entre a bainha de pressão (20) e a bainha externa (30). O documento WO 2011/027154 descreve refletômetros elétricos TDR e FDR que podem ser adequados para a implementação da presente invenção. Os refletômetros FDR podem ser comparados aos analisadores de impedância com varredura de frequência.[0093] An electrical reflectometer in the time domain TDR (abbreviation of English Time-Domain Reflectometer) or in the frequency domain FDR (abbreviation of English Frequency-domain Reflectometer) allows characterizing the electrical properties of an electrical cable in a wide frequency band , in particular, its impedance and allows detecting and locating any discontinuities, including, in particular, partial or total breaks in electrical conductors. Since the tube (2) includes anti-wear layers (13), the two terminals of the electric reflectometer are advantageously connected, on the one hand, to the inner armature layer (24) and, on the other hand, to the outer armature layer (25) ). In fact, the anti-wear layers (13) made of polymeric material constitute electrical insulators that electrically isolate each armor layer from the other metallic layers. As a result, the two armature layers (24, 25) are insulated from each other, which can be used to connect these two layers to the two terminals of the electrical reflectometer. This solution makes it possible to detect and locate not only possible ruptures of the reinforcement elements (29), but also an accidental flooding of the annular space between the pressure sheath (20) and the outer sheath (30). WO 2011/027154 describes electrical TDR and FDR reflectometers that may be suitable for implementing the present invention. FDR reflectometers can be compared to frequency sweep impedance analyzers.
[0094] Uma vez que o módulo de monitoramento (78) compreende um analisador de impedância, o analisador de impedância é vantajosamente colocado na segunda região (74) da câmara de recepção (56).[0094] Since the monitoring module (78) comprises an impedance analyzer, the impedance analyzer is advantageously placed in the second region (74) of the receiving chamber (56).
[0095] Um sensor de detecção de gás serve, em particular, para detectar gases corrosivos tais como sulfureto de hidrogênio (H2S) e dióxido de carbono (CO2) e para medir a concentração na segunda região (74). Um sensor de detecção de líquido permite em particular detectar a presença de água e medir o nível de umidade na segunda região (74). Essas medições de umidade e de concentração de gases corrosivos permitem, em particular, estimar o risco de corrosão das camadas de armaduras (24, 25).[0095] A gas detection sensor serves, in particular, to detect corrosive gases such as hydrogen sulfide (H2S) and carbon dioxide (CO2) and to measure the concentration in the second region (74). A liquid detection sensor makes it possible in particular to detect the presence of water and to measure the humidity level in the second region (74). These measurements of humidity and concentration of corrosive gases make it possible, in particular, to estimate the risk of corrosion of the reinforcement layers (24, 25).
[0096] Com referência às Figuras 2 a 19, o conjunto de vedação frontal (54) está localizado na frente da peça terminal (14), em contato com a abóbada de extremidade (50).[0096] With reference to Figures 2 to 19, the front sealing assembly (54) is located in front of the end piece (14), in contact with the end vault (50).
[0097] De maneira conhecida, ele inclui um anel de crimpagem frontal (86), destinado a engatar na bainha de pressão (20), e um flange de crimpagem (87).[0097] In a known manner, it includes a front crimp ring (86), intended to engage the pressure sleeve (20), and a crimp flange (87).
[0098] O aperto do flange (87) contra a abóbada (50) deforma radialmente o anel de crimpagem frontal (86), de modo que este último entra em engate radialmente na bainha de pressão (20).[0098] Squeezing the flange (87) against the dome (50) radially deforms the front crimp ring (86), so that the latter engages radially in the pressure sleeve (20).
[0099] O conjunto de vedação traseiro (56) é colocado na parte traseira do conjunto de vedação frontal (54). O conjunto de vedação traseira (56) inclui pelo menos um anel de crimpagem traseiro (88) que prende a bainha externa (30) e um flange traseiro (90) para prender o anel traseiro (88), fixado sobre a cobertura (51).[0099] The rear sealing assembly (56) is placed at the rear of the front sealing assembly (54). The rear seal assembly (56) includes at least one rear crimping ring (88) that secures the outer sheath (30) and a rear flange (90) for securing the rear ring (88), fixed over the cover (51) .
