BRPI0605003B1

BRPI0605003B1 - dispositivo para vedação de anular de duto "pipe-in-pipe"

Info

Publication number: BRPI0605003B1
Application number: BRPI0605003A
Authority: BR
Inventors: Jorge Bragança Ribeiro Elton; Costa Nunes Enio; Luiz Ferreira Mendes Pedro
Original assignee: Petroleo Brasileiro Sa Petrobras
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2020-04-22
Also published as: BRPI0605003A

Abstract

dispositivo para vedação de anular de duto "pipe-in-pipe". a presente invenção é um dispositivo que promove a vedação do espaço anular em um duto submarino que compreende uma tubulação externa e uma outra tubulação que passa internamente à tubulação externa, conhecido pelos especialistas como dutos do tipo "pipe-in-pipe". o objetivo acima citado é alcançado por meio de um dispositivo que basicamente compreende um elemento rigidamente fixado à superfície externa da tubulação interna (2) de um duto do tipo "pipe-in-pipe", de forma a se transformar em um anteparo (3) rígido para um anel de vedação (5) elastomérico, que por sua vez é pressionado por um anel de fixação e aperto (6). o anel de vedação (5), o anteparo (3) e o anel de fixação e aperto (6), podem ser trespassados por penetradores (7), os quais são utilizados como interconexão para, por exemplo, cabeamento elétrico, dependendo da finalidade do duto "pipe-in-pipe", bem entendido, aquecido ou passivo, passagem para fibras óticas, ou mesmo, para a passagem de linhas hidráulicas.

Description

(54) Título: DISPOSITIVO PARA VEDAÇÃO DE ANULAR DE DUTO PIPE-IN-PIPE (51) Int.CI.: F16L 7/02.

(73) Titular(es): PETROLEO BRASILEIRO S.A. - PETROBRAS.

(72) Inventor(es): ELTON JORGE BRAGANÇA RIBEIRO; PEDRO LUIZ FERREIRA MENDES; ENIO COSTA NUNES.

(57) Resumo: DISPOSITIVO PARA VEDAÇÃO DE ANULAR DE DUTO PIPE-IN-PIPE. A presente invenção é um dispositivo que promove a vedação do espaço anular em um duto submarino que compreende uma tubulação externa e uma outra tubulação que passa internamente à tubulação externa, conhecido pelos especialistas como dutos do tipo pipe-in-pipe. O objetivo acima citado é alcançado por meio de um dispositivo que basicamente compreende um elemento rigidamente fixado à superfície externa da tubulação interna (2) de um duto do tipo pipe-in-pipe, de forma a se transformar em um anteparo (3) rígido para um anel de vedação (5) elastomérico, que por sua vez é pressionado por um anel de fixação e aperto (6). O anel de vedação (5), o anteparo (3) e o anel de fixação e aperto (6), podem ser trespassados por penetradores (7), os quais são utilizados como interconexão para, por exemplo, cabeamento elétrico, dependendo da finalidade do duto pipe-in-pipe, bem entendido, aquecido ou passivo, passagem para fibras óticas, ou mesmo, para a passagem de linhas hidráulicas.

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DISPOSITIVO PARA VEDAÇÃO DE ANULAR DE DUTO PIPE-IN-PIPE CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção encontra seu campo de aplicação dentre os equipamentos, dispositivos e acessórios para o adequado funcionamento de 5 um duto submarino, mais especificamente para duto submarino que compreende uma tubulação externa e uma outra tubulação que passa internamente à tubulação externa, conhecido pelos especialistas como dutos do tipo plpe-ln-pipe, mais particularmente um equipamento que promova a vedação do espaço anular entre as referidas tubulações.

ESTADO DA TÉCNICA

É corriqueiro dentro do cenário de explotação de reservatórios de petróleo que se encontram localizados em águas profundas e ultra-profundas, o uso de uma completação molhada onde a cabeça do poço produtor de petróleo está muito afastada da unidade flutuante de produção, esta última 15 geralmente uma plataforma.

O uso desta completação molhada requer das linhas de coleta, que são os dutos de transporte entre a cabeça do poço e a plataforma, uma alta eficiência em termos de isolamento térmico.

Com a baixa temperatura da água no fundo do mar, o escoamento do 20 petróleo fica comprometido devido a uma troca térmica inevitável pelas paredes dos dutos. Por esse motivo, o papel do isolamento térmico é crucial. A eficiência deste isolamento deve ser tal que a temperatura do fluido produzido esteja sempre acima da então chamada T.I.A.C., temperatura inicial de aparecimento de cristais. Abaixo desta temperatura crítica, aumenta -25significatiyamente o risco de ocorrer um tamponamento do duto por deposição de parafina. Outro pòntõ preocupante é a formação_de_hLd_ratos quando há presença de água e gás no duto aliada a condições de pressão e temperatura favoráveis, denominada pelos especialistas por envelope de hidratos. Além dos porblemas mencionados, a troca térmica, quando não 30 estiver presente um bom isolamento, também aumenta a viscosidade do

2/12 fluido produzido, resultando em queda na vazão de produção.

