BR112020016476B1

BR112020016476B1 - SUBSEA MOUNTING, SUBSEA SENSOR AND METHOD FOR ATTACHING AN SUBSEA DEVICE TO A COMPONENT CARRYING PROCESS FLUID

Info

Publication number: BR112020016476B1
Application number: BR112020016476-3A
Authority: BR
Inventors: Andrew Robert Eastoe; Kjetil HALDORSEN; Hans Knutsson
Original assignee: Siemens Energy AS
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2024-05-28

Abstract

A presente invenção refere-se a montagem (100) e sensor submarinos, e método associado, que compreende um alojamento (120) que tem uma interface de flange (121) para interfacear com um flange de um componente que transporta fluido de processo, em que o alojamento (120) é configurado de modo que cabeças de parafuso ou porcas (150) que exercem uma força de fixação sobre a montagem submarina (100) quando montada ao componente que transporta fluido de processo, sejam espaçadas da interface de flange (121) de modo que as dimensões do alojamento da montagem submarina na interface de flange (121) não sejam afetadas por um espaço necessário para uma ferramenta de fixação de cabeça de parafuso ou porca.The present invention relates to a subsea assembly (100) and sensor, and associated method, comprising a housing (120) having a flange interface (121) for interfacing with a flange of a component carrying process fluid, in that the housing (120) is configured so that screw heads or nuts (150) that exert a clamping force on the subsea assembly (100) when mounted to the component carrying process fluid, are spaced from the flange interface (121 ) so that the dimensions of the subsea mount housing at the flange interface (121) are not affected by a space required for a bolt head fastening tool or nut.

Description

TECHNICAL FIELD

[001] A presente invenção refere-se a montagem e sensor submarinos a um sensor submarino e a um método para fixar um dispositivo submarino a um componente que transporta fluido de processo.[001] The present invention relates to a subsea sensor assembly and a subsea sensor and a method for attaching a subsea device to a component that transports process fluid.

BACKGROUND

[002] Sensores submarinos, como sensores de temperatura ou sensores de pressão, são componentes essenciais de qualquer instalação submarina de processamento. Um sensor submarino pode, por exemplo, ser montado a uma seção de tubo através da qual flui um fluido de processo, tal como um gás, um líquido ou um fluido multifásico que pode incluir constituintes gasosos, líquidos e sólidos. A pressão do fluido de processo em algumas aplicações pode ser muito elevada, por exemplo, acima de 1000 ou 1400 bar. Embora seja importante para o processo de extrair o fluido de processo medir essas pressões elevadas com alta precisão, é igualmente importante garantir que nenhum fluido de processo vaze para a água do mar sob quaisquer circunstâncias.[002] Subsea sensors, such as temperature sensors or pressure sensors, are essential components of any subsea processing facility. A subsea sensor may, for example, be mounted to a section of pipe through which flows a process fluid, such as a gas, a liquid or a multiphase fluid that may include gaseous, liquid and solid constituents. The process fluid pressure in some applications can be very high, for example above 1000 or 1400 bar. While it is important for the process of extracting the process fluid to measure these elevated pressures with high accuracy, it is equally important to ensure that no process fluid leaks into seawater under any circumstances.

[003] Esta última condição é garantida por rígidos requisitos de montagem, tais como, por exemplo, descritos nos padrões ISO 10423 ou API 6A. Essencialmente, é fornecido um flange de montagem que tem orifícios passantes para o sensor, que é montado por meio de parafusos ou roscas, ou fixadores semelhantes, a um flange correspondente da seção de tubo que tem orifícios rosqueados ou passantes.[003] This last condition is guaranteed by strict assembly requirements, such as, for example, described in the ISO 10423 or API 6A standards. Essentially, a mounting flange is provided that has through holes for the sensor, which is mounted by screws or threads, or similar fasteners, to a corresponding flange of the pipe section that has threaded or through holes.

[004] Os pedidos de patente internacional WO2016/119943 (Figs. 1 e 2) e WO2017/084769 (Figuras 2 e 3) divulgam esses flanges convencionais de montagem de sensor com 4 ou 8 (ou qualquer outro número de) orifícios passantes. Os flanges podem ser parte integrante do alojamento do sensor submarino ou soldados a ele ou ajustados em forma à montagem do sensor.[004] International patent applications WO2016/119943 (Figs. 1 and 2) and WO2017/084769 (Figures 2 and 3) disclose such conventional sensor mounting flanges with 4 or 8 (or any other number of) through holes. Flanges may be integral to the subsea sensor housing or welded to it or fitted to fit the sensor mounting.

