BR122023011257B1

BR122023011257B1 - Tubulação

Info

Publication number: BR122023011257B1
Application number: BR122023011257-1A
Authority: BR
Inventors: Stephen William Vorley
Original assignee: Marine Direct Consultants Limited
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2024-01-02
Also published as: GB2577812A; CA3112246A1; GB2577812B; GB2577811A; GB2577811B; EP3833898A1; EP3833898C0; GB201914164D0; EP4177504A3; EP4177504A2; BR112021005747B1; EA202190931A1; GB201914158D0; WO2020070476A1; AU2019351870A1; US20210348703A1; US11890709B2; EP3833898B1; BR112021005747A2

Abstract

tubulação compreendendo um elemento de estrutura tubular (802), tendo uma extremidade de tubo (806) equipada com um flange (816), o flange (816) tendo uma superfície externa, uma superfície interna (876) e uma face de extremidade (817), a face de extremidade (817) tendo um recesso anular (883) nela para receber um anel de vedação (819a), o recesso anular (883) revestido com um embutimento (883c), caracterizado pelo embutimento (883c) se estender a partir do referido recesso anular (883) à superfície interna (876) e, opcionalmente, a tubulação ser revestida com um revestimento (870).

Description

Dividido do pedido de Patente de Invenção BR 11 2021 005747 1, depositado em 30/09/2019 HISTÓRICO

[001] A presente invenção se refere a uma tubulação com embutimentos e revestimentos que serão oportunamente descritos neste pedido.

[002] Elementos de estrutura tubular são usados para transportar fluidos. Esses elementos de estrutura tubular são usados em tubulações, linhas de fluxo e risers [tubos ascendentes]. Elementos de estrutura tubular podem ser usados para transportar petróleo e gás em alto mar. Existem muitos tipos de elementos de estrutura tubular usados na indústria de petróleo e gás em alto mar, tais como: tubulações de exportação, que podem se estender ao longo do leito marinho a partir de uma cabeça de poço de um poço de produção ou um coletor, ligando várias cabeças de poço localizadas abaixo do mar a uma instalação de armazenamento em terra ou refinaria; risers, que se estendem para cima a partir de uma cabeça de poço de um poço de produção localizado no leito marinho até uma plataforma de perfuração ou uma boia para conexão a um navio-tanque; e linhas de fluxo, que conectam cabeças de poços submarinos a um coletor. Além disso, os elementos de estrutura tubular podem ser usados na construção e manutenção de poços de petróleo e gás. Exemplos de tais elementos de estrutura tubular usados na construção e manutenção de poços de petróleo e gás são risers, que se estendem para cima a partir de um poço, e tubulação em espiral, usada principalmente para intervenção, manutenção e estimulação de poços. Os elementos de estrutura tubular podem ser rígidos, flexíveis e/ou enroláveis.

[003] As tubulações em alto mar são geralmente feitas de aço macio ou aço de alta resistência em seções que são transportadas em um navio de assentamento de tubulação, como uma barcaça ou navio, até seu ponto de uso. As seções da tubulação rígida são soldadas e baixadas no mar pela popa do navio para formar uma tubulação contínua que fica no leito marinho. A tubulação soldada é geralmente abaixada do navio usando um dos três sistemas: S-lay [configuração em S], J-lay [configuração em J] ou enrolado.

[004] Usando o sistema S-lay, a extremidade livre da tubulação é disposta geralmente na horizontal em uma esteira rolante sobre o convés de um navio com uma nova seção também disposta de maneira horizontal e subsequentemente soldada à extremidade livre. A tubulação é descarregada da popa do navio ao longo de um ferrão que se projeta para trás e para baixo na direção do mar a partir da popa do navio. A tubulação assume uma forma de S conformada entre o leito marinho e o navio.

[005] Usando o sistema J-lay, a extremidade livre da tubulação é mantida em um ângulo para se adequar à profundidade da água, que pode ser quase vertical para águas profundas. A tubulação é mantida no ângulo desejado na popa do navio, com uma nova seção da tubulação sendo disposta no leito em um ângulo desejado e soldada à extremidade livre da tubulação. A tubulação é descarregada no ângulo desejado a partir da popa do navio. A tubulação assume uma forma de J conformada entre o leito marinho e o navio.

[006] Usando o sistema enrolado, um comprimento de tubulação soldada é enrolado em torno de uma grande bobina localizada no navio e desenrolado através de um retificador para fora da popa do navio. A tubulação assume uma forma de J conformada entre o leito marinho e o navio.

[007] Uma vez que a tubulação está em serviço, a tubulação é geralmente construída para suportar uma pressão interna de normalmente até 5.000 psi (350 bar) de transporte de fluido. Os dutos podem ter um diâmetro entre 2” (50mm) e 48” (1,2m), mas geralmente são da ordem de 8” (200mm) a 24” (600mm).

[008] Na fase de produção de um campo petrolífero, as linhas de fluxo são uma coluna de elementos de estrutura tubular que transportam petróleo e gás a partir de uma pluralidade de cabeças de poço de produção a um coletor e podem ser da ordem de dezenas a centenas de metros de comprimento. Uma tubulação pode ser uma coluna de elementos de estrutura tubular para transporte de petróleo e gás a partir do coletor a uma plataforma existente em terra e pode ser da ordem de quilômetros.

[009] Os risers de óleo e gás geralmente se enquadram em uma de duas categorias: risers marinhos e risers de produção. O primeiro sobe através do mar a partir de uma válvula de segurança contra estouros localizada no leito marinho e o último estende-se continuamente a partir do leito marinho a uma válvula de segurança contra estouros localizada em uma plataforma de superfície. Os risers são geralmente construídos para suportar pressões de até 15.000 psi (1050 bar) e 20.000 psi (1400 bar). Risers podem compreender uma única coluna de elementos de estrutura tubular, formando uma continuação do revestimento do poço em uma formação perfurada abaixo do leito marinho e podem compreender uma série de tubos paralelos adicionais para transportar, inter alia, fluidos de estrangulamento e paralisação. Risers feitos de aço de alta resistência em seções com conexões compreendem extremidades roscadas superiores e inferiores e/ou com conectores conexões de flange. Cada seção de um riser rígido é rígida na medida em que é autossustentada quando montada verticalmente e quando montada horizontalmente entre as extremidades, desviando uma pequena quantidade sob seu próprio peso.

[0010] Tubulações flexíveis, como risers flexíveis, são geralmente compostos feitos de várias camadas concêntricas, incluindo faixas helicoidais de aço e camadas de plástico. Os risers flexíveis podem ser feitos em seções e transportados da mesma maneira que os risers rígidos ou podem ser enrolados em grandes bobinas e, portanto, ter comprimento longo com poucas conexões quando in situ.

[0011] A tubulação enrolada usada na construção e manutenção de poços de petróleo e gás geralmente tem diâmetro pequeno (normalmente menos de 3,25 polegadas (83 mm)) e é feita de aço-carbono. A tubulação enrolada pode ser enrolada em bobinas.

[0012] Estruturas tubulares, como tubulações e linhas de fluxo, normalmente requerem um terminal. Para aplicações em águas rasas, cada extremidade da tubulação terá cabeçotes de raspagem simples que são removidos pelos mergulhadores após a tubulação ter sido inundada, medida e testada quanto à pressão. Esses cabeçotes são fixados à extremidade do tubo usando flanges padrão e removidos pelos mergulhadores antes de os mergulhadores amarrarem as extremidades do tubo em um riser rígido conectado à plataforma, coletor ou diretamente a uma única cabeça de poço. PLETs (pipeline end terminations |terminais de tubulações), são terminais mais sofisticados e caros que geralmente são usados em águas mais profundas, geralmente, mas não exclusivamente, para facilitar conexões sem a necessidade de mergulhadores usando ROVs.

[0013] Um PLET é geralmente uma estrutura rígida projetada para ser deixada no leito marinho, mantendo a extremidade de uma tubulação e seu terminal a uma distância predeterminada do leito marinho para facilitar o uso de: anexação de um lançador de pigs [anel de raspagem] em uma extremidade e de um coletor de pigs em outra extremidade da tubulação para que uma ferramenta de raspagem possa ser usada, inter alia, para limpeza, inspeção e teste da pressão da tubulação; e, posteriormente, a criação de conexões a um equipamento no leito marinho, como um coletor ou cabeça de poço. O PLET facilita o alinhamento dos terminais para formar uma conexão, além de fornecer um espaço ao redor da conexão em águas rasas, uma conexão de flange é fornecido, e um mergulhador com uma chave de parafuso faz a conexão. Alternativamente, ou se o leito marinho estiver localizado em águas profundas, um veículo operado remotamente (ROV|remote operated vehicle) pode ser fornecido com um sistema de parafuso feito sob medida, sendo usado para montagem da conexão do flange. Uma seção curta do tubo flexível ou elemento de estrutura tubular com forma rígida é geralmente usada para conectar o terminal das tubulações e linhas de fluxo aos coletores e cabeças de poço.

[0014] Em certas circunstâncias, os elementos de estrutura tubular podem transportar fluidos que são altamente corrosivos para o aço macio ou aço de alta resistência usado no corpo da estrutura tubular. Essas circunstâncias podem ser: - na perfuração de petróleo e gás em certos tipos de formações susceptíveis de encontrar fluidos corrosivos, tais como aquelas que compreendem enxofre; - no transporte de fluidos de produção que podem ser corrosivos; - em operações de fraturamento hidráulico em que podem ser usados fluidos corrosivos, como água do mar; e - em operações de estimulação de poços, como a reinjeção de poços de petróleo e gás, em que a água do mar pode ser usada.

[0015] Fluidos de injeção, fluidos de produção ou fluidos encontrados nas zonas sendo perfuradas podem produzir fluidos altamente corrosivos que podem atacar as estruturas tubulares de aço macio e de alta resistência.

[0016] Para superar os problemas de corrosão, tais estruturas tubulares podem ser feitas com uma liga de cromo em vez de aço macio. No entanto, a liga de cromo é muito cara e se uma superfície da estrutura tubular da liga de cromo for arranhada, a corrosão ainda pode ocorrer.

[0017] Também é comum usar elementos de estrutura tubular de aço macio revestido ou aço de alta resistência com revestimentos feitos de epóxi reforçado com vidro, plástico, aço inoxidável ou outros materiais resistentes à corrosão. Esses elementos de estrutura tubular de aço revestido podem ser usados para tubos de produção, tubulações e risers.

[0018] Os fluidos corrosivos podem ser fluidos bifásicos ou multifásicos, como petróleo, gás, água ou água do mar, que tem sais dissolvidos e ar aprisionado em si. A água do mar e outros fluidos corrosivos são comumente usados em poços de reinjeção. Um poço de reinjeção pode ser um poço existente em um reservatório ou um poço especialmente perfurado em um reservatório esgotado. Fluidos de reinjeção são bombeados para dentro do reservatório para estimular e aumentar a pressão no reservatório, a fim de forçar qualquer óleo e gás desejáveis para fora do reservatório através de um poço de produção.

[0019] Fluidos corrosivos também podem ser óleos e gases produzidos e, portanto, tubulações de produção revestidas e tubulações contínuas revestidas são frequentemente desejáveis. Tais fluidos de produção podem ser fluidos monofásicos ou multifásicos contendo uma combinação de líquido, sólido e gás.

[0020] Uma estrutura tubular revestida típica é uma estrutura tubular dupla ou de parede dupla, em que a parede interna é um tubo com revestimento feito de um material resistente à corrosão que serve como um condutor para o fluido corrosivo, e um tubo ou parede externa que é projetado para fornecer força para suportar as pressões internas do fluido corrosivo, bem como as forças externas, como pressão da água ambiente externa, carga mecânica, etc. Uma estrutura tubular com parede de aço leve ou de alta resistência pode ser revestida com um revestimento de polietileno de alta densidade (HDPE|high density polyethylene), aço inoxidável ou epóxi reforçado com vidro (GRE|glass reinforced epoxy). O revestimento GRE é inserido em uma estrutura tubular com parede de aço e cimentado na parede interna da estrutura tubular com parede de aço. O revestimento HDPE pode ser puxado através da estrutura tubular e deixado com um ajuste de fricção.

[0021] As estruturas tubulares rígidas têm comprimento limitado devido às condições e limitações às quais estão sujeitas no local, como pilhas de armazenamento e equipamentos de manuseio. Assim, no caso das seções da tubulação, cada seção tem geralmente cerca de 12m a 24m de comprimento, enquanto a tubulação pode ter dezenas ou centenas de quilômetros de comprimento. O diâmetro da tubulação pode ser de 2” (54mm) a 48” (1,22m). O revestimento é concêntrico com a parede de aço externa. O revestimento pode ser formado de HDPE extrudado com uma série de nervuras externas para espaçar o revestimento da parede de aço externa, definindo passagens axiais para o transporte de gases que podem permear do furo através do revestimento para as passagens axiais.

[0022] O Documento WO 2004/016977 divulga meios para conexão de um tubo, compreendendo uma vedação, flanges, uma parte roscada e uma porca, caracterizado pela parte de extremidade do tubo ser equipada com uma superfície de prensa concêntrica localizada imediatamente próxima à periferia do tubo e projetada para ser capaz de receber uma força axial de uma ferramenta de pré-carregamento, cuja força é distribuída uniformemente ou ponto a ponto sobre a periferia da extremidade do tubo para ativar a vedação disposta entre flanges adjacentes. A ferramenta de pré-carregamento compreende duas seções de extremidade conectadas a duas ou mais hastes, cada haste sendo equipada com um cilindro hidráulico.

[0023] O inventor observou que tubulações, linhas de fluxo e risers devem ser totalmente recuperáveis e seus componentes reutilizados assim que a tubulação não for mais necessária. Para tanto, o inventor observou que a facilidade de recuperação é muito importante para atingir esse objetivo.

[0024] O inventor observou que o diâmetro total da conexão deve ser minimizado para permitir a inserção através de ferramentas, furos, além de reduzir o material usado na conexão.

[0025] O inventor também observou que a conexão requer que uma grande força de tração seja aplicada à conexão para garantir a ativação de uma vedação. O inventor também observou que, uma vez que a força de tração correta for aplicada à conexão, o giro de uma porca não requer uma alta força de torque, nem um aperto de reação correspondente em uma parte não rotativa da conexão.

[0026] O inventor também observou que o alinhamento de uma ferramenta de tensionamento é fundamental para o aperfeiçoamento de uma conexão.

[0027] É necessária uma forma de reduzir o risco de corrosão no acoplamento e nas roscas entre o acoplamento e as extremidades do tubo.

[0028] Há uma necessidade de conexão de elementos de estrutura tubular que possam ser facilmente desconectados, de modo que o elemento de estrutura tubular possa ser reutilizado.

[0029] O inventor também observou que seria desejável ter um sistema de confirmação quando uma conexão for feita corretamente na primeira oportunidade possível para fazê-lo.

[0030] O inventor também observou que há necessidade de um terminal que possa ser montado para uma conexão adicional situada debaixo d’água no leito marinho.

[0031] O inventor também observou que há necessidade de um terminal que possa ser implantado a partir de uma embarcação, como um navio ou barcaça, de maneira eficiente.

[0032] Em algumas circunstâncias, é desejável isolar uma tubulação para manter uma temperatura no fluido sendo transportado. Às vezes, é desejável manter o fluido a uma temperatura que facilite o fluxo do fluido através da tubulação. Alternativa ou adicionalmente, é desejável manter uma temperatura à qual seja improvável que se formem hidratos no fluido a ser transportado.

[0033] O inventor também observou que os pontos frios na tubulação devem ser evitados para manter a temperatura no fluido sendo transportado. O inventor também observou que há necessidade de isolar as conexões entre tubos.

RESUMO E DECLARAÇÕES DA INVENÇÃO

[0034] De acordo com a presente invenção, é fornecido um sistema para criação de uma conexão entre um primeiro elemento de estrutura tubular e um segundo elemento de estrutura tubular, tendo furos coincidentes para transporte de um fluido, a conexão tendo um eixo na direção geral de fluxo do referido fluido através da mesma, o sistema compreendendo uma conexão e uma ferramenta de tensionamento, a conexão tendo uma primeira extremidade de estrutura tubular, compreendendo um primeiro flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e um colar, compreendendo uma luva e um batente fixado à luva, a referida luva disposta sobre o referido flange e o referido batente disposto sobre a referida extremidade de estrutura tubular, o referido colar deslizável ao longo da referida extremidade de estrutura tubular, a conexão tendo, ainda, uma segunda extremidade de estrutura tubular, compreendendo um segundo flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e uma porca de travamento em torno e deslizável ao longo da referida primeira extremidade de estrutura tubular, a ferramenta de tensionamento para aplicação de tensão axial ao referido colar em relação à referida segunda extremidade de estrutura tubular, caracterizada por, pelo menos, uma dentre a referida luva e a referida segunda extremidade de estrutura tubular ter um conjunto de ranhuras circunferenciais paralelas em si e pela referida ferramenta de tensionamento ter um conjunto de nervuras, o sistema compreendendo também as etapas de movimento do referido conjunto de nervuras ao referido conjunto de ranhuras e aplicação de uma tensão axial ao referido colar em relação à referida segunda extremidade de estrutura tubular.

[0035] Alternativa ou adicionalmente, a luva e a segunda extremidade de estrutura tubular compreendem um conjunto de nervuras e a ferramenta de tensionamento compreende um conjunto de ranhuras.

[0036] A presente invenção também fornece uma conexão para uso no sistema da invenção, a conexão tendo uma primeira extremidade de estrutura tubular, compreendendo um primeiro flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e um colar, compreendendo uma luva e um batente, a referida luva disposta sobre o referido flange e o referido batente disposto sobre a referida extremidade de estrutura tubular, o referido colar deslizável ao longo da referida extremidade de estrutura tubular, a conexão tendo, ainda, uma segunda extremidade de estrutura tubular, compreendendo um segundo flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e uma porca de travamento em torno e deslizável ao longo da referida segunda extremidade, caracterizado por, pelo menos, uma entre referida luva e a referida segunda extremidade de estrutura tubular compreender um conjunto de ranhuras circunferenciais.

[0037] Opcionalmente, o colar tem uma parte rosqueada interna e a porca de travamento tem uma parte rosqueada externa correspondente. Opcionalmente, a parte rosqueada interna tem uma parte rosqueada externa correspondente da porca de travamento, sendo dimensionadas para encaixar de forma roscada, a fim de travar a primeira e a segunda extremidades do tubo juntas. Opcionalmente, a luva é formada integralmente com o batente para um colar de peça única.

[0038] Opcionalmente, o batente é localizado em uma extremidade distal da luva e o conjunto de ranhuras é localizado em uma extremidade proximal da luva. Opcionalmente, uma parte de corpo é fornecida entre o conjunto de ranhuras e o batente, cuja parte de corpo se estende elasticamente durante o tensionamento com a ferramenta de tensionamento e pode permanecer sob extensão elástica, uma vez que a ferramenta de tensionamento é removida e a conexão é feita. Opcionalmente, o colar pode deslizar ao longo da primeira extremidade de estrutura tubular até que o batente encoste-se ao primeiro flange de extremidade. Opcionalmente, a porca de travamento pode deslizar ao longo da segunda extremidade de estrutura tubular até que a porca de travamento encoste-se ao segundo flange de extremidade. Opcionalmente, o batente encontra-se dentro da luva e é concêntrico com ela. Opcionalmente, o batente é fixo ou integrado à luva. Opcionalmente, o batente é rosqueado na luva, o batente tendo uma rosca macho e a luva tendo uma rosca fêmea ao longo de, pelo menos, uma parte de uma superfície interna.

[0039] Opcionalmente, cada ranhura do conjunto de ranhuras é um sulco. Um sulco é uma ranhura com cantos internos arredondados e uma parte inferior plana. Além disso, os sulcos possuem, opcionalmente, cantos superiores arredondados ou quadrados. Opcionalmente, a ranhura tem uma seção transversal arredondada ou uma seção transversal quadrada. As ranhuras aumentam preferencialmente a área de rolamento líquida para aplicação de pré-carga em comparação com uma única face, enquanto mantém a espessura total do colar a um mínimo.

[0040] O primeiro elemento de estrutura tubular tem uma espessura de parede. Opcionalmente, a referida primeira extremidade de estrutura tubular compreende uma parte proximal com espessura de parede maior que a estrutura tubular e menor que a espessura da parede do primeiro flange de extremidade. Opcionalmente, a segunda extremidade de estrutura tubular compreende uma parte proximal de maior espessura de parede que a segunda estrutura tubular e menor que a espessura de parede do segundo flange de extremidade.

[0041] Opcionalmente, uma vedação é disposta entre as extremidades do tubo e é ativada pela tensão aplicada pela ferramenta de tensionamento e mantida ao fazer a conexão. Opcionalmente, a vedação é um anel de vedação disposto em uma ranhura em uma face de extremidade de um dos flanges e se projeta a partir dela. Opcionalmente, um anel de junta de vedação é pré-instalado em uma ranhura em um dos flanges, opcionalmente com uma supercola metal-metal e, opcionalmente, com um protetor de extremidade de flange para proteger as extremidades antes da montagem. O protetor de extremidade de flange é removido antes que a conexão seja feita.

[0042] Opcionalmente, as extremidades do tubo são integrais com um elemento de estrutura tubular que constitui uma tubulação, linha de fluxo ou riser. Opcionalmente, as extremidades do tubo compreendem, ainda, uma parte de suporte que é de maior espessura de parede do que a espessura dos elementos de estrutura tubular que constituem a tubulação, linha de fluxo ou riser. Opcionalmente, os flanges são de maior espessura de parede do que as porções de suporte. Opcionalmente, o batente do colar pode deslizar e girar ao longo da parte de suporte da primeira extremidade de estrutura tubular. Opcionalmente, a porca pode deslizar e girar ao longo da parte de suporte da segunda extremidade de estrutura tubular.

[0043] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecida uma conexão, tendo uma primeira extremidade de estrutura tubular, compreendendo um primeiro flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e um colar, compreendendo uma luva e um batente, a referida luva disposta sobre o referido flange e o referido batente disposto sobre a referida extremidade de estrutura tubular, o referido colar deslizável ao longo da referida extremidade de estrutura tubular, a conexão tendo, ainda, uma segunda extremidade de estrutura tubular, compreendendo um segundo flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e uma porca de travamento em torno e deslizável ao longo da referida segunda extremidade, caracterizado pelo batente ficar dentro da luva e ser concêntrico a ela, o batente sendo roscado na luva. Opcionalmente, o batente tem uma rosca macho em torno de sua superfície externa e, opcionalmente, a luva tem uma rosca fêmea ao longo de, pelo menos, uma parte de uma superfície interna.

[0044] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um sistema para criação de uma conexão entre um primeiro elemento de estrutura tubular e um segundo elemento de estrutura tubular, tendo furos coincidentes para transporte de um fluido e um eixo na direção geral de fluxo do referido fluido através da mesma, o sistema compreendendo uma conexão e uma ferramenta de tensionamento, a conexão tendo uma primeira extremidade de estrutura tubular, compreendendo um primeiro flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e um colar, compreendendo uma luva e um batente, a referida luva disposta sobre o referido primeiro flange de extremidade e o referido batente disposto sobre a referida extremidade de estrutura tubular, referido colar deslizável ao longo da referida primeira extremidade de estrutura tubular, a conexão tendo, ainda, uma segunda extremidade de estrutura tubular, compreendendo um segundo flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e uma porca de travamento em torno e deslizável ao longo da segunda extremidade de estrutura tubular, a ferramenta de tensionamento para aplicação de tensão axial ao referido colar em relação à referida segunda extremidade de estrutura tubular, caracterizado pela referida ferramenta de tensionamento compreender um conjunto de êmbolos, cada êmbolo compreendendo um pistão e um cilindro que aplicam tensão para esticar a luva, estendendo o pistão a partir do cilindro.