Se por um lado existem materiais que apresentam altíssima eficiência como isolantes térmicos, por outro esses mesmos materiais se mostram ineficientes ao extremo em relação à resistência a grandes .pressões hidrostáticas, o que provoca uma redução de espessura que compromete sua eficiência térmica. Além disso, durante a instalação em águas profundas, pode acontecer um dano acidental ao revestimento pelos tracionadores que sustentam o duto, localizados no barco de instalação e, por fim, são capazes de absorver água.

A absorção de água pelo isolante térmico é um outro fato que causa impacto à eficiência do isolamento, além de aumentar o peso próprio do duto, que gera uma carga suspensa de maior magnitude na plataforma, amplificada pela ação dinâmica das ondas sobre a plataforma.

A técnica mostra que várias tentativas foram feitas envolvendo os 15 dutos com capas ou revestindo os materiais isolantes com compostos quase impermeáveis mas que tivessem uma certa flexibilidade. Infelizmente a durabilidade destes revestimentos õü envoltórios é comprometida pela própria agressividade do ambiente no qual encontram-se instalados.

A evolução da técnica caminhou para uma solução que permitiu aliar 20 a eficiência de um isolamento térmico a uma capacidade estrutural adequada.

Esta evolução compreende duas tubulações de aço, uma dentro da outra, com centralizadores para manter uma concentricidade, na qual o espaço anular formado pela face externa da parede do tubo interno e a face interna da parede do tubo externo seja preenchido com material de 25 isolamento térmico.

Esta evolução é conhecida pelos especialistas pela expressão em inglês pipe-in-pipe.

Em que pese ser uma solução em termos de aumento de resistência e eficiência térmica, uma vez que o material isolante fica melhor protegido, 30 nada impede que acidentes ocorram, seja durante a instalação do duto, seja

3/12 durante a vida útil do mesmo, que provoque rupturas ou falhas estruturais na tubulação externa, que permitam a inundação por água do mar do espaço anular, de forma que o isolante térmico seja afetado.

~ Como já for antecipado mais acima, o peso induzido_na tubulação aumenta drasticamente e pode, por exemplo, afetar com gravidade a segurança das operações de instalação destes dutos, levando desde danos ao equipamento de sustentação e lançamento deste duto no barco de instalação, até o afundamento deste último por carga excessiva.

Em um outro aspecto, com a inundação do espaço anular, a perda de 10 eficiência do isolamento leva ao aumento da viscosidade do petróleo com precipitações de parafina eformação de hidratos, com conseqüente reflexo na vazão de produção.

A solução para este tipo de problema tem sido pesquisada há algum tempo e algumas tentativas de solução têm sido apresentadas.

Genericamente a solução envolve segmentar o espaço anular em trechos, os quais são separados por elementos anulares de vedação. O objetivo é compartírhehtãr o duto em caso de falhas estruturais do dutp externo.

A grande vantagem deste tipo de solução reside na minimizaçâo da área de inundação com consequências na diminuição da carga imposta pelo peso de fluido absorvido pelo material isolante e a limitação a um determinado trecho somente, da perda de eficiência térmica, de forma que a temperatura de chegada de fluido conduzido ainda esteja acima da temperatura recomendada pelos simuladores de escoamento, sem riscos de redução de vazão ou um tamponamento da tubulação por onde o petróleo ^{_ _ _} escoa. “ ^{_ _} ~ - — - - - - - -------- _ _ _ _____

Exemplos de anéis para vedação de separação e acondicionamento de material isolante no espaço anular para este tipo de duto plpe-ln-plpe, podem ser exemplarmente encontrados nos documentos US 3,964,754 30 pertencente a Nishiyama Gomu Kabushiki Kaisha, US 5,860,453 pertencente

4/12 a British Steel pic. e US 6,305,429 pertencente a Corus UK Limited.

Uma solução publicada durante a Offshore West Africa 2001, BP Nile - Qualification Programme For an Innovative Deepwater Pipe-In-Pipe Solution, apresentou um anel de vedação de anular para os dutos em questão.

Este anel de vedação compreende uma seção rígida no corpo do anel, com um material flexível para formar as superfícies de selagem. As superfícies de selagem são ativadas por pressão após a instalação. No caso de uma inundação a pressão imposta pela água obriga que as superfícies de 10 selagem sejam comprimidas contra as superfícies das duas tubulações (interna e externa) neste espaço anular, o que aumenta a pressão de contato e a selagem.

Embora seja interessante a construção, um ponto negativo é o fato do mecanismo de vedação só se tomar realmente eficiente acima de um 15 determinado valor de pressurizaçâo.

