BRPI0715716B1 - Conduto flexível e processo de fabricação de um conduto flexível - Google Patents

Description

(54) Título: CONDUTO FLEXÍVEL E PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UM CONDUTO FLEXÍVEL (51) Int.CI.: F16L 11/08; F16L 11/16 (30) Prioridade Unionista: 21/08/2006 FR 0607421 (73) Titular(es): TECHNIP FRANCE (72) Inventor(es): FABRICE BECTARTE; ALAIN COUTAREL; PASCAL ESTRIER; PATRICE JOÉL LOUIS JUNG; JEAN RIGAUD “CONDUTO FLEXÍVEL E PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UM CONDUTO FLEXÍVEL”

A presente invenção se refere a um conduto flexível de transporte de hidrocarbonetos ou outros fluidos sob alta pressão, e a um processo de fabricação de tal conduto. Mais particularmente, a invenção se refere a um conduto flexível que apresenta uma grande resistência à compressão axial.

Os condutos flexíveis de transporte dos hidrocarbonetos já são bem conhecidos, e eles recebem geralmente do interior para o exterior do conduto, uma carcaça metálica, para compensar os esforços radiais de compressão, recoberta por uma bainha de estanqueidade interna de polímero, uma abóbada de pressão para resistir à pressão interna do hidrocarboneto, mantas de armaduras para compensar os esforços de tensão axial e uma bainha externa de polímero para proteger o conjunto do conduto e notadamente para impedir a água do mar penetrar em sua espessura. A carcaça metálica e a abóbada de pressão são constituídas de elementos longitudinais enrolados em passo curto, e conferem ao conduto sua resistência aos esforços radiais enquanto as mantas de armaduras são constituídas de fios metálicos enrolados segundo passos longos para compensar os esforços axiais. E necessário notar que no presente pedido, a noção de enrolamento com passo curto designa qualquer enrolamento helicoidal segundo um ângulo de hélice próximo de 90°, tipicamente compreendido entre 75° e 90°. A noção de enrolamento com passo longo, propriamente dita, abrange os ângulos de hélice inferiores a 55°, tipicamente compreendidos entre 25° e 55° para as mantas de armaduras.

Estes condutos são destinados ao transporte dos hidrocarbonetos notadamente no fundo do mar e, a grandes profundidades. Mais precisamente são ditos de tipo «unbonded» e assim são descritos nos documentos normativos publicados pelo American Petroleum lnstitute (API),

API 17J e APIRP 17B.

Quando um conduto, qualquer que seja sua estrutura, é submetido a uma pressão externa que é mais elevada do que a pressão interna, produz-se na parede do conduto esforços de compressão orientados paralelamente ao eixo do conduto e que tendem a encurtar o comprimento do conduto. Este fenômeno traz o nome de efeito de fundo inverso («reverse endcap effect» em língua inglesa). A intensidade dos esforços de compressão axial é proporcional à diferença entre a pressão externa e a pressão interna. Esta intensidade pode atingir um nível muito alto no caso de um conduto flexível imerso à grande profundidade, pelo fato de que a pressão interna pode, em certas condições, ser muito inferior à pressão hidrostática.

No caso de um conduto flexível de estrutura clássica, por exemplo, de acordo com os documentos normativos do API, o efeito de fundo inverso tem tendência a induzir um esforço longitudinal de compressão nos fios que constituem as mantas de armaduras, e a encurtar o comprimento do conduto flexível. Além disso, o conduto flexível é igualmente submetido a solicitações dinâmicas notadamente durante a instalação ou em serviço no caso de um conduto ascendente («riser» em língua inglesa). O conjunto destas limitações pode fazer flambar os fios das mantas de armaduras e desorganizar de maneira irreversível as mantas de armaduras, provocando assim a ruína do conduto flexível.