[005] Uma desvantagem com esses flanges convencionais é que as dimensões (por exemplo, o diâmetro) do arranjo real do sensor que atravessa o flange são limitadas pelas dimensões do círculo ou "no-go" descritas como sendo os orifícios passantes do flange e ainda mais reduzidas pelas dimensões da cabeça do parafuso ou porca que mantém o flange no lugar e ainda mais reduzidas pelo espaço necessário ao redor da cabeça de parafuso ou porca para fixar e operar nela as ferramentas de torque de aperto. Para obedecer aos padrões acima identificados, é obrigatório o uso de prisioneiros e porcas sextavadas pesadas. O uso de parafusos de cabeça sextavada que requerem menos espaço para ambas, a cabeça do parafuso bem como para a ferramenta correspondente de torque de aperto não é compatível com o padrão.[005] A disadvantage with these conventional flanges is that the dimensions (e.g., the diameter) of the actual sensor arrangement passing through the flange are limited by the dimensions of the circle or "no-go" described as being the through holes of the flange and further reduced by the dimensions of the head of the bolt or nut holding the flange in place and further reduced by the space required around the head of the bolt or nut to secure and operate tightening torque tools therein. To comply with the standards identified above, the use of studs and heavy hex nuts is mandatory. The use of hex head screws that require less space for both the screw head as well as the corresponding tightening torque tool is not compatible with the standard.

[006] O resultado desses fatores limitantes pode, por exemplo, ser visto na Figura 2 do documento WO2017/084769, onde o diâmetro externo do arranjo de flange/alojamento 210 é reduzido onde flange e alojamento se encontram, de modo que haja espaço para aplicar uma ferramenta de torque de aperto, como uma chave hidráulica de perfil baixo ao redor da porca sextavada. Esse diâmetro externo reduzido determina as dimensões internas máximas disponíveis para o sensor submarino 220 e seus componentes eletrônicos, observando que a parede do alojamento tem uma espessura mínima considerável, além de ser uma segunda barreira entre o fluido de processo e a água do mar e, desta maneira necessita ser capaz de suportar as altas pressões do fluido de processo e as ainda mais altas pressões de teste (1,5 ou 2,5 a pressão de operação).[006] The result of these limiting factors can, for example, be seen in Figure 2 of document WO2017/084769, where the outer diameter of the flange/housing arrangement 210 is reduced where the flange and housing meet, so that there is room for Apply a tightening torque tool such as a low-profile hydraulic wrench around the hex nut. This reduced outer diameter determines the maximum internal dimensions available for the subsea sensor 220 and its electronic components, noting that the housing wall has a considerable minimum thickness, as well as being a second barrier between the process fluid and seawater and, therefore it needs to be able to withstand high process fluid pressures and even higher test pressures (1.5 or 2.5 operating pressure).

[007] Especialmente para pequenos acessórios de sensor, como aqueles que empregam uma interface de gaxeta BX 150, pode não haver espaço suficiente dentro da parede do alojamento do sensor para acomodar componentes eletrônicos avançados, como necessário para sensores duplos de pressão e/ou temperatura.[007] Especially for small sensor accessories, such as those employing a BX 150 gasket interface, there may not be sufficient space within the wall of the sensor housing to accommodate advanced electronics, as required for dual pressure and/or temperature sensors. .

[008] Portanto, é um objetivo da presente invenção fornecer uma montagem submarina e um sensor submarino que possam ser montados usando prisioneiros e porcas pesadas, conforme exigido por padrões submarinos como ISO 10423 ou API 6A e que permitam dimensões máximas maiores do sensor submarino e/ou de componentes eletrônicos do sensor submarino.[008] Therefore, it is an object of the present invention to provide a subsea assembly and a subsea sensor that can be mounted using studs and heavy nuts as required by subsea standards such as ISO 10423 or API 6A and that allow for larger maximum dimensions of the subsea sensor and /or electronic components of the underwater sensor.

SUMMARY

[009] De acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido uma montagem submarina que compreende um alojamento que possui uma interface de flange para interfacear com um flange de um componente que transporta fluido de processo, em que o alojamento é configurado de modo que cabeças de parafusos ou porcas que exercem uma força de fixação sobre a montagem submarina quando montado ao componente que transporta fluido de processo são espaçadas da interface de flange, de modo que as dimensões do alojamento da montagem submarina na interface do flange não sejam afetadas pelo espaço necessário para uma ferramenta de fixação de cabeça de parafuso ou porca.[009] In accordance with one aspect of the present invention, there is provided a subsea assembly comprising a housing having a flange interface for interfacing with a flange of a component carrying process fluid, wherein the housing is configured so that Bolt heads or nuts that exert a clamping force on the subsea assembly when mounted to the component carrying process fluid are spaced from the flange interface so that the dimensions of the subsea assembly housing at the flange interface are not affected by the space required for a screw or nut head fastening tool.

[0010] Espaçadas da interface de flange, neste contexto, significa que cabeças de parafuso ou porcas estão localizados a uma distância da interface do flange, que é pelo menos 30% do comprimento do alojamento.[0010] Spaced from the flange interface, in this context, means that screw heads or nuts are located at a distance from the flange interface that is at least 30% of the length of the housing.