Um outro ponto que é negativo, e que vale para todos os sistemas já apresentados, é a impossibilidade de aproveitamento do espaço anular para passagem de cabos, por exemplo, sem prejuízo da eficiência da vedação devido à geometria e ao modo de atuação dos selos de vedação dos anéis 20 de vedação existentes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O objetivo da presente invenção é um dispositivo que promova a vedação do espaço anular em um duto submarino que compreende uma tubulação externa e uma outra tubulação que passa internamente à tubulação “ 25 ^_ extemarconhecido pelos especialistas como dutos do tipo plpe-in-plpe.

O dispositivo de vedação do espaço anulartem como finalidade dividir o duto em trechos nos quais o espaço anular é preenchido com material isolante, de forma a servir de barreira e limitar a um determinado trecho somente, qualquer possível inundação por água do mar ou produto de 30 escoamento, no caso de uma falha estrutural e, adicionalmente, permite a

5/12 passagem de cabos sem prejuízo na vedação.

O objetivo acima citado é alcançado por meio de um dispositivo que basicamente compreende um elemento anular rigidamente fixado à superfície externa da tubulação interna de um duto do tipo pipe-in-plpe, de forma a 5 se transformar em um anteparo rígido para um elemento de vedação elastomérico, que por sua vez é pressionado por um anel metálico.

O elemento de vedação elastomérico, o anteparo e o anel metálico, podem ser trespassados por penetradores, os quais são utilizados como interconexão para, por exemplo, cabeamento elétrico, dependendo da 10 finalidade do duto “pipe-in-pipe”, bem entendido, aquecido ou passivo, passagem para fibras óticas, ou mesmo, para a passagem de linhas hidráulicas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As características do dispositivo de vedação do espaço anular de 15 dutos do tipo “pipe-in-pipe”, objeto da presente invenção, serão melhor percebidas a partir da descrição detalhada que se> fará a seguir, a mero título de exemplo, associada aos desenhos abaixo referenciados, os quais são parte integrante do presente relatório.

A FIGURA 1 ilustra uma representação em perspectiva e em corte 20 parcial, uma visão geral do dispositivo da presente invenção.

A FIGURA 2 ilustra uma representação em vista lateral em corte referente à área tracejada (T) da Figura 1, de uma primeira concretização para o dispositivo da presente invenção.

A FIGURA 3 ilustra uma representação em vista lateral em corte 25 referente à área tracejada (T) da Figura 1, de uma segunda concretização para o dispositivo da presente invenção.

A FIGURA 4 ilustra uma representação em vista lateral em corte referente à área tracejada (T) da Figura 1, de uma terceira concretização para o dispositivo da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

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A descrição do dispositivo de vedação do espaço anular de dutos “pipe-ln-pipe”, objeto da presente invenção será feita de acordo com a identificação dos componentes que o formam, com base nas figuras acima _____descritas.------- ---5 Trata a presente invenção de um dispositivo que tem como objetivo promover a vedação do espaço anular em um duto submarino que compreende uma tubulação externa e uma outra tubulação que passa intemamente à tubulação externa.

O dispositivo da presente invenção divide o duto em trechos nos quais 10 o espaço anular é preenchido com material isolante, de forma a servir de barreira para limitar a um determinado trecho somente, qualquer possível inundação por água do mar ou produto de escoamento, no caso de uma falha estrutural e, adicionalmente, permitir a passagem de cabos e linhas sem prejuízo em termos de vedação.

A Figura 1 ilustra uma visão geral de um duto do tipo “pipe-in-pipe”, o qual é formado por um duto externo (1), um duto interno (2) concêntrico e, no espaço anular (E) entre os dois dutos (1 e 2) a montagem do dispositivo de vedação (V) objeto da presente invenção.

Os dutos do tipo “plpe-ln-pipe” após o advento da presente invenção podem assumir um tipo de operação que não era possível com os tipos de vedação existentes na técnica, qual seja, a possibilidade de funcionamento com aquecimento, que será entendido como “funcionamento quente” daqui por diante. O aquecimento deste tipo de duto só era admitido até então sem o uso concomitante de um dispositivo de vedação (V).

