BR112020026821A2 - Método e sistema para aquecimento elétrico direto de um tubo de parede dupla para o transporte de fluidos - Google Patents
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Abstract
método e sistema para aquecimento elétrico direto de um tubo de parede dupla para o transporte de fluidos. a presente invenção refere-se a um método e sistema para aquecimento elétrico direto de uma conduta (tubo) de camada (parede) dupla ("pipe-in pipe") para o transporte de fluidos, o método compreendendo ligar mecanicamente a camada interna de aço (2) à camada externa de aço (6) em diferentes intervalos da conduta, estabelecer um isolamento elétrico e térmico entre a camada interna e a camada externa, aplicando uma corrente elétrica alternada entre uma superfície externa da camada interna e uma superfície interna da camada externa ao longo de todo o comprimento da conduta, de modo a aquecer a camada interna da conduta por efeito joule, e colocando na superfície externa da camada interna pelo menos uma camada feita de material resistivo e ferromagnético (18) de modo a aumentar a razão de energia elétrica transmitida à camada interna.
Description
DIRETO DE UM TUBO DE PAREDE DUPLA PARA O TRANSPORTE DE FLUIDOS". Antecedentes da invenção
[001] A presente invenção refere-se ao campo geral de aquecimento elétrico de condutas (tubos) metálicas para o transporte de fluidos, e particularmente condutas (pipelines) submarinas situadas no fundo do mar garantindo uma ligação entre poços para a produção de hidrocarbonetos submarinos, em particular petróleo e gás, e uma instalação de superfície, por exemplo uma unidade flutuante de produção, armazenamento e descarga.
[002] Refere-se mais especificamente ao aquecimento elétrico das condutas submarinas de camada (parede) dupla do tipo "Pipe-In-Pipe" ou PIP, em que uma camada interna transporta os fluidos e uma camada externa coaxial com a camada interna está em contato com o ambiente circundante ambiente, ou seja, com a água do mar.
[003] No mesmo campo de produção de hidrocarbonetos offshore, é comum explorar vários poços que podem estar separados uns dos outros por vários quilómetros ou mesmo dezenas de quilómetros. Os fluidos provenientes destes diferentes poços devem ser recolhidos por condutas submarinas metálicas (tipicamente de aço) colocadas no fundo do mar e transferidos por condutas de ligação fundo/superfície a uma instalação de superfície, por exemplo, uma plataforma, um navio ou um ponto de recolha terrestre, que os recolherá para os armazenar (e possivelmente os tratará).
[004] Os fluidos provenientes dos poços de produção tendem a arrefecer muito rapidamente à medida que percorrem os muitos quilómetros de condutas submarinas. No entanto, se nenhuma medida for tomada para manter um limiar mínimo de temperatura dentro dessas condutas, há um risco significativo de que as moléculas de gás, em particular o metano, contidas nos fluidos transportados se combinem com as moléculas de água para formar, a baixa temperatura, cristais de hidrato. Estes podem aderir às paredes, aglomerar-se com as mesmas e originar a formação de tampões capazes de bloquear o fluxo de fluidos no interior das condutas. Da mesma forma, a solubilidade em óleo dos compostos de alto peso molecular, como parafinas ou asfaltenos, diminui quando a temperatura cai, o que dá origem a depósitos sólidos, por sua vez, capazes de bloquear o fluxo.
[005] É conhecido o recurso a soluções passivas para tentar contornar este problema. Estas soluções passivas consistem essencialmente em posicionar um material isolante no espaço anular delimitado entre a camada interna e a camada externa da conduta, podendo este isolante ser um material seco ou húmido ou mesmo a vácuo.
[006] Também é conhecido o recurso a soluções ativas para tentar contornar este problema. Uma dessas soluções consiste em aquecer a camada interna da conduta com cabos elétricos redondos ou planos, que são dispostos ao redor da camada interna em toda sua extensão para aquecê-la por efeito Joule. A energia elétrica fornecida aos cabos elétricos vem de um gerador elétrico externo ligado aos cabos por um umbilical. Esta solução de aquecimento elétrico, que é chamada de "deteção térmica", permite manter os fluidos transportados nos condutas a uma temperatura acima de um limite crítico ao longo de seu percurso desde o poço de produção até a instalação na superfície.