[0011] Em outras palavras, em vez de fornecer um flange convencional de montagem em uma primeira extremidade do alojamento de acordo com a presente invenção, as duas funções principais do flange de montagem são separadas. A primeira função é aquela de interfacear com o flange do componente que transporta fluido de processo que pode compreender um ajustamento de forma, pressão e/ou interface estanque a líquido que compreende gaxetas e similares. A segunda função é aquela de exercer uma pressão de montagem ou força de fixação para manter a montagem de sensor firmemente preso ao flange do componente que transporta fluido de processo, observando que a pressão de montagem no ambiente submarino pode ser substancial para manter com segurança a função de interfaceamento. Ao configurar o alojamento de modo que as cabeças de parafuso ou porcas que exercem a força de fixação sejam espaçados da interface de flange, dita segunda função é separada espacialmente da dita primeira função, eliminando assim a necessidade de fornecer espaço extra para a ferramenta de fixação junto à interface de flange. O espaço extra necessário para a ferramenta de fixação pode, portanto, ser fornecido em um local mais conveniente ao longo do comprimento do alojamento, por exemplo, na extremidade do alojamento oposta à interface de flange.[0011] In other words, instead of providing a conventional mounting flange at a first end of the housing according to the present invention, the two main functions of the mounting flange are separated. The first function is that of interfacing with the flange of the process fluid carrying component which may comprise a shape adjustment, pressure and/or liquid tight interface comprising gaskets and the like. The second function is that of exerting a mounting pressure or clamping force to keep the sensor assembly securely attached to the flange of the component carrying process fluid, noting that mounting pressure in the subsea environment can be substantial to safely maintain the interfacing function. By configuring the housing so that the screw heads or nuts exerting the clamping force are spaced from the flange interface, said second function is spatially separated from said first function, thus eliminating the need to provide extra space for the clamping tool. close to the flange interface. The extra space required for the clamping tool can therefore be provided at a more convenient location along the length of the housing, for example at the end of the housing opposite the flange interface.

[0012] Em modalidades da presente invenção, a função de fixação é efetuada pelo alojamento que compreende orifícios passantes para aceitar parafusos para fixar a montagem submarina ao flange do componente que transporta fluido de processo. Os orifícios passantes podem, por exemplo, se estender ao longo de todo o comprimento do alojamento desde a segunda extremidade do alojamento até a primeira extremidade do alojamento. Em outras modalidades, os orifícios passantes se estendem apenas ao longo de uma porção do alojamento, por exemplo, desde a segunda extremidade do alojamento até uma seção de alojamento espaçada da primeira extremidade do alojamento.[0012] In embodiments of the present invention, the fastening function is performed by the housing comprising through holes to accept screws for securing the subsea assembly to the flange of the component carrying process fluid. The through holes may, for example, extend along the entire length of the housing from the second end of the housing to the first end of the housing. In other embodiments, the through holes extend only along a portion of the housing, for example, from the second end of the housing to a housing section spaced from the first end of the housing.

[0013] Em outras modalidades, a função de fixação é efetuada por um flange formado integralmente com ou ajustado ao alojamento para aceitar parafusos para fixar a montagem submarina ao flange do componente que transporta fluido de processo, em que o flange é espaçado da interface do flange para interfacear com o flange do componente que transporta fluido de processo. O flange pode ser feito do mesmo ou de metal ou liga diferente do alojamento. Mais uma vez, espaçado da interface de flange neste contexto significa que o flange está localizado a uma distância da interface de flange, que é pelo menos 30% do comprimento do alojamento.[0013] In other embodiments, the fastening function is performed by a flange formed integrally with or fitted to the housing to accept screws to secure the subsea assembly to the flange of the component carrying process fluid, wherein the flange is spaced from the interface of the flange to interface with the flange of the component carrying process fluid. The flange may be made of the same or different metal or alloy as the housing. Again, spaced from the flange interface in this context means that the flange is located at a distance from the flange interface that is at least 30% of the housing length.

[0014] A montagem submarina pode vantajosamente ser configurada para aceitar quatro prisioneiros e porcas sextavadas pesadas para exercer a força de fixação sobre a montagem submarina quando montada ao componente que transporta fluido de processo. Em outras modalidades, mais que quatro parafusos podem ser fornecidos, dependendo do flange do componente que transporta fluido de processo que, em muitos casos, será um flange padrão com o qual a montagem submarina precisa ser compatível. De preferência, a montagem submarina, em particular incluindo a interface de flange e o arranjo do orifício de parafuso, é configurado para ser mecanicamente compatível com uma interface de gaxeta BX 150.[0014] The subsea assembly can advantageously be configured to accept four studs and heavy hex nuts to exert clamping force on the subsea assembly when mounted to the component carrying process fluid. In other embodiments, more than four bolts may be provided, depending on the flange of the component carrying process fluid, which in many cases will be a standard flange with which the subsea assembly needs to be compatible. Preferably, the subsea assembly, in particular including the flange interface and screw hole arrangement, is configured to be mechanically compatible with a BX 150 gasket interface.

[0015] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um sensor submarino que compreende uma montagem submarina como descrito acima e um elemento sensor disposto na primeira extremidade da montagem submarina, de modo que o sensor seja pelo menos parcialmente exposto a uma pressão de processo predominante no interior do componente que transporta fluido de processo.[0015] According to another aspect of the present invention, there is provided a subsea sensor comprising a subsea assembly as described above and a sensing element disposed at the first end of the subsea assembly, such that the sensor is at least partially exposed to a pressure predominant process flow within the component carrying process fluid.