O dispositivo de vedação (V) será amplamente detalhado mais _______adiante em três concretizações exemplares de funcionamento quente, onde os componentes podem ser acompanhados por meio de referências alfanuméricas em conjunto com os desenhos ilustrativos de cada uma, designando cada referência para elementos iguais presentes em qualquer das 30 concretizações. Com base nesta declaração, pode ser dito que o dispositivo

7/12 : ::;% : : ·\ : ? : · a · · · · · t. ········· « ··« »··»··· de vedação (V) da presente invenção gerenicamente compreende:

- um anteparo (3), formado por um perfil anular de seção reta substancialmente em forma da letra “L”, o qual é rigidamente unido à superfície externa de um duto interno (2), apresenta èm sua parede (P) perpendicular ao eixo da geratriz deste duto interno (2) uma pluralidade de furações (F) destinadas a adaptação de elementos de fixação (4) e uma pluralidade de aberturas (A) para passagem de facilidades;

- um anel de vedação (5), em material elastomérico, serve para vedar o espaço anular (E), adicionalmente apresenta uma pluralidade de furações (F) destinadas a adaptação de elementos de fixação (4) e uma pluralidade de aberturas (A) para passagem de facilidades na mesma configuração das furações (F) e aberturas (A) existentes no anteparo (3);

- um anel de fixação e aperto (6), serve como elemento de fixação e aperto do anel de vedação (4) contra o anteparo (3), com uma pluralidade de furações (F) destinadas a adaptação de elementos de fixação (4) e uma pluralidade de aberturas (A) para passagem de facilidades, na mesma configuração dãs furações (F) existentes no anteparo (3) e do anel de vedação;

- penetradores (7), que se inserem nas aberturas (A) para a passagem de 20 facilidades, serve como interface para essas facilidades desde um ambiente antes do dispositivo de vedação (V) ao ambiente seguinte ao dispositivo de vedação (V), são fixados por meio da pressão exercida no elemento de vedação pelo anel de fixação e aperto (6) contra o anteparo (3).

A Figura 2 mostra uma primeira concretização para o dispositivo de 25 vedação (V) de acordo com a presente invenção.

-------------Pode ser observado que:

- o anteparo (3) apresenta em sua parede (P) perpendicular ao eixo da geratriz deste duto interno (2) uma superfície lisa;

- o anel de vedação (5), tem uma seção reta que apresenta, de um lado, um 30 sulco radial (51) que se estreita em relação à profundidade que atinge no

8/12 interior do anel de vedação (5) até um ressalto (52) e, do lado oposto, uma superfície reta (53) perpendicular à superfície externa do duto interno (2) e, ãdicionalmente, as aberturas (A) para passagem de facilidades apresentam um estreitamento de diâmetro desde o ressalto (52) até a superfície reta (53);

- o anel de fixação e aperto (6) tem uma seção reta que apresenta uma superfície protuberante (61) em formato substancialmente tronco-cônico voltado em direção do anel de vedação (5) e outra superfície reta (62) voltada para a direção externa do espaço anular e, adicionalmente, as aberturas (A) para passagem de facilidades apresentarem um diâmetro constante, no interior do qual se encaixa o ressalto (52) do anel de vedação (5);

- o penetrador (7) apresenta um anel central (71) que divide este penetrador (7) em dois, com uma primeira extremidade (72) voltada para o anel de fixação e aperto (6), substancialmente cilíndrica em dois diâmetros, que compreende: um primeiro cilindro (721) de diâmetro menor que o anel central e, mais extemamente um segundo cilindro (722) de diâmetro menor que o primeiro cilindro (721), que serve para conexãode. facilidades, como por exemplo uma extremidade de um cabeamento elétrico; e uma segunda extremidade (73) voltada para o anteparo (3) que compreende: um terceiro cilindro (731) de diâmetro igual ao diâmetro da abertura (A) do anel de vedação (5), um tronco de cone (732) com diâmetro inicial igual ao diâmetro do terceiro cilindro (731),um quarto cilindro (733) ligado ao tronco de cone (732), em seu diâmetro menor, de diâmetro igual ao primeiro cilindro (721) e, mais extemamente um quinto cilindro (734), de mesmo diâmetro do segundo cilindro (722), serve para conexão de facilidades.

^_ ” “ “ “ ^_ Ao ser montado, o anel de vedação (5) éjnserido no espaço anular (E) até encostar no anteparo (3), os penetradores (7) são inseridos nas aberturas (A) do anel de vedação (5) ,é adaptado o anel de fixação e aperto (6) e, por último, sâo introduzidos os elementos de fixação (4) nas furações (F) , com aplicação de força de aperto que faz com que o anel de fixação e aperto (6) comprima o anel de vedação (5) contra o anteparo (3), aplicando