[0045] Uma ferramenta de tensionamento do sistema, de acordo com o sistema da presente invenção, caracterizado pela ferramenta de tensionamento compreender um corpo estrutural, tendo uma primeira extremidade estrutural, e uma segunda extremidade estrutural, pelo menos, um êmbolo, tendo uma extremidade fixa e uma extremidade livre, a extremidade fixa sendo fixada à referida primeira extremidade estrutural e a referida extremidade livre sendo móvel em direção e para longe da referida segunda extremidade estrutural, em que a referida extremidade livre possui um inserto para engate com um colar de uma conexão.

[0046] Opcionalmente, o pistão e os cilindros são acionados usando fluido hidráulico.

[0047] Opcionalmente, a ferramenta de tensionamento compreende um aparelho de retenção para reter axialmente a referida segunda extremidade de estrutura tubular em relação ao referido cilindro e um outro aparelho de retenção para reter axialmente a referida luva da referida primeira extremidade de estrutura tubular em relação ao referido pistão. Opcionalmente, o aparelho de retenção axial e/ou o outro aparelho de retenção axial compreende uma pluralidade ou multiplicidade de ranhuras na segunda extremidade de estrutura tubular e luva, além de nervuras na ferramenta de tensionamento inseríveis nas ranhuras, que são preferencialmente anulares e preferencialmente situadas em um plano perpendicular ao eixo, embora possam ser dispostas em um ângulo em relação ao mesmo em um padrão Chevron ou semelhante. Opcionalmente, o aparelho de retenção axial e/ou o aparelho de retenção axial adicional compreende uma lingueta anular na segunda extremidade de estrutura tubular e a luva, além de uma lingueta de encosto correspondente na ferramenta de tensionamento.

[0048] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um sistema para criação de uma conexão entre um primeiro elemento de estrutura tubular e um segundo elemento de estrutura tubular, tendo furos coincidentes para transporte de um fluido e um eixo na direção geral de fluxo do referido fluido através da mesma, o sistema compreendendo uma conexão e uma ferramenta de tensionamento, a conexão tendo uma primeira extremidade de estrutura tubular, compreendendo um primeiro flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e um colar, compreendendo uma luva e um batente, a referida luva disposta sobre o referido flange e o referido batente disposto sobre a referida extremidade de estrutura tubular, o referido colar deslizável ao longo da referida extremidade de estrutura tubular, a conexão tendo, ainda, uma segunda extremidade de estrutura tubular, compreendendo um segundo flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e uma porca de travamento em torno e deslizável ao longo da referida segunda extremidade de estrutura tubular, a ferramenta de tensionamento para aplicar tensão axial entre o referido colar e a referida segunda extremidade de estrutura tubular, caracterizado pela referida ferramenta de tensionamento compreender um corpo estrutural e um conjunto de êmbolos sobre uma abertura para receber a conexão e paralela ao referido eixo da referida conexão, cada êmbolo tendo uma extremidade fixada ao referido corpo estrutural, uma extremidade livre móvel após a ativação do referido êmbolo e um inserto disposto nas referidas extremidades livres dos referidos êmbolos, compreendendo um inserto para engate com a referida luva.

[0049] Os êmbolos podem ser menores e mais econômicos para aplicar a mesma pré-carga que os êmbolos dispostos para atuar na contração, o que resultará em uma ferramenta de tensionamento mais compacta.

[0050] Opcionalmente, o corpo estrutural da referida ferramenta de tensionamento compreende, pelo menos, uma parte primária e secundária, cada parte compreendendo, pelo menos, um dos êmbolos do referido conjunto de êmbolos, cada êmbolo tendo um inserto, a parte primária e secundária sendo móveis em relação uma à outra para permitir que o referido inserto engate na referida luva da referida conexão.

[0051] Opcionalmente, o referido inserto é disposto em um porta-insertos. Opcionalmente, o inserto é radialmente móvel no referido porta-insertos.

[0052] Opcionalmente, a referida ferramenta de tensionamento compreende um inserto, tendo um conjunto de nervuras, e a referida luva compreende um conjunto de ranhuras, caracterizado, opcionalmente, mediante movimento radial do referido inserto, pelo referido conjunto de nervuras engatar em um conjunto de ranhuras. Opcionalmente, o porta-insertos compreende um êmbolo de inserto para mover o referido inserto radialmente em relação ao referido suporte. Opcionalmente, a ferramenta de tensionamento compreende, ainda, um inserto de reação, disposto em um porta-insertos de reação fixado ao referido corpo estrutural. Opcionalmente, cada uma das partes primárias e secundárias do corpo compreende, individualmente, pelo menos, um inserto de reação. Opcionalmente, o referido inserto de reação é radialmente móvel para facilitar o engate com a referida segunda extremidade de estrutura tubular. Opcionalmente, o inserto de reação é radialmente móvel dentro do suporte de inserto usando um êmbolo.

[0053] Opcionalmente, o inserto é fixado no referido porta-insertos de reação no corpo estrutural, o referido corpo estrutural compreendendo, pelo menos, partes primárias e secundárias móveis radialmente para e a partir da referida conexão, de forma que os referidos insertos seletivamente engatam e desengatam na referida segunda extremidade do tubo da referida conexão. Opcionalmente, o corpo estrutural compreende, pelo menos, partes primárias e secundárias móveis radialmente em trilhos dispostos transversalmente ao eixo da conexão. Ao usar a ferramenta de tensionamento com uma parte primária e secundária, de acordo com a presente invenção, será permitido que itens como um aparelho de Terminal de tubulação se movam através da ferramenta de tensionamento localizada em uma linha de montagem rolante em um navio, enquanto a parte primária e secundária da ferramenta de tensionamento podem se afastar o suficiente para que o PLET passe através dela.

[0054] Opcionalmente, uma guia de alinhamento é fornecida no referido corpo estrutural, podendo ser móvel radialmente ou podendo ser fixada radialmente. A guia de alinhamento pode ser usada para alinhamento axial dos insertos com as ranhuras. A guia de alinhamento pode compreender um batente, de forma que uma parte da conexão encoste para alinhar as ranhuras com as nervuras dos insertos de reação da segunda extremidade de estrutura tubular e também possa alinhar as nervuras dos insertos com as ranhuras do colar da primeira extremidade de estrutura tubular da conexão. A guia de alinhamento também pode ser usada como uma superfície de reação adicional para uma parte da conexão apoiar durante o tensionamento.

[0055] Opcionalmente, a ferramenta de tensionamento compreende, ainda, um rotacionador para girar a porca de travamento da conexão. Opcionalmente, o rotacionador é disposto na extremidade livre do êmbolo e pode ser movido com ele. Opcionalmente, o rotacionador é disposto no porta-insertos. O rotacionador pode compreender uma roda com um perímetro liso para girar a porca de travamento em uma parte de parede lisa da porca de travamento. Opcionalmente, o perímetro liso tem uma superfície para facilitar um aumento na força de contato, como uma borracha ou outra superfície de alto atrito. O rotacionador precisa apenas girar a porca de travamento com um torque baixo para travar o colar no lugar. Assim, o rotacionador pode não precisar de uma roda equipada com uma parte acastelada para acoplar com uma parte acastelada correspondente na porca de travamento, nem uma parte dentada ou semelhante para acoplar com uma trilha dentada na porca de travamento.

[0056] A ferramenta de tensionamento da presente invenção pode usar êmbolos que aplicam a força de tensão necessária para pré-carregar o colar em compressão, o que pode ser mais eficiente do que se a força de tensão para pré- carregamento do colar fosse aplicada com êmbolos em tensão. Opcionalmente, a força de tensão é aplicada à conexão por meio de insertos que podem ser trocados para se adequar ao tamanho da conexão/tubo. As ferramentas de pré-carregamento podem ser feitas nas partes primárias e secundárias, que podem ser abertas de modo que os terminais possam ser levantados usando um guindaste do navio de assentamento de tubulação. A ferramenta de tensionamento pode ser equipada com sensores, de modo que o tubo/conexão pare no local correto para que os sulcos engatem com os insertos da ferramenta de tensionamento. Neste ponto, o tubo pode ser mantido por uma unidade de suspensão separada.

[0057] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um sistema para criação de uma conexão entre um primeiro elemento de estrutura tubular e um segundo elemento de estrutura tubular, tendo furos coincidentes para transporte de um fluido e um eixo na direção geral de fluxo do referido fluido através da mesma, a primeira e segunda estruturas tubulares tendo uma espessura de parede definida pelo furo e uma superfície externa, o sistema compreendendo uma conexão e uma ferramenta de tensionamento, a conexão tendo uma primeira extremidade de estrutura tubular, compreendendo um primeiro flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e um colar, compreendendo uma luva e um batente, a referida luva disposta sobre o referido flange e o referido batente disposto sobre a referida primeira extremidade de estrutura tubular, o referido colar deslizável ao longo da referida extremidade de estrutura tubular, a conexão tendo, ainda, uma segunda extremidade de estrutura tubular, compreendendo um segundo flange de extremidade, tendo uma face de extremidade, uma parte proximal e uma porca de travamento em torno e deslizável ao longo da referida parte proximal e um ressalto disposto entre a segunda extremidade de estrutura tubular e a parte proximal, a ferramenta de tensionamento sendo para aplicação de tensão axial entre o referido colar e a referida segunda extremidade de estrutura tubular, caracterizado pela referida ferramenta de tensionamento compreender um corpo e um conjunto de êmbolos sobre uma abertura para receber a conexão, e paralelo ao referido eixo da referida conexão, cada êmbolo tendo uma extremidade fixada ao referido corpo e uma extremidade livre, compreendendo meios de engate, para engatar a referida luva, o referido conjunto de êmbolos para aplicação de tensão à referida conexão, em que a referida ferramenta de tensionamento compreende, ainda, um guia de alinhamento sobre uma abertura na referida ferramenta de tensionamento para receber a referida conexão, a referida guia de alinhamento radialmente móvel a partir de uma posição retraída, permitindo que a referida conexão passe através da referida abertura, e uma posição radialmente estendida, para encostar no referido ressalto da referida conexão para alinhar os referidos meios de engate com a referida conexão.

[0058] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um sistema para criação de uma conexão entre um primeiro elemento de estrutura tubular e um segundo elemento de estrutura tubular, tendo furos coincidentes para transporte de um fluido e um eixo na direção geral de fluxo do referido fluido através da mesma, a primeira e segunda estruturas tubulares tendo uma espessura de parede definida pelo furo e uma superfície externa, o sistema compreendendo uma conexão e uma ferramenta de tensionamento, a conexão tendo uma primeira extremidade de estrutura tubular, compreendendo um primeiro flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e um colar, compreendendo uma luva e um batente, a referida luva disposta sobre o referido flange e o referido batente disposto sobre a referida primeira extremidade de estrutura tubular, o referido colar deslizável ao longo da referida extremidade de estrutura tubular, a conexão tendo, ainda, uma segunda extremidade de estrutura tubular, compreendendo um segundo flange de extremidade, tendo uma face de extremidade, uma parte proximal e uma porca de travamento em torno e deslizável ao longo da referida parte proximal, e um ressalto, disposto entre a segunda extremidade de estrutura tubular e a parte proximal, a ferramenta de tensionamento sendo para aplicação de tensão axial entre o referido colar e a referida segunda extremidade de estrutura tubular, caracterizado pela referida ferramenta de tensionamento compreender um corpo e um conjunto de êmbolos sobre uma abertura para receber a conexão, e paralelo ao referido eixo da referida conexão, cada êmbolo tendo uma extremidade fixada ao referido corpo e uma extremidade livre, compreendendo meios de engate, para engatar a referida luva, o referido conjunto de êmbolos para aplicação de tensão à referida conexão, em que a referida ferramenta de tensionamento compreende, ainda, um guia de alinhamento sobre uma abertura na referida ferramenta de tensionamento para receber a referida conexão, o corpo estrutural da referida ferramenta de tensionamento compreendendo, pelo menos, uma parte primária e secundária, cada parte compreendendo, pelo menos, um dos êmbolos do referido conjunto de êmbolos, as partes primárias e secundárias sendo móveis uma em relação à outra para permitir seletivamente que a referida conexão passe através da referida abertura ou encoste no referido ressalto da referida conexão para alinhar os referidos meios de engate com a referida conexão. Opcionalmente, a guia de alinhamento tem uma parte fixada a, pelo menos, uma primeira parte do corpo estrutural, sendo, preferencialmente, ambas. Opcionalmente, a guia de alinhamento é radialmente fixada ao corpo estrutural.

[0059] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um sistema para confirmação se uma conexão entre a primeira e segunda estruturas tubulares foi feita, o sistema compreendendo uma conexão e uma ferramenta de tensionamento, a conexão tendo uma primeira extremidade de estrutura tubular, compreendendo um primeiro flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e um colar, compreendendo uma luva e um batente fixado à luva, a referida luva disposta sobre o referido flange e o referido batente disposto sobre a referida primeira extremidade de estrutura tubular, o referido colar deslizável ao longo da referida extremidade de estrutura tubular, a conexão tendo, ainda, uma segunda extremidade de estrutura tubular, compreendendo um segundo flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e uma porca de travamento em torno e deslizável ao longo da referida segunda extremidade de estrutura tubular, a ferramenta de tensionamento sendo para aplicação de tensão axial entre o referido colar e a referida segunda extremidade de estrutura tubular, caracterizado pela referida ferramenta de tensionamento compreender, ainda, uma câmera tendo um campo de visão direcionado à referida luva do referido colar para coletar imagens da luva durante o tensionamento da luva. Esta é uma técnica óptica sem contato para medir a tensão na luva.

[0060] Opcionalmente, o sistema compreende, ainda, um computador para execução de um algoritmo para avaliar a deformação na referida luva. Opcionalmente, o algoritmo se baseia na técnica de correlação de imagem digital (DIC | digital image correlation).

[0061] Opcionalmente, a câmera é uma câmera CCD (charged coupled device|dispositivo de carga acoplada) ou CMOS (complementary metal-oxide semiconductor | semicondutor de óxido de metal complementar).

[0062] Opcionalmente, a luva do colar é preparada ao revestir uma superfície externa da luva com um revestimento. Opcionalmente, o revestimento é uma tinta, proporcionando, preferencialmente, um padrão que seja aleatório, rico em contraste, de padrão pontilhado e que seja tipicamente criado com tintas de aerossol padrão. Opcionalmente, o padrão de superfície natural da luva pode ser adequado. O padrão (que pode ser natural ou aplicado) é rastreado em toda a superfície do material de imagem.

[0063] Opcionalmente, a luva tem um conjunto de ranhuras ao longo de uma parte respectiva e uma parte de parede lisa. A parte de parede lisa pode fornecer um comprimento da luva dentro do campo de visão da câmera para medição de tensão sem contato.

[0064] Opcionalmente, a câmera é disposta na extremidade livre do êmbolo e, opcionalmente, no porta- insertos. Assim, a câmera permanece em uma posição fixa e conhecida em relação à luva da conexão.

[0065] Opcionalmente, uma segunda câmera é disposta na ferramenta de tensionamento e tem um campo de visão direcionado à referida luva. Opcionalmente, é fornecida uma fonte de luz que geralmente é direcionada no mesmo campo de visão da câmera. Opcionalmente, a ferramenta de tensionamento compreende um conjunto de câmeras que compreende um invólucro da câmera. Opcionalmente, o invólucro também abriga a fonte de luz. Opcionalmente, o invólucro também compreende a segunda câmera.

[0066] Opcionalmente, o sistema compreende, ainda, a etapa de conversão da tensão em deformação usando o Módulo de Young do material da luva para apresentar uma figura de carga que um operador use para avaliar se há carga suficiente na referida conexão para ativar e manter uma vedação.

[0067] O sistema pode incorporar uma única câmera que faz parte de um único conjunto DIC ou câmeras duplas que façam parte de um conjunto DIC duplo, caracterizado pelas medições de tensão poderem ser comparadas entre si para redundância e/ou verificação de erros.

[0068] A ferramenta de tensionamento pode ser para uso em um navio de assentamento de tubulação ou para uso submarino.

[0069] Opcionalmente, o sistema compreende a etapa de aplicação de tensão ao referido colar com a referida ferramenta de tensionamento e a rotação da referida porca de travamento para travar o primeiro terminal e o terminal adicional juntos, criando a referida conexão.

[0070] Opcionalmente, o sistema compreende, ainda, a etapa de relaxamento e liberação da tensão fornecida pela ferramenta de tensionamento, além da coleta de imagens da luva após a liberação.

[0071] A presente invenção também fornece um método para confirmação se uma conexão entre a primeira e segunda estruturas tubulares foi feita, o método compreendendo as etapas de: captura de imagem de, pelo menos, uma parte de uma luva de um colar de uma conexão desfeita; aplicação de tensão no referido colar; travamento do referido colar para criação da referida conexão; relaxamento e liberação da tensão no referido colar, além da captura de, pelo menos, uma imagem adicional após a liberação; e comparação das referidas imagens ou dados obtidos a partir das referidas imagens para obter uma medição de tensão. A tensão é aplicada axialmente com os elementos de estrutura tubular.

[0072] Opcionalmente, o método compreende, ainda, a etapa de comparação da referida medição de deformação com uma medição de deformação predeterminada para avaliar se uma conexão foi feita corretamente. Opcionalmente, o método compreende, ainda, a etapa de captura de uma imagem adicional durante o tensionamento para avaliar a tensão e relaxar a tensão quando a referida tensão atinge ou excede um limite predeterminado. Opcionalmente, a etapa de travamento do referido colar compreende a etapa de rotação de uma porca de travamento, preferencialmente sobre o eixo das referidas tubulações.

[0073] Opcionalmente, a luva do colar é preparada revestindo uma superfície exterior da luva com um revestimento.

[0074] Opcionalmente, o método compreende, ainda, a etapa de conversão da tensão em deformação usando o Módulo de Young do material da luva para calcular um valor de carga.

[0075] A presente invenção também fornece um método para conexão do primeiro e segundo elementos de estrutura tubular, o método compreendendo as etapas de captura de imagem de, pelo menos, uma parte de uma luva de um colar de uma conexão desfeita, aplicação de tensão no referido colar, capturando, pelo menos, outra imagem durante o tensionamento no referido colar para avaliar a tensão e relaxamento da tensão quando a referida tensão atingir ou exceder um limite predeterminado.

[0076] Opcionalmente, se a tensão não atingir ou exceder um limite predeterminado, o tensionamento continua e, pelo menos, uma imagem adicional é capturada para avaliar a tensão e relaxar a tensão quando a referida tensão atingir ou exceder um limite predeterminado.

[0077] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um aparelho para suportar uma extremidade de uma tubulação ou linha de fluxo, o aparelho compreendendo uma base com, pelo menos, um suporte elevado para suportar uma extremidade da tubulação ou linha de fluxo, caracterizado por uma estrutura de implantação ser articulada à referida base.

[0078] Opcionalmente, o aparelho compreende, ainda, uma seção curva da tubulação, tendo uma primeira e segunda extremidades, a primeira extremidade suportada, mantida ou localizada, pelo menos, no referido suporte elevado e tendo um terminal, e a referida segunda extremidade seguindo a partir da referida base e equipada com outro terminal. Opcionalmente, a seção curva da tubulação é rígida na medida em que mantém sua curva permanentemente em uso normal. Opcionalmente, a seção curva da tubulação assume uma forma de S conformada, tendo uma extremidade apoiada no suporte elevado que se encontra horizontal, vertical ou em um ângulo entre intermediário, e uma segunda extremidade saindo da base, preferencialmente horizontal. Opcionalmente, a tubulação curva compreende, pelo menos, duas seções, opcionalmente soldadas entre si, pelo menos, uma das quais, podendo ser curva. Opcionalmente, a parte curva compreende uma parte reta da tubulação, na qual o referido terminal adicional é fixado. A parte reta pode seguir entre 10m e 20m da estrutura.

[0079] Opcionalmente, a base compreende uma estrutura composta por uma pluralidade de vigas estruturais. Opcionalmente, as vigas são de seção quadrada, redonda, oval ou poligonal. Opcionalmente, pelo menos, uma camada de brita é articulado à referida base.

[0080] Opcionalmente, a extremidade da tubulação ou linha de fluxo é uma primeira extremidade de estrutura tubular ou segunda extremidade de estrutura tubular de uma conexão do tipo aqui divulgado. Opcionalmente, a conexão da presente invenção é como qualquer outra conexão aqui divulgada.

[0081] Opcionalmente, o aparelho compreende, pelo menos, uma articulação para facilitar a alimentação do aparelho ao longo de um leito curvo do ferrão. A articulação pode facilitar um lado inferior do aparelho para se conformar ao leito curvo do ferrão.

[0082] Opcionalmente, o aparelho compreende, ainda, uma manilha, lingueta ou outra conexão adequada para facilitar a tração do aparelho ao longo do ferrão, preferencialmente com um cabo de aço. Opcionalmente, o aparelho compreende uma base e uma estrutura de implantação articulada à mesma para permitir a articulação em um plano vertical. Opcionalmente, um cabo de aço é anexado à estrutura de implantação para puxar o aparelho ao longo do ferrão para facilitar a alimentação. Opcionalmente, o cabo de aço é anexado à estrutura de implantação com uma manilha e, opcionalmente, uma articulação.

[0083] Este aspecto da presente invenção também fornece um terminal de tubulação, compreendendo uma base com, pelo menos, um suporte elevado para suportar uma extremidade de tubulação ou linha de fluxo, o aparelho compreendendo, ainda, uma seção de tubo de partida, tendo uma parte curva, e uma primeira e segunda extremidades, a primeira extremidade sendo suportada, mantida ou localizada, pelo menos, no referido suporte elevado e tendo um terminal, e a referida segunda extremidade seguindo a partir da referida base e sendo equipada com outro terminal, caracterizado por um dos terminais compreender um primeiro flange de extremidade, tendo uma face de extremidade e um colar que compreende uma luva e um batente, a referida luva disposta sobre o referido primeiro flange de extremidade e o referido batente disposto em torno uma primeira extremidade de estrutura tubular, o referido colar deslizável ao longo da referida extremidade de estrutura tubular, o outro terminal compreendendo uma segunda extremidade de estrutura tubular, compreendendo um segundo flange de extremidade tendo uma face de extremidade, e uma porca de travamento ao redor e deslizável ao longo da referida segunda extremidade, em que, pelo menos, uma dentre a referida luva e a referida segunda extremidade de estrutura tubular compreende um conjunto de ranhuras circunferenciais.

[0084] Este aspecto da presente invenção também fornece um método para implantação de um terminal de tubulação a partir de um navio de assentamento de tubulação, o terminal de tubulação da invenção, o método compreendendo as etapas de anexação de um terminal a, pelo menos, uma junta do tubulação ao segundo terminal do terminal de tubulação, e alimentação do aparelho com a referida tubulação ao longo de um ferrão do navio de assentamento de tubulação até um destino no leito marinho.

[0085] Opcionalmente, o método compreende, ainda, a etapa de retirada do terminal de tubulação ao longo do ferrão com um cabo de aço. Opcionalmente, o cabo de aço é disposto em torno de uma roldana de um bloco ou estrutura fixados no leito marinho. Opcionalmente, o cabo de aço é enrolado em torno de um tambor motriz em um navio de assentamento de tubulação e enrolado a partir dele. Opcionalmente, o navio de assentamento de tubulação possui uma linha de condução, compreendendo uma esteira rolante, uma ferramenta de tensionamento para tensão da referida conexão, pelo menos, um entre um suspensor ou tensor de tubulação e um ferrão, o método compreendendo, ainda, a etapa de elevação da referida estrutura do referido terminal de tubulação para a linha de condução à popa da ferramenta de tensionamento e, pelo menos, um entre um suspensor ou tensor de tubulação, tendo uma parte reta da referida seção de tubo de partida dentro da referida ferramenta de tensionamento.