[007] Outra solução ativa conhecida na qual a invenção está mais particularmente interessada consiste em aquecer a conduta submarina através da aplicação de uma corrente elétrica alternada diretamente à camada interna de aço da conduta, sendo a camada externa que é feita de aço, usada como um condutor para o percurso de retorno da corrente elétrica. A corrente elétrica alternada que viaja através da camada interna permite, assim, o aquecimento desta por efeito Joule. Mais especificamente, o aquecimento da camada interna é produzido pelo efeito Joule pela corrente que o atravessa; muito do calor produzido é transmitido para os fluidos na camada interna, as perdas térmicas através do isolador sendo relativamente reduzidas. Esta solução de aquecimento elétrico, que é chamada de "aquecimento elétrico direto" (ou DEH), tem a vantagem de ser relativamente simples na sua configuração, em particular, em comparação com a solução de detecção térmica.
[008] Por outro lado, a principal desvantagem da solução de aquecimento elétrico direto reside no seu baixo desempenho, normalmente na ordem de cerca de 50% a 60%. Na verdade, o calor dissipado pelo efeito Joule pela corrente que viaja através da camada externa é amplamente perdido no ambiente, uma vez que a camada externa está em contato direto com a água do mar. Tais soluções de aquecimento elétrico direto são conhecidas dos documentos GB 2 084 284, WO 2015/148162, US 6,264,401 e US 6,371,693. Objeto e sumário da invenção
[009] O principal objetivo da presente invenção é, portanto, superar tais desvantagens, propondo um método e sistema de aquecimento elétrico direto que tem um desempenho muito superior.
[0010] Este objetivo é alcançado graças a um método para aquecimento elétrico direto de um conduta Pipe-In-Pipe para o transporte de fluidos, compreendendo a conduta uma camada interna de aço destinada ao transporte de fluidos e uma camada externa de aço posicionada em torno da camada interna, sendo coaxial com ela a fim de delimitar um espaço anular com o mesmo, o método compreendendo ligar mecanicamente a camada interna à camada externa em diferentes intervalos da conduta, estabelecendo um isolamento elétrico e térmico entre a camada interna e a camada externa ao longo de todo o comprimento da conduta, e aplicar uma corrente elétrica alternada entre uma superfície externa do camada interno e uma superfície interna do camada externo ao longo de todo o comprimento da conduta de modo a aquecer a camada interna da conduta por efeito Joule, o método ainda compreende, de acordo com a invenção, colocação na superfície interna da camada externa ao longo de todo o comprimento da conduta uma cobertura feita de material condutor e material não magnético e / ou colocação na superfície externa da camada interna ao longo de todo o comprimento da conduta pelo menos uma camada feita de material resistivo e ferromagnético de modo a aumentar a razão de energia elétrica transmitida à camada interna.
[0011] Os inventores observaram que a aplicação na superfície interna da camada externa de uma cobertura feita de um material condutor e não magnético permite melhorar significativamente a proporção de energia elétrica transmitida para a camada interna e, assim, obter um desempenho de pelo menos 90 % e até 95% dependendo das características eletromagnéticas dos materiais presentes. Da mesma forma, a aplicação na superfície externa da camada interna de uma camada feita de material resistivo e ferromagnético tem o efeito de aumentar substancialmente a razão de energia elétrica transmitida à camada interna a fim de obter um desempenho de pelo menos 85% e superior a 90% dependendo das características eletromagnéticas dos materiais presentes. Finalmente, ao aplicar tanto a cobertura de material condutor e não magnético e a camada de material resistivo e ferromagnético, é possível obter desempenho de até 98%.
[0012] A corrente elétrica alternada que flui na superfície externa da camada interna por efeito de pele e na superfície interna da camada externa por efeito de proximidade ao longo de todo o comprimento da conduta pode ter uma frequência de 50 Hz ou 60 Hz.