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a este anel de vedação (5) uma deformação que veda os pontos de contato entre: este anel de vedação (5) e a superfície interna do duto externo (1) por aumento de diâmetro; este anel de vedação (5) e a superfície externa do

segundo duto (2); a sua superfície reta (53) e a parede (P) do anteparo (3);è

5	as aberturas (A) ao terceiros cilindros (731) e quartos cilindros (732) dos penetradores (7) e do sulco radial (51) à superfície protuberante (61) do anel de fixação e aperto (6). . « A Figura 3 ilustra uma segunda concretização para o dispositivo de b vedação (V) de acordo com a presente invenção.
10	Pode ser observado que: - o anteparo (3) apresenta na sua parede (P) perpendicular ao eixo da geratriz deste duto interno, um primeiro perfil radial (31) localizado em um raio menor que a localização da pluralidade de furações (F) e da pluralidade de aberturas (A) e um segundo perfil radial (32) localizado em um raio maior que a
15	localização da pluralidade de furações (F) e da pluralidade de aberturas (A); - o anel de vedação (5), tem uma seção reta que apresenta, de um lado, um
	sulco radial (51) que se estreita em relação à profundidade que atinge no interior do anel de vedação (5), do lado oposto, uma superfície reta (52) perpendicular à superfície externa do duto interno (2) e, adicionalmente, as
20	aberturas (A) para passagem de facilidades apresentarem um diâmetro constante desde o interior do sulco radial (51) até a superfície reta (52); - o anel de fixação e aperto (6) tem uma seção reta que apresenta uma superfície protuberante (61) em formato substancialmente troncocônico voltado em direção do anel de vedação (5) e outra superfície reta (62) voltada
25	para a direção externa do espaço anular e, adicionalmente, as aberturas (A)
— — -	para passagem de facilidades apresentarem um diârnétro constãnfe. - o penetrador (7) apresenta um anel central (71) que divide este penetrador (7) em dois, com uma primeira extremidade (72) voltada para o anel de fixação e aperto (6), substancialmente cilíndrica em dois diâmetros, que
30	compreende: um primeiro cilindro (721) de diâmetro menor que o anel central

10/12 e, mais extemamente um segundo cilindro (722) de diâmetro menor que o primeiro cilindro (721), que serve para conexão de facilidades, como por exemplo uma extremidade de um cabeamento elétrico; e uma segunda extremidade (73) voltadapara o anteparo (3>que compreender um védantê (735) de material resiliente, conhecido na técnica pelo termo em inglês “oring”, localiza-se contíguo ao anel central (71), é transpassado por um sexto cilindro (736) de diâmetro igual ao primeiro cilindro (721) e da abertura (A) do anel de fixação e aperto (6), mais extemamente um sétimo cilindro (737), de mesmo diâmetro do segundo cilindro (722), serve para conexão de facilidades.

Ao ser montado, o anel de vedação (5) é inserido no espaço anular (E) até encostar no anteparo (3), os penetradores (7) são inseridos nas aberturas (A) do anteparo (3),é adaptado o anel de fixação e aperto (6) e, por último, são introduzidos os elementos de fixação (4) nas furações (F), com aplicação de força de aperto que faz com que o anel de fixação e aperto (6) comprima o anel de vedação (5) contra o anteparo (3), aplicando a este anel de vedação (5) uma deformação que veda os pontos de contato entre: este anel de vedação (5) e a superfície interna do duto externo (1) por aumento de diâmetro; este anel de vedação (5) e a superfície externa do segundo duto (2); a sua superfície reta (53) e a parede (P), ao primeiro perfil radial (31) e ao segundo perfil radial (32) do anteparo (3); as aberturas (A) ao anel central (71) dos penetradores (7), e do sulco radial (51) à superfície protuberante do anel de fixação e aperto (6).

A Figura 4 ilustra uma terceira concretização para o dispositivo de vedação (V) de acordo com a presente invenção.

_________Pode ser observado que:

- o anteparo (3) apresenta na sua parede (P) perpendicular ao eixo da geratriz deste duto interno, na região onde este anteparo é ligado ao duto interno (2), um recesso (R) reto angulado em relação à parede (P) e à superfície externa do duto interno (2), um primeiro perfil radial (31) localizado em um raio menor

11/12 que a localização da pluralidade de furações (F) e da pluralidade de aberturas (A) e um segundo perfil radial (32) localizado em um raio maior que a localização da pluralidade de furações (F) e da pluralidade de aberturas (A);

- o anel de vedação (5), tem uma seção reta substancialmente retangular cõm 5 as aberturas (A) para passagem de facilidades com um diâmetro constante;

- o anel de fixação e aperto (6) tem uma seção reta substancialmente retangular, relativamente delgada, com as aberturas (A) para passagem de facilidades em um diâmetro constante.

- o penetrador (7) apresenta um anel central (71) que divide este penetrador (7) em dois, com uma primeira extremidade (72) voltada para o anel de fixação e aperto (6), substancialmente cilíndrica em dois diâmetros, que compreende: um primeiro cilindro (721) de diâmetro menor que o anel central e, mais extemamente um segundo cilindro (722) de diâmetro menor que o primeiro cilindro (721), que serve para conexão de facilidades, como por 15 exemplo uma extremidade de um cabeamento elétrico; e uma segunda extremidade (73) voltada para o anteparo (3) que compreende: um oitavo cilindro (738) de diâmetro igual ao primeiro cilindro (721) e da abertura (A) do anel de fixação e aperto (6),ligado mais extemamente a este último um nono cilindro (739), de diâmetro menor que o diâmetro do primeiro cilindro (721), 20 e um décimo cilindro (740) ligado a este nono cilindro (739), de mesmo diâmetro do segundo cilindro (722), serve para conexão de facilidades.