[0016] O sensor submarino pode compreender pelo menos um dentre um elemento sensor de pressão ou um elemento sensor de temperatura. Em muitas modalidades o sensor submarino compreenderá vários elementos sensores.[0016] The underwater sensor may comprise at least one of a pressure sensing element or a temperature sensing element. In many embodiments the underwater sensor will comprise multiple sensing elements.

[0017] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método para ligar um dispositivo submarino a um componente que transporta fluido de processo que tem um flange, que compreende ajustar uma interface de flange do dispositivo submarino ao flange e fixar o dispositivo submarino ao componente que transporta fluido de processo com pelo menos dois parafusos, em que as cabeças de parafuso ou porcas que exercem uma força de fixação sobre o dispositivo submarino são afastadas da interface de flange do dispositivo submarino, de modo que as dimensões de um alojamento do dispositivo submarino na interface de flange não sejam afetadas pelo espaço necessário para uma ferramenta de fixação de cabeça de parafuso ou porca.[0017] According to another aspect of the present invention, there is provided a method for connecting a subsea device to a process fluid-carrying component having a flange, which comprises adjusting a flange interface of the subsea device to the flange and securing the device subsea to the component carrying process fluid with at least two screws, wherein the screw heads or nuts exerting a clamping force on the subsea device are spaced away from the flange interface of the subsea device such that the dimensions of a housing of the subsea device at the flange interface are not affected by the space required for a bolt head fastening tool or nut.

[0018] Além das vantagens discutidas acima, a presente invenção proporciona a vantagem que prisioneiros e porcas sextavadas pesadas em conformidade com o padrão podem ser empregadas, enquanto ao mesmo tempo, as dimensões externas do arranjo de alojamento, tal como seu diâmetro externo, não precisam ser reduzidas na interface de flange, como é o caso na técnica precedente, uma vez que nenhum espaço para aplicar uma ferramenta de torque de aperto é necessário. As dimensões do alojamento são limitadas apenas pela geometria dos orifícios de parafusos fornecidos no flange do componente que transporta fluido de processo.[0018] In addition to the advantages discussed above, the present invention provides the advantage that studs and heavy hex nuts conforming to the standard can be employed, while at the same time, the external dimensions of the housing arrangement, such as its external diameter, cannot need to be reduced at the flange interface, as is the case in the prior art, since no space to apply a tightening torque tool is required. Housing dimensions are limited only by the geometry of the screw holes provided in the flange of the component carrying process fluid.

[0019] Outra vantagem da presente invenção reside no fato de que parafusos longos podem ser empregados para fixar a montagem submarina ao flange do componente que transporta fluido de processo. Parafusos longos são mais resistentes à tensão do que parafusos curtos, por exemplo, porque o alongamento de parafusos longos resultante das forças de fixação é mais previsível do que para parafusos curtos.[0019] Another advantage of the present invention lies in the fact that long screws can be used to secure the subsea assembly to the flange of the component that transports process fluid. Long screws are more resistant to tension than short screws, for example, because the elongation of long screws resulting from fastening forces is more predictable than that of short screws.

[0020] Ainda outra vantagem de algumas modalidades da presente invenção é que nenhum flange precisa ser soldado ao alojamento, como é necessário em uma montagem típica da técnica precedente. Em vez disso, o alojamento pode ser formado a partir de uma única peça de metal, o que permite uma produção mais econômica e rápida.[0020] Yet another advantage of some embodiments of the present invention is that no flange needs to be welded to the housing, as is necessary in a typical prior art assembly. Instead, the housing can be formed from a single piece of metal, which allows for more economical and faster production.

[0021] Ainda outra vantagem da presente invenção reside em que a superfície de contato com o componente que transporta fluido é substancialmente menor do que para um arranjo flangeado da técnica precedente, reduzindo assim a transferência de calor de um fluido de processo potencialmente quente para a montagem de sensor e seus circuitos eletrônicos que, portanto, são expostos a menor tensão térmica.[0021] Yet another advantage of the present invention resides in that the contact surface with the fluid-carrying component is substantially smaller than for a prior art flanged arrangement, thus reducing heat transfer from a potentially hot process fluid to the sensor assembly and its electronic circuits which are therefore exposed to lower thermal stress.

[0022] Ainda outra vantagem da presente invenção, especialmente quando as porcas estão dispostas na segunda extremidade do alojamento, é que os parafusos longos e as porcas sextavadas pesadas fornecem controle aprimorado sobre a(s) força(s) de montagem e, portanto, quatro parafusos podem ser empregados onde, de outra forma, oito parafusos poderiam ser necessários.[0022] Yet another advantage of the present invention, especially when the nuts are arranged at the second end of the housing, is that the long bolts and heavy hex nuts provide improved control over the mounting force(s) and therefore four screws may be employed where eight screws might otherwise be required.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0023] A Figura 1 mostra uma vista parcial, em perspectiva, de uma montagem submarina da técnica precedente.[0023] Figure 1 shows a partial perspective view of a prior art underwater assembly.