O documento WO 03/083343 descreve uma solução que permite aumentar a resistência à compressão axial das mantas de armaduras de um conduto flexível. Esta solução consiste em enrolar em tomo das mantas de armaduras, tiras reforçadas, por exemplo, de fibras aramidas. Desta maneira limita-se e controla-se a expansão das mantas de armaduras. No entanto, se esta solução permite resolver os problemas ligados à flambagem radial dos fios que constituem as mantas de armaduras, ela permite apenas limitar o risco de flambagem lateral dos referidos fios que perdura.

O documento WO 03/056224 descreve uma solução que permite reduzir o risco de flambagem lateral dos fios que constituem as mantas de armaduras de um conduto flexível submetido a um esforço de compressão axial. Esta solução consiste em reduzir os jogos laterais entre fios e opcionalmente a encher os referidos jogos com um material de enchimento. No entanto, se esta solução reduz o risco de flambagem lateral, ela não o suprime totalmente. Além disso, esta solução apresenta o inconveniente de aumentar sensivelmente a complexidade e o custo de fabricação das mantas de armaduras, em função em particular da maior severidade das tolerâncias dimensionais.

O documento W02006/042939 descreve também uma solução que permite reduzir o risco de flambagem lateral. Esta solução consiste em utilizar fios que apresentam uma alta proporção largura sobre espessura e em reduzir o número total de fios que constituem cada manta de armaduras. No entanto, se esta solução reduz o risco de flambagem lateral das mantas de armaduras, ela não o suprime totalmente.

O documento WO 01/81809 descreve uma solução que consiste em realizar a abóbada de pressão do conduto a partir de fios grampeados em forma de K, e utilizar a referida abóbada de pressão como batente mecânico para compensar os esforços de compressão axial. Além disso, as mantas de armaduras são livres de expandir em função da ausência de bainha externa estanque ou qualquer camada de reforço que pode limitar sua expansão. Quando tal conduto é submetido a um esforço de compressão axial, ele se encurta até que os jogos axiais que separam as espiras da abóbada de pressão sejam nulos e que as referidas espiras venham em batente umas contra as outras, configuração na qual a referida abóbada de pressão é apta a compensar o essencial do esforço de compressão axial. As mantas de armaduras acomodam o encurtamento se expandindo, e elas não contribuem quase nada para a compensação do esforço de compressão axial. Na prática, o encurtamento de tal conduto é geralmente grande, tipicamente da ordem de 5% do comprimento. Esta ordem de grandeza resulta diretamente da geometria da abóbada de pressão e mais particularmente a proporção entre, por um lado, o comprimento acumulado dos jogos axiais que separam as espiras e, por outro lado, o comprimento total do conduto. Ela resulta indiretamente de regras gerais de concepção provenientes de documentos normativos do API, as referidas regras visando entre outros minimizar o raio de curvatura no qual o conduto pode ser fletido sem sofrer danos, isto a fim de facilitar as operações de movimentação e de armazenamento. Ora, o fato de que tal conduto possa se encurtar consideravelmente quando está submetido a um efeito de fundo inverso coloca vários problemas. Em primeiro lugar, este encurtamento gera uma expansão grande das mantas de armaduras que arrisca desorganizá-los irreversivelmente, em particular se o conduto for simultaneamente solicitado em flexão dinâmica. A título de exemplo, uma manta de armaduras fabricada com um ângulo de hélice de 35° se expande de quase 10% quando ela é encurtada de 5%. Nas mesmas condições de encurtamento, uma manta de armaduras fabricada com um ângulo de hélice de 25° expande-se da ordem de 20%. A tais níveis de expansão relativa, os deslocamentos radiais dos fios podem ser de 5 a 10 vezes superiores à sua própria espessura, o que explica o risco de desorganização das mantas de armaduras. Outro inconveniente do encurtamento potencial é que tal conduto tem tendência a se retificar quando submetido a um efeito de fundo inverso, o que gera instabilidades e torques de flexão que podem ter efeitos prejudiciais em particular no nível das zonas de conexão com os equipamentos submarinos.