Ao ser montado, o anel de vedação (5) é inserido no espaço anular (E) até encostar no anteparo (3), os penetradores (7) sâo inseridos nas aberturas (A),é adaptado o anel de fixação e aperto (6) e, por último, sâo 25 introduzidos os elementos de fixação (4) nas furações (F), com aplicação de força de aperto que faz com que o anel de fixação e aperto (6) comprima õ anel de vedação (5) contra o anteparo (3), aplicando a este anel de vedação (5) uma deformação que veda os pontos de contato entre: este anel de vedação (5) e a superfície interna do duto externo (1) por aumento de 30 diâmetro; este anel de vedação (5) e a superfície externa do segundo duto (2);

12/12 a sua superfície reta (53) e a parede (P), ao primeiro perfil radial (31) e ao segundo perfil radial (32) do anteparo (3); as aberturas (A) ao anel central (71) dos penetradores (7). Altemativamente, se as facilidades a serem passadas pelo aneí de vedação (5) por meio do penetrador (7) incluírem cabeamento de fibra ótica ou conduto de fluido hidráulico, este penetrador (7), adicionalmente apresenta um furo axial vazado, não referenciado ou mostrado na Figura 2 para passagem destas facilidades.

Para um caso especial no qual o duto “pipe-ln-plpe” funcione 10 passivamente, ou seja, não há previsão de facilidades passando em seu espaço anular (E), os penetradores permanecem como parte integrante do dispositivo, embora sem qualquer conexão.

A descrição que se fez até aqui do dispositivo de vedação do espaço anular de dutos “plpe-in-plpe”, objeto da presente invenção, deve ser 15 considerada apenas como possíveis concretizações, e quaisquer características particulares nelas introduzidas devem ser entendidas apenas como algo que foi descrito para facilitar a compreensão. Dessa forma, não podem de forma alguma serem consideradas como limitantes da invenção, a qual está apenas limitada ao escopo das reivindicações que seguem.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1/4 v UJ CM >

1 - Dispositivo para vedação de anular de duto pipe-ln-pipe para dividir o dutcrem-trechos nos quais o espaço anular é preenchido com material isolante, de forma a servir de barreira e limitar a um determinado trecho . somente, qualquer possível inundação por água do mar ou produto de escoamento, no caso de uma falha estrutural caracterizado por possibilitar a passagem de facilidades sem prejuízo em termos de vedação e assumir um tipo de operação de funcionamento com aquecimento e, adicionaímente compreender:

- um anteparo (3), formado por um perfil anular de seção reta substancialmente em forma da letra “L”, o qual é rigidamente unido à superfície externa de um duto interno (2), apresenta em sua parede (P) perpendicular ao eixo da geratriz deste duto interno (2) uma pluralidade de furações (F) destinadas a adaptação de elementos de fixação (4) e uma pluralidade de aberturas (A) para passagem de facilidades;

- um anel de vedação (5), em materiaLelastomérico, serve para vedar o espaço anular (E), adicionaímente apresenta uma pluralidade de furações (F) destinadas a adaptação de elementos de fixação (4) e uma pluralidade de aberturas (A) para passagem de facilidades na mesma configuração das

20 furações (F) e aberturas (A) existentes no anteparo (3);

- um anel de fixação e aperto (6), serve como elemento de fixação e aperto do anel de vedação (4) contra o anteparo (3), com uma pluralidade de furações (F) destinadas a adaptação de elementos de fixação (4) e uma pluralidade de aberturas (A) para passagem de facilidades, na mesma

25 “cõhfiguração-das- furações -(F)- existentes noanteparo _(3) e do anel de vedação;

- penetradores (7), que se inserem nas aberturas (A) para a passagem de facilidades, serve como interface para essas facilidades desde um ambiente antes do dispositivo de vedação (V) ao ambiente seguinte ao dispositivo de

30 vedação (V), são fixados por meio da pressão exercida no elemento de

2/4

FIGURA 2

2 - Dispositivo para vedação de anular de duto plpe-in-pipe, de acordo com

- a reivindicação 1 caracterizado por:

- o anteparo (3) apresentar na sua parede (P) perpendicular aõ eixo da geratriz deste duto interno (2) uma superfície lisa;

- o anel de vedação (5), ter uma seção reta que apresenta, de um lado, um sulco radial (51) que se estreita em relação à profundidade que atinge no interior do anel de vedação (5) até um ressalto (52) e, do lado oposto, uma superfície reta (53) perpendicular à superfície externa do duto interno (2) e, adicionalmente, as aberturas (A) para passagem de facilidades apresentarem um estreitamento de diâmetro desde o ressalto (52) até a superfície reta (53);