[00100] As formas de realização em que as extremidades livres (36) dos elementos de armadura (29) se abrem na segunda região (74) são particularmente vantajosas para a instrumentação das camadas de armadura (24, 25) com os sensores que não podem operar somente uma vez que estão em contato direto com os elementos de armadura, como, por exemplo, os sensores de ultrassom de ecografia em ondas guiadas. Essas formas de realização também facilitam as conexões elétricas entre as extremidades livres (36) e o módulo de monitoramento (81), por exemplo, as conexões a um refletômetro elétrico ou a um analisador de impedância.[00100] The embodiments in which the free ends (36) of the armature elements (29) open in the second region (74) are particularly advantageous for instrumentation of the armature layers (24, 25) with sensors that do not they can operate only once they are in direct contact with the armature elements, such as, for example, guided wave ultrasound ultrasound sensors. These embodiments also facilitate electrical connections between the free ends (36) and the monitoring module (81), for example connections to an electrical reflectometer or an impedance analyzer.
[00101] Na prática, as formas de realização particularmente vantajosas são aquelas em que os meios de ancoragem de cada seção de extremidade (34) no material de enchimento de uma primeira região (73) não interrompem a continuidade da seção de extremidade que pode então ser estendida para a segunda região (74). Com referência à Figura 2, um primeiro meio de ancoragem que atende a esse critério é uma protrusão radial (39) produzida pela soldagem, brasagem ou colagem de uma peça que aumenta localmente a seção transversal do elemento de armadura (29). Com referência à Figura 5, um segundo meio de ancoragem que atende a este critério é uma dobra dupla (92) de cada seção de extremidade (34). Essa dobra dupla em forma de S consiste em uma primeira dobra a 180° em uma direção, seguida imediatamente por uma segunda dobra a 180° em uma direção oposta. Com referência às Figuras 6 e 8 a 12, um terceiro meio de ancoragem que atende a esse critério é uma torção (104) produzida pela deformação local do elemento de armadura (29) de acordo com um método descrito no documento WO 99/19655. Com referência às Figuras 7 e 13 a 19, um quarto meio de ancoragem que atende a esse critério é uma onda (106) produzida pela deformação local do elemento de armadura (29) para dar a forma de uma onda.[00101] In practice, the particularly advantageous embodiments are those in which the anchoring means of each end section (34) in the filling material of a first region (73) do not interrupt the continuity of the end section which can then be extended to the second region (74). With reference to Figure 2, a first anchoring means that meets this criterion is a radial protrusion (39) produced by welding, brazing or gluing a piece that locally increases the cross section of the reinforcement element (29). Referring to Figure 5, a second anchoring means that meets this criterion is a double bend (92) of each end section (34). This S-shaped double bend consists of a first 180° bend in one direction, followed immediately by a second 180° bend in an opposite direction. With reference to Figures 6 and 8 to 12, a third anchoring means that meets this criterion is a torsion (104) produced by local deformation of the reinforcement element (29) according to a method described in WO 99/19655. With reference to Figures 7 and 13 to 19, a fourth anchoring means that meets this criterion is a wave (106) produced by locally deforming the armature element (29) to form a wave.
[00102] O método de fabricação da peça terminal (14) de conexão da linha flexível (2) será agora descrito.[00102] The method of manufacturing the end piece (14) connecting the flexible line (2) will now be described.
[00103] Inicialmente, de uma maneira conhecida, a cobertura (51) é encaixada em torno da bainha externa (30) da seção central (12). A extremidade da bainha externa (30) é desnudada para fazer aparecer os elementos de armadura (29), antes da cobertura (51). Os elementos de armadura (29) são então movidos para permitir a instalação da abóbada (50) e do conjunto de vedação frontal (54) sobre a bainha de pressão (20).[00103] Initially, in a known manner, the cover (51) is fitted around the outer sheath (30) of the central section (12). The end of the outer sheath (30) is stripped to reveal the armor elements (29) before the cover (51). The armature elements (29) are then moved to allow installation of the canopy (50) and front seal assembly (54) over the pressure sheath (20).
[00104] Os elementos de armadura (29) são então movidos para frente para descansar sobre a abóbada (50).[00104] The reinforcement elements (29) are then moved forward to rest on the vault (50).