O documento WO 96/17198 descreve, notadamente na figura 18, um conduto flexível comportando uma camada tubular de bloqueio axial que pode compensar os esforços de compressão axial e limitar o encurtamento do conduto, o que permite evitar danificar as mantas de armaduras.

Esta camada tubular de bloqueio axial compreende dois fios perfilados de forma trapezoidal, enrolados com passo curto e apoiando-se um contra o outro sobre seus flancos inclinados de maneira a formar espiras estreitadas. A flexibilidade desta camada repousa sobre a mobilidade radial relativa dos dois fios que podem deslizar um contra o outro ao longo dos seus flancos inclinados. Esta camada é disposta em tomo do tubo interno de estanqueidade, se bem que ela desempenha também o papel de abóbada de pressão. No entanto, ensaios mostraram que tal conduto apresenta um risco de dano quando é simultaneamente submetido a um grande esforço de compressão axial e com ciclos repetidos de flexão alternada, como pode ser o caso para a parte baixa das colunas ascendentes próximas do ponto de contato com o fundo marinho. Esta danificação se refere mais particularmente à camada de bloqueio axial que pode progressivamente se desorganizar e perder a totalidade ou parte de sua flexibilidade, o que pode conduzir à ruína do conduto.

Também, um problema que se coloca e que visa resolver a presente invenção é fornecer um conduto flexível que não somente possa resistir a uma forte compressão axial sem se encurtar, mas também que possa resistir duravelmente a ciclos repetidos de flexão alternada conservando ao mesmo tempo sua flexibilidade e sua integridade. Além disso, é desejável que este conduto possa ser fletido com pequenos raios de curvatura.

Com o objetivo de resolver este problema, a presente invenção propõe um conduto flexível de transporte dos hidrocarbonetos, o referido conduto apresentando duas estruturas tubulares coaxiais, respectivamente interna e externa, e uma camada tubular de bloqueio axial situada entre as referidas estruturas tubulares, a referida camada tubular de bloqueio compreendendo pelo menos dois fios perfilados enrolados helicoidalmente com passo curto, os referidos pelo menos dois fios perfilados apresentando, cada um, uma seção trapezoidal sensivelmente isósceles, a referida seção trapezoidal definindo uma base e dois flancos laterais opostos inclinados um em relação ao outro, a referida base de um dos referidos pelo menos dois fios perfilados sendo orientada para a estrutura tubular interna, enquanto que a referida base do outro dos referidos pelo menos dois fios perfilados é orientada em oposição à oposto da referida estrutura tubular interna, os referidos pelo menos dois fios perfilados sendo enrolados flanco lateral contra flanco lateral formando espiras estreitadas de forma a bloquear axialmente em compressão o referido conduto, as referidas espiras estreitadas definindo duas superfícies de junta inclinadas em relação ao eixo do referido conduto; de acordo com a invenção a referida estrutura tubular interna compreende um fio de estrutura enrolado com passo curto para formar espiras de estrutura bloqueados transversalmente umas em relação às outras; e o referido um dos referidos pelo menos dois fios perfilados é enrolado em apoio sobre as referidas espiras de estrutura de modo que a deformação em flexão da referida camada tubular de bloqueio provoque simultaneamente o movimento relativo axial das referidas espiras de estrutura e o deslocamento relativo transversal das referidas espiras estreitadas de acordo com as referidas superfícies de junta inclinadas de maneira a autorizar a flexão do referido conduto.