[0013] A corrente elétrica alternada pode ser aplicada num único ponto da conduta. Alternativamente, a corrente elétrica alternada pode ser aplicada em vários pontos da conduta, cada um correspondendo a pelo menos uma seção de conduta, cada seção de conduta compreendendo uma seção de camada interna e uma seção de camada externa.
[0014] Colocar a cobertura feita de material condutor e não magnético pode compreender inserir um tubo feito de material condutor e não magnético dentro da camada externa e, em seguida, expandir sob pressão o tubo contra a superfície interna da camada externa.
[0015] Correspondentemente, a invenção também se refere a um sistema de aquecimento elétrico direto de uma conduta Pipe-In-Pipe para o transporte de fluidos, a conduta compreendendo uma camada interna de aço destinada a transportar fluidos e uma camada externa de aço posicionada em torno da camada interna sendo coaxial com esta para delimitar um espaço anular com o mesmo, o sistema compreendendo uma pluralidade de ligações mecânicas entre a camada interna e o camada externa que estão posicionadas em diferentes intervalos da conduta, um isolamento elétrico e térmico entre a camada interna e a camada externa que está posicionado sobre o comprimento total da conduta, e um gerador de corrente elétrica alternada aplicado entre uma superfície externa da camada interna e uma superfície interna da camada externa ao longo de todo o comprimento da conduta, de modo a aquecer a camada interna da conduta por efeito Joule, e compreendendo ainda, de acordo com a invenção, uma cobertura feita de material condutor e não magnético posicionado no superfície interna da camada externa ao longo de todo o comprimento da conduta e / ou pelo menos uma camada feita de material resistivo e ferromagnético posicionada na superfície externa da camada interna ao longo de todo o comprimento da conduta, de modo a aumentar a razão de energia elétrica transmitida para a camada interna.
[0016] A cobertura de material condutor e não magnético é vantajosamente feita de alumínio, cobre, bronze, latão ou zinco. De preferência, tem uma espessura compreendida entre 1 e 6 mm.
[0017] Quanto à camada de material resistivo e ferromagnético, é vantajosamente feita de aço elétrico ou metal amorfo. De preferência, tem uma espessura compreendida entre 1 e 3 mm.
[0018] As ligações mecânicas entre a camada interna e a camada externa da conduta podem ser saliências anulares uniformemente espaçadas ao longo de todo o comprimento da conduta.
[0019] A camada interna e a camada externa da conduta podem compreender, cada uma, uma pluralidade de seções de camada ligadas de ponta a ponta entre si por cordões de solda, a cobertura feita de material condutor e não magnético e a camada feita de material resistivo e ferromagnético tendo descontinuidades nos cordões de solda.
[0020] Neste caso, a continuidade elétrica da cobertura feita de material condutor e não magnético e da camada de material resistivo e ferromagnético pode ser alcançada, seja diretamente através das camadas interna e externa, ou indiretamente através de um anel anular condutor ou uma manga condutora que é posicionada nos cordões de solda. Breve descrição dos desenhos
[0021] Outras características e vantagens da presente invenção emergirão da descrição dada abaixo, com referência aos desenhos anexos que ilustram formas de realização exemplares da mesma sem qualquer limitação. Nas figuras:
[0022] - A Figura 1 é uma vista esquemática de uma conduta submarina Pipe-In-Pipe para o transporte de hidrocarbonetos fornecida com um sistema de aquecimento elétrico direto de acordo com uma forma de realização da invenção;
[0023] - A Figura 2 é uma ampliação da Figura 1;
[0024] - As Figuras 3 e 4 mostram formas de realização alternativas da continuidade elétrica da cobertura de material condutor e não magnético e da camada de material resistivo e ferromagnético nos cordões de solda; e
[0025] - A Figura 5 é uma vista esquemática de uma conduta submarina Pipe-In-Pipe para o transporte de hidrocarbonetos fornecido com um sistema de aquecimento elétrico direto de acordo com outra forma de realização da invenção. Descrição detalhada da invenção
[0026] A invenção refere-se ao aquecimento elétrico direto de qualquer conduta de metal terrestre ou submarino para o transporte de fluidos e, em particular, o aquecimento elétrico direto dos condutas submarinos de aço Pipe-In-Pipe situados no fundo do mar e garantindo um transporte entre poços para a produção de hidrocarbonetos submarinos, em particular petróleo e gás, e uma instalação de superfície.