[00105] As seções de extremidade (34) dos elementos de armadura (29) são cortadas antes de seu deslocamento para frente, de modo que as extremidades livres (36) das seções de extremidade (34) de cada camada de armaduras interna (24) sejam deslocadas em direção à frente em relação à extremidades livres (36) das seções de extremidade (34) de cada camada de armaduras (25) externa. A cobertura (51) é então posicionada de frente às seções de extremidade (34) e é montada sobre a abóbada (50). Uma câmara de recepção (52) contendo as seções de extremidade (34) é assim formada.[00105] The end sections (34) of the reinforcement elements (29) are cut before their forward displacement, so that the free ends (36) of the end sections (34) of each inner reinforcement layer (24 ) are displaced towards the front with respect to the free ends (36) of the end sections (34) of each outer reinforcement layer (25). The cover (51) is then positioned facing the end sections (34) and is mounted over the dome (50). A receiving chamber (52) containing the end sections (34) is thus formed.
[00106] O método de fabricação compreende então a fundição do material de enchimento em uma primeira região (73) da câmara de recepção (52), sem encher a segunda região (74). Esta etapa de fundição pode ser realizada de acordo com vários métodos.[00106] The manufacturing method then comprises casting the filler material in a first region (73) of the receiving chamber (52), without filling the second region (74). This casting step can be carried out according to various methods.
[00107] Um primeiro método de fundição do material de enchimento é mostrado nas Figuras 8 a 12. A peça terminal (14) é colocada na vertical, o eixo central X-X’ sendo substancialmente vertical, a parte frontal da peça terminal (14) e o flange de fixação (60) sendo dispostos na posição alta enquanto a parte traseira da peça terminal (14) é disposta na parte baixa. A cobertura (51) compreende um orifício traseiro (94) de fundição no qual estão conectados os meios (108) para injetar o material de enchimento, tipicamente um tubo de injeção (Figura 8). Em seguida, o material de enchimento é injetado sob pressão. Durante esta etapa de injeção, o material de enchimento está no estado líquido (Figura 9). O material de enchimento é vantajosamente uma resina termoendurecível, que acaba de ser misturada com um agente endurecedor químico antes da etapa de injeção, de modo que este material continua líquido durante o tempo necessário para realizar a fundição e que a sua solidificação ocorre mais tarde. O material de enchimento injetado através do orifício traseiro (94) enche a câmara de recepção (52) subindo da parte traseira para a parte frontal. Uma vez que a superfície superior (122) do material de enchimento atinge o nível desejado correspondente ao limite entre a primeira região (73) e a segunda região (74) (Figura 10), a injeção é interrompida. O controle do nível de enchimento da câmara de recepção pode ser verificado visualmente olhando o interior da peça terminal através da escotilha (80) que está aberta durante esta etapa. Depois aguarda-se até que o material de enchimento esteja solidificado, depois os meios de injeção são removidos (Figura 11) antes de fechar a escotilha traseira (94) com uma rolha de vedação traseira (93) (Figura 12). Esse primeiro método de fundição é bastante rápido, mas tem a desvantagem de exigir trabalho em altura, uma vez que o tubo flexível está localizado na parte inferior da peça terminal, o que obriga a levantar a peça terminal em relação ao solo em um valor pelo menos igual ao raio mínimo de curvatura do tubo, na prática pelo menos 3 a 4 metros.[00107] A first method of casting the filler material is shown in Figures 8 to 12. The end piece (14) is placed vertically, the central axis X-X' being substantially vertical, the front part of the end piece (14 ) and the fixing flange (60) being arranged in the high position while the rear part of the end piece (14) is arranged in the low part. The cover (51) comprises a rear casting hole (94) to which the means (108) for injecting the filling material, typically an injection tube, are connected (Figure 8). Then the filler material is injected under pressure. During this injection step, the filler material is in a liquid state (Figure 9). The filler material is advantageously a thermosetting resin, which has just been mixed with a chemical hardening agent before the injection step, so that this material remains liquid during the time necessary to carry out the casting and that its solidification occurs later. Filler material injected through the rear hole (94) fills the receiving chamber (52) ascending from the rear to the front. Once the upper surface (122) of the filler material reaches the desired level corresponding to the boundary between the first region (73) and the second region (74) (Figure 10), the injection is stopped. Control of the filling level of the reception chamber can be checked visually by looking inside the end piece through the hatch (80) that is open during this step. Then wait until the filling material has solidified, then the injection means are removed (Figure 11) before closing the rear hatch (94) with a rear sealing stopper (93) (Figure 12). This first method of casting is quite fast, but has the disadvantage of requiring work at heights, since the flexible tube is located at the bottom of the end piece, which forces you to lift the end piece off the ground by an amount of least equal to the minimum bending radius of the tube, in practice at least 3 to 4 meters.