- o anel de fixação e aperto (6) ter uma seção reta que apresenta uma superfície protuberante (61) em formato substancialmente tronco-cônico voltado em direção do anel de vedação (5) e outra superfície reta (62) voltada para a direção externa do espaço anular e, adicionalmente, as aberturas (A) para passagem de facilidades apresentarem um diâmetro constante, no interior do qual se encaixa o ressalto (52) do anel de vedação (5);

- o penetrador (7) apresentar um anel central (71) que divide este penetrador (7) em dois, com uma primeira extremidade (72) voltada para o anel de fixação e aperto (6), substancialmente cilíndrica em dois diâmetros, que compreende: um primeiro cilindro (721) de diâmetro menor que o anel central e, mais extemamente um segundo cilindro (722) de diâmetro menor que o primeiro cilindro (721), que serve para conexão de facilidades; e uma segunda extremidade (73) voltada para o anteparo (3) que compreende: um terceiro

-xilindro _(73_1)i de diâmetro igual ao diâmetro da abertura (A) do anel de vedação (5), um tronco de cone (732) com diâmetro TnlcTaT ígüãl ao diâmetrodo terceiro cilindro (731), um quarto cilindro (733) ligado ao tronco de cone (732), em seu diâmetro menor, de diâmetro igual ao primeiro cilindro (721) e, mais externamente um quinto cilindro (734), de mesmo diâmetro do segundo cilindro (722), serve para conexão de facilidades.

2/6

----25vedação pelo anel de fixação e aperto (6) contra o anteparo (3).

3/4 cu - -οι - - corncot ίο T- Ü-CO <N-eo OJ r-r—r—co

FIGURA 3

3 - Dispositivo para vedação de anular de duto pipe-í n-pipe, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por:

_ ___ - o_anteparo (3) apresentar na sua parede (P) perpendicular ao eixo da geratriz deste duto interno, um primeiro perfil radial (31) localizado em um raio 0

5 menor que a localização da pluralidade de furações (F) e da pluralidade de aberturas (A) e um segundo perfil radial (32) localizado em um raio maior que a localização da pluralidade de furações (F) e da pluralidade de aberturas (A);

- o anel de vedação (5), tem uma seção reta que apresenta, de um lado, um sulco radial (51) que se estreita em relação à profundidade que atinge no

10 interior do anel de vedação (5), do lado oposto, uma superfície reta (52) perpendicular à superfície externa do duto interno (2) e, adicionalmente, as aberturas (A) para passagem de facilidades apresentarem um diâmetro constante desdeo interior do sulco radial (51) até a superfície reta (52);

- o anel de fixação e aperto (6) ter uma seção reta que apresenta uma

15 superfície protuberante (61) em formato substancialmente tronco-cônico voltado em direção dp anel de vedação (5) e outra superfície reta (62) voltada para a direção externa do espaço anular e, adicionalmente? ãs aberturas (A) para passagem de facilidades apresentarem um diâmetro constante;

- o penetrador (7) apresentar um anel central (71) que divide este penetrador

20 (7) em dois, com uma primeira extremidade (72) voltada para o anel de fixação e aperto (6), substancialmente cilíndrica em dois diâmetros, que compreende: um primeiro cilindro (721) de diâmetro menor que o anel central e, mais extemamente um segundo cilindro (722) de diâmetro menor que o primeiro cilindro (721), que serve para conexão de facilidades; e uma segunda -25. __extrem[dade (73) voltada para o anteparo (3) que compreende: um vedante (735) anular de material resilienteTTocãlTzadõ contíguo ao^anel central(71),— — ser transpassado por um sexto cilindro (736) de diâmetro igual ao primeiro cilindro (721) e da abertura (A) do anel de fixação e aperto (6), mais externamente um sétimo cilindro (737), de mesmo diâmetro do segundo

30 cilindro (722), serve para conexão de facilidades.

·* · ··· · · · · · · · ·

4/6 /.

* · ··············

4 - Dispositivo para vedação de anular de duto plpe-in-pipe, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por:

- o anteparo (3) apresentar na sua parede (P) perpendicular ao eixo da geratriz deste duto interno, na região onde este anteparo é ligado ao duto ~ interno (2), um recesso (R) reto angulado em relação à parede (P) e à superfície externa do duto interno (2), um primeiro perfil radial (31) localizado 0 em um raio menor que a localização da pluralidade de furações (F) e da pluralidade de aberturas (A) e um segundo perfil radial (32) localizado em um raio maior que a localização da pluralidade de furações (F) e da pluralidade de aberturas (A);

- o anel de vedação (5), ter uma seção reta substancialmente retangular com as aberturas (A) para passagem de facilidades com um diâmetro constante;