[0027] Um conduta submarino do tipo "Pipe-In-Pipe" (PIP) conforme representado nas Figuras 1 e 2 é uma conduta 2 que compreende uma camada interna 4 centrada num eixo longitudinal XX e destinada a transportar hidrocarbonetos provenientes de poços de produção, e uma camada externa 6 disposta em torno da camada interna enquanto é coaxial com a mesma e destinada a estar em contato direto com a água do mar circundante.
[0028] As camadas internas 4 e externas 6 da conduta submarina são normalmente feitas de aço de carbono. Obviamente, outros materiais eletricamente condutores podem ser usados para esses camadas, em particular liga de aço (tipo de aço inoxidável), alumínio, cobre, carbono, etc.
[0029] Este tipo de conduta submarino é normalmente usado na produção offshore de hidrocarbonetos em grandes profundidades. Dentro da estrutura de tais instalações, os condutas Pipe-In-Pipe podem ser montados em terra em várias seções de conduta 2a, cada seção de conduta compreendendo uma seção de camada interna 4a e uma seção de camada externa 6a.
[0030] Conforme representado na Figura 2, as seções de camada interna 4a são ligadas ponta a ponta entre si por cordões de solda 8 para formar a camada interna da conduta. Da mesma forma, as seções de camada externa 6a são ligadas de ponta a ponta entre si por cordões de solda 10 para formar a camada externa da conduta.
[0031] Além disso, as seções de revestimento interno 4a e as seções de revestimento externo 6a delimitam entre os espaços anulares 12 que compreendem meios de isolamento elétrico e térmico (não representados nas figuras). Normalmente, estes meios de isolamento podem ser na forma de vácuo ou preenchidos com um material isolante térmico.
[0032] Em cada extremidade das camadas interna e externa da conduta, os espaços anulares 12 são fechados de forma vedada por anteparas de metal 13. Essas anteparas garantem uma conexão mecânica e elétrica entre a camada interna e a externa.
[0033] Além disso, em intervalos diferentes ao longo de todo o comprimento da conduta, a camada interna e a camada externa são conectadas uma ao outra por elos intermediários 15, comumente chamados de "anteparas intermediárias", que permitem manter juntos as camadas na posição coaxial. Estas ligações intermediárias 15 são eletricamente isoladas (nenhuma corrente elétrica passa através delas). Por exemplo, é possível usar anéis feitos de elastômero ou de polímero.
[0034] Além disso, como indicado acima, as seções de camada que formam a camada interna e a camada externa da conduta são ligadas umas às outras por cordões de solda 8, 10.
[0035] De acordo com a invenção, é fornecido para colocar uma cobertura feita de material condutor e não magnético 16 na superfície interna da camada externa 6 ao longo de todo o comprimento da conduta e / ou uma camada feita de material resistivo e ferromagnético 18 sobre a superfície externa da camada interna 4 ao longo de todo o comprimento da conduta a ser aquecida.
[0036] Como será discutido abaixo, a presença de tal cobertura feita de material condutor e não magnético 16 e / ou de tal camada feita de material resistivo e ferromagnético 18 permite aumentar a razão de energia elétrica transmitida a camada interna durante a aplicação de uma corrente elétrica para aquecer a conduta submarina.
[0037] Ainda de acordo com a invenção, uma corrente elétrica alternada é aplicada a partir de uma fonte de alimentação monofásica 20 entre a superfície externa da camada interna 4 e a superfície interna da camada externa 6 ao longo de todo o comprimento da conduta, de modo a aquecer a camada interna do gasoduto por efeito Joule. Na prática, um dos dois cabos da fase é ligado na parte externa da camada interna e o outro na parte interna da camada externa.