[00108] Um segundo método de fundição do material de enchimento é mostrado nas Figuras 13 a 19. A peça terminal (14) é colocada na vertical, o eixo central X-X’ sendo substancialmente vertical, a parte frontal da peça terminal (14) e o flange de fixação (60) sendo dispostos na posição baixa, enquanto a parte traseira da peça terminal (14) é disposta na parte alta. A cobertura (51) inclui um orifício frontal (95) de fundição situado de frente à primeira região (73) ao lado do limite entre a primeira região (73) e a segunda região (74). A cobertura (51) inclui ainda um orifício traseiro (94) de ventilação localizado na parte traseira da câmara de recepção (52). A escotilha (80) é primeiro fechada e o orifício dianteiro (95) é equipado com meios de injeção (110) (Figura 13). Então, usando os meios de injeção (110), através do orifício (95) é injetado antes de um material de moldagem (111) do tipo, por exemplo, uma areia fina de moldagem (Figura 14) até preencher completamente a segunda região (74) (Figura 15). Vantajosamente, a peça terminal (14) é vibrada usando uma placa vibratória (não mostrada) de modo que o material de moldagem (111) seja distribuído homogeneamente na segunda região (74). Em seguida, com a ajuda dos meios de injeção (110), o material de enchimento no estado líquido é injetado sob pressão através do orifício frontal (95). O material de enchimento é vantajosamente uma resina termoendurecível que acaba de ser misturada com um endurecedor químico antes da etapa de injeção, de modo que esse material permaneça líquido pelo tempo necessário para realizar a fundição e que sua solidificação ocorra mais tarde. O material de enchimento injetado através do orifício frontal (95) apenas preenche a primeira região (73) subindo da frente para trás, porque a presença do material de moldagem (111) na segunda região (74) impede que o material de enchimento encha a segunda região (74) (Figura 16). Uma vez que a superfície superior (116) do material de enchimento atinge o orifício traseiro (94) (Figura 17), a injeção é interrompida. Em seguida, aguarda- se até que o material de enchimento seja solidificado, depois os meios de injeção são removidos, o orifício traseiro (94) é fechado novamente com uma rolha de vedação traseira (93), o orifício frontal (95) é fechado novamente com uma rolha de vedação frontal (96) e a escotilha (80) é aberta (Figura 18). No entanto, o material de moldagem (111) é removido pela abertura da escotilha (80) (Figura 19). Opcionalmente, um aspirador conectado a um tubo de sucção flexível é usado para remover o material de moldagem (111) nas áreas de difícil acesso da segunda região (74).[00108] A second method of casting the filler material is shown in Figures 13 to 19. The end piece (14) is placed vertically, the central axis X-X' being substantially vertical, the front part of the end piece (14 ) and the fixing flange (60) being arranged in the low position, while the rear part of the end piece (14) is arranged in the high part. The cover (51) includes a front casting hole (95) located facing the first region (73) beside the boundary between the first region (73) and the second region (74). The cover (51) further includes a rear ventilation hole (94) located at the rear of the receiving chamber (52). The hatch (80) is first closed and the front hole (95) is equipped with injection means (110) (Figure 13). Then, using the injection means (110), through the orifice (95) a molding material (111) of the type, for example, fine molding sand (Figure 14) is injected before completely filling the second region ( 74) (Figure 15). Advantageously, the end piece (14) is vibrated using a vibrating plate (not shown) so that the molding material (111) is homogeneously distributed in the second region (74). Then, with the help of injection means (110), the filling material in liquid state is injected under pressure through the front hole (95). The filler material is advantageously a thermosetting resin that has just been mixed with a chemical hardener before the injection step, so that this material remains liquid for the time necessary to carry out the casting and that its solidification occurs later. The filler injected through the front hole (95) only fills the first region (73) going up from front to back, because the presence of the molding material (111) in the second region (74) prevents the filler from filling the second region (74) (Figure 16). Once the top surface (116) of the filler material reaches the back hole (94) (Figure 17), the injection is stopped. Then, wait until the filling material is solidified, then the injection means are removed, the rear hole (94) is closed again with a rear sealing stopper (93), the front hole (95) is closed again with a front seal stopper (96) and the hatch (80) is opened (Figure 18). However, the molding material (111) is removed by opening the hatch (80) (Figure 19). Optionally, an aspirator connected to a flexible suction tube is used to remove impression material (111) from the hard to reach areas of the second region (74).