[0086] Opcionalmente, o cabo de aço é disposto em torno de uma roldana de um bloco ou uma estrutura fixados no leito marinho para implantar uma extremidade inicial de uma tubulação ou linha de fluxo. O bloco pode ser fixado a uma estaca cravada no leito marinho ou a um bloco de iniciação. Opcionalmente, o cabo de aço é enrolado em torno de um tambor motriz no navio de assentamento de tubulação e pode ser enrolado para dentro e para fora dele.

[0087] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um método para conexão de uma tubulação a um dispositivo submarino, como um coletor ou uma árvore de natal molhada de uma cabeça de poço, o método compreendendo as etapas de fornecimento de um aparelho que suporte uma seção de tubo de partida , a seção de tubo de partida equipada com um primeiro terminal e um segundo terminal, o método compreendendo, ainda, as etapas de conexão do segundo terminal a um terminal de tubulação sendo implantado e o rebaixamento do aparelho ao leito marinho, alinhando axialmente um terminal adicional com o primeiro terminal, um entre o referido primeiro terminal e o terminal adicional tendo um colar e o outro tendo uma porca de travamento, a rotação de uma das porcas de travamento e do colar criando uma conexão, a instalação de uma ferramenta de tensionamento subaquática sobre a referida conexão, a aplicação de tensão ao referido colar com a referida ferramenta de tensionamento e a rotação da referida porca de travamento para travar o primeiro terminal e o terminal adicional juntos, a fim de criar a referida conexão.

[0088] Opcionalmente, o dispositivo submarino tem uma bobina de tubo flexível ou rígido fornecida com o referido terminal adicional.

[0089] Opcionalmente, o método compreende, ainda, a etapa de raspagem da tubulação antes de o primeiro terminal ser unido ao referido terminal adicional do dispositivo submarino.

[0090] De acordo com a presente invenção, é fornecida uma ferramenta de tensionamento subaquático, compreendendo, pelo menos, duas partes, cada parte equipada com, pelo menos, um êmbolo, as referidas partes tendo uma abertura central para receber uma conexão, as partes sendo móveis radialmente sobre a conexão para permitir que sejam fixadas juntas sobre a conexão.

[0091] A presente invenção também fornece um sistema para conexão da extremidade de uma tubulação ou linha de fluxo no leito marinho a um dispositivo submarino, o sistema compreendendo um aparelho tendo uma base com, pelo menos, um primeiro e segundo suportes elevados, cada um compreendendo um assento, o referido primeiro suporte elevado suportando um primeiro terminal de uma seção de tubo de partida (360), o segundo suporte elevado suportando o terminal adicional de uma conexão de uma estrutura tubular de ligação, pelo menos, os referidos primeiro e segundo suportes elevados sendo espaçados para permitir que o referido primeiro terminal seja conectado com a referida segunda extremidade da referida conexão e para receber uma ferramenta de tensionamento para aplicar uma tensão axial a uma luva da conexão. Opcionalmente, a ferramenta de tensionamento é a ferramenta de tensionamento da presente invenção. Opcionalmente, a ferramenta de tensionamento compreende partes primárias e secundárias, formando uma garganta, as partes primárias e secundárias sendo articuladas para abrir sobre a referida conexão entre os referidos primeiro e segundo suportes elevados para receber a referida conexão na referida garganta, sendo fecháveis sobre a referida conexão, após a referida ferramenta de tensionamento ser ativada para aplicação de tensão à referida luva da referida conexão. Opcionalmente, os suportes elevados são dispostos para suportar o terminal em um plano horizontal. Opcionalmente, a ferramenta de tensionamento é abaixada em uma linha a partir de um navio de superfície e alinhada entre os suportes elevados por um mergulhador ou um Veículo Operado Remotamente (ROV).

[0092] O terminal pode ser disposto horizontalmente para conexão com um terminal correspondente em um plano horizontal ou pode ser disposto verticalmente para conexão com um terminal correspondente em um plano vertical (não mostrado nos desenhos).

[0093] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecida uma conexão que compreende um primeiro e segundo elementos de estrutura tubular, tendo um furo coincidente, o referido primeiro elemento de estrutura tubular revestido com um revestimento, tendo um primeiro caminho de fluxo em uma região anular entre os mesmos, o referido segundo elemento de estrutura tubular revestido com um revestimento, tendo um segundo caminho de fluxo em um espaço anular entre os mesmos, o referido primeiro elemento de estrutura tubular tendo um flange de extremidade e o segundo elemento de estrutura tubular tendo um flange de extremidade correspondente, caracterizado pelo referido flange e o referido flange correspondente compreenderem outro caminho de fluxo para ligar o referido primeiro caminho de fluxo com o referido segundo caminho de fluxo.

[0094] De acordo com este aspecto da invenção, também é fornecido um sistema que compreende uma tubulação equipada com uma multiplicidade de conexões, cada conexão compreendendo um primeiro e segundo elementos de estrutura tubular tendo um furo coincidente, o referido primeiro elemento de estrutura tubular revestido com um revestimento, tendo um primeiro caminho de fluxo em uma região anular entre os mesmos, o referido segundo elemento de estrutura tubular revestido com um revestimento, tendo um segundo caminho de fluxo em um espaço anular entre os mesmos, o referido primeiro elemento de estrutura tubular tendo um flange de extremidade e o segundo elemento de estrutura tubular tendo um flange de extremidade correspondente, caracterizado pelo referido flange e o referido flange correspondente compreenderem outro caminho de fluxo para ligar o referido primeiro caminho de fluxo ao referido segundo caminho de fluxo, o sistema compreendendo, ainda, um coletor para manter um fluxo constante através do referido caminho de fluxo ao longo de, pelo menos, uma parte da referida tubulação.

[0095] Opcionalmente, o caminho de fluxo compreende uma porta que se estende através do referido flange e, opcionalmente, uma porta adicional que se estende através do referido flange correspondente. Opcionalmente, pelo menos, um dos flanges e flanges correspondentes tem um recesso anular em si para receber um anel de vedação e, opcionalmente, a porta se estende ao referido recesso. Opcionalmente, a conexão compreende, ainda, um anel de vedação localizado no referido recesso. Opcionalmente, o anel de vedação é colado nele para inibir a queda do anel de vedação para fora do recesso durante a montagem da conexão. Opcionalmente, o anel de vedação tem uma pluralidade de furos através do mesmo para permitir que o fluido flua entre os flanges adjacentes e, opcionalmente, recessos. Opcionalmente, o anel de vedação fica no recesso com um espaço anular atrás dele.

[0096] Opcionalmente, o forro tem uma parte de extremidade que fica em uma cavidade anular no referido primeiro elemento de estrutura tubular e, opcionalmente, no referido segundo elemento de estrutura tubular. A cavidade anular tem uma profundidade de extremidade, como opção, substancialmente igual à espessura do revestimento. Opcionalmente, a cavidade anular tem uma região de transição suave entre o diâmetro interno do elemento de estrutura tubular e a profundidade da extremidade. Opcionalmente, uma folga anular é fornecida entre uma extremidade do revestimento e uma extremidade da cavidade anular.

[0097] Opcionalmente, o revestimento é feito de um HDPE (polietileno de alta densidade), PVDF (difluoreto de polivinilideno) ou XLPE (polietileno reticulado). Opcionalmente, o revestimento é formado por extrusão.

[0098] Este aspecto da presente invenção também fornece um método para inibição o acúmulo de gases entre um revestimento e um elemento de estrutura tubular em uma tubulação, compreendendo, pelo menos, dois elementos de estrutura tubular com uma conexão entre eles, uma região anular entre cada revestimento e o respectivo elemento de estrutura tubular, com, pelo menos, um caminho de fluxo na referida região anular, e a conexão compreendendo um caminho de fluxo adicional, o método compreendendo as etapas de permitir que um fluido flua através do referido caminho de fluxo adicional entre os referidos caminhos de fluxo na referida região anular entre os referidos tubos de revestimento e os referidos elementos de estrutura tubular.

[0099] Opcionalmente, o método compreende, ainda, a etapa de indução de movimento no fluido ao longo do caminho de fluxo entre o revestimento e o elemento de estrutura tubular em um coletor. Opcionalmente, o coletor é disposto em terra. Opcionalmente, o coletor é disposto submarino. Opcionalmente, um coletor é localizado submarino e um coletor adicional é localizado em terra. Opcionalmente, uma pluralidade de coletores é espaçada ao longo da tubulação. Opcionalmente, o coletor compreende uma bomba. Opcionalmente, a bomba é uma bomba de pressão negativa para induzir uma força de tração ao fluido. Opcionalmente, a bomba é uma bomba de deslocamento positivo para induzir um movimento ao fluido. Opcionalmente, a tubulação é conectada ao coletor com uma conexão de flange.Opcionalmente, a conexão é uma conexão conforme aqui divulgado em relação às Figuras de 1 a 3, ou qualquer outra conexão aqui divulgada. Opcionalmente, a conexão compreende um anel de vedação, tendo uma multiplicidade de furos axiais através de si e, opcionalmente, disposta em um recesso, tendo uma área de contato para o anel de vedação entrar em contato e formar uma vedação e um caminho de fluxo anular entre o anel de vedação e uma parede do recesso, facilitando o fluxo de fluido através da conexão. Opcionalmente, uma multiplicidade de furos é fornecida, estendendo-se a partir do caminho de fluxo anular ao caminho de fluxo axial entre o revestimento e a tubulação.

[00100] O inventor observou que é importante em uma tubulação revestida e protegida a inibição da corrosão perto ou nas conexões entre as juntas dos tubos em uma tubulação, linha de fluxo ou riser.

[00101] A presente invenção também fornece uma tubulação, compreendendo um elemento de estrutura tubular com uma extremidade de tubo equipada com um flange, o flange tendo uma superfície externa, uma superfície interna e uma face de extremidade, a face de extremidade tendo um recesso anular em si para receber um anel de vedação, o recesso anular revestido com um embutimento, caracterizado pelo embutimento se estender desde o referido recesso anular até a superfície interna.

[00102] Opcionalmente, o embutimento se estende ao longo da superfície interna. Opcionalmente, entre 25 mm e 100 mm e, opcionalmente, entre 50 mm e 75 mm. Opcionalmente, a tubulação é alinhada com um revestimento. Opcionalmente, o revestimento se sobrepõe ao embutimento. Opcionalmente, o embutimento é feito de aço inoxidável ou Inconel. Opcionalmente, um anel de compressão é usado na extremidade do flange de uma junta revestida da tubulação, caracterizado pelo anel de compressão se sobrepor ao embutimento. Opcionalmente, o revestimento é espaçado a partir da parede interna do elemento de estrutura tubular para fornecer um caminho de fluxo de fluido, um furo é disposto no flange e um furo adicional é disposto no referido embutimento alinhado com o furo para conectar fluidamente o caminho de fluxo com o recesso anular, fornecendo, preferencialmente, um caminho de fluxo através da extremidade de estrutura tubular e em uma extremidade de estrutura tubular correspondente conectada ao mesmo para fornecer um caminho de fluxo contínuo ao longo da tubulação. Opcionalmente, o embutimento é formado com um recesso anular em, pelo menos, uma face de extremidade do flange para fornecer um caminho de fluxo anular para que os gases circulem.

[00103] Em algumas tubulações, linhas de fluxo ou risers, é vantajoso manter uma temperatura no fluido sendo transportado. É, portanto, vantajoso isolar a tubulação, linha de fluxo ou riser. O inventor notou que é importante não ter ligações na tubulação, linha de fluxo ou riser, onde as variações de temperatura podem não apenas alterar a temperatura do fluido sendo transportado, mas podem induzir a formação de cristais de hidrato e/ou padrões de fluxo dentro do fluido.

[00104] A presente invenção também fornece uma tubulação isolada, compreendendo um primeiro e segundo elementos de estrutura tubular interna, cada um tendo um tubo transportador externo concêntrico e isolamento em um espaço anular entre si, os elementos de estrutura tubular tendo, cada um, uma extremidade de estrutura tubular e uma conexão entre si, a conexão compreendendo uma primeira extremidade de estrutura tubular, compreendendo um primeiro cubo e um primeiro flange de extremidade, tendo uma face de extremidade e um colar que compreende uma luva e um batente fixado à luva, a referida luva disposta sobre o referido primeiro flange de extremidade e o referido batente disposto sobre a referida primeira extremidade de estrutura tubular, o referido colar deslizável ao longo da referida extremidade de estrutura tubular, a segunda extremidade de estrutura tubular compreendendo um segundo cubo, um segundo flange de extremidade tendo uma face de extremidade e uma porca de travamento em torno e deslizável ao longo da referida primeira extremidade de estrutura tubular, caracterizado pela conexão compreender uma camisa isolante.

[00105] Opcionalmente, o tubo transportador externo é soldado ao cubo. Opcionalmente, uma vedação é disposta entre a camisa isolante e a conexão. Opcionalmente, uma vedação é fornecida em cada extremidade da camisa isolante, opcionalmente em um recesso anular ou semianular. Opcionalmente, a camisa isolante compreende virolas que podem ser oferecidas radialmente até a conexão e opcionalmente mantidas no lugar na conexão com faixas para inibir as virolas de se separarem radialmente da conexão. A camisa isolante opcionalmente compreende uma superfície interna contornada para corresponder substancialmente aos contornos da conexão, incluindo o colar, cubos, ranhuras ou saliências e o tubo transportador. Opcionalmente, a camisa isolante se sobrepõe ao tubo isolado para inibir a ligação.

[00106] Para evitar dúvidas, um sistema, aparelho ou método da invenção pode compreender qualquer um ou todos os aspectos e recursos opcionais e etapas, conforme aqui estabelecido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00107] Para uma melhor compreensão da presente invenção, será feita referência agora, somente a título de exemplo, aos desenhos anexos, nos quais: • A Figura 1 é uma visualização em perspectiva em corte de uma conexão, de acordo com a presente invenção; • A Figura 2 é uma visualização em corte transversal da conexão mostrada na Figura 1 em um estágio final de conexão; • A Figura 3 é uma visualização lateral da conexão mostrada na Figura 1 no estágio final de conexão; • A Figura 4 é uma visualização em corte transversal ampliada de uma conexão, de acordo com a presente invenção, compreendendo um colar alternativo; • A Figura 5 é uma visualização em perspectiva de uma junta de anel de vedação do tipo BX usado na conexão mostrada na Figura 1; • A Figura 6 é uma visualização em corte lateral ampliada de uma luva de um colar da conexão mostrada na Figura 1; • A Figura 6A é uma visualização em perspectiva da luva mostrada na Figura 6; • A Figura 7 é uma visualização em perspectiva de uma ferramenta de tensionamento, de acordo com a presente invenção, para uso ao fazer uma conexão de acordo com a presente invenção; • A Figura 7A é uma visualização plana superior da ferramenta de tensionamento mostrada na Figura 7; • A Figura 7B é uma elevação lateral da ferramenta de tensionamento mostrada na Figura 7; • A Figura 8A é uma visualização em perspectiva que mostra uma primeira metade da ferramenta de tensionamento mostrada na Figura 7, com uma conexão mostrada na Figura 1 entre dois elementos de estrutura tubular na ferramenta de tensionamento e um aparelho de ancoragem para uso no controle de implantação de uma coluna de elementos de estrutura tubular; • A Figura 8B é uma visualização em perspectiva que mostra uma primeira metade de outra aplicação de uma ferramenta de tensionamento, com uma conexão mostrada na Figura 1 entre dois elementos de estrutura tubular na ferramenta de tensionamento e um aparelho de ancoragem para uso no controle de implantação de uma coluna de elementos de estrutura tubular; • A Figura 9 é uma visualização esquemática em corte transversal lateral de parte da ferramenta de tensionamento mostrada na Figura 8B; • A Figura 10 é uma visualização em perspectiva que mostra parte da luva mostrada na Figura 6 e mostra uma parte de um inserto de uma ferramenta de tensionamento; • A Figura 10A é uma visualização em corte transversal que mostra um sulco e uma nervura de sulco; • A Figura 10B é uma visualização esquemática de uma parte da ferramenta de tensionamento da Figura 7, mostrando um rotacionador para girar uma porca de travamento da conexão, o rotacionador fixado a um porta-insertos; • A Figura 11 é uma visualização em perspectiva seccional de parte de uma segunda metade da ferramenta de tensionamento mostrada na Figura 7, compreendendo um sistema de câmera de acordo com a presente invenção e com uma conexão disposta na ferramenta de tensionamento mostrada em seção; • A Figura 12 é uma visualização em perspectiva de uma unidade de câmera para uso no sistema mostrado na Figura 11; • A Figura 12A é uma visualização em perspectiva esquemática da unidade de câmera, indicando um campo de visão da unidade de câmera; • A Figura 13 é uma visualização em perspectiva de uma câmera alternativa para uso na ferramenta de tensionamento mostrada na Figura 11; • A Figura 13A é um diagrama esquemático que mostra um estágio de operação da câmera mostrada na Figura 13; • A Figura 13B é um diagrama esquemático que mostra os estágios de operação da câmera mostrada na Figura 13; • A Figura 14 é um diagrama esquemático que mostra um sistema S-lay da técnica prévia para assentar uma tubulação no leito marinho; • A Figura 15 é um diagrama esquemático que mostra um sistema J-lay da técnica prévia para assentar uma tubulação; • A Figura 16 é uma visualização em perspectiva de um terminal de tubulação de acordo com a presente invenção, mostrada com um tubo flexível conectado à mesma; • A Figura 17 é uma visualização lateral do terminal de tubulação e do tubo flexível mostrado na Figura 16; • A Figura 17A é um diagrama que mostra um estágio final em um método para iniciação do assentamento de uma tubulação de acordo com a presente invenção; • A Figura 17B é um diagrama que mostra um estágio inicial em um método para iniciação do assentamento de uma tubulação de acordo com a presente invenção; • A Figura 18 é uma visualização lateral do terminal de tubulação e do tubo flexível com uma ferramenta de tensionamento de um sistema para conexão de uma tubulação a um dispositivo submarino, de acordo com a presente invenção, mostrando um estágio de montagem de um terminal de tubulação com o tubo flexível fornecido com um terminal correspondente; • A Figura 19 é uma visualização de extremidade, parcialmente em seção, do terminal de tubulação e do tubo flexível com a ferramenta de tensionamento mostrada na Figura 18; • A Figura 20 é uma visualização lateral do terminal de tubulação e do tubo flexível com a ferramenta de tensionamento mostrada na Figura 18, a ferramenta de tensionamento mostrada em seção transversal. • A Figura 21 é uma visualização esquemática em corte transversal lateral de parte de uma tubulação revestida e conexão entre as seções da tubulação de acordo com outro aspecto da presente invenção; • A Figura 21A é uma visualização em seção transversal de parte de uma tubulação revestida mostrada na Figura 21; • A Figura 22 é uma visualização esquemática em corte transversal lateral de parte de uma tubulação revestida e conexão entre as seções da tubulação de acordo com o outro aspecto da invenção; • A Figura 22A é uma visualização esquemática de uma tubulação de acordo com a presente invenção, compreendendo uma conexão de tubo revestido de acordo com a presente invenção; • A Figura 22B é uma visualização esquemática de uma extremidade de uma tubulação de acordo com a presente invenção, terminando em um coletor em terra; • A Figura 23 é uma visualização esquemática em seção transversal de parte de uma tubulação, compreendendo uma extremidade de estrutura tubular de acordo com o outro aspecto da invenção; • A Figura 24 é uma visualização esquemática em seção transversal de parte de uma tubulação, compreendendo uma extremidade de estrutura tubular de acordo, ainda, com outro aspecto da invenção; • A Figura 25A é uma visualização lateral em corte transversal de parte de uma tubulação isolada, de acordo com outro aspecto da presente invenção; e • A Figura 25B é uma visualização em corte transversal da conexão de parte isolada mostrada na Figura 25A. REFERÊNCIAS NUMÉRICAS (1) conexão; (2) (3) estrutura tubular; (4) (5) (10) (11) furo; (6) (7) extremidades do tubo; (8) (9) soldas; (12) parte distal; (13) espessura da parede; (14) extremidade proximal; (15) ressalto; (16) flange de extremidade proximal; (16’) ressalto; (17) face de extremidade plana; (18) recesso contínuo; (19) gaxeta de vedação de anel; (19’) cantos chanfrados; (19’’’) parte superior curva; (20) colar; (21) luva; (22) rosca fêmea; (23) extremidade proximal; (23’) parte de extremidade proximal; (24) rosca fêmea; (25) extremidade; (26) (27) extremidades chanfradas; (27’) chanfro de extremidade distal; (28) sulcos circunferenciais paralelos; (28’) sulcos/ranhuras; (28’’) topos planos; (29) fundo plano; (29’) cantos curvos; (29’’) paredes laterais verticais; (29’’’) cantos curvos; (30) anel de batente; (31) rosca macho; (40) parte de extremidade distal; (41) parte proximal; (42) ressalto; (43) flange de extremidade proximal; (44) ressalto perpendicular; (45) estrutura tubular; (46) recesso contínuo; (47) sulcos de tensionamento circunferenciais paralelos; (48) área proximal; (49) região de tensionamento; (50) porca de travamento; (51) rosca macho; (52) extremidade proximal; (53) chanfro; (54) face perpendicular; (97) (98) primeira e segunda metades; (99) vigas estruturais com trilho transversal (100) ferramenta de tensionamento; (100A) ferramenta de tensionamento; (101) corpo estrutural; (102) (104) primeira e a segunda extremidades estruturais; (103) abertura de recepção semicircular; (104) segunda extremidade estrutural; (105) abertura de saída semicircular; (105’) unidade de ancoragem; (106) revestimento; (107) (108) (109) êmbolos hidráulicos de dupla ação; (110) (111) cilindro; (112) (113) pistão axialmente móvel; (114) insertos; (115) abertura; (116) placa frontal retangular; (117) placas de extremidade lateral; (118) placa traseira; (120) placas de extremidade superior; (121) placas de extremidade inferior; (122) (123) deslizadores superiores; (124) (129) (132) trilhos de viga estrutural; (125) trilhos integrados; (130) deslizador; (131) deslizadores laterais; (135) inserto; (139) segmento; (140) corpo; (141) luva; (142) nervuras de sulcos paralelas; (143) parte superior plana; (144) cantos curvos; (145) paredes laterais verticais; (146) parte curva; (147) vales planos; (149) mecanismos de movimento; (149’) mecanismo de movimento; (150) inserto de reação; (150’) insertos de reação; (151) inserto integral; (151’) transportador de inserto integral; (152) corpo; (153) transportador inerte; (153’) cavidade; (155) rotacionador(es); (156) roda; (157) motor; (158) controlador; (160) batente; (160’) batente substituível; (161) transportador de batente; (161’) transportador de batente; (162’) cavidade; (173) (175) aberturas de recepção e saída semicirculares; (180) unidade de alimentação hidráulica; (181) controlador; (182) visor; (202) borda de aço; (203) computador; (205) superfície lisa; (206) superfície lisa; (210) padrão; (211) ponto preto; (212) lata de tinta spray; (215) primeira imagem; (216) segunda imagem; (217) terceira imagem; (218) oval preto; (221) borda; (222) sistema; (223) câmera; (220) câmera adicional; (230) unidade de câmera; (231) (232) câmeras; (233) corpo; (234) (235) campo de visão; (236) fonte de luz; (300) (330) navio; (301) (331) superfície; (302) (332) tubulação; (303) (333) leito marinho; (304) (334) extremidade livre; (305) seções; (306) esteira rolante alongada; (307) popa; (310) ferrão; (350) conexão; (351) primeiro terminal; (352) tubo flexível; (353) terminal; (355) tubulação; (356) seção reta de tubulação; (360) seção de tubo de partida; (361) segundo terminal; (400) Terminal de tubulação (PLET); (401) estrutura de base; (402) (403) elementos longitudinais paralelos; (404) (405) (406) (407) elementos transversais; (408) primeira extremidade; (409) elemento de seção circular adicional; (410) suporte superior; (410a) suporte adicional; (410’) assento; (410a') assento; (411) (412) camadas de brita esquerda e direita; (413) (414) dobradiças; (415) (416) (417) (418) elementos transversais; (420) travessas; (430) estrutura de implantação; (432) (433) elementos longitudinais paralelos; (435) (436) dobradiça; (440) (441) elementos transversais; (442) elemento de forquilha; (443) (444) elementos de seção de caixa; (445) placa; (446) manilha; (450) guia de tubulação; (451) (452) pilares; (460) coletores ou cabeças de poço; (465) cabo de aço; (466) carretel motriz; (467) bloco; (499) cabo de aço; (500) ferramenta de tensionamento subaquática; (501) corpo estrutural; (502) (503) primeira e segunda metades; (504) dobradiça; (507) (512) êmbolos; (520) trinco; (550) unidade de alimentação acumuladora; (600) tubulação; (601) conexão; (602) elemento de estrutura tubular; (604) furo; (606) primeira extremidade do tubo; (607) segunda extremidade do tubo; (610) furo; (612) corpo tubular de aço oco; (614) parte de extremidade proximal; (616) flange de extremidade; (617) face de extremidade; (618) recesso anular; (619) anel de vedação; (619a) anel de vedação; (625) Inconel; (641) parte de extremidade proximal; (643) flange de extremidade; (646a) recesso anular; (670) revestimento; (670’) revestimento; (671) pequenas nervuras axiais paralelas; (672) superfície externa; (673) caminho de fluxo; (673’) caminho de fluxo correspondente; (674) parte de extremidade; (675) recesso; (676) parede interna; (677) ressalto; (678) face de borda quadrada; (679) folga anular; (680) região de transição lisa; (681) profundidade final; (682) furos; (682’) furos; (682a) furos; (682b) furo; (683) recesso anular; (684) (684’) superfícies cônicas; (685) revestimento de extremidade; (686) região cônica; (687) cavidade anular; (687’) cavidade anular correspondente; (688) extremidade proximal; (689) ) seção curta da tubulação adicional; (689a) leito marinho; (690) furos; (691) face frontal; (690a) primeira extremidade da tubulação; (691a) cabeça de poço; (692) face posterior; (692a) coletor submarino; (693a) segunda extremidade da tubulação; (694a) coletor em terra; (694b) invólucro; (694c) furo de fluxo; (695a) bomba; (696b) tanque de retenção; (697a) tubo; (699) computador; (699a) seção curta de tubulação adicional 699a (700) tubulação; (701) conexão; (704) furo; (706) primeira extremidade de estrutura tubular; (707) segunda extremidade de estrutura tubular; (710) furo; (712) corpo tubular de aço oco; (712’) corpo tubular de aço oco; (716) flange de extremidade; (717) face de extremidade; (718) recesso; (719) anel de vedação; (741) parte proximal; (770) revestimento; (770’) revestimento; (770) (770’) revestimentos; (773) canais de fluxo; (773’) caminho de fluxo; (774) parte de extremidade; (775) recesso; (776) extremidade proximal; (777) ressalto; (778) face de extremidade quadrada; (779) folga anular; (780) região de transição lisa; (781) parte de profundidade final; (782) furos ou portas; (782’) furos; (783) parede traseira; (785) anel de compressão de revestimento de extremidade; (786) região cônica; (787) cavidade; (787’) cavidade anular correspondente; (788) extremidade proximal; (790) furos; (791) face frontal; (792) face posterior; (795) parafuso roscado; (797) porcas; (800) (806) extremidade de estrutura tubular; (804) (810) furos; (802) elemento de estrutura tubular; (812) elemento de estrutura tubular de aço oco; (814) parte de extremidade proximal; (816) flange; (817) face com parte interna rebaixada; (817a) parte de face; (817b) parte; (819a) anel de vedação; (870) revestimento; (873) caminho de fluxo axial; (876) parte rebaixada; (877) parede de extremidade; (879) canal de fluxo anular; (882) furos; (883) recesso; (883a) paredes cônicas anulares internas e externas; (883b) parede de extremidade anular perpendicular; (883c) embutimento; (885) anel de compressão; (887) canal de fluxo anular; (888) extremidade; (890a) furos axiais; (900) tubulação; (902) elemento de estrutura tubular; (904) (910) furos coincidentes; (906) extremidade de estrutura tubular; (912) elemento de estrutura tubular de aço oco; (914) parte de extremidade proximal; (916) flange; (917) face com a parte interna rebaixada; (917a) parte de face; (917b) parte adicional; (917) face; (919a) anel de vedação; (970) revestimento contínuo; (973) caminho de fluxo; (982) furo; (983) recesso; (983a) paredes anulares cônicas internas e externas; (983b) parede de extremidade anular perpendicular; (983c) embutimento; (987) canal de fluxo anular; (990a) furos axiais; (1001) conexão; (1001a) camisa isolante; (1001aa) virolas; (1001b) (1001c) extremidades; (1001d) (1001e) vedação; (1001f) (1001g) faixa; (1001h) superfície externa; (1001I) superfície interna; (1002) primeira junta de tubulação isolada; (1002a) isolamento; (1002b) tubo; (1002b) (1003b) tubo externo; (1002c) tubulação interna de aço; (1003) segunda junta de tubulação isolada; (1003a) material de isolamento térmico; (1003b) tubo concêntrico externo; (1003c) tubulação interna; (1006) primeira extremidade de estrutura tubular; (1012) primeira parte tubular; (1014) cubo; (1016) flange; (1020) colar; (1021) luva; (1030) batente; (1041) cubo; (1043) flange; (1050) porca; (XX) eixo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00108] Com referência às Figuras de 1 a 3, é mostrada uma conexão (1) entre dois elementos de estrutura tubular (2) e (3), tendo furos substancialmente coincidentes 4 e 5 para o transporte de fluidos.