[0038] Mais especificamente, o aquecimento da camada interna da conduta é obtido por uma combinação de efeitos interativos que compreendem, em particular, efeitos de resistência elétrica e efeitos eletromagnéticos (como efeitos de pele e de proximidade).
[0039] A corrente elétrica que flui na superfície externa da camada interna 4 por efeito de pele e na superfície interna da camada externa 6 da conduta por efeito de proximidade é tipicamente uma corrente elétrica alternada (sinusoidal ou não sinusoidal) com uma frequência da ordem de 50 Hz ou 60 Hz.
[0040] Os inventores observaram que a eficiência de um aquecimento elétrico direto como descrito acima é aumentada de duas maneiras: aumentando para a camada interna a resistividade elétrica para o produto de permeabilidade magnética e diminuindo para a camada externa a resistividade elétrica para o produto de permeabilidade magnética.
[0041] Os inventores também observaram que a resistividade ao produto de permeabilidade da camada interna pode ser aumentada adicionando à superfície externa da camada interna uma camada feita de material resistivo e ferromagnético. Quanto à resistividade ao produto de permeabilidade da camada externa, ela é aumentada adicionando à superfície interna da camada externa uma cobertura feita de material condutor e não magnético. Além disso, deve-se observar que esses resultados são obtidos mesmo sem adesão da camada de material resistivo e ferromagnético na superfície externa do camada interno e sem adesão da cobertura de material condutor e não magnético na superfície interna do a camada externa. Da mesma forma, a camada feita de material resistivo e ferromagnético pode consistir em uma pluralidade de camadas separadas por um pequeno espaço.
[0042] Além disso, a camada de material condutor e não magnético 16 é, de preferência, de alumínio, cobre, bronze, latão ou zinco, materiais que apresentam os melhores resultados em termos de aumento da relação de energia elétrica transmitida à camada interna. Com tais materiais, um desempenho de até 95% é obtido dependendo das características elétricas dos materiais presentes.
[0043] Além disso, tem vantajosamente uma espessura compreendida entre 1 e 6 mm, a fim de maximizar ainda mais o ganho na relação de energia elétrica transmitida para a camada interna.
[0044] Quanto à camada de material resistivo e ferromagnético 18, é preferencialmente feita de aço elétrico ou metal amorfo ou uma liga de níquel e ferro (mu-metal). Mais especificamente, o aço elétrico (aço de grão orientado ou não orientado) ou Metglas ® (liga de metal amorfo)
será escolhido como material. Com tais materiais, um desempenho de até 90% é obtido dependendo das características elétricas dos materiais presentes.
[0045] Além disso, tem vantajosamente uma espessura compreendida entre 1 e 3 mm, a fim de maximizar ainda mais o ganho na relação de energia elétrica transmitida para a camada interna.
[0046] As duas tabelas abaixo mostram cálculos de eficiência (ou seja, cálculos da relação de energia elétrica transmitida para o revestimento interno) para diferentes condutas Pipe-In-Pipe (Nº 1 a Nº 8). unidade Conduta Nº. 1 Conduta Nº. 2 Conduta Nº. 3 d_i mm 558,8 558,8 558,8 e_i mm 31,75 31,75 31,75 d_e mm 736,6 736,6 736,6 e_e mm 34,925 34,925 34,925 rho_i Ω.m 0,00000013 0,00000013 0,0000012 mu_i – 150 150 1,500 rho_e Ω.m 0,00000013 2,80E – 08 1,30E-07 mu_e – 150 1 150 eta – 0,544 0,969 0,920 unidade Conduta Nº. 4 Conduta Nº. 5 Conduta Nº.6 d_i mm 558,8 558,8 558,8 e_i mm 31,75 31,75 31,75 d_e mm 736,6 736,6 736,6 e_e mm 34,925 34,925 34,925 rho_i Ω.m 0,0000012 0,00000058 0,00000058 mu_i – 1,500 750 750 rho_e Ω.m 2,80E – 08 1,30E-07 2,80E – 08 mu_e – 1 150 1 eta – 0,997 0,849 0,993
[0047] Nas tabelas acima:
[0048] "d_i" refere-se ao diâmetro externo da camada interna;
[0049] "e_i" refere-se à espessura da camada interna;
[0050] "d_e" refere-se ao diâmetro interno da camada externa;