[00109] O módulo de monitoramento (78) é então colocado sobre a abóbada (50) passando através da abertura da escotilha (80).[00109] The monitoring module (78) is then placed on the dome (50) passing through the hatch opening (80).
[00110] A operação do sistema de monitoramento (82) da integridade dos elementos de armadura (29) do tubo flexível (2) será agora descrita.[00110] The operation of the monitoring system (82) of the integrity of the armature elements (29) of the flexible tube (2) will now be described.
[00111] O método de monitoramento compreende o monitoramento de cada seção de extremidade (34) dos elementos de armadura do tubo flexível (2) na segunda região (74) da câmara de recepção (52) do tubo flexível (2).[00111] The monitoring method comprises monitoring each end section (34) of the flexible tube armature elements (2) in the second region (74) of the receiving chamber (52) of the flexible tube (2).
[00112] Em particular, uma vez que o sistema de monitoramento (82) compreende uma escotilha (80) apresentando uma área de inspeção visual transparente, o método compreende a visualização por um mergulhador ou por um robô móvel equipado com uma câmera das extremidades das seções de extremidade (34) localizadas na segunda região (74) da câmara de recepção (52). Isto faz com que seja possível detectar possíveis degradações, sinais de envelhecimento, por exemplo de corrosão ou de fadiga, ou movimentos anormais das seções de extremidade.[00112] In particular, since the monitoring system (82) comprises a hatch (80) presenting a transparent visual inspection area, the method comprises viewing by a diver or by a mobile robot equipped with a camera the ends of the end sections (34) located in the second region (74) of the receiving chamber (52). This makes it possible to detect possible degradation, signs of aging, for example from corrosion or fatigue, or abnormal movements of the end sections.
[00113] Uma vez que o sistema de monitoramento (82) inclui um módulo de monitoramento (78) na segunda região (74) da câmara de recepção (52), o método compreende a medição de deslocamentos, de forças, de tensões e/ou de deformações dos elementos de armadura (29) das camadas de armaduras interna (24) e externa (25) pelo módulo de monitoramento (78), bem como a detecção de trincas nos elementos de armadura (29) pelo módulo de monitoramento (78), bem como a detecção de inundação do espaço anular do tubo flexível (2) pelo módulo de monitoramento (78), bem como a detecção de gás ou de líquido na segunda região (74) pelo módulo de monitoramento (78).[00113] Since the monitoring system (82) includes a monitoring module (78) in the second region (74) of the reception chamber (52), the method comprises measuring displacements, forces, tensions and/or or deformations of the reinforcement elements (29) of the inner (24) and outer reinforcement layers (25) by the monitoring module (78), as well as the detection of cracks in the reinforcement elements (29) by the monitoring module (78 ), as well as the detection of flooding of the annular space of the flexible tube (2) by the monitoring module (78), as well as the detection of gas or liquid in the second region (74) by the monitoring module (78).
[00114] O módulo de monitoramento (78) comunica, em seguida, os dados medidos com a unidade de processamento (81). O método compreende, em seguida, a determinação pela unidade de processamento (81) de eventuais quebras ou fragilidades dos elementos de armadura (29).[00114] The monitoring module (78) then communicates the measured data with the processing unit (81). The method then comprises the determination by the processing unit (81) of any breakages or weaknesses of the reinforcement elements (29).
[00115] Assim, o sistema de monitoramento (82) de acordo com a invenção pode detectar precocemente os sinais de envelhecimento, tais como a corrosão ou a fadiga e possíveis rupturas, no nível da ancoragem de elementos de armadura (29) na peça terminal (14), muito antes dessas rupturas se propagarem e causarem a destruição da peça terminal (14).[00115] Thus, the monitoring system (82) according to the invention can detect early signs of aging, such as corrosion or fatigue and possible ruptures, at the level of anchorage of reinforcement elements (29) in the end piece (14), long before these ruptures propagate and cause the destruction of the end piece (14).
[00116] Devido à sua localização na frente da peça terminal, o sistema de monitoramento (82) torna possível inspecionar todas as camadas de armadura (24, 25) tanto externas quanto internas. De fato, as extremidades das seções de extremidade dos elementos de armadura (29) de cada camada de armadura (24, 25) são deslocadas uma da outra na segunda região (74) da câmara de recepção (52).[00116] Due to its location in front of the terminal piece, the monitoring system (82) makes it possible to inspect all layers of reinforcement (24, 25) both external and internal. Indeed, the ends of the end sections of the armature elements (29) of each armature layer (24, 25) are offset from each other in the second region (74) of the receiving chamber (52).