[0024] A Figura 2 mostra uma vista esquemática, em perspectiva, de uma montagem submarina de acordo com a presente invenção.[0024] Figure 2 shows a schematic perspective view of an underwater assembly according to the present invention.

DETAILED DESCRIPTION

[0025] Com referência à Figura 1, nela é mostrada uma vista parcial em perspectiva de uma montagem submarina da técnica precedente 10, como, por exemplo, descrito em detalhes no documento WO2017/084769.[0025] Referring to Figure 1, there is shown a partial perspective view of a prior art underwater assembly 10, as, for example, described in detail in document WO2017/084769.

[0026] A montagem de sensor 10 compreende um sensor submarino 11 e um flange de montagem 12. A montagem de sensor pode ainda compreender uma montagem de conexão (não mostrado) para fornecer a conectividade elétrica do sensor a outros componentes.[0026] The sensor assembly 10 comprises a subsea sensor 11 and a mounting flange 12. The sensor assembly may further comprise a connection assembly (not shown) to provide electrical connectivity of the sensor to other components.

[0027] A montagem de sensor 10 pode ser acoplado por meio de flange de montagem 12 a um flange de uma linha de fluxo submarina, ou árvore de natal submarina (não mostrado), em que uma pressão e/ou temperatura de um fluido deve ser detectada e monitorada.[0027] The sensor assembly 10 may be coupled via mounting flange 12 to a flange of a subsea flow line, or subsea Christmas tree (not shown), in which a pressure and/or temperature of a fluid must be be detected and monitored.

[0028] O flange de montagem 12 é ligado a (por exemplo, soldado) ou formado integralmente com um alojamento 13 da montagem de sensor 10. O flange de montagem 12 compreende um total de quatro orifícios passantes 15 (três dos quais são mostrados) para aceitar parafusos para fixar o flange de montagem 12 ao flange do componente que transporta fluido de processo.[0028] The mounting flange 12 is attached to (e.g., welded) or formed integrally with a housing 13 of the sensor mount 10. The mounting flange 12 comprises a total of four through holes 15 (three of which are shown). to accept screws to secure the mounting flange 12 to the flange of the component carrying process fluid.

[0029] O diâmetro do alojamento 13 é reduzido na área 14, para fornecer espaço para fixar ferramentas de torque de aperto a cabeças de parafuso ou porcas que mantêm o flange de montagem 12 no lugar quando a montagem de sensor 10 é montado ao flange do componente que transporta fluido de processo.[0029] The diameter of the housing 13 is reduced in area 14, to provide space for attaching torque tools to screw heads or nuts that hold the mounting flange 12 in place when the sensor assembly 10 is mounted to the sensor flange. component that transports process fluid.

[0030] Com referência agora à Figura 2, nela é mostrada uma vista esquemática em perspectiva de uma montagem submarina 100 de acordo com a presente invenção.[0030] Referring now to Figure 2, there is shown a schematic perspective view of an underwater assembly 100 in accordance with the present invention.

[0031] A montagem submarina 100 compreende um sensor submarino 110 e um alojamento 120. O alojamento tem em sua primeira extremidade uma interface de flange 121 que, quando a montagem de sensor é montada a um componente que transporta (fluido de) processo (não mostrado), fornece uma conexão estanque a fluido entre o alojamento e o flange do componente que transporta fluido de processo. Observar que a interface de flange não fornece meios para fixar a montagem de sensor a um flange de um componente que transporta fluido de processo. Observar ainda que as dimensões do alojamento 120, que é mostrado compreender uma porção essencialmente cilíndrica 122 que se estende desde a primeira extremidade, são limitadas apenas pela geometria dos parafusos de fixação 140, que por sua vez é determinada pela geometria dos orifícios de parafusos no flange do componente que transporta fluido de processo. Em detalhes, a distância entre a porção do alojamento cilíndrico 122 e cada um dos parafusos de fixação 140 pode ser muito pequena, por exemplo, alguns milímetros, ou os parafusos 140 e a porção do alojamento 122 podem até tocar, uma vez que nem cabeças de parafuso nem porcas nem ferramentas de aperto precisam ser ajustadas entre os parafusos 140 e a porção de alojamento 122, permitindo assim mais espaço dentro da porção de alojamento 122 em comparação com os arranjos de flanges convencionais, como mostrado na Figura 1.[0031] The subsea assembly 100 comprises a subsea sensor 110 and a housing 120. The housing has at its first end a flange interface 121 which, when the sensor assembly is mounted to a component that carries process (fluid) (not shown), provides a fluid-tight connection between the housing and the flange of the component carrying process fluid. Note that the flange interface does not provide a means for attaching the sensor assembly to a flange of a component carrying process fluid. Note further that the dimensions of the housing 120, which is shown to comprise an essentially cylindrical portion 122 extending from the first end, are limited only by the geometry of the fixing screws 140, which in turn is determined by the geometry of the screw holes in the flange of the component that transports process fluid. In detail, the distance between the cylindrical housing portion 122 and each of the fixing screws 140 may be very small, for example, a few millimeters, or the screws 140 and the housing portion 122 may even touch, since neither heads Neither nuts nor tightening tools need to be fitted between the bolts 140 and the housing portion 122, thereby allowing more space within the housing portion 122 compared to conventional flange arrangements, as shown in Figure 1.