[0051] "e_e" refere-se à espessura do revestimento externo;
[0052] "rho_i" refere-se à resistividade da camada interna;
[0053] "mu_i" refere-se à permeabilidade da camada interna;
[0054] "rho_e" refere-se à resistividade do revestimento externo;
[0055] "mu_e" refere-se à permeabilidade da camada externa;
[0056] "eta" refere-se à eficiência (compreendida entre 0 e 1);
[0057] A conduta nº 1 corresponde a uma conduta de aço da técnica anterior descrita na publicação WO 2015/148162;
[0058] A conduta No. 2 corresponde a uma conduta de aço da técnica anterior descrita em particular na publicação WO 2015/148162 e cuja superfície interna da camada externo compreende uma cobertura feita de alumínio de acordo com o princípio da invenção;
[0059] A conduta N ° 3 corresponde a uma conduta de aço da técnica anterior descritos em particular na publicação WO 2015/148162 e cuja superfície exterior da camada interior compreende uma camada feita de Metglas ® de acordo com o princípio da invenção;
[0060] A conduta nº 4 corresponde a uma conduta de aço da técnica anterior descrita em particular na publicação WO 2015/148162 e cuja superfície interna da camada externa compreende uma cobertura feita de alumínio e a superfície externa da camada interna compreende uma camada feita de Metglas ® de acordo com o princípio da invenção;
[0061] A conduta nº 5 corresponde a uma conduta de aço da técnica anterior descrita em particular na publicação WO 2015/148162 e cuja superfície externa da camada interna compreende uma camada feita de mu-metal de acordo com o princípio da invenção; e
[0062] A conduta nº 6 corresponde a uma conduta de aço da técnica anterior descrita em particular na publicação WO 2015/148162 e cuja superfície interna da camada externa compreende uma cobertura feita de alumínio e a superfície externa da camada interna compreende uma camada feita de mu-metal de acordo com o princípio da invenção.
[0063] Resulta dessas tabelas que o princípio de acordo com a invenção de aplicar uma cobertura feita de material condutor e não magnético na superfície interna da camada externa e / ou uma camada de material resistivo e ferromagnético na superfície externa da camada interna permite aumentar significativamente a eficiência do aquecimento elétrico da conduta, esta eficiência mudando de 0,544 para a conduta de aço da técnica anterior, conforme descrito na publicação WO 2015/148162 para mais de 0,84 para as mesmas tubulações fornecidas com uma cobertura e / ou uma camada de acordo com a invenção.
[0064] Além disso, como representado na Figura 2, a cobertura feita de material condutor e não magnético 16 e a camada feita de material resistivo e ferromagnético 18 têm, cada uma, descontinuidades (respetivamente 16a e 18a) nos cordões de solda 15a, 15b. Estas descontinuidades 16a, 18a, que se estendem longitudinalmente em ambos os lados dos cordões de solda, são necessárias para produzir os cordões de solda entre as seções de camada interna e externa da conduta.
[0065] Essas descontinuidades 16a, 18a podem causar muito pouca perda de desempenho. No entanto, essa perda é aceitável na medida em que, na ausência de reconstituição dessas descontinuidades, a continuidade elétrica da cobertura de material condutor e não magnético e da camada de material resistivo e ferromagnético é alcançada diretamente através do interior e do exterior cascas do gasoduto graças ao fluxo da corrente elétrica na parede do aço de carbono das cascas interna e externa.
[0066] De acordo com uma alternativa, a fim de evitar essa baixíssima perda de desempenho, é possível, conforme representado na Figura 3, garantir a continuidade elétrica da cobertura 16 feita de material condutor e não magnético por meio de um anel anular condutor 22 posicionado nos cordões de solda.
[0067] Este anel 22 feito de material condutor permite assegurar, por meio de abas ou lâminas flexíveis 24, uma continuidade elétrica entre as duas extremidades de cada descontinuidade 16a.