[00109] Cada elemento de estrutura tubular (2) e (3) pode ser feito de qualquer material adequado, como aço macio, aço de alta resistência, aço inoxidável, material plástico ou materiais compostos. O elemento de estrutura tubular pode ser de seção transversal circular. Os elementos de estrutura tubular (2) e (3) são mostrados sem um revestimento, embora o elemento de estrutura tubular também possa ser revestido com um revestimento resistente à corrosão adequado. Os elementos de estrutura tubular (2) e (3) podem ser de qualquer comprimento adequado e podem ter uma extremidade do tubo (6) e (7) em cada extremidade para criar uma conexão com um elemento de estrutura tubular adjacente em cada extremidade para formar uma coluna de elementos de estrutura tubular.

[00110] Neste exemplo, os elementos de estrutura tubular (2) e (3) são feitos, cada um, de um aço de alta resistência, como um aço de alto teor de carbono. Os elementos de estrutura tubular (2) e (3) são feitos de quatro seções tubulares de 12m (40 pés) de comprimento (não mostrado nas Figuras), que podem ter um chanfro circunferencial na superfície externa de cada extremidade das seções de tubular através da espessura de parede do elemento de estrutura tubular e soldadas em conjunto com soldas de topo dentro de um espaço fornecido pelos cones adjacentes para formar um elemento de estrutura tubular de 48m (160 pés) de comprimento (não mostrado por completo). As quatro seções soldadas da estrutura tubular são fornecidas com extremidades do tubo (6) e (7) em cada extremidade. As quatro seções soldadas da estrutura tubular e extremidades do tubo (6) e (7) podem ser referidas como uma “junta quádrupla”. Os elementos de estrutura tubular (2) e (3) possuem uma superfície interna, limitando o respectivo furo (4) e (5), e uma superfície externa, definindo uma espessura de parede (13) entre eles. Alternativamente, o elemento de estrutura tubular pode compreender uma (12m), duas (24m, conhecida como dupla), três (36m, conhecida como tripla) ou outro número adequado de seções soldadas.

[00111] A conexão (1) compreende uma primeira e segunda extremidades de estrutura tubular (6) e (7) que são soldadas aos elementos de estrutura tubular (2) e (3), respectivamente, com uma solda de topo circunferencial (8) e (9). As soldas (8) e (9) podem ser usinadas para produzir uma superfície externa contínua e lisa. A superfície interna é geralmente lisa. A usinagem das soldas também pode melhorar o desempenho de fadiga. As extremidades do tubo (6) e (7) têm furos (10) e (11) substancialmente coincidentes, que também são substancialmente coincidentes com os furos (4) e (5) para formar um furo contínuo para a passagem do fluido. Deve-se notar que as extremidades do tubo (6) e (7) podem, alternativamente, ser aderidas aos elementos de estrutura tubular (2) e (3) ou fixadas de outra forma. Alternativamente, as extremidades do tubo (6) e (7) podem ser formadas integralmente com os elementos de estrutura tubular (2) e (3).

[00112] A primeira extremidade do tubo (6) tem uma parte de extremidade distal (12), tendo uma espessura de parede que é substancialmente igual à espessura da parede (13) do elemento de estrutura tubular (2). A primeira extremidade do tubo (6) também tem uma parte proximal (14) com espessura de parede aumentada, tendo uma parede externa de maior diâmetro do que o diâmetro externo do elemento de estrutura tubular (2). A espessura da parede da parte proximal (14) pode ser aproximadamente o dobro da espessura da parede (13) dos elementos de estrutura tubular (2) e (3), embora possa ser de qualquer espessura adequada. Um ressalto (15) é formado entre a superfície externa da parte distal (12) e o diâmetro externo alargado da parte proximal (14). O ressalto (15) pode ser chanfrado. A primeira extremidade do tubo (6) também tem um flange de extremidade proximal (16) com uma espessura de parede maior do que a parte proximal (14) e pode ser aproximadamente o triplo da espessura da parede (13) do elemento de estrutura tubular (2), embora possa ser de qualquer espessura adequada. Um ressalto (16’) é formado entre a superfície externa da parte proximal (14) e o diâmetro externo do flange de extremidade proximal (16). O ressalto (16’) pode ser perpendicular ao eixo (X-X) do tubo, ou pode ser chanfrado em qualquer ângulo adequado. O flange de extremidade proximal (16) tem uma face de extremidade substancialmente plana (17) situada em um plano perpendicular ao eixo XX da conexão (1). A face de extremidade plana (17) tem um recesso contínuo (18) em si, que é substancialmente concêntrico com as paredes internas e externas do flange de extremidade proximal (16) e estão dispostas entre si. O recesso contínuo (18) é dimensionado e moldado para receber uma primeira parte da gaxeta de vedação de anel (19), deixando uma segunda parte projetando-se a partir do recesso contínuo (18). A gaxeta de vedação de anel (19) pode ser colocada frouxamente no recesso ou pode ser aderida a ele com uma cola, tal como uma cola de metal-metal, ou pode ser dimensionada para formar um encaixe de fricção entre os mesmos. A primeira extremidade do tubo (6) pode ser feita de uma única peça de material, como aço de alta resistência.

[00113] O anel de vedação (19) pode ser uma Gaxeta de Junta de Anel Tipo BX, que geralmente são usinadas por CNC. A Gaxeta de Junta de Anel Tipo BX é energizada pelo fornecimento de uma força axial ao fazer a conexão (1). A Gaxeta de Junta de Anel Tipo BX pode, conforme mostrado na Figura 5, ter cantos chanfrados (19’), embora uma vedação do anel possa ser de seção quadrada. O anel de vedação pode ser feito de uma vedação de alta resistência ou aço inoxidável, preferencialmente com alto teor de cromo. O anel de vedação (19) pode ser feito de um aço inoxidável, como de grau 316L, ou um Inconel, como de grau 825.

[00114] A primeira extremidade do tubo (6) tem um colar (20), compreendendo uma luva (21) mostrada em detalhes nas Figuras 6 e 6A. A luva (21) é tubular, com uma secção transversal circular, e pode ser feita de aço de alta resistência. A luva (21) tem uma espessura de parede definida por uma superfície interna de um diâmetro substancialmente igual ou muito ligeiramente maior do que o diâmetro externo do flange de extremidade proximal (16), de modo que em uso, a luva (21) possa deslizar sobre a superfície externa do flange de extremidade proximal (16). A espessura da parede da luva também é definida por uma superfície externa que pode ser de diâmetro constante, conforme mostrado na aplicação da Figura 4, ou pode ter uma parte de corpo rebaixada (21’) de diâmetro ligeiramente menor, conforme mostrado nas Figuras de 1 a 3, 6 e 6A. A luva (21) tem uma rosca fêmea (22) batida na superfície interna, ao longo de uma parte de extremidade proximal (23). A luva (21) também tem uma rosca fêmea (24) batida na superfície interna, ao longo de uma parte de extremidade distal (25). Uma superfície externa da luva (21) tem extremidades chanfradas (26) e (27) e um conjunto de sulcos circunferenciais paralelos (28) abrangendo a parte de extremidade proximal (23).

[00115] Com referência à Figura 1, o colar (20) também compreende um anel de batente (30), tendo uma superfície interna definindo um diâmetro substancialmente igual ou ligeiramente maior do que o diâmetro externo da parte de extremidade proximal (14), de modo que, em uso, o anel de batente (30) seja deslizável ao longo da parte de extremidade proximal (14). A superfície interna pode ser lisa. O anel de batente (30) é um anel contínuo, tendo uma superfície externa de um diâmetro substancialmente igual ao diâmetro interno da luva (21). A superfície externa é equipada com uma rosca macho (31) que se encaixa na rosca fêmea (24) da parte de extremidade (25) da luva (21). Durante a construção da conexão (1), a luva (21) é deslizada a partir da extremidade livre da extremidade do tubo (6) sobre o flange de extremidade proximal (16) após o anel de batente (30) ser rosqueado na luva (21) e permanecer fixo nela. Deve-se notar que o anel de batente (30) não se encontra separado da luva (21), enquanto uma conexão é feita no campo.

[00116] Para facilitar a montagem, o anel do batente (30) pode compreender duas porções de concha semicirculares (não mostradas) que podem ser oferecidas radialmente à parte de extremidade proximal (14) da extremidade do tubo (6). As roscas de parafuso em cada uma das porções de concha combinam e se alinham para formar uma rosca contínua sobre a superfície externa da concha. Durante a montagem, a luva (21) é, então, deslizada sobre a extremidade livre da extremidade do tubo (6) e rosqueada nas porções de concha que formam o anel de batente (30).

[00117] Alternativamente, conforme mostrado na Figura 4, o anel de batente (30) pode ser formado integralmente com a luva (21), de modo que o colar seja formado em uma única peça e, em seguida, deslize até a extremidade do tubo (6) antes que a extremidade de estrutura tubular seja soldada ou fixada de outra forma ao elemento de estrutura tubular (2). O colar mostrado na Figura 4 também mostra o diâmetro externo tendo um diâmetro constante, exceto por um chanfro de extremidade distal (27’) e uma pluralidade de sulcos de tensionamento circunferenciais (28’) paralelos abrangendo a parte de extremidade proximal (23’).

[00118] Um sulco (28’) é um tipo particular de ranhura, com um fundo substancialmente plano (29) com cantos curvos (29’) unindo o fundo plano (29) às paredes laterais substancialmente verticais (29’’). Outro exemplo de um sulco é mostrado na Figura 10A, no qual o sulco (28’) compreende um fundo plano (29) com cantos curvos (29’) unindo o fundo plano (29) às paredes laterais substancialmente verticais (29’’). A parte superior curva (29’’’) une as paredes laterais (29’’) a topos substancialmente planos (28’’). A seção transversal de um sulco se assemelha a uma forma de U.

[00119] A segunda extremidade do tubo (7) tem uma parte de extremidade distal (40), tendo uma espessura de parede que é substancialmente igual à espessura da parede do elemento de estrutura tubular (3). Uma extremidade da parte de extremidade distal (40) é soldada a uma extremidade do elemento de estrutura tubular (3). A segunda extremidade do tubo (7) também tem uma parte proximal (41) de espessura de parede aumentada, tendo uma parede externa de diâmetro maior do que o diâmetro externo do elemento de estrutura tubular (3). A espessura da parede da parte proximal (41) pode ser aproximadamente o dobro da espessura da parede (13) do elemento de estrutura tubular (3). Um ressalto (42) é formado entre a superfície externa da parte distal (12) e o diâmetro externo alargado da parte proximal (41). O ressalto (42) pode ser chanfrado. A segunda extremidade do tubo (7) também tem um flange de extremidade proximal (43) com uma espessura de parede maior do que a parte proximal (41) e pode ser aproximadamente o triplo da espessura da parede (13) do elemento de estrutura tubular (3). Um ressalto é formado entre a superfície externa da parte proximal (41) e o diâmetro externo do flange de extremidade proximal (43). O ressalto (44) pode ser perpendicular ao eixo (X-X) do tubo ou pode ser chanfrado em qualquer ângulo adequado. O flange de extremidade proximal (43) tem uma face de extremidade substancialmente plana (45), tendo um recesso contínuo (46) no seu interior, que é substancialmente concêntrico com as paredes interna e externa da extremidade do tubo (6) e se encontra disposto entre as mesmas. O recesso contínuo (18) é dimensionado e moldado para receber uma segunda parte da junta de anel (19). A segunda extremidade do tubo (7) pode ser feita de uma única peça de material, tal como aço de alta resistência.

[00120] A superfície externa do flange de extremidade proximal (43) da segunda extremidade do tubo (7) é dimensionada para ser coincidente com a superfície externa do flange de extremidade proximal (16) da primeira extremidade do tubo (6), de modo que o colar (20) possa deslizar sobre o mesmo.

[00121] Uma porca de travamento (50) é substancialmente tubular e pode ser feita de um aço de alta resistência. A porca de travamento (50) tem uma espessura de parede definida por uma superfície interna de um diâmetro substancialmente igual ou muito ligeiramente maior do que o diâmetro externo da parte proximal (41), de modo que em uso, a porca de travamento (50) possa deslizar sobre a superfície externa da parte proximal flange de extremidade (16). A espessura da parede também é definida por uma superfície externa que tem uma rosca macho (51) disposta ao longo de uma extremidade proximal (52), de modo que, em uso, a rosca macho (51) se encaixe com a rosca fêmea (22) do colar (20). Uma extremidade distal da porca de travamento (50) é equipada com um chanfro (53) e uma extremidade proximal da porca de travamento (50) é equipada com uma face perpendicular (54) para encostar-se ao ressalto perpendicular (44) do flange de extremidade proximal (43). Alternativamente, a extremidade proximal da porca de travamento (50) pode ser equipada com uma superfície chanfrada para fornecer uma superfície de contato com um chanfro correspondente se o flange de extremidade proximal (43) for fornecido com o mesmo.

[00122] Um conjunto de sulcos de tensionamento circunferenciais paralelos (47) é formado na parte proximal (41) em uma região de tensionamento (49) entre uma área proximal (48), sobre a qual a porca de travamento (50) está disposta, e o ressalto (42). Pode haver uma pluralidade de, pelo menos, dois sulcos de tensionamento circunferenciais no conjunto (47). Opcionalmente, uma multiplicidade entre três e vinte sulcos de tensionamento circunferenciais paralelos no conjunto (47) e, opcionalmente, entre seis e quinze, sendo, preferencialmente, nove de tais sulcos no conjunto (47). Cada sulco pode ter entre 3 mm e 25 mm de largura, preferencialmente, entre 5 mm e 15 mm de largura, e, mais preferencialmente, cerca de 10 a 12 mm de largura. Cada sulco pode ter uma profundidade entre 2 mm e 20 mm, preferencialmente entre 5 mm e 15 mm, e, mais preferencialmente, entre 5 mm e 7 mm de profundidade. Os sulcos podem ser separados uns dos outros por uma distância aproximadamente igual à largura da ranhura. O conjunto de sulcos circunferenciais paralelos (47) é espaçado do ressalto (42) por entre 25 mm e 75 mm. Os sulcos de tensionamento podem, alternativamente, ser qualquer forma adequada de ranhura de tensionamento com um perfil diferente de um sulco, tal como uma ranhura em forma de V, um dente de serra V, um V inclinado, uma ranhura em forma de U ou outro perfil adequado.

[00123] Quando for desejada a montagem da conexão (1), os elementos de estrutura tubular (2) e (3) dispostos com as extremidades do tubo (6) e (7) são oferecidos um ao outro. A face de extremidade (17) da extremidade do tubo (6) é colocada em estreita proximidade e alinhamento axial com a face da extremidade (45) da extremidade do tubo (7). A vedação da gaxeta de anel (19) é retida, como com uma cola de metal-metal, no recesso (18) da extremidade do tubo (6), o qual se encontra em alinhamento axial com o recesso (46) da extremidade do tubo (7). Uma ferramenta de tensionamento, tal como a ferramenta de tensionamento (100) mostrada nas Figuras 7A a 8A ou, a ferramenta de tensionamento (100a) mostrada na Figura 8B, é usada para aplicar força axial ao colar (20) da primeira extremidade do tubo (6), reagindo à força contra a segunda extremidade do tubo (7). A luva (21) do colar é colocada em tensão e pode ser esticada, deformando-se dentro dos limites elásticos. A porca de travamento (50) é, então, girada para dentro do colar (20) para travar as extremidades do tubo (6) e (7) juntas, fazendo a conexão. Deve-se notar que a porca de travamento (50) é simplesmente girada para travar o colar no lugar. Deve-se notar que nenhuma força axial é fornecida girando a porca de travamento (50). A força fornecida pela ferramenta de tensionamento (100) é, então, relaxada, e a força fornecida pela tensão na luva é transferida para porca de travamento, que por sua vez é transferida para o flange de extremidade proximal (43). A tensão no colar (20) permanece suficiente para fornecer uma força constante na gaxeta de vedação de anel (19) para fornecer uma vedação firme de fluido para inibir o fluido de passar entre o furo 3, (5), (10), (11) e a água do mar ambiente sobre a conexão. A extensão na luva (21) do colar (20) fica, preferencialmente, dentro dos limites elásticos do material da luva (21), que é preferencialmente aço de alta resistência.

[00124] Por exemplo, a força de tensionamento fornecida pela ferramenta de tensionamento (100) é de aproximadamente 20.000 kN (2.000 Te) para uma conexão de acordo com a presente invenção, adequada para uso em uma tubulação de 16” de diâmetro.

[00125] A ferramenta de tensionamento (100) compreende uma primeira e segunda metades (97), (98). As metades (97), (98) são substancialmente imagens espelhadas uma da outra e estruturalmente fixadas uma à outra quando em uso. A Figura 8A mostra apenas a segunda metade (98) para mostrar detalhes de suas partes em um estágio de uso. A Figura 8B é outra aplicação da ferramenta de tensionamento mostrada na Figura 8A. Partes semelhantes são referidas com os mesmos números de referência. A segunda metade 98 tem um corpo estrutural (101) assentado em vigas estruturais com trilho transversal (99). As vigas estruturais com trilho transversal (99) podem ser parte de uma estrutura de um navio de assentamento de tubulação (não mostrado) usado no assentamento de uma tubulação no leito marinho. O corpo estrutural (101) tem uma primeira extremidade estrutural (102) com uma abertura de recepção semicircular (103) para receber um elemento de estrutura tubular (2), (3) fornecido com a conexão (1). O corpo estrutural (101) compreende, ainda, uma segunda extremidade estrutural (104) com uma abertura de saída semicircular (105) para permitir que o elemento de estrutura tubular (2) e (3) fornecido com a conexão (1) passe para fora da ferramenta de tensionamento (100) para uma unidade de ancoragem (105’) do navio de assentamento de tubulação. Se a tubulação estiver sendo colocada em águas rasas, um tensor (não mostrado) pode ser usado no lugar de uma unidade de ancoragem (105’). Além disso, uma unidade de ancoragem (105’) e um tensor (não mostrado) podem ser usados em águas profundas e rasas.