[0032] Estendendo-se ainda mais da porção de alojamento cilíndrica 122, é fornecida uma segunda porção de alojamento 123, que é essencialmente um cuboide com uma seção transversal quadrada e arestas longitudinais com raio. O comprimento lateral do quadrado é maior que o diâmetro da porção do alojamento cilíndrico 122 e escolhido de tal forma que os orifícios passantes 124 para aceitar os parafusos 140 possam ser fornecidos na porção cuboide do alojamento 123. Uma área 125, suficiente para cabeças de parafuso ou porcas 150 exercerem de forma segura a força de fixação sobre o alojamento 120, é fornecida em uma segunda extremidade do alojamento 120.[0032] Extending further from the cylindrical housing portion 122, a second housing portion 123 is provided, which is essentially a cuboid with a square cross-section and radiused longitudinal edges. The side length of the square is greater than the diameter of the cylindrical housing portion 122 and chosen such that through holes 124 for accepting screws 140 can be provided in the cuboid portion of the housing 123. An area 125 sufficient for screw heads or nuts 150 to securely exert clamping force on the housing 120, is provided at a second end of the housing 120.

[0033] A mudança de forma entre a porção de alojamento essencialmente cilíndrica 122 e a porção de alojamento essencialmente cuboide 123 é fornecida por uma porção de alojamento essencialmente cônica 126 que se estende a partir da porção de alojamento essencialmente cilíndrica 122 e que aumenta em diâmetro em direção à porção de alojamento essencialmente cuboide 123. A função principal da porção de alojamento cônica 126 é transferir forças e, em particular, as forças de fixação exercidas pelos parafusos 140 e cabeças de parafuso ou porcas 150 da porção de alojamento essencialmente cuboide 123 para a porção de alojamento essencialmente cilíndrica 122 e daí para a interface de flange 121, observando que as forças de fixação precisam ser tais que a interface de flange seja pressionada firmemente ao flange do componente que transporta fluido de processo que pode transportar fluidos em pressões extremas, por exemplo, acima de 1000 bar ou 1400 bar. A porção de alojamento cônica 126 evita descontinuidades na transferência de força que poderia ocorrer se a porção de alojamento essencialmente cuboide 123 se fundisse diretamente com a porção de alojamento essencialmente cilíndrica 122, evitando assim tensão no alojamento 120.[0033] The shape change between the essentially cylindrical housing portion 122 and the essentially cuboidal housing portion 123 is provided by an essentially conical housing portion 126 which extends from the essentially cylindrical housing portion 122 and which increases in diameter toward the essentially cuboidal housing portion 123. The primary function of the conical housing portion 126 is to transfer forces and, in particular, clamping forces exerted by screws 140 and screw heads or nuts 150 from the essentially cuboidal housing portion 123 to the essentially cylindrical housing portion 122 and thence to the flange interface 121, noting that the clamping forces need to be such that the flange interface is pressed firmly to the flange of the process fluid-carrying component that can transport fluids at extreme pressures, for example, above 1000 bar or 1400 bar. The conical housing portion 126 avoids discontinuities in force transfer that could occur if the essentially cuboidal housing portion 123 were to fuse directly with the essentially cylindrical housing portion 122, thereby avoiding stress on the housing 120.

[0034] O sensor submarino 110 pode ser um sensor submarino de saída dupla, que fornece pelo menos duas medições realizadas por dois elementos sensores. Em modalidades, o sensor 110 pode compreender dois elementos sensores de pressão para duas medições independentes de pressão. Em outras modalidades, o sensor 110 pode compreender dois elementos sensores de temperatura para duas medições independentes de temperatura. Em ainda outras modalidades, o sensor 110 pode compreender dois elementos sensores de pressão e dois elementos sensores de temperatura para medição redundante de ambas, da pressão e temperatura do fluido de processo.[0034] Submarine sensor 110 may be a dual-output subsea sensor, which provides at least two measurements performed by two sensing elements. In embodiments, sensor 110 may comprise two pressure sensing elements for two independent pressure measurements. In other embodiments, sensor 110 may comprise two temperature sensing elements for two independent temperature measurements. In still other embodiments, the sensor 110 may comprise two pressure sensing elements and two temperature sensing elements for redundant measurement of both the pressure and temperature of the process fluid.