[00117] Além disso, a câmara de recepção (52) está disposta para permitir a disposição de um módulo de monitoramento (78) e, em particular, de sensores, na segunda região (74) desprovida de material de enchimento. Isso garante o bom funcionamento dos sensores e, possivelmente, permite sua substituição.[00117] In addition, the reception chamber (52) is arranged to allow the arrangement of a monitoring module (78) and, in particular, sensors, in the second region (74) devoid of filling material. This ensures the proper functioning of the sensors and possibly allows for their replacement.
[00118] Finalmente, a concepção da câmara de recepção (52) é independente da estrutura da ancoragem do tubo flexível na peça terminal (14). O sistema de monitoramento (82), conforme descrito na invenção, é, portanto, aplicável a todos os tipos de peças terminais (14).[00118] Finally, the design of the reception chamber (52) is independent of the flexible tube anchorage structure in the end piece (14). The monitoring system (82), as described in the invention, is therefore applicable to all types of end pieces (14).
[00119] De acordo com uma segunda forma de realização como visível na Figura 3, os elementos idênticos à peça terminal (14) de acordo com a primeira forma de realização descrita com referência à Figura 2 não são repetidos. Somente as diferenças são destacadas.[00119] According to a second embodiment as visible in Figure 3, the elements identical to the end piece (14) according to the first embodiment described with reference to Figure 2 are not repeated. Only the differences are highlighted.
[00120] A extremidade livre (36) de cada seção de extremidade termina em um gancho. Os elementos de armadura são ancorados na primeira região (73) da câmara de recepção (52), mas não se salientam na segunda região (74) da câmara (52). O gancho garante a ancoragem dos elementos de armadura (29) no material de enchimento da primeira região (73) da câmara de recepção (52).[00120] The free end (36) of each end section ends in a hook. The armature elements are anchored in the first region (73) of the receiving chamber (52), but do not protrude in the second region (74) of the chamber (52). The hook guarantees the anchoring of the reinforcement elements (29) in the filling material of the first region (73) of the reception chamber (52).
[00121] Cada elemento de armadura (29) compreende ainda um módulo de conexão (100) do elemento de armadura (29) à segunda região (74) da câmara de recepção (52).[00121] Each armature element (29) further comprises a connection module (100) of the armature element (29) to the second region (74) of the reception chamber (52).
[00122] O módulo de conexão (100) compreende, por exemplo, fios (102) conectados às extremidades livres (36) das seções de extremidade (34) na primeira região (73) e salientando-se na segunda região (74) da câmara (52). Os fios (102) são, por exemplo, de um material condutor, por exemplo cobre ou mesmo aço. O comprimento mínimo de cada fio (100) na segunda região (74) da câmara de recepção é de 5 cm. As extremidades dos fios (102) de cada elemento de armadura (29) são deslocadas ao longo do eixo central X-X’ em relação às extremidades dos fios (102) dos elementos de armadura (29) das outras camadas de armadura (24, 25) na segunda região (74) da câmara de recepção (52). Os deslocamentos, tensões e deformações dos elementos de armadura (29) são transmitidos para o módulo de conexão (100). A integridade dos elementos de armadura (29) é, dessa forma, monitorada por meio do módulo de conexão (100). O deslocamento dos fios (102) entre si permite monitorar a integridade das camadas internas (24) do tubo flexível (2).[00122] The connection module (100) comprises, for example, wires (102) connected to the free ends (36) of the end sections (34) in the first region (73) and protruding in the second region (74) of the chamber (52). The wires (102) are, for example, of a conductive material, for example copper or even steel. The minimum length of each wire (100) in the second region (74) of the receiving chamber is 5 cm. The wire ends (102) of each armature element (29) are displaced along the central axis X-X' with respect to the wire ends (102) of the armature elements (29) of the other armor layers (24, 25) in the second region (74) of the receiving chamber (52). The displacements, stresses and deformations of the armature elements (29) are transmitted to the connection module (100). The integrity of the armature elements (29) is thus monitored via the connection module (100). The displacement of the wires (102) between each other allows monitoring the integrity of the internal layers (24) of the flexible tube (2).