[00126] A primeira e a segunda extremidades estruturais (102), (104) são espaçadas e ligadas ao revestimento (106) para definir uma cavidade. O revestimento (106) pode ser feito de material estrutural, tal como aço estrutural, e ser um elemento estressado quando a ferramenta de tensionamento (100) está em operação. Três êmbolos hidráulicos de dupla ação (107), (108), (109) podem ser espaçados igualmente sobre o eixo X-X a aproximadamente 60 graus um do outro, dentro da segunda metade (98). Os êmbolos (107), (108), (109) (apenas dois mostrados nas Figuras 8A e 8B) compreendendo, cada um, um cilindro (110), (111) fixado à primeira extremidade estrutural (102) e um pistão axialmente móvel (112), (113) (apenas dois mostrados nas Figuras 8A e 8B), tendo uma extremidade livre móvel em direção e para longe da segunda extremidade estrutural (104). Um transportador de insertos (114) é fixado à extremidade livre do pistão (112), de modo que o transportador de insertos (114) seja móvel com a extremidade livre do pistão (112), (113). O transportador de insertos (114) compreende uma placa frontal retangular (116) com uma abertura sobre a conexão (1), subtendendo ligeiramente menos que 180 graus sobre a conexão (1), e uma placa traseira correspondente (118) com uma placa de extremidade superior (120) ligando a placa frontal (116) à placa traseira (118) para definir uma cavidade aberta para o eixo (X-X).

[00127] Os deslizadores superiores (122), (123) alinhados axialmente projetam-se para fora da placa de extremidade superior (120) que podem deslizar ao longo e contra os lados paralelos opostos de uma viga estrutural superior (124) (não mostrada), ligando a primeira extremidade estrutural (102) à segunda extremidade estrutural (104). A viga (124) pode compreender trilhos integrados (125) em cada um dos lados paralelos, nos quais os deslizadores superiores (122), (123) são deslizáveis. Outro deslizador semelhante (130) e o trilho da viga estrutural (129) são fornecidos à placa de extremidade inferior (120) e outros deslizadores laterais semelhantes (131) e o trilho da viga estrutural (132) são fornecidos à placa de extremidade lateral (120). Assim, um trilho da viga estrutural (124), (129), (132) é fornecido para cada êmbolo (107), (108), (109). Um trilho de viga estrutural (124), (129), (132) é fornecido para cada uma das placas de extremidade superior, inferior e lateral (117), (120), (121) do transportador de insertos (114).

[00128] Um inserto (135) é disposto em uma abertura definida entre a placa frontal (116) e a placa traseira (118) e é radialmente fixado. Uma aplicação do inserto (135) é mostrada na Figura 10, na qual parte de um inserto (135) está sendo oferecida até uma luva (21) da primeira extremidade do tubo (6) da conexão (1) para ser tensionada e travada no lugar para fazer a conexão (1). Para maior clareza, os detalhes do transportador de insertos (114) não são mostrados na Figura 10, nem outros detalhes da conexão (1).

[00129] A superfície externa da luva (21) tem uma extremidade chanfrada (27) e um conjunto de sulcos circunferenciais paralelos (28) abrangendo a parte de extremidade proximal (23).

[00130] O inserto (135) compreende um corpo (140) que define um segmento (139) de um círculo. O inserto (135) é preferencialmente feito de um aço de alta resistência, mas pode ser feito de qualquer material adequado, tal como aço inoxidável e, preferencialmente, de um material que tenha propriedades de resistência semelhantes às da luva (21) e da parte proximal (41), de modo que qualquer extensão sobre a área dos sulcos é igual àquela na luva (21) e na parte proximal (41). Opcionalmente, o inserto (135) é feito de um material com propriedades de resistência mais fortes do que a da luva (21) e da parte proximal (41), de modo que, preferencialmente, a extensão do colar ocorre principalmente na luva (21). O segmento (139) pode subtender ligeiramente menos de 180 graus, embora possa subtender qualquer ângulo adequado, como 45 graus a 180 graus. O segmento (139) tem uma superfície de engate da luva (141). A superfície de engate da luva (141) tem uma pluralidade de nervuras de sulcos paralelas (142), mostradas em detalhes na Figura 10A. O número de nervuras de sulcos (142) corresponde preferencialmente ao número de sulcos (28) na luva (21), de modo que a pluralidade de nervuras de sulcos (142) corresponda e se encaixe na pluralidade de sulcos (28) na luva (21). Cada nervura de sulco (142) corresponde a se encaixar no sulco (28). As nervuras de sulcos (142) podem ser dimensionadas para caber nos sulcos (28), permitindo uma pequena quantidade de espaço para movimento entre eles. Em particular, durante o tensionamento, a luva (21) será esticada ligeiramente, talvez 0,5 mm ao longo de seu comprimento.

[00131] A nervura de sulco (142) é um tipo de nervura com uma parte superior substancialmente plana (143) com cantos curvos unindo a parte superior plana (143) às paredes laterais substancialmente verticais (145), e a parte curva (146) unindo as paredes laterais (145) aos vales substancialmente planos (147).

[00132] O inserto (135) pode ser radialmente fixo ou pode ser radialmente móvel, conforme é mostrado na Figura 9. Um pistão hidráulico de dupla ação e um mecanismo de movimento (149’) são dispostos para atuar radialmente entre uma face traseira do inserto (135) e a placa de extremidade lateral (117). A placa frontal (116) e a placa traseira (118) guiam a direção de deslocamento do inserto (135). Deve-se notar que outros mecanismos podem ser usados para mover o inserto em direção e para longe da conexão (1), incluindo, mas não se limitando a, qualquer atuador linear adequado, como: atuadores elétricos solenoides e êmbolos pneumáticos. Outros mecanismos, como uma ligação mecânica, também traduzem o movimento de rotação em movimento radial do inserto (135) em relação à conexão (1). Deve-se notar que o pistão e o mecanismo de movimento (149’) também podem ser de ação simples.

[00133] Um ou mais rotacionador(es) (155) é(são) fornecido(s) em uma face distal da placa traseira (118), de modo que o rotacionador (155) se mova com o transportador de insertos (114) e, portanto, em uso, seja alinhado axialmente com o colar (20). Conforme mostrado na Figura 10B, o rotacionador (155) compreende uma roda (156) e um motor (157) para acionar a roda (156). O motor (157) pode ser alimentado elétrica, hidráulica ou pneumaticamente. A roda (156) é axialmente alinhada e resilientemente inclinada para assentar na porca de travamento (50) da conexão (1) quando em uso. Em uso, a roda (156) gira transversalmente ao eixo X-X, de modo que quando o motor (157) é ativado por um controlador (158), a roda (156) gira para girar a porca de travamento (50) ao longo da rosca (22), (51) helicoidal em relação ao colar (20).

[00134] A ferramenta de tensionamento (100) também compreende um inserto de reação (150) para engatar o conjunto de sulcos de tensionamento circunferenciais paralelos (47) formados na parte proximal (41) da segunda extremidade do tubo (7). O inserto de reação (150) é disposto em um transportador de inserto (135), que é integral com o corpo (152) da segunda extremidade estrutural (104). O inserto de reação (150) é radialmente fixado dentro do transportador de inserto integral (151). O inserto de reação (150) pode ser substituído por um inserto de tamanho diferente (não mostrado) para conexões de tamanhos diferentes em tubulações de tamanhos diferentes.

[00135] Um batente (160) substituível é fornecido em um transportador de batente (161) no corpo (152) da segunda extremidade estrutural (104). O batente (160) é radialmente fixado dentro do transportador de batente (161) para se projetar a partir do transportador de insertos (161). Prevê-se que um O batente físico pode não ser necessário, em vez de usar um sensor para detectar a localização axial dos sulcos em relação aos insertos de tensionamento (135) e insertos de reação (150).

[00136] Em uso, o inserto de tensionamento (135), o inserto de reação (150) e o batente (160) são selecionados em relação ao diâmetro da tubulação e conexão (1). Prevê-se que uma única ferramenta de tensionamento (100) será usada para criar e quebrar conexões de uma variedade de tamanhos, incluindo, preferencialmente, mas não se limitando a, conexões para uso em tubulações de 2 a 16 polegadas (50 mm a 400 mm) de diâmetro. O inserto de tensionamento (135), o inserto de reação (150) e o batente (160) são instalados em seus respectivos insertos (114), (151) na ferramenta de tensionamento (100).

[00137] Um controlador (181) controla uma válvula (não mostrada) para permitir que o fluido hidráulico flua a partir de uma unidade de alimentação hidráulica (180), através de um circuito hidráulico (não mostrado), para dentro e a partir dos cilindros (110), (111) dos êmbolos (107), (108), (109) na segunda metade (98) da ferramenta de tensionamento (100) e respectivos êmbolos (não mostrados) na primeira metade (97) para retrair totalmente seus respectivos pistões (112), (113).

[00138] A primeira extremidade do tubo (6) do primeiro elemento de estrutura tubular (2) é disposta no leito de um navio de assentamento de tubulação. A segunda extremidade do tubo (7) do segundo elemento de estrutura tubular (3) é manuseada de modo que a primeira extremidade do tubo (6) esteja axialmente alinhada com a segunda extremidade do tubo (7). Quaisquer protetores de extremidade são removidos, seja em uma esteira rolante alongada (conhecida como “linha de condução”) ou em uma pilha de armazenamento antes das juntas da tubulação serem colocadas na linha de condução. A face de extremidade (17) e a face de extremidade (45) são unidas uma à outra, após a vedação ser inserida no recesso (46). Um pino de cisalhamento SP (Fig. 4) é disposto entre o batente (30) do colar (20) e a parte proximal (14) da primeira extremidade do tubo (6) para manter a localização axial do colar (20).

[00139] Alternativamente, um pino de cisalhamento não é disposto entre o colar (20) e a primeira extremidade do tubo (6) e, portanto, nenhum pino de cisalhamento é usado. Conforme é mais bem apreciado com referência à Figura 1, o colar (20) é deslizado em direção à segunda extremidade do tubo (7), de modo que a parte de extremidade proximal (23) deslize sobre os flanges de extremidade (16) e (43). A porca de travamento (50) é deslizada ao longo da parte proximal (41) em direção à primeira extremidade do tubo (6), de modo que as roscas machos (51) da porca de travamento (50) engatam nas roscas fêmeas (22) do colar (20). Uma junta roscada é feita livremente girando a porca de travamento (50) em relação ao colar (20) apertado manualmente, com um número predeterminado de voltas, de modo que a localização axial do colar seja conhecida. As estruturas tubulares (2) e (3) podem, então, mover-se ao longo da esteira para a ferramenta de tensionamento (100).

[00140] As duas metades (97), (98) da ferramenta de tensionamento (100) são oferecidas até a conexão (1) radialmente, de cada lado da conexão. Cada metade (97), (98) pode ser deslizada ao longo das vigas estruturais com trilho transversal (99), em direção e para longe da conexão (1). A conexão (1) é alinhada axialmente, de modo que o ressalto (42) encoste ao batente (160). Isso alinha os insertos de reação (150) com o conjunto de sulcos (47) na segunda extremidade do tubo (7). As nervuras de sulcos (142) do inserto de tensionamento (135) são, assim, alinhadas com a posição conhecida dos sulcos (28). As duas metades (97), (98) são movidas uma em direção à outra ao longo das vigas (9), de modo que as nervuras de sulcos dos insertos de reação (150) se insiram no conjunto de sulcos (47) na segunda extremidade do tubo (7) e as nervuras de sulcos (142) do inserto de tensionamento (135) se insiram nos sulcos (28). As duas metades (97), (98) são, então, fixadas juntas sobre a conexão 1, de modo que as aberturas de recepção e saída semicirculares (103), (105) da segunda metade (98) encontram as respectivas aberturas de recepção e saída semicirculares (173) e (175) da primeira metade (97) para formar aberturas circulares completas de recebimento e saída. Ser capaz de fixar as duas metades (97), (98) juntas fornece uma indicação positiva de que as nervuras de sulcos (142) (não mostradas) são devidamente engatadas com seus respectivos sulcos (28).

[00141] Alternativamente, o inserto de tensão (135) é radialmente móvel e inicialmente ajustado para suas posições radialmente retraídas em seus respectivos mecanismos de movimento (149) (e não mostrado). O controlador (181) controla uma válvula (não mostrada) para permitir que o fluido hidráulico flua a partir de uma unidade de alimentação hidráulica (180), através de um circuito hidráulico (não mostrado), para dentro e a partir dos cilindros (110), (111) dos êmbolos (107), (108), (109) na segunda metade (98) da ferramenta de tensionamento e respectivos êmbolos (não mostrados) na primeira metade (97) para retrair totalmente seus respectivos pistões (112), (113) e mover o inserto (135) para alinhamento com os sulcos (28) no colar (20). Os insertos de tensionamento (135) na primeira e segunda metades (97), (98) são, então, radialmente movidos pelo seu respectivo mecanismo de movimento (149) para engatar no colar (20). O conjunto de nervuras de sulcos (142) de tensionamento circunferenciais paralelas do inserto de tensionamento (135) são engatadas com o conjunto de sulcos de tensionamento circunferenciais paralelos (28) do colar (20) da primeira extremidade do tubo (6).

[00142] Os cantos curvos da nervura de sulco (142) e os cantos curvos (29’’’) do sulco (28) facilitam guiar a nervura de sulco (142) no sulco (28). Os cantos curvos (29’’’) facilitam o alinhamento da pluralidade de nervura de sulco (144) com a pluralidade de sulcos (28).

[00143] O prolongamento da extensão do mecanismo de movimento (149) é usado como indicação positiva de que as nervuras de sulcos (28) estão devidamente engatadas com os sulcos (28) do colar (20).

[00144] Os seis êmbolos (107), (108), (109) (não mostrados) da primeira e segunda metades (97), (98) da ferramenta de tensionamento (100) são agora ativados usando o controlador (181) para ativar a unidade de alimentação hidráulica (180) para fluir o fluido de energia hidráulica através do circuito hidráulico para estender os pistões (112), (113) (não mostrados) simultânea e uniformemente, o que move os transportadores de insertos (114) em relação ao corpo estrutural (101), movendo o colar (20), cortando qualquer pino de cisalhamento SP, até que o anel do batente 30 do colar (20) encoste-se ao ressalto (16’) do flange de extremidade (16) da extremidade do tubo (6). Os insertos de reação (150) são axialmente fixados ao corpo estrutural (101), de modo que o engate dos insertos de reação (150) com a parte proximal (41) da extremidade do tubo (7) inibe a extremidade de estrutura tubular de se mover em relação ao colar (20) da extremidade do tubo (6). A extremidade livre dos pistões (112), (113) e transportadores de insertos associados (114) continuam em movimento, aplicando uma força de pré-carga à vedação de anel (19) entre as duas faces de extremidade de estrutura tubular (45), até que o anel de vedação (19) esteja totalmente ativada e funcional para sua classificação de pressão pretendida. Isto é indicado pelo cumprimento ou superação de uma pressão hidráulica indicada por uma leitura de pressão em um visor. Se a vedação (19) for do tipo que é ativado por pressão de fluido interno ou outro meio, a pré-carga é aplicada às faces de extremidade (45). A extremidade livre do pistão (112), (113) pode continuar movendo o colar (20) esticando a luva (21). O rotacionador (155) é, então, ativado para girar a porca de travamento (50) na rosca (22) do colar (20), travando as os elementos de estrutura tubular (2) e (3) juntos e criando a conexão (1).

[00145] A pressão hidráulica é aliviada dos seis êmbolos (107-109, não mostrados). Isso transfere a tensão na luva (21) fornecida a partir dos seis êmbolos (107), (108), (109) (não mostrados) à conexão (1). A luva (21) pode ser esticada no procedimento de tensionamento, talvez em aproximadamente 0,5 mm. Uma força de ativação de aproximadamente 20.000 kN (força de aproximadamente 2.000 toneladas) pode ser necessária para ativar uma vedação (19) em uma conexão (1) em uma tubulação de (16’’). A primeira e a segunda metades (97), (98) são afastadas nas vigas (99) para longe da conexão (1). Alternativamente, o mecanismo de movimento (149’) é ativado para retrair os insertos (135), (150). Os seis êmbolos (107), (108), (109) (não mostrados) são, então, totalmente retraídos pela remoção do fluido de energia hidráulica dos cilindros (110), (111) ou bombeamento do fluido hidráulico a partir da unidade de alimentação hidráulica (180) para um lado reverso do pistão no cilindro (110), (111).

[00146] Com referência à Figura 8B, é mostrada uma ferramenta de tensionamento (100A), geralmente como a ferramenta de tensionamento (100), exceto para detalhes dos insertos de reação (150’) e batente (160’) substituível. Esta aplicação da ferramenta de tensionamento permite que os elementos de estrutura tubular se movam axialmente dentro da ferramenta de tensionamento (100A) sem a necessidade de separar a primeira e a segunda metades (97), (98) durante a criação de uma primeira conexão (1) e conexões subsequentes, a tubulação passando através da ferramenta de tensionamento (100A) axialmente através das aberturas (103) e (105). Os mesmos números de referência usados na Figura 8A são usados para denotar peças semelhantes na ferramenta de tensionamento (100A).

[00147] A ferramenta de tensionamento (100A) compreende um inserto radialmente móvel (135) no transportador de insertos (114). A ferramenta de tensionamento (100A) também compreende um inserto de reação (150’) em cada metade (97), (98) para engatar o conjunto de sulcos de tensionamento circunferenciais paralelos (47) formados na parte proximal (41) do segundo extremidade do tubo (7). O inserto de reação (150’) é disposto em um transportador de inserto integral (151’), que é integral com o corpo (152) da segunda extremidade estrutural (104). O inserto de reação (150’) é radialmente móvel dentro de uma cavidade (153’) do transportador de inserto integral (151’), usando um mecanismo de movimento (não mostrado) semelhante ao mecanismo de movimento (149) descrito para mover o inserto (135) no transportador de inserto (114). Os insertos de reação (150’) são fornecidos com um conjunto de nervuras de sulcos de tensionamento circunferenciais paralelas (não mostradas) para corresponder e engatar com o conjunto de sulcos de tensionamento circunferenciais paralelos (47).

[00148] A ferramenta de tensionamento (100A) também tem um batente (160’) substituível fornecido em um transportador de batente (161’), definindo uma cavidade (162’) no corpo (152) da segunda extremidade estrutural (104). O batente (160’) é radialmente móvel dentro do transportador de batente (161’) para se projetar seletivamente a partir da cavidade (162’). O batente (160’) substituível é móvel dentro da cavidade (162’) usando um mecanismo de movimento (não mostrado) semelhante ao mecanismo de movimento (149) descrito para mover o inserto 135 no transportador inerte (114).

[00149] Em uso, o inserto de tensionamento (135), o inserto de reação (150) e o batente (160) são selecionados em relação ao diâmetro da tubulação e conexão 1. Prevê-se que uma ferramenta de tensionamento (100A) será usada para criar e quebrar conexões de uma variedade de tamanhos, incluindo, preferencialmente, mas não se limitando a, conexões para uso em tubulações de 2 a 16 polegadas (50 mm a 400 mm) de diâmetro. Uma ferramenta de tensionamento maior, usando elementos semelhantes, porém maiores, pode ser usada para tamanhos de até 48 polegadas de diâmetro. O inserto de tensionamento (135), o inserto de reação (150) e o batente (160) são instalados em suas respectivas ferramentas de tensionamento (100A).

[00150] As duas metades (97), (98) da ferramenta de tensionamento (100A) são fixadas juntas, de modo que as aberturas de recepção e saída semicirculares (103) e (105) da segunda metade (98) encontram as respectivas aberturas de recepção e saída semicirculares (173) e (175) da primeira metade (97) para formar aberturas circulares completas de recebimento e saída. Nesta aplicação, os elementos de estrutura tubular e as primeiras e segundas extremidades do tubo (6) e (7) associadas são movidos axialmente através da ferramenta de tensionamento (100A). Não há necessidade de separar as duas metades durante a montagem ou quebrar uma multiplicidade de conexões. No entanto, as duas metades podem ser afastadas para permitir que um PLET ou outro dispositivo grande na tubulação passe entre elas.

[00151] O inserto de tensionamento (135), o inserto de reação (150) e o batente (160) são movidos para suas posições retraídas radialmente usando seus respectivos mecanismos de movimento (149) (não mostrados). O fluido hidráulico é permitido fluir a partir de uma unidade de alimentação hidráulica (180) através de um circuito hidráulico (não mostrado) para e a partir dos cilindros (110), (111) dos êmbolos (107), (108), (109) na segunda metade (98) da ferramenta de tensionamento (100) e respectivos êmbolos (não mostrados) na primeira metade (97) para retrair totalmente seus respectivos pistões (112), (113).

[00152] Uma primeira extremidade do elemento de estrutura tubular (3) é inserida na ferramenta de tensionamento (100A) com uma segunda extremidade situada na extremidade a montante da ferramenta de tensionamento (100A). A segunda extremidade é equipada com a segunda extremidade do tubo (7).Um elemento de estrutura tubular adicional (2) é manuseado de modo que a primeira extremidade do tubo (6) seja axialmente alinhada com a segunda extremidade do tubo (7). Quaisquer protetores de extremidade são removidos. A face de extremidade (17) e a face de extremidade (45) são unidas uma à outra, após a vedação ser inserida no recesso (46). Um pino de cisalhamento SP é disposto entre o batente (30) do colar (20) e a parte proximal (14) da primeira extremidade do tubo (6) para manter localização axial do colar (20).

[00153] Alternativamente, um pino de cisalhamento SP não é usado. Conforme é mais bem apreciado com referência à Figura 1, o colar (20) é deslizado em direção à segunda extremidade do tubo (7), de modo que a parte de extremidade proximal (23) deslize sobre os flanges de extremidade (16) e (43). A porca de travamento (50) é deslizada ao longo da parte proximal (41) em direção à primeira extremidade do tubo (6), de modo que as roscas machos (51) da porca de travamento (50) engatam nas roscas fêmeas (22) do colar (20). Uma junta roscada é feita livremente girando a porca de travamento (50) em relação ao colar (20), apertado manualmente com um número predeterminado de voltas, de modo que a localização axial do colar seja conhecida. As estruturas tubulares (2) e (3) podem, então, mover-se ao longo da esteira para ferramenta de tensionamento (100).

[00154] O batente (160’) na segunda metade (98) e o batente correspondente (não mostrado) na primeira metade (97) são agora movidos radialmente em direção ao elemento de estrutura tubular (3) para um ponto em que o batente fique muito perto do elemento de estrutura tubular (3), mas iniba a parte proximal (41) da extremidade do tubo (7) de passar. A conexão parcialmente feita (1) é agora movida com os elementos de estrutura tubular (2) e (3) através da abertura de recepção (103), (173), até que o ressalto (42) da segunda extremidade do tubo (7) confina com o batente (160).

[00155] Os insertos de reação (150’) na primeira e segunda metades (97), (98) são radialmente movidos por seu respectivo mecanismo de movimento (não mostrado) para engatar o conjunto de nervuras de sulcos de tensionamento circunferenciais paralelas (não mostradas) com o conjunto de sulcos de tensionamento circunferenciais paralelos (47) da segunda extremidade do tubo (7).

[00156] Os insertos de tensionamento (135) na primeira e segunda metades (97), (98) são radialmente movidos pelo seu respectivo mecanismo de movimento (149) para engatar o colar (20). O conjunto de nervuras de sulcos de tensionamento circunferenciais paralelas (142) do inserto de tensionamento (135) é engatado com o conjunto de sulcos de tensionamento (28) do colar (20) da primeira extremidade do tubo (6).