[0035] Leituras processadas ou brutas do sensor são produzidas e processadas por circuitos (não mostrado) dentro do alojamento 120. Como um benefício principal da presente invenção, o espaço interior disponível dentro do alojamento 120 é, para qualquer dada geometria do flange do componente que transporta fluido de processo, maior que o espaço interior disponível dentro de um alojamento da técnica precedente 13, uma vez que as dimensões externas do alojamento 120 são menos limitadas. Desse modo, vários elementos sensores e os circuitos associados podem ser acomodados dentro do alojamento e/ou a extensão longitudinal do alojamento pode ser menor. Além disso, o espaço aumentado permite bobinas maiores e, portanto, melhor desempenho de transmissão através de uma barreira de pressão interna em conexão com penetradores indutivos, conforme divulgado no pedido de patente europeu publicado EP3269921 e em pedidos de patente europeus também pendentes 18151895.2, 18151885.3, 18151877.0, 18151877.0, 18151854.9 depositados em 16 de janeiro de 2018 pelo mesmo requerente.[0035] Processed or raw sensor readings are produced and processed by circuitry (not shown) within housing 120. As a primary benefit of the present invention, the interior space available within housing 120 is, for any given component flange geometry, which carries process fluid, greater than the interior space available within a prior art housing 13, since the external dimensions of the housing 120 are less limited. In this way, multiple sensing elements and associated circuitry may be accommodated within the housing and/or the longitudinal extent of the housing may be smaller. Furthermore, the increased space allows for larger coils and therefore better transmission performance across an internal pressure barrier in connection with inductive penetrators, as disclosed in published European patent application EP3269921 and also pending European patent applications 18151895.2, 18151885.3 , 18151877.0, 18151877.0, 18151854.9 filed on January 16, 2018 by the same applicant.

[0036] Em modalidades da presente invenção, pelo menos um adaptador 161 é fornecido, de modo que um cabo submarino (não mostrado) possa ser ligado. Para configurações redundantes, um segundo adaptador 162 pode ser fornecido. Os primeiro e segundo adaptadores 161, 162 são mostrados para serem aparafusados à porção de alojamento essencialmente cuboide 123 e podem ser configurados para aceitar conectores padrão correspondentes de cabos submarinos que fornecem energia para o sensor e comunicação unidirecional ou bidirecional de dados.[0036] In embodiments of the present invention, at least one adapter 161 is provided, so that a submarine cable (not shown) can be connected. For redundant configurations, a second adapter 162 may be provided. The first and second adapters 161, 162 are shown to be screwed to the essentially cuboidal housing portion 123 and may be configured to accept corresponding standard submarine cable connectors that provide power to the sensor and unidirectional or bidirectional data communication.

[0037] Como mencionado acima, na modalidade preferida orifícios passantes 124 para aceitar os parafusos de fixação 140 são fornecidos na porção de alojamento cuboide 123 e uma superfície plana 125 é fornecida em uma segunda extremidade do alojamento 120, oposta à primeira extremidade, para receber as forças de fixação exercidas sobre o alojamento 120 por meio das cabeças de parafuso ou porcas 150. É preferível uma superfície plana 125, uma vez que permite melhor acesso da ferramenta às cabeças de parafuso ou porcas 150. Naturalmente outras formas de superfície podem ser empregadas na segunda extremidade do alojamento 120, tal como uma superfície com recessos para aceitar as cabeças de parafusos ou porcas 150, desde que a segunda extremidade do alojamento forneça espaço suficiente para instalar e fixar com torque os parafusos e/ou as porcas.[0037] As mentioned above, in the preferred embodiment through holes 124 for accepting set screws 140 are provided in the cuboid housing portion 123 and a flat surface 125 is provided at a second end of the housing 120, opposite the first end, for receiving the clamping forces exerted on the housing 120 by means of the screw heads or nuts 150. A flat surface 125 is preferred as it allows better access of the tool to the screw heads or nuts 150. Naturally other surface shapes can be employed at the second end of the housing 120, such as a surface with recesses to accept the heads of screws or nuts 150, provided that the second end of the housing provides sufficient space to install and torque the screws and/or nuts.

[0038] Deveria ser observado que em outras modalidades da presente invenção a área de contato para as cabeças de parafuso ou porcas 150 pode estar a uma distância da segunda extremidade do alojamento 120 e, por exemplo, ser fornecida próximo ao meio da extensão longitudinal do alojamento 120.[0038] It should be noted that in other embodiments of the present invention the contact area for the screw heads or nuts 150 may be at a distance from the second end of the housing 120 and, for example, be provided near the middle of the longitudinal extension of the accommodation 120.

[0039] Deveria ainda ser observado que as formas descritas (essencialmente cilíndrica, essencialmente cônica, essencialmente cuboide com arestas longitudinais com raio) das porções de alojamento são exemplares e, embora sejam ideais no sentido de consumo de material, podem ser substituídas por qualquer outra forma adequada para suportar as forças relevantes. Em particular, o alojamento 120 pode não ter as porções essencialmente cilíndrica e essencialmente cônica e pode ter uma forma essencialmente cuboide (com ou sem arestas com raio) ao longo de toda a extensão longitudinal do alojamento 120, caso em que os orifícios de parafuso 124 se estendem ao longo de todo o comprimento do alojamento, com os parafusos 140 correndo dentro do alojamento.[0039] It should also be noted that the described shapes (essentially cylindrical, essentially conical, essentially cuboidal with radiused longitudinal edges) of the housing portions are exemplary and, although they are ideal in terms of material consumption, they can be replaced by any other suitable form to withstand the relevant forces. In particular, the housing 120 may lack the essentially cylindrical and essentially conical portions and may have an essentially cuboidal shape (with or without radiused edges) along the entire longitudinal extent of the housing 120, in which case the screw holes 124 extend along the entire length of the housing, with 140 screws running within the housing.