Assim, uma característica da invenção reside no modo de cooperação da estrutura tubular interna e da camada tubular de bloqueio axial e mais precisamente das espiras de estrutura que são axialmente móveis com as espiras estreitadas que são transversalmente móveis umas em relação às outras. Assim, a resistência do conduto com combinação de uma alta compressão axial com flexões alternadas é melhorada. A camada de bloqueio axial é estabilizada pela sua cooperação com as espiras de estrutura da estrutura tubular interna, e conserva duravelmente sua integridade sem se desorganizar. Por outro lado, este conduto pode resistir a uma alta compressão axial sem se encurtar, em função da presença da camada tubular de bloqueio axial. Por fim, este conduto conserva uma flexibilidade similar àquela dos condutos da técnica anterior. A flexão do conduto é autorizada, pois as espiras de estrutura da estrutura tubular interna podem se aproximar umas das outras no interior da curvatura enquanto se afastam umas das outras para fora da curvatura diametralmente oposta, e paralelamente as espiras estreitadas sao adaptadas a se deslocar transversalmente umas em relação às outras para formar rótula.

Vantajosamente, a estrutura tubular interna compreende um fio de estrutura constituído de um fio grampeado, por exemplo, um fio de forma de tipo dzeta teta ou C, que autoriza então um jogo axial de espiras de estrutura grampeadas tanto em compressão quanto em alongamento nos limites determinados como explicar-se-á em detalhe na sequência da descrição.

Além disso, o referido pelo menos fio perfilado e o referido fio de estrutura são enrolados vantajosamente de maneira cruzada. Isto permite equilibrar os pares de torções aplicados ao conduto por estas duas camadas.

Além disso, os referidos flancos laterais do referido pelo menos um fio perfilado são inclinados em relação à referida superfície interna de um ângulo compreendido entre 50° e 70°, o que permite melhorar a resistência à compressão do conduto, conservando ao mesmo tempo uma boa flexibilidade. Este ponto será explicado a seguir. No presente pedido, por convenção, o ângulo de inclinação entre duas retas concorrentes é o valor absoluto da abertura angular do menor dos quatro setores angulares definidos pela interseção das duas retas. Consequentemente ele está sempre compreendido entre 0° e 90°.

De acordo com um primeiro modo de execução da invenção particularmente vantajoso, o referido um dos referidos dos dois fios perfilados ou o primeiro, apresenta uma altura superior à altura do referido outro dos referidos pelo menos dois fios perfilados ou o segundo. Assim, as espiras do referido primeiro fio perfilado são bloqueadas radialmente entre as estruturas tubulares interna e externa, enquanto que aquelas do referido segundo fio perfilado são radialmente móveis. Além disso, vantajosamente, a base do referido primeiro fio perfilado está em apoio sobre as referidas espiras de estrutura da referida estrutura de tubulação interna. Assim, as espiras de estrutura sobre as quais estão enroladas as espiras do referido primeiro fio perfilado são susceptíveis de arrastá-las axialmente, o que é susceptível de provocar então o movimento transversal de espiras do referido segundo fio perfilado. Para o interior da curvatura do conduto, as espiras do referido segundo fio perfilado tendem a ser lançadas para o exterior do conduto entre os flancos laterais do referido primeiro fio perfilado, enquanto que o lado oposto para o exterior da curvatura, as espiras do referido segundo fio perfilado se encastram mais ainda para o interior do conduto entre os flancos laterais do referido um dos referidos dois fios perfilados. Consequentemente, o conduto flexível é por sua vez bloqueado axialmente em retração permanecendo ao mesmo tempo flexível.