[00157] Os cantos curvos (144) da nervura de sulco (142) e os cantos curvos (29’’’) do sulco (28) facilitam guiar a nervura de sulco (142) ao sulco (28). Os cantos curvos (144) e (29’’’) facilitam o alinhamento da pluralidade de nervuras de sulcos (144) com a pluralidade de sulcos (28).

[00158] Os seis êmbolos (107), (108), (109) (não mostrados) da primeira e segunda metades (97), (98) da ferramenta de tensionamento (100A) são agora ativados usando o controlador (181) para ativar a unidade de alimentação hidráulica (180) para fluir o fluido de energia hidráulica através do circuito hidráulico para estender os pistões 112,113 (não mostrados) simultânea e uniformemente, o que move os transportadores de insertos (114) em relação ao corpo estrutural (101), movendo o colar (20), cortando qualquer pino de cisalhamento SP, até que o anel do batente (30) do colar (20) encoste-se ao ressalto (16’) do flange de extremidade (16) da extremidade do tubo (6). Os insertos de reação (150) são fixados axialmente ao corpo estrutural (101), de modo que o engate dos insertos de reação (150’) com a parte proximal (41) da extremidade do tubo (7) inibe a extremidade de estrutura tubular de se mover em relação ao colar (20) da extremidade do tubo (6). A extremidade dos pistões (112), (113) e os transportadores de insertos (114) associados continuam se movendo, aplicando uma força de pré-carga à vedação de anel (19) entre as duas faces da extremidade de estrutura tubular (45), até que o anel de vedação (19) esteja totalmente ativada e funcional para sua classificação de pressão pretendida. Isto é indicado atendendo ou excedendo uma pressão hidráulica indicada por uma leitura de pressão no visor. Se a vedação (19) for do tipo que é ativada por pressão de fluido interna ou outro meio, a pré-carga é aplicada às faces de extremidade (45). A extremidade livre do pistão (112), (113) pode continuar movendo o colar (20) esticando a luva (21). O rotacionador (155) é, então, ativado para girar a porca de travamento (50) na rosca (22) do colar (20), travando os elementos de estrutura tubular (2) e (3) juntos e criando a conexão (1).

[00159] A pressão hidráulica é aliviada dos seis êmbolos (107-109, não mostrados). O mecanismo de movimento (149), (149’) é ativado para retrair os insertos de tensão (135), os insertos de reação (150’) e o batente (160’). Os seis êmbolos (107), (108), (109) (não mostrados) são, então, retraídos pela remoção do fluido de energia hidráulica dos cilindros (110), (111) ou bombeamento do fluido hidráulico a partir da unidade de alimentação hidráulica (180) para um lado reverso do pistão no cilindro (110), (111). Isso transfere a tensão dos seis êmbolos (107), (108), (109) (não mostrados) para a conexão (1). A luva (21) pode ser esticada no procedimento de tensionamento, talvez em aproximadamente 0,5 mm. Uma força de ativação de aproximadamente 20.000 kN (2.000 Te) pode ser necessária para ativar uma vedação em uma conexão (1) para uma tubulação de 16”.

[00160] A fim de confirmar que foi aplicada força suficiente para garantir uma vedação entre as extremidades do tubo (6) e (7); indicar que a vedação (19) foi devidamente ativada; e garantir que haja força residual suficiente na conexão (1), uma vez que os seis êmbolos (107),(108), (109) (não mostrados) tenham liberado sua força da conexão, a presente invenção fornece, a título de exemplo, o seguinte sistema.

[00161] Conforme mais bem mostrado na Figura 11, um sistema (200) de câmeras compreende, pelo menos, uma câmera (201) disposta em uma borda de aço (202) e soldada a uma face proximal da placa frontal (116) do transportador de insertos (114). A câmera (201) se moverá em conjunto com o transportador de insertos (114) e, assim, a câmera será alinhada axialmente com a luva (21) do colar (20), em uso. A câmera (201) é direcionada para uma parte de superfície lisa (205) da luva (21) entre a parte de extremidade proximal (23) e o anel de batente (30).

[00162] A câmera (201) pode ser do tipo vendido sob a marca StrainMaster™, por LaVision Inc. A câmera (201) pode ser um CCD de alta definição ou câmera CMOS. A câmera (201) é ligada a um computador (203). Imagens digitais capturadas pela câmera (201) são enviadas ao computador (203) para processamento. O computador usa Correlação de Imagem Digital (DIC) para estimar a extensão induzida em um material de amostra.

[00163] A parte de superfície lisa (205) pode ser preparada tornando a superfície áspera ou aplicando uma tinta spray, o que cria um padrão. O padrão é preferencialmente aleatório, rico em contraste, padrão pontilhado, como aquele fornecido por uma tinta spray. Um exemplo de tal padrão (210) é mostrado na Figura 13A, que é mostrado como tendo sido pulverizado com uma lata de tinta spray (212). O padrão mostrado na Figura 13A também mostra uma ponto preto (211), que está simplesmente lá como uma indicação visual da extensão, como será apreciado na Figura 13B, mas não é uma etapa necessária para os fins da presente invenção. Alternativamente, a parte de superfície lisa (205) pode ter um padrão suficiente para ela, sem a necessidade de um padrão a ser aplicado.

[00164] A câmera (201) tira, pelo menos, uma imagem do padrão antes dos seis êmbolos (107), (108), (109) (não mostrados) serem estendidos, um exemplo de tal primeira imagem é mostrado na Figura 13B e é atribuído com o número de referência (215). A primeira imagem (215) é transferida para o computador (203). A câmera (201), então, tira outras imagens do padrão na parte de superfície lisa (205), conforme os êmbolos se estendem e a carga aumenta, como na segunda imagem (216) e a terceira imagem (217). Estas outras imagens também são transferidas para o computador (203). O padrão muda conforme a parte de superfície lisa (205) se estende, como pode ser visto visualmente pela mudança na forma do ponto preto (211) que muda para um oval preto (218) na terceira imagem (217). O computador (203) usa algoritmos para realizar Correlação de Imagem Digital para estimar com precisão a extensão da deformação na direção axial. A precisão de 10 microtensões pode ser obtida. A câmera (201) é preferencialmente capaz de capturar imagens de 5 megapixels, usando uma lente de 25 mm a 75 mm. Assim, o sistema mede a extensão axial na criação de uma representação 2D completa ou possivelmente 3D (com duas câmeras apontando para a mesma zona) para criar um diagrama de deformação completo.

[00165] Pelo menos, uma câmera adicional (220) é posicionada de forma semelhante na primeira metade (97), indicada por uma linha tracejada, da ferramenta de tensionamento (100), sendo focada em um lado diferente da luva (21) através de uma parte de superfície lisa (206) da luva (21) entre a parte de extremidade proximal (23) e o anel de batente (30). Pelo menos, uma de tal câmera adicional (220) é similarmente disposta em uma borda (221) soldada a uma face proximal de uma placa frontal (não mostrada) de um transportador de insertos (não mostrado).

[00166] Pelo menos, uma câmera adicional (220) fornece redundância à primeira câmera (201) e também indicará se há imperfeições na luva (21), comparando os resultados da primeira e da segunda câmeras (201), (220). Tais imperfeições podem ser uma rachadura na luva (21).

[00167] A carga fornecida pelos seis êmbolos pode ser calculada a partir de um cálculo do módulo de Young, exigindo o coeficiente do módulo de Young do material usado na luva e a leitura de deformação real fornecida pela primeira e segunda câmeras (201), (220). É previsto na maioria das circunstâncias que a luva (21) será de um aço de alta resistência. Alternativamente, a deformação necessária na luva (21) pode ser calculada a partir da força necessária (como 20.000 kN) com antecedência e comparada com a leitura de deformação real obtida da primeira câmera (201) e comparada com a leitura das segundas câmeras (220).

[00168] Uma vez que a deformação necessária foi alcançada e uma vez que a leitura da pressão hidráulica foi alcançada, conforme discutido acima, a porca de travamento (50) é girada para travar o colar (20) no lugar. Os seis êmbolos (107), (108), (109) (não mostrados) são retraídos. Uma imagem final (não mostrada) é obtida da primeira e segunda câmeras e enviada ao computador (203). As imagens finais são comparadas com a primeira imagem para ver se a deformação e, portanto, a força residual na conexão permanece acima da força necessária (como 20.000 kN (2.000Te)). Se a resposta for positiva, o tubo pode ser implantado através da unidade de ancoragem (105’) (ou tensor) e uma nova tubulação e conexão (não mostrada) adicionados ao elemento de estrutura tubular 2.

[00169] Uma unidade de câmera (230) para uso no sistema (200) é mostrada na Figura 12. A unidade de câmera (230) é uma substituição para a câmera (201) ou pode ser usada além da câmera 201 dentro do sistema (200). Portanto, é preferível montar a unidade de câmera (230) no transportador de insertos (114) da ferramenta de tensionamento (100). A unidade de câmera (230) compreende duas câmeras, (231) e (232), dispostas em cada lado de um corpo (233) e direcionadas em um ângulo entre si, de modo que o campo de visão (234), (235) de cada uma se funda e se encontre a uma distância na frente do corpo (233). Cada câmera (231), (232) pode ter as mesmas ou diferentes distâncias focais, mas preferencialmente deve-se usar a mesma distância focal entre 25 mm e 75 mm. Uma fonte de luz (236) é disposta entre as câmeras (231) e (232) e é direcionada para fornecer luz em uma região na qual o campo de visão (234), (235) de ambas as câmeras se encontre.

[00170] As câmeras (231) e (232) podem ser usadas em um modo estéreo para produzir duas imagens que são usadas para criar uma representação tridimensional da deformação exibida na parte de superfície lisa (205) da luva (21). Alternativamente, cada câmera (231) e (232) pode ser usada em um modo mono para capturar uma imagem cada, cada imagem sendo processada separadamente, a fim de obter uma representação 2D, que serão analisadas individualmente por computador (203) usando algoritmos DIC para obter uma deformação em uma direção axial XX, tendo, assim, redundância no sistema, bem como uma verificação cruzada para medição de deformação. Uma segunda unidade de câmera (não mostrada), do mesmo tipo que a unidade de câmera 230, pode ser disposta na outra metade (97), (98) em seu transportador de insertos e direcionada para um lado oposto da luva (21) dentro da parte de superfície lisa (205).

[00171] Nas extremidades do tubo em aplicações em águas profundas, é necessário um Terminal de tubulação (PLET). Por exemplo, na perfuração de um poço de petróleo ou gás em águas profundas, um poço é perfurado e preparado para produção. Uma cabeça de poço é localizada no topo do poço no leito marinho, no qual as válvulas são dispostas para controlar o fluxo de fluidos do poço. Uma linha de fluxo pode ser usada para conectar uma cabeça de poço a um coletor, tendo outras linhas de fluxo vindas de uma pluralidade de outros poços. Uma tubulação é conectada ao coletor para transportar óleo e gás do coletor a uma instalação de produção em terra. Alternativamente, uma tubulação pode vir diretamente a partir de uma única cabeça de poço. Alternativamente, um tubo ascendente pode transportar fluidos de produção para cima diretamente a partir de cada poço ou coletor para uma instalação de armazenamento flutuante.

[00172] Um terminal é necessário em cada extremidade da tubulação ou linha de fluxo em águas profundas, que são conhecidos como Terminais de Tubulação (PLET) e Terminais de Linha de Fluxo (FLET).

[00173] A Figura 14 mostra um conhecido sistema S-lay para assentamento de uma tubulação (302). Um navio (300) de assentamento de tubos flutua sobre uma superfície (301) do mar, colocando a tubulação (302) no leito marinho (303). Uma extremidade livre (304) da tubulação (302) é disposta geralmente horizontal no navio (300) em uma esteira rolante (306) com uma nova seção de tubulação (305) também assentada horizontalmente na esteira rolante (306) alongada e em alinhamento coaxial com a extremidade livre (304) da tubulação (302). A nova seção da tubulação (305) é soldada à extremidade livre (304). A tubulação é descarregada da popa (307) do navio (300) ao longo de um ferrão (310) que se projeta para trás e para baixo no mar a partir da popa (307) do navio (300). A tubulação (302) assume uma forma de S conformada entre o leito marinho (303) e o navio (300).

[00174] A Figura 15 mostra um conhecido sistema J-lay para assentamento de uma tubulação (332). Um navio (330) de assentamento de tubulação flutua sobre uma superfície (331) do mar, assentando uma tubulação (332) no leito marinho (333). Uma extremidade livre (334) da tubulação é mantida em um pré- ângulo definido na popa (307) do navio (330), com uma nova seção de tubulação disposta em uma esteira em um ângulo predefinido semelhante. O ângulo predefinido é definido para se adequar à profundidade da água (em águas profundas, isso será quase vertical). A nova seção da tubulação é soldada à extremidade livre da tubulação. A tubulação é descarregada no ângulo predefinido a partir da popa do navio. A tubulação assume uma forma de J conformada entre o leito marinho (333) e o navio (330) se o ângulo predefinido for relativamente íngreme.

[00175] Uma vez que a tubulação (302), (332) está em serviço, a tubulação (302), (332) é tipicamente construída para transportar fluidos com uma pressão interna de até 5.000 psi (350 bar). As tubulações (302), (332) podem ter um diâmetro entre 2” (50 mm) e 48” (1,2 m), mas são geralmente da ordem de 8” (200 mm) a 24” (600 mm) e frequentemente de 12” (300 mm) ou 16” (400 mm).

[00176] A Figura 16 mostra um Terminal de tubulação (PLET), de acordo com um aspecto da presente invenção, para uso em um método de um aspecto da presente invenção. O PLET, de acordo com a presente invenção, é geralmente identificado pelo número de referência (400). O PLET é mostrado conectado a um tubo flexível (352).

[00177] O PLET (400) compreende uma estrutura de base 401 feita de elementos de seção oca, preferencialmente de seção em caixa ou seção circular e, opcionalmente, de aço macio ou aço de alta resistência soldados entre si. Os elementos de seção oca podem ser de qualquer material adequado, como alumínio, aço inoxidável ou fibra de carbono. A estrutura de base (401) compreende um par de elementos longitudinais paralelos (402) e (403) situados substancialmente paralelos à direção geral de uma tubulação (302). O par de elementos longitudinais paralelos (402). (403) são ligados por elementos transversais (404)-(407) situados substancialmente transversais aos mesmos. Neste exemplo, existem quatro desses elementos longitudinais, embora possa haver qualquer número adequado suficiente para formar uma estrutura de base rígida (401). O elemento transversal (407) se estende através de uma primeira extremidade (408) da estrutura de base (401) e tem uma abertura formada na mesma para receber uma seção curva da tubulação (302). A abertura é dimensionada para se ajustar a uma seção de tubo de partida (360). Um terminal (351) é fornecido em uma extremidade da seção do tubo de partida (360). O terminal (351) pode ser qualquer aqui divulgado e é, preferencialmente, do tipo da presente invenção, uma aplicação do qual é mostrada com referência às Figuras 1 a 3. O elemento transversal (407) pode ser de seção transversal circular com um elemento de seção circular adicional (409) disposto substancialmente central entre os elementos longitudinais (402), (403) e disposto para ter um eixo através dos mesmos, substancialmente paralelo com os elementos longitudinais (402), (403). Um suporte superior (410) se estende para cima a partir do elemento transversal (405). Um assento (410’) é disposto em uma extremidade superior do suporte (410) para suportar uma extremidade da seção de tubo de partida (360). A seção de tubo de partida (360) pode ser soldada, aparafusada com cintas ou de outra forma fixada ao assento (410’). A seção de tubo de partida (360) é moldada em uma forma de S conformada, tendo uma extremidade suportada no assento (410’) e a segunda extremidade passando através da abertura no elemento transversal (407), seguindo a partir da estrutura (401) por aproximadamente 5 a 25m e, preferencialmente, entre 10 e 20m, tendo outro terminal (361) para conexão a umA tubulação (302).

[00178] Um suporte adicional (410A) se estende para cima a partir do elemento transversal (404). Um assento (410a') é disposto em uma extremidade superior do suporte superior (410) para suportar uma extremidade do tubo flexível (352).

[00179] A conexão (350) feita entre o PLET e o tubo (352) é preferencialmente do tipo aqui mostrado, com referência às Figuras de 1 a 3, sendo as partes referidas pelo número de referência aquelas que aparecem na aplicação das Figuras de 1 a 3.

[00180] As camadas de brita esquerda e direita (411) e (412) são articuladas aos respectivos elementos longitudinais (402) e (403) com dobradiças (413), (414), sendo preferencialmente três dobradiças (413), (414) de cada lado, mas podendo ser qualquer número adequado. Cada camada de brita compreende uma estrutura composta de lados paralelos e elementos transversais (415), (416) e (417), (418) com travessas (420) que se estendem entre as mesmas.

[00181] Uma estrutura de implantação (430) é articulada a uma segunda extremidade da estrutura de base (401) para formar uma articulação. A estrutura de implantação (430) compreende elementos longitudinais paralelos (432) e (433), cada um tendo uma primeira extremidade provida com uma dobradiça (435) e (436) para se conectar de forma articulada aos elementos longitudinais correspondentes (402) e (403) da estrutura de base 401. Os elementos longitudinais paralelos (432) e (433) são ligados por elementos transversais (440) e (441) e um elemento de forquilha (442) em uma segunda extremidade. O elemento de forquilha (442) compreende dois elementos de seção de caixa (443), (444) que se encontram em uma placa (445), tendo um furo central para receber um pino de uma manilha (446). Uma guia de tubulação (450) se estende para cima a partir do elemento transversal (441) para guiar o tubo. A guia de tubulação (450) compreende dois pilares (451) e (452), tendo topos alargados para facilitar a orientação do tubo (352) entre eles.

[00182] No início de uma tubulação, um PLET pode ser necessário para conectar a tubulação a um aparelho submarino. Um método de assentamento de uma tubulação é mostrado nas Figuras 17A e 17B. A Figura 17A mostra um coletor (460) conectado a uma tubulação (302) usando um PLET (400) da invenção conectado ao coletor com tubo flexível (352).

[00183] Uma seção de tubo de partida (360) faz parte do PLET (400). A seção inicial (360) compreende um primeiro terminal (351) (tal como a primeira extremidade do tubo 6) de uma conexão (350), uma tubulação dobrada em forma de S conformada (355), uma seção reta de tubulação 356 e um segundo terminal (361) (tal como a segunda extremidade do tubo 7) soldada a uma extremidade livre da seção reta de tubulação (356). A seção reta de tubulação (356) segue aproximadamente dez a vinte metros da estrutura de base (401).

[00184] Conforme mostrado na Figura 17B, uma esteira rolante alongada (306) é disposta ao longo de um convés do navio com uma ferramenta de tensionamento (100), um tensor (não mostrado) e uma unidade de ancoragem disposta entre uma extremidade traseira da esteira rolante alongada (306) e um ferrão (310). Em uso, a unidade de ancoragem evita que a tubulação que está sendo implantada caia da extremidade traseira do navio (300). O tensor (não mostrado) mantém a tensão na tubulação suspensa na água entre o navio e o leito marinho. O tensor pode compreender uma pluralidade de correias sem fim dispostas sobre a tubulação a ser implantada. Unidades de ancoragem e tensores são bem conhecidos na técnica.

[00185] A ferramenta de tensionamento (100) é aberta ao mover as partes primárias e secundárias (97), (98). O tensionador (não mostrado) e a unidade de ancoragem ficam totalmente abertos ou são movidos para fora da linha de condução se não forem necessários.

[00186] As camadas de brita (411) e (412) são dobradas para cima em torno de suas respectivas dobradiças (413).(414) para assumir uma posição substancialmente vertical e cada um é travada no lugar com um pino que passa através de furos alinhados nas linguetas (não mostradas) entre as camadas de brita (411) e (412) e os elementos longitudinais (402) e (403).

[00187] Um guindaste de convés (não mostrado) é usado para levantar o PLET (400) sobre o ferrão (310), de modo que a estrutura (401) seja colocada na popa do tensionador (não mostrado), da unidade de ancoragem e da ferramenta de tensionamento (100). Conforme o PLET (400) é abaixado, a seção reta da tubulação (356) se alinha, entra ou é entalhada no tensor aberto, unidade de ancoragem e ferramenta de tensionamento (100).

[00188] Uma junta dupla, tripla ou quádrupla, de acordo com a presente invenção, é movida da pilha de armazenamento (não mostrada) à esteira rolante alongada 306 e inserida na ferramenta de tensionamento (100) para alinhar axialmente com a seção reta do tubo (356) do PLET (400). Um terminal da seção da tubulação é oferecido ao terminal (361) do PLET (400). A ferramenta de tensionamento (100) faz uma conexão entre os mesmos. A unidade de ancoragem e o tensor são fechados em volta da seção reta do tubo (356).

[00189] Uma extremidade de um cabo de aço (465) é redonda em torno de um carretel motriz (466) localizado no navio (300) e a extremidade oposta passa em torno de uma roldana de um bloco (467) localizado no leito marinho em estreita proximidade com o coletor (460). O bloco pode ser fixado a uma pilha (não mostrada) cravada no leito marinho ou em um bloco de iniciação. O cabo de aço (465) dá voltas sobre a roldana do bloco (467) e volta ao navio (300) para ser conectado à manilha (446) na estrutura de implantação (430). O carretel motriz (466) controla a taxa de implantação da tubulação (302), opcionalmente com tensão constante, com o PLET (400) conduzindo. Isso, preferencialmente, mantém a tensão correta na tubulação conforme ela é assentada. O PLET articulado é puxado ao longo da esteira rolante alongada (306) e ao longo do ferrão (310), conforme mostrado na Figura 17B. Outras seções (305) da tubulação são adicionadas uma de cada vez conforme o PLET é implantado. Deve-se notar que o ferrão (310) segue um caminho curvo. O PLET (400) articulado segue mais de perto a curva do ferrão curvo (310).

[00190] É preferível que as seções de tubulação armazenadas nas prateleiras de armazenamento do navio de assentamento de tubulação tenham, cada uma, aproximadamente 49,5 m de comprimento, compostas por quatro comprimentos de tubulações de 12 m soldadas juntas para formar uma tubulação de 48 m de comprimento com um conexão macho em uma extremidade e uma conexão fêmea na extremidade oposta para formar uma junta quádrupla de aproximadamente 49,5 m de comprimento; aproximadamente 38m de comprimento, compostas de três comprimentos de tubulações de 12m soldadas entre si para formar uma tubulação de 36m de comprimento com uma conexão macho em uma extremidade e uma conexão fêmea na extremidade oposta para formar uma junta tripla de aproximadamente 37,5m de comprimento; ou, aproximadamente, 25,5 m de comprimento, compostas por dois comprimentos de tubulações de 12 m soldadas juntas para formar um tubo de 24 m de comprimento com uma conexão macho em uma extremidade e uma conexão fêmea na extremidade oposta para formar uma junta dupla de aproximadamente 25,5 m de comprimento.

[00191] O cabo de aço (465) é puxado até o PLET (400) pousar no leito marinho (303) próximo ao coletor (460). As camadas de brita (411) e (412) são desdobradas em torno de suas respectivas dobradiças (413), (414) para ficarem em um plano substancialmente horizontal no leito marinho. Isso pode ser realizado por um ROV removendo os pinos (não mostrados) dispostos entre as camadas de brita (411) e (412) e os elementos longitudinais (402) e (403).

[00192] O navio (300) de assentamento de tubulação continua assentando a tubulação (302) usando o método S-lay até que um destino predefinido seja alcançado.

[00193] O destino predefinido pode ser em terra. A ferramenta de tensionamento (500) pode ser usada para fazer conexões em praias e em terra dependendo da ferramenta de tensionamento (500) de um guindaste.