[00123] Uma vez que o sistema de monitoramento (82) tem um módulo de monitoramento (78), os possíveis sensores do módulo de monitoramento (78) são conectados aos fios (102) e não diretamente aos elementos de armadura (29).[00123] Since the monitoring system (82) has a monitoring module (78), the possible sensors of the monitoring module (78) are connected to the wires (102) and not directly to the armature elements (29).
[00124] O método de fabricação da peça terminal (14) de acordo com a segunda forma de realização ilustrada na Figura 3 é idêntica ao método de fabricação da peça terminal (14) de acordo com a primeira forma de realização ilustrada na Figura 2, a diferença é que um módulo de conexão (100) é conectado aos elementos de armadura (29) antes da introdução do material de enchimento.[00124] The method of manufacturing the end piece (14) according to the second embodiment illustrated in Figure 3 is identical to the method of manufacturing the end piece (14) according to the first embodiment illustrated in Figure 2, the difference is that a connection module (100) is connected to the reinforcement elements (29) before the introduction of the filler material.
[00125] A operação do sistema (82) para monitorar a integridade dos elementos de armadura (29) de acordo com a segunda forma de realização é idêntica à operação do sistema de acordo com a primeira forma de realização.[00125] The operation of the system (82) for monitoring the integrity of the armature elements (29) according to the second embodiment is identical to the operation of the system according to the first embodiment.
[00126] Esta segunda forma de realização é particularmente vantajosa uma vez que o módulo de monitoramento (78) é um refletômetro ou um analisador de impedância, cujos dois terminais de medição estão conectados, por um lado, à camada interna de armaduras (24) e, por outro lado, à camada externa de armaduras (25), sendo essas conexões feitas por meio de um módulo de conexão (100) compreendendo fios (102) de material que apresenta uma boa condutividade elétrica; por exemplo cobre.[00126] This second embodiment is particularly advantageous since the monitoring module (78) is a reflectometer or an impedance analyzer, whose two measurement terminals are connected, on the one hand, to the inner layer of armatures (24) and, on the other hand, to the outer layer of armatures (25), these connections being made by means of a connection module (100) comprising wires (102) of material that has good electrical conductivity; for example copper.
[00127] De acordo com uma terceira forma de realização como visível na Figura 4, os elementos idênticos à peça terminal (14) de acordo com a primeira forma de realização descrita com referência à Figura 2 não são repetidos. Somente as diferenças são destacadas.[00127] According to a third embodiment as visible in Figure 4, the elements identical to the end piece (14) according to the first embodiment described with reference to Figure 2 are not repeated. Only the differences are highlighted.
[00128] A extremidade livre (36) de cada seção de extremidade termina em um gancho, permitindo garantir a ancoragem dos elementos de armadura (29) no material de enchimento da primeira região (73) da câmara de recepção (52). Os elementos de armadura (29) estão ancorados na primeira região (73) da câmara de recepção (52) preenchida com material de enchimento. Eles não se projetam para a segunda região (74) da câmara (52).[00128] The free end (36) of each end section ends in a hook, ensuring the anchorage of the reinforcement elements (29) in the filling material of the first region (73) of the reception chamber (52). Reinforcement elements (29) are anchored in the first region (73) of the receiving chamber (52) filled with filler material. They do not project into the second region (74) of the chamber (52).