[0068] De acordo com outra alternativa representada na Figura 4, a continuidade elétrica da camada 18 feita de material resistivo e ferromagnético é alcançada através de uma luva anular condutiva 26 posicionada nos cordões de solda 8a e ligando as extremidades das descontinuidades 18a.
[0069] Além disso, existem diferentes métodos para colocar a cobertura feita de material condutivo e não magnético 16 dentro da camada externa 6 da conduta.
[0070] Um desses métodos consiste em inserir um tubo feito de material condutor e não magnético dentro da camada externa, em seguida, realizar sua expansão sob pressão (por exemplo, sob uma pressão hidráulica de várias centenas de bar) contra a superfície interna da camada externa para permitir que corresponda ao seu perfil.
[0071] Outro método consiste em inserir dentro da camada externa um tubo feito de material condutor e não magnético que é dividido e fechado, em seguida, em liberá-lo uma vez na camada externa para permitir que encoste na superfície interna deste último. Este tubo dividido também pode ser encaixado à força no revestimento externo, puxando-o por uma de suas extremidades.
[0072] Ainda um outro método consiste em usar tiras de calha longitudinais feitas de material condutor e não magnético para deslizar para dentro da camada externa e soldá-las nas extremidades desta.
[0073] Ainda outro método consiste em produzir a cobertura feita de material condutor e não magnético por pulverização de pó sob a tocha de plasma na superfície interna da camada externa da conduta. Esta pulverização de pó também pode ser realizada apenas nas extremidades da camada externa para servir como uma área soldável para um tubo ou tiras longitudinais inseridas dentro da camada externa.
[0074] Finalmente, ainda outro método consiste em produzir a cobertura feita de material condutor e não magnético por galvanização espessa.
[0075] Na forma de realização exemplar da Figura 1, a corrente elétrica alternada para aquecer a camada é interna e aplicada no meio da conduta, ou seja, a uma distância igual das duas anteparas 13. As correntes dos cabos elétricos da fonte de alimentação são então divididas em duas correntes de igual intensidade, cada uma viajando através de uma das metades da conduta, entre o ponto médio desta última e uma das extremidades através do corpo da camada interna, a seguir, entre a extremidade e o meio da conduta através do corpo da camada externa, a continuidade elétrica entre as duas camadas sendo assegurada pelas anteparas 13.
[0076] A Figura 5 representa uma forma de realização alternativa da invenção em que a conduta 2, e mais especificamente sua camada interna 4, é aquecida pela aplicação de uma corrente elétrica alternada em vários pontos da conduta.
[0077] De preferência, esses pontos de aplicação da corrente elétrica correspondem, cada um, a pelo menos uma seção de conduta 2a. Neste caso, as seções de camada interna e as seções de camada externa de cada seção de conduta são eletricamente isoladas umas das outras, por exemplo, nas anteparas 13. Neste exemplo da Figura 5, três seções de conduta 2a são, cada uma, alimentadas com corrente elétrica de forma independente e no meio pela fonte de alimentação monofásica
20. Assim, a corrente de uma seção de conduta passa da camada interna para a camada externa passando através da superfície adjacente da antepara e da mesma forma para a seção de conduta adjacente.
Por outras palavras, nesta configuração de alimentação múltipla da conduta, as duas faces internas das anteparas são atravessadas por correntes, cada uma proveniente das redes elétricas em ambos os lados das anteparas.