[00194] Alternativamente, o destino predefinido pode ser subaquático e fornecer a extremidade da tubulação com um PLET (400) adicional. Assim, um PLET (400) adicional é necessário. O PLET (400) adicional será disposto na esteira rolante alongada (306) com a extremidade da estrutura de implantação (430) voltada para a proa do navio (300) e uma primeira extremidade do tubo (6) assentada no assento (410’). Um cabo de aço como o cabo de aço (465) (às vezes referido como um cabo de abandono e recuperação) é conectado à manilha (446) para fornecer tensão à tubulação quando o PLET (400) é implantado. O PLET (400) é implantado, deslizando ao longo da esteira rolante alongada (306) e, subsequentemente, ao longo do leito curvo do ferrão (310), com o PLET (400) articulado seguindo o contorno do leito curvo do ferrão (310). O PLET (400) afunda até o leito marinho, enquanto o navio (300) continua à frente com o cabo de aço (465) mantendo a tensão correta na tubulação conforme ela cai em direção ao leito marinho (303). O cabo de aço (465) é desconectado da manilha (446).

[00195] Uma etapa de raspagem da tubulação e teste da tubulação é, então, realizada. Aparelhos de raspagem e teste (não mostrados), compreendendo um lançador de pig e um receptor de pig, podem ser fornecidos com um terminal, de acordo com a presente invenção, para facilitar a fixação a qualquer uma das extremidades da tubulação através do(s) PLET(S) (400). Uma vez que a tubulação tenha sofrido raspagem e testada, o aparelho subaquático, como coletores ou cabeças de poço (460), pode ser conectado ao PLET (400) e/ou outro PLET.

[00196] O coletor ou cabeça de poço (460) tem um tubo flexível (352) ou o carretel de tubo rígido tem um terminal (353) da conexão (350) em uma extremidade livre. Um carretel de tubo rígido é geralmente pré-formado em uma forma para facilitar o alinhamento com a conexão no PLET. O carretel de tubo rígido pode ser pré-formado em forma de L ou Z.

[00197] Um ROV pega a extremidade livre do tubo flexível (352), a coloca na guia de tubulação (450) e assenta a extremidade livre no assento (410a'). Um guindaste localizado em um navio de superfície pode ser usado para ajudar a levantar o tubo flexível (352). O mergulhador ou ROV opcionalmente desliza o colar (20) a partir da primeira extremidade do tubo (6) do tubo flexível (352) sobre o flange de extremidade (43) da segunda extremidade do tubo (7) e pode girar a porca de travamento (50) no colar (20) para fornecer uma conexão frouxa. Em águas rasas, como abaixo de 150m, um mergulhador pode ser usado para realizar as etapas acima no lugar de um ROV. Se um carretel de tubo rígido (não mostrado) for usado em vez do tubo flexível, o mesmo procedimento será seguido.

[00198] Uma ferramenta de tensionamento subaquática (500) é, então, abaixada do navio (300) de assentamento de tubulação ou de um navio de suporte (não mostrado). A ferramenta de tensionamento opcionalmente realiza as etapas de deslizamento do colar (20) a partir da primeira extremidade do tubo (6) do tubo flexível (352) sobre o flange de extremidade (43) da segunda extremidade do tubo (7).

[00199] A ferramenta de tensionamento subaquática (500) é mostrada nas Figuras 18 a 19 sobre a conexão (350) no PLET (400). A ferramenta de tensionamento subaquática (500) é geralmente como a ferramenta de tensionamento (100) mostrada nas Figuras 7 e 8, conforme aqui descrito. O corpo estrutural (501) é geralmente como o corpo estrutural (101), embora tome a forma de um cilindro de seção circular. O corpo estrutural (501) tem uma primeira e segunda metades 502 e 503 articuladas sobre a dobradiça 504.

[00200] A ferramenta de tensionamento subaquática (500) é abaixada em um cabo de aço (499) a partir de um guindaste (não mostrado) do navio (300) de assentamento de tubulação ou navio de suporte (não mostrado). Uma unidade de alimentação acumuladora opcional (550) também é abaixada com uma ferramenta de tensionamento subaquática (500) para testar o fluido hidráulico sob pressão para alimentar uma ferramenta de tensionamento subaquática (500). Alternativamente, a ferramenta de tensionamento subaquática 500 é equipada com fluido hidráulico sob pressão por um cabo umbilical (não mostrado), ligando a ferramenta de tensionamento subaquática (500) ao navio de apoio.

[00201] A primeira e a segunda metades (502) e (503) são movidas sobre a dobradiça (504) para fornecer uma boca entre elas que permita que as duas metades (502) e (503) sejam abaixadas sobre a conexão (350). As duas metades são, então, movidas sobre a dobradiça (504) para fechar a boca, com a conexão dentro de uma abertura (115) da ferramenta de tensionamento subaquática (500). A primeira e a segunda metades (502), (503) são travadas juntas com o trinco (520).

[00202] Como pode ser visto a partir da visualização em corte transversal nas Figuras 19 e 20, a ferramenta de tensionamento subaquática (500) tem seis êmbolos (507) a (512) para tensionar a conexão (350) da mesma maneira conforme descrito para a conexão (1) descrita anteriormente. Os êmbolos de (507) a (512) (como os êmbolos de 107 a 109) são fornecidos com energia da unidade de alimentação acumuladora (550). Um conjunto de alimentação pequeno adicional (não mostrado) pode ser fornecido para alimentar um rotacionador (como o rotacionador 135) para girar uma porca de travamento (50) da conexão (350).

[00203] A ferramenta de tensionamento subaquática (500) também pode incluir uma câmera subaquática (como a câmera 201) e pode ter uma unidade de câmera (como a unidade de câmera 230), bem como uma câmera adicional (como a câmera adicional 220) para confirmar que a tensão correta foi aplicada ao colar (20) da conexão (350).

[00204] O espaçamento dos suportes (410), (410a) fornece um espaço para a ferramenta de tensionamento subaquática (500) caber sobre a conexão (350). Isso facilita o alinhamento do conjunto de sulcos (28) da luva (21) da conexão (350) com insertos (como os insertos 135) da ferramenta de tensionamento subaquática 500. Isso também facilita o alinhamento do conjunto de sulcos (47) da extremidade do tubo (7) da conexão (350) com insertos (como os insertos 150) da ferramenta de tensionamento subaquática (500). Uma vez alinhados axialmente, os insertos (135) e (150) são movidos radialmente dentro dos respectivos transportadores de insertos (como os transportadores de inserto (114) na extremidade livre do pistão (111) e o transportador inerte (153) dentro do corpo estrutural (101), respectivamente) em engate com seu respectivo conjunto de sulcos (28) e (47).

[00205] Os êmbolos (507) a (512) são ativados para aplicar uma grande força de tensão ao colar (20). O rotacionador é, então, ativado para girar a porca de travamento (50) na extremidade do colar (20), a fim de travar a primeira extremidade do tubo (6) na segunda extremidade de estrutura tubular (7), criando a conexão (1). O fluido hidráulico sob pressão nos êmbolos (507) a (512) e nos êmbolos que fornecem força radial aos insertos está agora aliviado e os insertos retraídos radialmente, assim como os êmbolos também retraídos axialmente.

[00206] As câmeras são usadas para garantir que a tensão correta foi aplicada durante o tensionamento e, novamente, para garantir que haja tensão suficiente no colar (20), assegurando que a junta de vedação do anel (19) entre as extremidades do tubo (6) e (7) permaneça ativada para fornecer uma vedação entre elas.

[00207] Uma vez que a conexão foi feita com a tensão correta aplicada ao colar (20), o trinco (520) da ferramenta de tensionamento subaquática (500) é destravado e a ferramenta de tensionamento (500) é afastada do PLET (400) usando o guindaste no navio de apoio desenhado no cabo (499).

[00208] Antes que a ferramenta de tensionamento seja puxada, as câmeras podem ser usadas para garantir que haja uma pequena quantidade de extensão elástica na luva (21) do colar (20).

[00209] Prevê-se que o PLET (400) possa ser fornecido com placas de deslizamento ou esquis (não mostrados) que facilitem o movimento do PLET no leito marinho devido à expansão e contração no comprimento da tubulação devido às variações de temperatura.

[00210] As tubulações geralmente são feitas de materiais resistentes ao desgaste e com boa relação custo- benefício, como aço-carbono ou aço de alta resistência. No entanto, tais materiais podem ser atacados por fluidos corrosivos fluindo através das tubulações. O uso de materiais diferentes de aço de alta resistência para o corpo e conexões das tubulações podem ser considerados, mas geralmente têm um custo proibitivo. Por exemplo, o custo de um material como o aço inoxidável de alta qualidade é atualmente da ordem de trinta vezes o preço do aço de alta resistência. Por conseguinte, tornou-se popular usar aços leves ou de alta resistência que sejam internamente revestidos com um revestimento não suscetível à corrosão ou com uma resistência aumentada à corrosão, como uma liga resistente à corrosão (CRA |corrosion resistant alloy).

[00211] A Figura 21 mostra parte de uma tubulação revestida (600), compreendendo uma conexão (601), e o elemento de estrutura tubular (602) se estendendo a partir da mesma. A conexão (601) é geralmente semelhante à conexão 1 mostrada nas Figuras de 1 a 3, mas com peças como o colar (20) e a porca de travamento (50) não mostradas para maior clareza.

[00212] A conexão (601) tem geralmente partes semelhantes às da conexão (1) mostrada nas Figuras de 1 a 3 e são referidas com os mesmos números de referência nas séries de seiscentas.

[00213] A conexão (601) compreende uma primeira extremidade do tubo (606) e uma segunda extremidade do tubo (607).

[00214] A primeira extremidade do tubo (606) tem um corpo tubular de aço oco (612) de diâmetros interno e externo substancialmente constantes. O corpo tubular de aço oco (612) pode ser da ordem de 12m a 48m de comprimento, embora possa ser mais longo ou mais curto. O elemento de estrutura tubular de aço oco (612) pode ser da ordem de 2” (50 mm) a 48” (1200 mm) de diâmetro. A primeira extremidade do tubo (606) tem uma parte de extremidade proximal (614), tendo um diâmetro externo maior e um flange de extremidade (616) de diâmetro externo ainda maior.

[00215] A segunda extremidade do tubo (607) tem, de forma semelhante, um corpo tubular de aço oco (não mostrado) de diâmetros interno e externo substancialmente constantes. O corpo tubular de aço oco também pode ser da ordem de 12m a 48m de comprimento, embora possa ser mais longo ou mais curto. O elemento de estrutura tubular de aço oco (612) pode ser da ordem de 2” (50 mm) a 48” (1200 mm) de diâmetro. A segunda extremidade do tubo (607) tem uma parte de extremidade proximal (641), tendo um diâmetro externo maior e um flange de extremidade (643) de diâmetro externo ainda maior.

[00216] Os corpos tubulares de aço oco (612) (não mostrados) são revestidos com um revestimento (670). O revestimento (670) é feito de polietileno de alta densidade (HDPE), embora possa ser PVDF, XPLE (PEX), polietileno de média densidade, fibra de vidro, fibra de carbono, metálico ou outra forma de plástico. O revestimento (670) tem uma parede interna lisa, definindo um furo (604) para a passagem do fluido a ser transportado através da tubulação (600) e conexões (601). Conforme mostrado na Figura 21A, o revestimento (670) tem uma série de pequenas nervuras axiais paralelas (671) projetando- se de uma superfície externa (672). A série de pequenas nervuras axiais paralelas (671) pode ser disposta em linha com o fluxo geral de fluido através do furo (610) ou pode seguir um caminho em espiral ou helicoidal. Durante a fabricação, o revestimento (670) pode ser formado por extrusão de HDPE através de um formador. A série de pequenas nervuras axiais paralelas pode ser formada integralmente, tendo entalhes nas primeiras. O revestimento (670) é, então, deslizado ou arrastado para dentro do furo do corpo tubular de aço oco (612). O revestimento (670) pode ser deixado no furo (604) inclinado contra uma superfície interna do elemento de estrutura tubular de aço oco (612) como um ajuste de interferência. Alternativamente, uma bexiga expansível (não mostrada) ou pig (não mostrado) pode ser usado para expandir o revestimento (670), empurrando-o contra a superfície interna da tubulação de aço oco (612), deformando permanentemente o revestimento (670) e fixando-o no lugar. A série de pequenas nervuras axiais paralelas (671) define um pequeno caminho de fluxo (673) através do qual o gás pode fluir. Deve-se notar que as nervuras axiais paralelas (671) podem ser contínuas a partir de uma extremidade do revestimento à outra. As nervuras axiais paralelas (671) podem formar uma espiral, helicoidal, linear ou tomar outra forma, desde que haja um caminho de fluxo (673) contínuo para o gás fluir entre a superfície externa (672) do revestimento (670) e a superfície interna do elemento de estrutura tubular de aço oco (612).

[00217] Verificou-se que gases, tais como sulfeto de hidrogênio, podem permear através do revestimento ou de outra forma fluir para os caminhos de fluxo (673) formados entre o revestimento (670) e o elemento de estrutura tubular de aço oco (612).

[00218] Em cada extremidade do revestimento (670), uma parte de extremidade (674) é expandida para residir permanentemente em um recesso (675) formado na extremidade do tubo (606). O recesso (675) fica, preferencialmente, dentro da parte de extremidade proximal (614) e espaçado a partir da face de extremidade (617) pela região de extremidade proximal e definido por um ressalto (677), tendo substancialmente o mesmo diâmetro interno que o do elemento de estrutura tubular de aço oco (612). O ressalto (677) pode ser fornecido com um canto externo quadrado ou uma borda curva, conforme mostrado. O recesso (675) pode, alternativamente, estar localizado em qualquer lugar na parte de extremidade do tubo (606). O recesso tem uma parte de profundidade final (681), tendo uma profundidade aproximadamente igual à espessura do revestimento (670) e tendo uma região de transição lisa (680) entre o diâmetro interno do elemento de estrutura tubular de aço oco (612) e a profundidade final. Uma face de extremidade quadrada (678) do revestimento (670) fica dentro da parte de profundidade final 681 do recesso (675) com folga anular (679) fornecida entre a face de borda quadrada (678) do revestimento (670) e o ressalto (677). Um anel de compressão do revestimento de extremidade (685) é inserido na região de extremidade proximal com um ajuste de fricção. O anel de compressão do revestimento de extremidade (685) pode ser ligeiramente superdimensionado e inserido sob compressão. O anel de compressão do revestimento de extremidade (685) pode ser subdimensionado, inserido e expandido contra a parede interna (676) com uma ferramenta de raspagem ou semelhante (não mostrada). O anel de compressão do revestimento de extremidade (685) tem uma região cônica (686) em uma face externa, a qual tem uma pluralidade de ranhuras circunferenciais paralelas que ficam contra a parte de extremidade do revestimento (670). Uma extremidade proximal (688) do anel de compressão do revestimento de extremidade (685) tem uma borda quadrada e se encontra, de preferência, ligeiramente recuado da face de extremidade (617). O anel de compressão do revestimento de extremidade 685 pode ter entre 50 mm e 200 mm de comprimento e, preferencialmente, na ordem de 135 mm de comprimento. Uma solda de filete pode ser fornecida entre a extremidade proximal (688) do anel de compressão do revestimento de extremidade (685) e a parede interna (676) da extremidade do tubo (606), (607). O arranjo do revestimento (670), recesso (675) e anel de compressão será tal que quando o anel de compressão estiver totalmente inserido, os pequenos caminhos de fluxo (673) nos revestimentos (670) não serão muito comprimidos, de forma que o gás poderá fluir. As juntas concluídas da tubulação terão um teste de fluxo de gás através dos pequenos caminhos de fluxo (673) de ponta a ponta antes de enviar as juntas em alto mar.

[00219] A extremidade do tubo (606) tem uma face de extremidade (617) que é geralmente plana com um recesso (618) em uma parte central que se estende sobre o furo (610) para receber parte de um anel de vedação (619). O recesso (618) anular possui uma parede traseira, substancialmente paralela à face de extremidade (617), e um par de paredes laterais alargadas para fora a partir da parede posterior até a face de extremidade (617), formando um recesso (618) troncocônico para receber o anel de vedação (619).

[00220] O anel de vedação (619) pode ser um anel de seção quadrada (conforme mostrado na Figura 21) ou pode ser do tipo mostrado na Figura 5, tendo bordas chanfradas para formar extremidades troncocônicas para assentar no recesso (618). Deve-se notar que o anel de vedação (619) assenta no recesso (618) para definir uma cavidade anular (687). A cavidade anular (687) permanece presente quando a conexão está totalmente feita. Uma vedação é feita onde os cantos ou cantos chanfrados (19’) do anel de vedação encontram as superfícies cônicas (684) e (684’), definindo o recesso anular (683). O anel de vedação é equipado com uma pluralidade de furos que se estendem a partir de uma face frontal (691) a uma face posterior (692).

[00221] Preferencialmente, existem entre quatro e seis desses furos espaçados uniformemente sobre a circunferência da gaxeta do anel de vedação (619), embora qualquer número adequado possa ser usado, dependendo do diâmetro do tubo e da taxa de fluxo de fluido esperada através do mesmo.

[00222] Uma pluralidade de furos (682) é formada na primeira extremidade do tubo (606) entre a parede traseira do recesso (618) e o ressalto (677) para fornecer um caminho de fluxo de fluido entre a folga anular (679) e a cavidade anular (687) no recesso (618) atrás da vedação (619). Preferencialmente, entre quatro e seis desses recessos (683) são dispostos igualmente sobre a circunferência da primeira extremidade do tubo (606). Os furos podem ter entre 0,5 e 5 mm de diâmetro e podem ter 3 mm de diâmetro.

[00223] Em uso, a conexão (601) é feita conforme descrito com referência às Figuras de 1 a 3, aplicando força significativa para ativar o anel de vedação (619). Um fluido corrosivo pode fluir através da tubulação (600) revestida. Algum fluido, como o sulfeto de hidrogênio, pode migrar entre o revestimento (670) e os elementos de estrutura tubular de aço ocos (612) no caminho de fluxo (673) axial, que podem se mover muito lentamente dentro do caminho de fluxo. Se houver um diferencial de pressão através do revestimento (670) entre os caminhos de fluxo (673) e o furo (610), o revestimento (670) pode entrar em colapso. Pode ser vantajoso remover qualquer gás que se acumulou nos caminhos de fluxo (673).

[00224] De acordo com este aspecto da presente invenção, o fluido pode fluir em um pequeno caminho de fluxo (673) axial até a folga anular (679), através dos furos (682) até o recesso anular (683), através dos furos (690) no anel de vedação (619) e até uma cavidade anular correspondente (687’) na segunda extremidade do tubo (607), através dos furos correspondentes (682’) até a folga anular correspondente e ao caminho de fluxo correspondente (673’) entre a parte proximal (641) do corpo de aço da extremidade do tubo (607) e o revestimento (670’). Isso pode equalizar a pressão através da conexão (601) e fornecer caminhos de fluxo axiais entre o caminho de fluxo (673) em elementos de estrutura tubular conectados.

[00225] Uma tubulação (700) revestida mostrada na Figura 22 é geralmente semelhante à tubulação revestida, exceto pelo tipo de conexão, que é uma conexão de flange padrão, em vez do tipo de conexão mostrado nas Figuras de 1 a 3.

[00226] A primeira extremidade de estrutura tubular (706) tem um corpo tubular de aço oco (712) de diâmetros interno e externo substancialmente constantes. O corpo tubular de aço oco (712) pode ser da ordem de 12m a 48m de comprimento, embora possa ser mais longo ou mais curto. O corpo tubular de aço oco (712) pode ser da ordem de 2” (50 mm) a 48” (1200 mm) de diâmetro. Um flange de extremidade (616) tem diâmetro externo muito maior com uma pluralidade de furos, cada um para receber um parafuso roscado (795), que tem uma cabeça (796) em uma extremidade e recebe uma porca (797) roscada na outra.

[00227] A segunda extremidade de estrutura tubular (707), da mesma forma, tem corpo tubular de aço oco (712’) de diâmetros interno e externo substancialmente constantes. O corpo tubular de aço oco (712’) também pode ser da ordem de 12m a 48m de comprimento, embora possa ser mais longo ou mais curto. O elemento de estrutura tubular de aço oco (612) pode ser da ordem de 2” (50 mm) a 48” (1200 mm) de diâmetro. A segunda extremidade de estrutura tubular (707) tem um flange de extremidade (643) de diâmetro externo muito maior com uma pluralidade de furos igualmente espaçados sobre a circunferência do corpo tubular (712’).

[00228] Os corpos tubulares (712) e (712’) são, cada um, revestidos com um revestimento (770) (não mostrado). O revestimento (770) é feito de Polietileno de Alta Densidade (HDPE), embora possa ser Polietileno de Média Densidade, fibra de vidro, metal ou outra forma de plástico. O revestimento (770) tem uma parede interna lisa que define um furo (704) para a passagem do fluido a ser transportado através da tubulação (700). O revestimento (770) tem uma série de pequenas nervuras axiais paralelas projetando-se de uma superfície externa, como no revestimento (670), mostrado na Figura 2. O revestimento (770) pode ser deixado no furo inclinado contra uma superfície interna do elemento de corpo tubular de aço oco (712) como um ajuste de interferência. Alternativamente, uma bexiga expansível (não mostrada) ou equipamento pig (não mostrado) pode ser puxado através da tubulação (700) para expandir o revestimento (770), empurrando-o contra a superfície interna do corpo tubular de aço oco (712), deformando permanentemente o revestimento (770) e fixando-o no lugar. A série de pequenas nervuras axiais paralelas define um pequeno caminho de fluxo através do qual o gás pode fluir. Deve-se notar que as nervuras podem ser contínuas a partir de uma extremidade à outra do revestimento. As nervuras podem formar uma espiral ou assumir outra forma, desde que haja um caminho de fluxo contínuo para o gás fluir entre a superfície externa do revestimento (770) e a superfície interna do elemento de corpo tubular de aço oco (712).

[00229] Em cada extremidade do revestimento (770), uma parte de extremidade (774) é expandida para residir permanentemente em um recesso (775) formado na extremidade da estrutura tubular (706). O recesso (775) é espaçado da face de extremidade (717) pela região de extremidade proximal (776) e definida por um ressalto (777), tendo substancialmente o mesmo diâmetro interno que o do elemento de corpo tubular de aço oco (712). O ressalto (777) pode ser fornecido com um canto externo quadrado ou uma borda curva, conforme mostrado. O recesso (775) tem uma parte de profundidade final (781), tendo uma profundidade aproximadamente igual à espessura do revestimento (670) e tendo uma região de transição lisa (780) entre o diâmetro interno do elemento de corpo tubular de aço oco (712) e a profundidade final. Uma face de extremidade quadrada (778) do revestimento (770) fica dentro da parte de profundidade final (781) do recesso (775) com a folga anular (779) fornecida entre a face de borda quadrada (778) do revestimento (770) e o ressalto (777). Um anel de compressão de revestimento de extremidade (785) é inserido na região de extremidade proximal (776) com um ajuste de fricção e pode ser ligeiramente sobredimensionado e inserido sob compressão. O anel de compressão do revestimento de extremidade (785) tem uma região cônica (786) em uma face externa que tem uma pluralidade de ranhuras circunferenciais paralelas que se encontram contra a parte de extremidade do revestimento (770). Uma extremidade proximal (788) do anel de compressão do revestimento de extremidade (785) tem uma borda quadrada e é preferencialmente recuada ligeiramente da face de extremidade. Uma solda de filete pode ser fornecida entre a extremidade proximal (788) do anel de compressão do revestimento de extremidade (785) e a parede interna da extremidade da estrutura tubular (706), (707). O anel de compressão do revestimento da extremidade pode ter entre 50 mm e 200 mm de comprimento e, preferencialmente, na ordem de 135 mm de comprimento. O revestimento (770), o recesso (775) e o arranjo de anel de compressão de revestimento de extremidade (785) serão tais que quando o anel de compressão de revestimento de extremidade (785) estiver totalmente inserido, os pequenos canais de fluxo (773) nos revestimentos (770) não serão muito comprimidos para que o gás possa fluir.As juntas concluídas da tubulação terão um teste de fluxo de gás através dos pequenos caminhos de fluxo (773) de ponta a ponta antes de enviar as juntas em alto mar.