[0040] Em ainda outras modalidades, a força de fixação pode ser aplicada ao alojamento por meio de um flange que é formado integralmente com, ou preso ao alojamento 120 na segunda extremidade ou a uma distância da segunda extremidade, por exemplo, próximo ao meio da extensão longitudinal do alojamento 120.[0040] In still other embodiments, the clamping force may be applied to the housing by means of a flange that is formed integrally with or attached to the housing 120 at the second end or at a distance from the second end, e.g., near the middle of the longitudinal extension of the housing 120.

[0041] Embora modalidades específicas sejam divulgadas neste documento, várias alterações e modificações podem ser feitas sem se afastarem do escopo da invenção. As presentes modalidades devem ser consideradas em todos os aspectos como ilustrativas e não restritivas, e todas as alterações dentro do intervalo de significado e equivalência das concretizações anexas devem ser adotadas nas mesmas.[0041] Although specific embodiments are disclosed in this document, various changes and modifications can be made without departing from the scope of the invention. The present embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and all changes within the range of meaning and equivalence of the attached embodiments are to be adopted therein.

Claims

1. Subsea assembly (100) comprising a housing (120) having a flange interface (121) for interfacing with a flange of a component carrying process fluid, characterized in that the housing (120) is configured so that screw heads or nuts (150), which exert a clamping force on the subsea assembly (100) when mounted on the component carrying process fluid, are spaced away from the flange interface (121) so that the dimensions of the housing ( 120) of the subsea assembly (100) at the flange interface (121) are not affected by a space required for a bolt head fastening tool or nut.

2. Subsea assembly (100), according to claim 1, characterized in that the flange interface (121) is provided at a first end of the housing (120) and the screw heads or nuts (150) that exert clamping force on the subsea assembly (100) when mounted to the component carrying process fluid are provided at a second end of the housing (120) opposite the first end of the housing (120).

3. Subsea assembly (100), according to claim 1 or 2, characterized in that the housing (120) comprises through holes (124) to accept screws (140) to secure the subsea assembly (100) to the flange of the component that transports process fluid.

4. Subsea assembly (100), according to claim 3, characterized in that the through holes (124) extend from the second end of the housing (120) to the first end of the housing (120).

5. Subsea assembly according to claim 3, characterized in that the through holes (124) extend from the second end of the housing (120) to a section of the housing (126) spaced from the first end of the housing (120) .

6. Subsea assembly (100) according to claim 1 or 2, characterized in that the housing (120) comprises a flange formed integrally with or mounted to the housing (120) to accept screws (140) for securing the subsea assembly (100) to the flange of the component carrying process fluid, the flange being spaced from the flange interface (121) to interface with the flange of the component carrying process fluid.

7. Subsea assembly (100), according to claim 6, characterized in that the flange is adjusted to the housing (120) and made of a metal or alloy different from the housing (120).

8. Subsea assembly (100) according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that it is configured to accept four studs (140) and heavy hex nuts (150) to exert clamping force on the subsea assembly (100) when mounted on the component that transports process fluid.

9. Subsea assembly (100), according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that it is configured to be mechanically compatible with a BX 150 gasket interface.

10. Submarine sensor, characterized by the fact that it comprises a subsea assembly (100), as defined in any one of the preceding claims, and a sensing element (110) disposed at the first end of the subsea assembly (100), so that the sensor ( 110) is at least partially exposed to a prevailing process pressure within the component carrying process fluid.

11. Submarine sensor according to claim 10, characterized in that the sensing element (110) comprises at least one of a pressure sensing element or a temperature sensing element.

12. Method for attaching a subsea device (100) to a process fluid-carrying component having a flange, comprising adjusting a flange interface (121) of the subsea device (100) to the flange; secure the subsea device (100) to the component transporting process fluid with at least two screws (140); characterized in that screw heads or nuts (150) that exert a clamping force on the subsea device (100) are spaced from the flange interface (121) of the subsea device (100), so that the dimensions of a housing ( 120) of the subsea device at the flange interface (121) are not affected by the space required for a bolt head fastening tool or nut.

13. Subsea assembly (100) comprising a housing (120) having a flange interface (121) for interfacing with a flange of a component carrying process fluid, characterized in that the housing (120) is configured so that screw heads or nuts (150), which exert a clamping force on the subsea assembly (100) when mounted on the component carrying process fluid, are spaced away from the flange interface (121) so that dimensions of the housing (120 ) of the subsea assembly (100) at the flange interface (121) are not affected by a space required for a bolt head fastening tool or nut, and the housing (120) comprises a tapered housing portion (126) , wherein the housing (120) comprises through holes (124) to accept screws (140) for securing the subsea assembly (100) to the flange of the component carrying process fluid, and wherein the through holes (124) extend through of an outer surface of the conical housing portion (126).

14. Subsea assembly (100), according to claim 13, characterized by the fact that it comprises a conical housing portion (126) that tapers inwardly towards the flange interface (121).