Claims (16)
1. Método para aquecimento elétrico direto de uma conduta de camada dupla ("Pipe-In-Pipe") para o transporte de fluidos, a conduta (2) compreendendo uma camada interna de aço (4) destinada a transportar fluidos e uma camada externa de aço (6) posicionada em torno da camada interna enquanto se encontra coaxial em relação ao mesmo, a fim de delimitar um espaço anular (12) com o mesmo, o método compreendendo: ligar mecanicamente a camada interna à camada externa em diferentes intervalos da conduta; estabelecer um isolamento elétrico e térmico entre a camada interna e a camada externa ao longo de todo o comprimento da conduta; e aplicar uma corrente elétrica alternada entre uma superfície externa da camada interna e uma superfície interna da camada externa ao longo de todo o comprimento da conduta, de modo a aquecer a camada interna da conduta por efeito Joule; caracterizado pelo fato de que ainda compreende: colocar na superfície externa da camada interna ao longo de todo o comprimento da conduta pelo menos uma camada feita de material resistivo e ferromagnético (18) de modo a aumentar a razão de energia elétrica transmitida à camada interna.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende colocar na superfície interna da camada externa, ao longo de todo o comprimento da conduta, uma cobertura feita de material condutor e não magnético (16).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a corrente elétrica alternada, que flui na superfície externa da camada interna por efeito de pele e na superfície interna da camada externa por efeito de proximidade, tem uma frequência de 50 Hz ou 60 Hz.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a corrente elétrica alternada é aplicada em um único ponto na conduta.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a corrente elétrica alternada é aplicada em vários pontos da conduta, cada uma correspondendo a pelo menos uma seção de conduta (2a), cada seção de conduta compreendendo uma seção de camada interna (4a) e um seção de camada externa (6a).
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que, colocar a cobertura feita de material condutor e não magnético (16), compreende inserir um tubo feito de material condutor e não magnético dentro da camada externa, em seguida, expandir sob pressão o tubo contra a superfície interna da camada externa.
7. Sistema de aquecimento elétrico direto de uma conduta Pipe-In-Pipe para o transporte de fluidos, a conduta (2) compreendendo uma camada interna de aço (4) destinada a transportar fluidos e uma camada externa de aço (6) posicionada em torno da camada interna enquanto é coaxial com isso para delimitar um espaço anular com o mesmo, o sistema compreendendo: uma pluralidade de ligações mecânicas (15) entre a camada (parede) interna e a camada externa que são posicionadas em diferentes intervalos da conduta; um isolamento elétrico e térmico entre a camada (parede) interna e a camada externa que está posicionado ao longo de todo o comprimento da conduta; e um gerador de corrente elétrica alternada (20) aplicado entre uma superfície externa da camada interna e uma superfície interna da camada externa ao longo de todo o comprimento da conduta, de modo a aquecer a camada interna da conduta por efeito Joule; caracterizado pelo fato de que ainda compreende: pelo menos uma camada feita de material resistivo e ferromagnético (18) posicionada na superfície externa da camada interna ao longo de todo o comprimento da conduta de modo a aumentar a razão de energia elétrica transmitida à camada interna.
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma cobertura feita de material condutor e não magnético (16) posicionada na superfície interna da camada externa ao longo de todo o comprimento da conduta.
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o revestimento feito de material condutor e não magnético (16) é feito de alumínio, cobre, bronze, latão ou zinco.
10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que a cobertura feita de material condutor e não magnético tem uma espessura compreendida entre 1 e 6 mm.
11. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que a camada de material resistivo e ferromagnético (18) é feita de aço elétrico ou metal amorfo.
12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que a camada feita de material resistivo e ferromagnético tem uma espessura compreendida entre 1 e 3 mm.
13. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, caracterizado pelo fato de que as ligações mecânicas entre a camada interna e a camada externa da conduta são saliências anulares (15) espaçadas uniformemente ao longo de todo o comprimento da conduta.
14. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 13, caracterizado pelo fato de que o invólucro interno e o invólucro externo da conduta compreendem, cada um, uma pluralidade de seções de invólucro (2a) ligadas de ponta a ponta entre si por cordões de solda (8, 10), a cobertura feita de material condutor e não magnético e a camada de material resistivo e ferromagnético tendo descontinuidades (16a, 18a) nos cordões de solda.
15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a continuidade elétrica da cobertura feita de material condutor e não magnético e da camada feita de material resistivo e ferromagnético é alcançada diretamente através das camadas interna e externa.
16. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a continuidade elétrica da cobertura feita de material condutor e não magnético e da camada feita de material resistivo e ferromagnético é alcançada indiretamente através de um anel anular condutor (22) ou uma luva condutora (26) que são posicionados nos cordões de solda.
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