- o anel de fixação e aperto (6) ter uma seção reta substancialmente retangular, relativamente delgada, com as aberturas (A) para passagem de facilidades em um diâmetro constante;

- o penetrador (7) apresentar um anel central (71) que divide este penetrador (7) em dois, com uma primeira extremidade (72) voltada para o anel de fixação e aperto (6), substancialmente cilíndrica em dois diâmetros, que compreende: um primeiro cilindro (721) de diâmetro menor que o anel central e, mais externamente um segundo cilindro (722) de diâmetro menor que o primeiro cilindro (721), que serve para conexão de facilidades, como por exemplo uma extremidade de um cabeamento elétrico; e uma segunda extremidade (73) voltada para o anteparo (3) que compreende: um oitavo cilindro (738) de diâmetro igual ao primeiro cilindro (721) e da abertura (A) do anel de fixação e aperto (6),ligado mais extemamente a este último um nono cilindrol(739), de diâmetrojnenor que o diâmetro do primeiro cilindro (721), e um décimo cilindro (740) ligado a este nono cilindro (739), de mesmo diâmetro do segundo cilindro (722), serve para conexão de facilidades.

5 - Dispositivo para vedação de anular de duto pipe-ln-plpe, de acordo com

30 as reivindicações 1 e 2 caracterizado por ao ser montado, o anel de vedação

5/6 j (5) é inserido no espaço anular (E) até encostar no anteparo (3), os * * penetradores (7) são inseridos nas aberturas (A) do anel de vedação (5) ,é adaptado, oariel de fixação e aperto (6) e, por último, são introduzidos os a elementos de fixação (4) nas furações (F), com aplicação de força de aperto _

5 que faz com que o anel de fixação e aperto (6) comprima o anel de vedação (y ' (5) contra o anteparo (3), aplicando a este anel de vedação (5) uma deformação que veda os pontos de contato entre: este anel de vedação (6) e a superfície interna do duto externo (1) por aumento de diâmetro; este anel de vedação (5) e a superfície externa do segundo duto (2); a sua superfície ! 10 reta (53) e a parede (P) do anteparo (3);e as aberturas (A) ao terceiros cilindros (731) e quartos cilindros (732) dos penetradores (7) e do sulco radial (51) à superfície protuberante (61) do anel de fixação e aperto (6).

6 - Dispositivo para vedação de anular de duto pípe-in-pipe, de acordo com as reivindicações 1 e 3 caracterizado por ao ser montado, o anel de vedação

15 (5) é inserido no espaço anular (E) até encostar no anteparo (3), os penetradores (7) são inseridos nas aberturas (A) do anteparo (3),é adaptado o anel de fixação e aperto (6) e, por último, são introduzidos os elementos de fixação (4) nas furações (F), com aplicação de força de aperto que faz com que o anel de fixação e aperto (6) comprima o anel de vedação (5) contra o

20 anteparo (3), aplicando a este anel de vedação (5) uma deformação que veda os pontos de contato entre: este anel de vedação (5) e a superfície interna do duto externo (1) por aumento de diâmetro; este anel de vedação (5) e a superfície externa do segundo duto (2); a sua superfície reta (53) e a parede (P), ao primeiro perfil radial (31) e ao segundo perfil radial (32) do anteparo

- 25 (3); as aberturas_(A) ao anel central (71) dos penetradores (7), e do sulco radial (51) à superfície protuberante do anel de fixãçãõ e aperto (6).-----------------

7 - Dispositivo para vedação de anular de duto pípe-ln-plpe, de acordo com as reivindicações 1 e 4 caracterizado por ao ser montado, o anel de vedação (5) é inserido no espaço anular (E) até encostar no anteparo (3), os

30 penetradores (7) são inseridos nas aberturas (A),é adaptado o anel de fixação

6/6 e aperto (6) e, por último, são introduzidos os elementos de fixação (4) nas furações (F), com aplicação de força de aperto que faz com que o anel de ______fixação e aperto (6) comprima o anel de vedação (5) contra o anteparo (3), aplicando a este anel de vedação (5) uma deformação que veda os pontos de 5 contato entre: este anel de vedação (5) e a superfície interna do duto externo (1) por aumento de diâmetro; este anel de vedação (5) e a superfície externa do segundo duto (2); a sua superfície reta (53) e a parede (P), ao primeiro perfil radial (31) e ao segundo perfil radial (32) do anteparo (3); as aberturas (A) ao anel central (71) dos penetradores (7).

10 8 - Dispositivo para vedação de anular de duto pipe-in-plpe, de acordo com as reivindicações 2 ou 3 ou 4 caracterizado por o penetrador (7) apresentar um furo axial vazado para passagem de facilidades que podem ser escolhidas entre cabeamento de fibra ótica e conduto de fluido hidráulico.

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FIGURA 4