[00230] A extremidade da estrutura tubular (706) tem uma face de extremidade (717) que é geralmente plana com um recesso anular (718) em uma parte central que se estende sobre o furo (710) para receber parte de um anel de vedação (719). O recesso (718) tem uma parede traseira (783) substancialmente paralela à extremidade de face (717) e um par de paredes laterais alargadas para fora da parede traseira (783) até a face de extremidade (717), formando um recesso (718) troncocônico para receber o anel de vedação (719).

[00231] O anel de vedação (718) pode ser um anel de seção quadrada (conforme mostrado na Figura 21) ou pode ser do tipo mostrado na Figura 5, tendo bordas chanfradas para formar extremidades troncocônicas para assentar no recesso (718). Deve-se notar que o anel de vedação (719) assenta no recesso (718) para definir uma cavidade (787). Uma cavidade (787) anular permanece quando a conexão está totalmente feita. O anel de vedação (719) é fornecido com uma pluralidade de furos (690) que se estendem de uma face frontal (791) a uma face posterior (792). Preferencialmente, existem entre quatro e seis desses furos espaçados uniformemente sobre a circunferência da junta de anel de vedação (719), embora qualquer número adequado possa ser usado, dependendo do diâmetro do tubo e da taxa de fluxo de fluido esperada através do mesmo.

[00232] Uma pluralidade de furos ou portas (782) é formada na primeira extremidade de estrutura tubular (706) entre a parede traseira (783) do recesso (718) e o ressalto (777) para fornecer um caminho de fluxo de fluido entre a folga anular (779) e a cavidade (787) anular no recesso (718) atrás do anel vedação (719). Preferencialmente, entre quatro e seis desses furos (782) são dispostos igualmente sobre a circunferência da primeira extremidade de estrutura tubular (706). Os furos podem ter entre 0,5 e 5 mm de diâmetro e podem ter 3 mm de diâmetro.

[00233] Em uso, a conexão (701) é feita apertando as porcas (797) e os parafusos (795), aplicando uma força significativa para ativar o anel de vedação (719). O fluido corrosivo pode fluir através da tubulação (700) revestida. Algum fluido, como o sulfeto de hidrogênio, pode migrar entre o revestimento (770) e os elementos de corpo tubular de aço ocos (712) no caminho de fluxo axial, podendo se mover muito lentamente dentro do caminho de fluxo. Se houver um diferencial de pressão através do revestimento (770), o revestimento (770) pode entrar em colapso.

[00234] De acordo com este aspecto da presente invenção, o fluido pode fluir em um pequeno caminho de fluxo axial até a folga anular (779), através dos furos (782) até a cavidade anular (783), através dos furos (790) no anel de vedação (719) e a uma cavidade anular correspondente (787’) na segunda extremidade de estrutura tubular (707), através de furos (782’) correspondentes à folga anular correspondente e ao caminho de fluxo (773’) correspondente entre a parte proximal (741) do corpo de aço da extremidade de estrutura tubular (707) e o revestimento (770’). Isso pode equalizar a pressão através da conexão e os caminhos de fluxo axiais entre os revestimentos (770), (770’) e os corpos tubulares de aço (712), (712’).

[00235] A Figura 22A mostra a tubulação (600) de acordo com a presente invenção, embora este aspecto da invenção também seja aplicável à tubulação (700) de acordo com a presente invenção.

[00236] A tubulação (600) se estende a partir de uma primeira extremidade da tubulação (690a) localizada no leito marinho (689a) adjacente a uma cabeça de poço (691a), terminando em um coletor submarino (692a), até uma segunda extremidade da tubulação (693a) na costa, terminando em um coletor em terra (694a). Uma seção curta de tubulação adicional (699a) se estende a partir do coletor submarino (692a) até a cabeça de poço (691a). Uma seção curta da tubulação (688a) adicional se estende a partir do coletor em terra (694a) até uma instalação de armazenamento ou uma refinaria (não mostrada).

[00237] O coletor em terra (694a) compreende um invólucro (694b) com um furo de fluxo (694c) através do mesmo para o transporte de fluidos, como petróleo da tubulação (600), através do coletor e entrando em uma seção curta da tubulação (688a), seguindo a uma refinaria ou instalação de armazenamento em terra (não mostrado). Uma bomba (695a) é fluidamente acoplada a um tubo (697a) acoplado a um furo (682b) em uma parede do coletor em terra (694a) que leva a um recesso anular (646a). Um anel de vedação (619a), como o anel de vedação (619), fica disposto parcialmente no recesso anular (646a) e parcialmente em um recesso anular (683) em um flange de extremidade (716), formando parte de uma extremidade do tubo (606). A extremidade do tubo (606) é soldada ou fixada de outra forma a um corpo tubular de aço oco (612) da tubulação (600) revestida. O flange é fornecido com uma série de parafusos sobre a extremidade do tubo (606), que se estende ao invólucro (694b) do coletor em terra (694a) para fixar a tubulação (600) revestida ao coletor em terra (694a). Os parafusos são apertados sobre o anel de vedação (619a) para fechar uma lacuna entre o flange (716) e a parede do coletor para forçar o anel de vedação (619) (619a) contra uma parede do recesso anular (646a) e forçar a parede do recesso anular (683) para formar uma vedação entre a tubulação (600) revestida e o coletor em terra (694a). Uma multiplicidade de furos axiais é disposta sobre o anel de vedação (619a). Preferencialmente, entre um e doze furos axiais são fornecidos sobre o anel de vedação para fornecer um caminho de fluxo entre um caminho de fluxo anular, formado entre o anel de vedação (619a), e a parede do recesso anular (683), e em uma multiplicidade de furos no flange (716) para o caminho de fluxo (673) entre o revestimento (670) e a tubulação de aço oco (612) através da qual o fluido, tal como gás, pode fluir.

[00238] Em uso, a bomba (695a) é ativada e controlada por um computador (699). A bomba é, preferencialmente, uma bomba de velocidade variável que pode fornecer uma pressão negativa no tubo (697a) para puxar fluido através do caminho de fluxo (673) aos furos (682a), pelo anel de vedação (619) através furos axiais no coletor em terra (694a) e em um tanque de retenção (696b), liberando gases na atmosfera ou os aprisionando em um recipiente de armazenamento de gás (não mostrado). A bomba (695a), preferencialmente, extrai o fluido do caminho de fluxo (673) entre a tubulação de aço oco (612) e o revestimento (670) a uma taxa lenta para inibir o acúmulo de gases na tubulação (600) entre o revestimento (670) e a tubulação de aço oco (612).

[00239] O coletor submarino (692a) pode compreender uma bomba adicional e um fornecimento de fluido para substituir o fluido, que geralmente seria um gás, tal como sulfeto de hidrogênio, que tenha vazado através do revestimento para o caminho de fluxo (673).

[00240] Com referência à Figura 23, é mostrada uma extremidade de estrutura tubular (800), geralmente como a extremidade da tubulação (600) mostrada na Figura 21, para uso em uma conexão, como a conexão 1, opcionalmente para uso com um tubo revestido. Tal como acontece com a extremidade do tubo (606), a extremidade de estrutura tubular (806) é mostrada sem certas peças, como o colar (20). As peças semelhantes são identificadas por números de referência semelhantes na série oitocentos.

[00241] A extremidade de estrutura tubular (800) compreende um elemento de estrutura tubular (802), que pode ser na ordem de 12m a 48m de comprimento, soldado ou de outra forma fixado a um elemento de estrutura tubular de aço oco (812), tendo furos (804), (810) coincidentes e espessuras de parede semelhantes. A extremidade de estrutura tubular (806) também tem uma parte de extremidade proximal (814) de espessura de parede maior e um flange (816) de espessura de parede ainda maior. O elemento de estrutura tubular (802) e a extremidade de estrutura tubular (806) são revestidos com um revestimento (870) contínuo, tendo nervuras em uma superfície externa para definir um caminho de fluxo axial (873). Uma parte rebaixada (876) da extremidade de estrutura tubular (806) tem um diâmetro interno alargado. Um anel de extremidade de compressão de aço inoxidável é fornecido em uma parte de extremidade da extremidade de estrutura tubular (806) para proteger a parte de extremidade de fluidos corrosivos que fluem através do furo (810). O anel de compressão tem uma parte cônica distal equipada com anéis circunferenciais externos para prender a extremidade do revestimento na parte rebaixada (876). Um canal de fluxo anular (879) é delimitado pela parte rebaixada (876) de diâmetro interno ampliado, a extremidade do revestimento (870), o anel de extremidade de compressão e uma parede de extremidade (877) da parte de recesso. Uma multiplicidade de furos (882) é perfurada ou formada de outra forma no flange (816) de extremidade, conectando fluidamente o canal de fluxo anular (879) a um canal de fluxo anular (887) no recesso (883).

[00242] O recesso (883) anular tem uma parede de extremidade anular substancialmente perpendicular (883b) e paredes cônicas anulares internas e externas (883a). O recesso (883) anular é revestido com um embutimento (883c). O anel de vedação (819a) assenta na ranhura anular com as bordas da vedação em contato com o embutimento (883c) na parede cônica anular interna e externa (883a), definindo o canal de fluxo anular (887). O embutimento (883c) é fornecido com furos para se alinhar com outros furos (882) e fornecer um caminho de fluxo a partir do furo (882) até o canal de fluxo anular (887) e em diante através dos furos axiais (890a) no anel de vedação (819a). Opcionalmente, o embutimento e o anel de vedação são de aço inoxidável. Opcionalmente, o grau do embutimento é Inconel (625) e pode ter 3 mm de espessura.

[00243] Opcional ou alternativamente, o embutimento tem uma parte de face (817a) que se estende desde o recesso (883) ao longo de uma parte interna rebaixada da face (817) do flange (816) em direção ao furo (810), preferencialmente rebaixado pela mesma espessura que o embutimento, de modo que o embutimento encontra-se no mesmo plano que a parte externa da face (817). Opcionalmente, uma parte (817b) adicional se estende ao furo (810) nivelado com a superfície interna da extremidade de estrutura tubular (806), de modo que fique sob o anel de compressão (885). Opcionalmente com o anel de compressão (885) da extremidade se sobrepõe à parte (817b) do embutimento e, opcionalmente, uma solda de filete é aplicada entre a parte (817b) do embutimento (883c) e uma extremidade (888) do anel de compressão (885) de extremidade.

[00244] Em uso, uma extremidade de estrutura tubular adicional (não mostrada), que é como a extremidade de estrutura tubular (806), é oferecida até a extremidade de estrutura tubular (806), e uma ranhura anular na extremidade de estrutura tubular é alinhada com o anel de vedação (819a) que fica no recesso (883) ou é temporariamente retida no recesso (883) anular com pontos individuais de cola sobre o anel de vedação (819a), tomando cuidado para não bloquear os furos (882) com a cola. O colar de tensionamento (não mostrado) é tensionado com uma ferramenta de tensionamento, como a ferramenta de tensionamento (100) mostrada nas Figuras de 7 a 10 e a porca (não mostrada) é aparafusada no colar (não mostrado) para fazer a conexão, conforme descrito com referência às Figuras de 1 a 6.

[00245] A Figura 24 mostra outra aplicação de uma extremidade de estrutura tubular (906), de acordo com a presente invenção, em uma tubulação revestida, geralmente referida usando o número de referência (900). A extremidade de estrutura tubular (906) é geralmente como a extremidade do tubo (6) mostrada na Figura 1 para uso em uma conexão, tal como a conexão (1), exceto para uso com uma tubulação (900) revestida. A extremidade de estrutura tubular (906) é mostrada sem certas peças, como o colar (20) ou a porca (50). As peças semelhantes são identificadas por números de referência semelhantes na série novecentos.

[00246] A extremidade de estrutura tubular (900) compreende um elemento de estrutura tubular (902), que pode ser na ordem de 12m a 48m de comprimento, soldado ou de outra forma fixado a um elemento de estrutura tubular de aço oco (912), tendo furos coincidentes (904), (910) e espessuras de parede semelhantes. A extremidade de estrutura tubular (906) também tem uma parte de extremidade proximal (914) de espessura de parede maior e um flange (916) de espessura de parede ainda maior. O elemento de estrutura tubular (902) e a extremidade de estrutura tubular (906) são revestidos com um revestimento contínuo (970) que pode ou não ter nervuras em uma superfície externa para definir um caminho de fluxo (973) axial. O revestimento (970) pode não ter nervuras axiais nem caminhos de fluxo axiais se eles não forem necessários, como em aplicações de reinjeção de água na perfuração ou extração terciária de poços de petróleo e gás. Se um revestimento com nervuras e caminhos de fluxo (973) for usado, um furo (982) (mostrado em linha tracejada), como (682), (782), (882), será fornecido entre o caminho de fluxo (973) e o canal de fluxo anular 987. Alternativamente, se um caminho de fluxo não for necessário através da conexão (1) entre as juntas da tubulação (900), então nenhum furo (982) será necessário e não precisará ser perfurado ou formado de outra forma no flange (916).

[00247] O recesso (983) tem uma parede de extremidade anular substancialmente perpendicular (983b) e paredes anulares cônicas internas e externas (983a). O recesso (883) anular é revestido com um embutimento (983c). O anel de vedação (919a) assenta na ranhura anular com as bordas da vedação em contato com o embutimento (983c) nas paredes cônicas anulares internas e externas (983a), definindo o canal de fluxo anular (987). O embutimento (983c) é fornecido com furos, se necessário, para alinhar com furos (982) e fornecer um caminho de fluxo a partir do furo (982) até o canal de fluxo anular (987) e em diante através dos furos axiais (990a) no anel de vedação (919a), se necessário. Opcionalmente, o embutimento e o anel de vedação são de aço inoxidável. Opcionalmente, o grau do embutimento (983c) é Inconel (625) e pode ter 3 mm de espessura.

[00248] Opcional ou alternativamente, o embutimento tem uma parte de face (917a) que se estende desde o recesso (983) ao longo de uma parte interna rebaixada da face (917) do flange (816) em direção ao furo (810), preferencialmente rebaixado pela mesma espessura que o embutimento, de modo que o embutimento encontre-se no mesmo plano que a parte externa da face (917). Opcionalmente, uma parte adicional (917b) se estende para dentro do furo (910) nivelado com a superfície interna da extremidade de estrutura tubular (906) de aço, de modo que fique sob o revestimento (970), com uma sobreposição de, opcionalmente, 50 a 75 mm. O revestimento (970) termina no mesmo plano que a face (917) ou ligeiramente recuado a partir dela.

[00249] Deve-se notar que a tubulação revestida pode compreender um revestimento de material resistente à corrosão no lugar de um revestimento inserível separado. O revestimento pode estar na forma de tinta, esmalte, revestimento em gel ou semelhantes e deve ser aplicado para se sobrepor à parte adicional (917b) do embutimento.

[00250] A Figura 25A mostra uma conexão (1001), de acordo com a presente invenção. A conexão (1001) conecta uma primeira junta de tubulação isolada (1002) com uma segunda junta de tubulação isolada (1003). A tubulação isolada (1002) e (1003) pode ser referida como “tubo de parede composta”. A tubulação isolada (1002) compreende uma tubulação interna de aço (1002c), que pode ser idêntica ao elemento de estrutura tubular (2) mostrado na conexão (1). A tubulação isolada (1002c) pode ser de aço carbono, revestida de CRA, revestida internamente ou revestida de HDPE. Um tubo (1002b) concêntrico externo, que pode ser referido como tubo transportador, tem um diâmetro interno maior do que o diâmetro externo da tubulação interna de aço 1002c, fornecendo um espaço anular entre os mesmos, o qual pode ter qualquer tamanho adequado para receber o material de isolamento (1002a) térmico, tal como aerogel. Normalmente, o anel tem entre 10 mm e 50 mm de largura.

[00251] Uma primeira parte tubular (1012) da primeira extremidade de estrutura tubular (1006) é soldada à tubulação interna de aço (1002c). Um cubo (1014) de diâmetro maior, um flange (1016) de diâmetro ainda maior, um colar (1020) tendo uma luva (1021) disposta de forma deslizante sobre o flange (1016) e um batente (1030) disposto sobre a parte de extremidade proximal também são mostrados.

[00252] O tubo (1002b) concêntrico externo tem uma extremidade que se encaixa sobre o cubo (1014) e uma extremidade do tubo (1002b) transportador é soldada ao cubo (1014).

[00253] Da mesma forma, a tubulação interna (1003c) pode ser de aço carbono, revestida com CRA, revestida internamente ou revestida com HDPE. Um tubo (1003b) concêntrico externo, que pode ser referido como tubo transportador, tem um diâmetro interno maior do que o diâmetro externo da tubulação interna de aço (1003c), fornecendo um espaço anular entre os mesmos, que pode ser de qualquer tamanho adequado para receber o material de isolamento térmico (1003a), tal como aerogel. Normalmente, o anel tem entre 10 mm e 50 mm de largura.

[00254] Um cubo (1041) de diâmetro maior, um flange (1043) de diâmetro ainda maior e uma porca (1050) são dispostos de forma deslizante sobre o cubo (1014).

[00255] O tubo concêntrico externo (1003b) tem uma extremidade que se encaixa sobre o cubo (1041) e uma extremidade do tubo (1003b) transportador é soldada ao cubo (1041).

[00256] Uma camisa isolante (1001a) é fornecida sobre a conexão (1). As extremidades (1001b) e (1001c) da camisa isolante se sobrepõem ao isolamento (1002a) para inibir a ligação a frio. Opcionalmente, a sobreposição é entre 25 mm e 200 mm e pode ser entre 50 mm e 75 mm. As extremidades (1001b) e (1001c) podem ser fornecidas com chanfros. A camisa isolante (1001a) opcionalmente compreende uma espuma rígida, preferencialmente com um grande número de poros prendendo ar ou água para aumentar o isolamento térmico. Opcionalmente, o isolamento térmico fornecido pela camisa isolante (1001a) tem um valor de μ entre 0,3 e 3 e, preferencialmente, entre 0,5 e 2,5 e, atualmente, de aproximadamente 2,0.

[00257] A camisa isolante (1001a) de espuma rígida é, preferencialmente, formada em duas virolas (1001aa) idênticas (apenas parte de uma concha mostrada nas Figuras 25A e 25B), que são oferecidas até a conexão (1), radialmente, uma vez que a conexão (1) é feita. As extremidades radiais se encontram para fornecer uma camada contínua de isolamento sobre a conexão. Uma vedação (1001d) e (1001e), como um anel O elastomérico, é fornecida entre a camisa isolante (1001a) e o tubo (1002b) e (1003b) externo em um pequeno recesso anular em cada extremidade da camisa isolante (1001a). Alternativamente, a vedação (1001d) e (1001e) não é uma vedação contínua se estendendo 360 graus sobre o perímetro do tubo (1002b) transportador, mas pode se estender 180 graus e pode compreender uma vedação elastomérica incorporada e aderida dentro do pequeno recesso em cada concha, de modo que quando as duas virolas são oferecidas até a conexão (1), uma vedação completa de 360 graus é feita para inibir a entrada de água do mar ambiente e o movimento da água entre a conexão (1) e a camisa isolante (1001a). Uma faixa (1001f) e (1001g), tal como uma faixa de aço ou plástico, é disposta em cada extremidade da camisa isolante (1001a) e fixada para reter radialmente as virolas na conexão. A superfície externa (1001h) da camisa isolante (1001a) assume a forma de um cilindro de parede lisa. A superfície interna (1001I) tem porções de extremidade que são cilindros de paredes substancialmente lisas nos quais as vedações estão localizadas. A superfície interna (1001I) também tem uma parte intermediária que segue substancialmente os contornos da conexão (1). Os contornos podem inibir o movimento axial da camisa isolante (1001a) em relação à conexão (1). Os contornos e as vedações (1001d) e (1001e) também podem melhorar o isolamento ao inibir a água do mar ambiente de se mover entre o material de isolamento e a conexão (1).

[00258] Alternativamente, a superfície externa (1001h) pode seguir contornos das partes da conexão (1), proporcionando uma profundidade de isolamento mais consistente.

[00259] Em uso, a conexão é feita conforme descrito anteriormente com referência às Figuras de 1 a 13B em um navio, tal como o navio mostrado na Figura 14. O navio compreende uma esteira rolante alongada, na qual uma extremidade livre da tubulação se encontra, e novas juntas, como as articulações quádruplas que são conectadas à extremidade livre. Isso pode ser referido como uma “linha de condução”. O par de meias virolas (1001aa) e (não mostrado) camisa isolante (1001a) é oferecido à conexão (1) radialmente a partir de cada lado da conexão 1. As faixas (1001f) e (1001g) são instaladas sobre as extremidades opostas da camisa isolante 1, podendo estar localizada sobre ou próxima às vedações (1001d) e (1001e). As faixas (1001f) e (1001g) podem ser tensionadas com um dispositivo de tensionamento e fixadas juntas para reter as virolas (1001aa) (não mostradas) na conexão (1). Tal dispositivo de tensionamento e fixação pode ser semelhante ao usado em um clipe de jubileu. As faixas (1001f) e (1001g) retêm a camisa isolante (1001a) na conexão durante a instalação da tubulação (900) e durante o serviço da tubulação (900). As faixas (1001f) e (1001g) são preferencialmente feitas de aço inoxidável. As faixas (1001f) e (1001g) podem ser dispostas na superfície da camisa isolante ou dentro de um recesso circunferencial raso (não mostrado) na superfície externa da camisa isolante, de modo que as faixas (1001f) e (1001g) fiquem niveladas com a superfície externa (1001h) da camisa isolante.

[00260] Deve-se notar que os elementos de estrutura tubular são aqui descritos como transportadores de um fluido. A definição de “fluido” se destina a incluir qualquer material com fluidez, como petróleo e gás, mas, para evitar dúvidas, também se destina a incluir fluidos não viscosos e viscosos, fluidos multifásicos, fluidos com sólidos em si e material com fluidez, fluidos que apresentem características newtonianas e não newtonianas e plasma.

Claims

1. “TUBULAÇÃO”, compreendendo um elemento de estrutura tubular (802), tendo uma extremidade de tubo (806) equipada com um flange (816), o flange (816) tendo uma superfície externa, uma superfície interna (876) e uma face de extremidade (817), a face de extremidade (817) tendo um recesso anular (883) nela para receber um anel de vedação (819a), o recesso anular (883) revestido com um embutimento (883c), caracterizado pelo embutimento (883c) se estender a partir do referido recesso anular (883) à superfície interna (876).

2. “TUBULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo embutimento se estender ao longo da superfície interna.

3. “TUBULAÇÃO”, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pela tubulação ser revestida com um revestimento (870).

4. “TUBULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo revestimento se sobrepor ao embutimento.

5. “TUBULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por um anel de compressão ser usado na extremidade do flange de uma junta revestida da tubulação, em que o anel de compressão se sobrepõe ao embutimento.

6. “TUBULAÇÃO”, de acordo com as reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo revestimento ser espaçado da parede interna do elemento de estrutura tubular para fornecer um caminho de fluxo de fluido, e por um furo (882) ser disposto no flange e um furo adicional no referido embutimento ser alinhado ao furo (882) para conectar fluidamente o caminho de fluxo ao recesso anular (883).

7. “TUBULAÇÃO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo embutimento ser feito de aço inoxidável ou Inconel.

8. “TUBULAÇÃO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo embutimento ser formado com um recesso anular em, pelo menos, uma face de extremidade do flange para fornecer um caminho de fluxo anular para que os gases circulem.