[00129] A segunda região (74) da câmara de recepção (52) contém o módulo de monitoramento (78). O módulo de monitoramento (78), neste caso, inclui um sensor magnético e/ou indutivo capaz de medir sem contato o deslocamento dos elementos de armadura (29) metálicos na primeira região (73). De fato, o material de enchimento na primeira região é geralmente uma resina polimérica não condutora e não magnética. Consequentemente, um sensor indutivo (sensor de corrente de Foucault, ou “Eddy current sensor” em inglês) pode ser usado para medir sem contato através da resina polimérica a distância que separa o sensor a partir dos elementos de armadura (29), uma vez que estes últimos são constituídos de um material condutor, por exemplo um aço carbono, um aço inoxidável ou um material compósito condutor do tipo fibra de carbono. Além disso, uma vez que os elementos de armadura (29) são feitos de um material magnético, por exemplo aço carbono ferromagnético, um sensor magnético pode ser usado para medir sem contato através da resina polimérica a distância que separa o sensor dos elementos de armadura (29). Um sensor magnético compreende meios para gerar um campo magnético constante, geralmente pelo menos um ímã permanente, bem como meios para medir o campo magnético, geralmente pelo menos um sensor de efeito Hall e/ou pelo menos um magnetodiodo e/ou pelo menos uma magnetoresistência. Os meios para gerar um campo magnético constante são vantajosamente instalados na segunda região (74), mas também seria possível organizá-los na primeira região (73), por exemplo, colando ímãs permanentes contra os elementos de armadura (29) ou mesmo magnetizando previamente os elementos de armadura (29).[00129] The second region (74) of the receiving chamber (52) contains the monitoring module (78). The monitoring module (78), in this case, includes a magnetic and/or inductive sensor capable of measuring without contact the displacement of the metallic armature elements (29) in the first region (73). In fact, the filler material in the first region is generally a non-conductive and non-magnetic polymeric resin. Consequently, an inductive sensor (Eddy current sensor, or “Eddy current sensor” in English) can be used to measure without contact through the polymeric resin the distance that separates the sensor from the armature elements (29), once that the latter are made of a conductive material, for example carbon steel, stainless steel or a conductive composite material of the carbon fiber type. Furthermore, since the armature elements (29) are made of a magnetic material, for example ferromagnetic carbon steel, a magnetic sensor can be used to measure without contact through the polymeric resin the distance separating the sensor from the armature elements. (29). A magnetic sensor comprises means for generating a constant magnetic field, generally at least one permanent magnet, as well as means for measuring the magnetic field, generally at least one Hall effect sensor and/or at least one magnetodiode and/or at least one magnetoresistance . The means for generating a constant magnetic field are advantageously installed in the second region (74), but it would also be possible to arrange them in the first region (73), for example by gluing permanent magnets against the armature elements (29) or even pre-magnetizing the armature elements (29).
[00130] O método de fabricação da peça terminal (14) de acordo com a terceira forma de realização ilustrada na Figura 4 é idêntico ao método de fabricação da peça terminal (14) de acordo com a primeira forma de realização ilustrada na Figura 2, com a diferença de que os elementos de armadura (29) não sobressaem para dentro da segunda região (74) da câmara de recepção (52).[00130] The manufacturing method of the endpiece (14) according to the third embodiment illustrated in Figure 4 is identical to the manufacturing method of the endpiece (14) according to the first embodiment illustrated in Figure 2, with the difference that the armature elements (29) do not protrude into the second region (74) of the reception chamber (52).
[00131] A operação do sistema de monitoramento (82) da integridade dos elementos de armadura (29) de acordo com a terceira forma de realização é assegurada pelo módulo de monitoramento (78) na segunda região (74), em interação com a unidade de processamento de dados (81), detectando remotamente os possíveis movimentos de cada elemento de armadura (29) na primeira região (73).[00131] The operation of the monitoring system (82) of the integrity of the armature elements (29) according to the third embodiment is ensured by the monitoring module (78) in the second region (74), in interaction with the unit data processing (81), remotely detecting the possible movements of each armature element (29) in the first region (73).
[00132] Vantajosamente, a peça terminal (14) compreende várias escotilhas (80), por exemplo, três escotilhas dispostas a 120 graus ou 4 escotilhas dispostas a 90°.[00132] Advantageously, the end piece (14) comprises several hatches (80), for example, three hatches arranged at 120 degrees or 4 hatches arranged at 90°.
[00133] Como uma realização variante ou além disso, a peça terminal (14) também é usada para conectar meios de aquecimento elétrico do tubo (2) destinados a impedir a formação de rolhas de hidrato ou parafina. Neste caso, a segunda região (74) é usada para conectar eletricamente os elementos de armadura (29) a um gerador elétrico, a fim de circular uma corrente elétrica nas camadas de armadura (24, 25) para aquecer o tubo (2) pelo efeito Joule.[00133] As a variant embodiment or in addition, the end piece (14) is also used to connect electrical heating means of the tube (2) intended to prevent the formation of hydrate or paraffin plugs. In this case, the second region (74) is used to electrically connect the armature elements (29) to an electrical generator in order to circulate an electric current in the armature layers (24, 25) to heat the tube (2) by the Joule effect.
Claims (17)
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| FR1763384A FR3076340B1 (en) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | CONNECTING END PIECE OF A FLEXIBLE LINE, MANUFACTURING METHOD AND RELATED MONITORING METHOD |
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