Este modo de execução reduz fortemente os riscos de desorganização da camada de bloqueio, e aumenta a resistência e a durabilidade do conduto. Esta melhoria resulta da eficácia do modo de cooperação entre a camada de bloqueio e as espiras de estrutura da camada tubular interna. O risco de desorganização da camada de bloqueio está ligado às forças geradas pelos atritos no nível dos flancos laterais das espiras estreitadas, as referidas forças tendo em particular tendência a descentrar espiras em relação ao eixo do conduto. Ora, somente as espiras do referido primeiro fio perfilado estão em apoio sobre as espiras de estrutura da estrutura tubular interna. Além disso, este apoio é particularmente estável e pode suportar esforços radiais importantes. Com efeito, as espiras de estrutura apresentam uma rigidez radial importante. Além disso, quando o conduto é fletido, não há quase deslizamento entre, por um lado, as espiras de estrutura e, por outro lado, as espiras do referido primeiro fio perfilado. Assim, esforços radiais importantes podem ser transmitidos através deste apoio sem, no entanto, gerar no nível deste apoio do desgaste, gripagem, ou esforços de atrito que podem ser prejudiciais ao bom funcionamento do conduto. Por fim, vantajosamente, o apoio se faz do lado da base, e não no topo, do referido primeiro fio perfilado, o que melhora ainda a estabilidade. As espiras, propriamente ditas, do referido segundo fio perfilado não estão em contato permanente com as espiras de estrutura, e não beneficiam consequentemente de modo direto de seu efeito estabilizante. No entanto, elas se beneficiam de um efeito indireto de estabilização ligado aos contatos permanentes, no nível de seus flancos laterais, com as espiras do referido primeiro fio perfilado. Revela-se, além disso, de maneira bastante surpreendente, que este efeito indireto é suficiente para estabilizar corretamente as espiras do referido segundo fio perfilado.

De preferência, para cada um dos referidos fios perfilados, a largura da referida base é superior a 1,4 vezes a referida altura. Assim, os referidos fios perfilados conservam uma base bem paralela ao eixo do conduto, os riscos de basculamento sendo reduzidos. Assim, a estabilidade da camada de bloqueio é melhorada.

Os desempenhos do conduto ainda são melhorados, assim como se explicará a seguir, quando um dos referidos dois fios perfilados apresenta uma altura compreendida entre 1,2 e 1,6 vezes a altura do outro dos referidos dois fios perfilados.

Além disso, o referido um dos referidos dois fios perfilados apresenta uma seção cuja superfície é compreendida entre 0,8 e 1,5 vezes a superfície do outro dos referidos dois fios perfilados de modo que a resistência dos dois fios seja próxima. Deste modo, assim como se explicará a seguir, o peso da camada tubular de bloqueio pode ser reduzido conservando ao mesmo tempo uma capacidade suficiente de resistência aos esforços de compressão axial.

Além disso, a base e o topo do referido um dos referidos dois fios perfilados enrolados helicoidalmente definem respectivamente dois invólucros tubulares coaxiais espaçados um do outro e vantajosamente, o referido outro dos referidos dois fios perfilados se estende sensivelmente de modo equidistante dos referidos invólucros tubulares, quando o referido conduto flexível se estende longitudinalmente em uma posição de repouso. Isto permite aumentar a flexibilidade do conduto reduzindo o raio de curvatura mínimo que pode suportar a camada de bloqueio sem ser danificada.

De acordo com um outro aspecto, a presente invenção se refere igualmente a um processo de fabricação de um conduto flexível, o referido conduto apresentando duas estruturas tubulares coaxiais, respectivamente interna e externa, e uma camada tubular de bloqueio axial situada entre as referidas estruturas tubulares, o referido processo do tipo de acordo com o qual se fornece dois fios perfilados que apresentam cada um uma seção trapezoidal sensivelmente isósceles, a referida seção trapezoidal definindo uma base e dois flancos laterais opostos inclinados um em relação ao outro, um dos referidos dois fios perfilados sendo enrolado helicoidalmente com passo curto de modo que a referida base seja orientada para a estrutura tubular interna e formando primeiros espiras espaçadas umas das outras, enquanto que o outro dos referidos pelo menos dois fios perfilados enrolado helicoidalmente entre as referidas primeiras espiras espaçadas, a referida base oposta à referida estrutura tubular, e flancos laterais contra flancos laterais formando espiras estreitadas de forma a bloquear axialmente em compressão o referido conduto, as referidas espiras estreitadas definindo duas superfícies de junta inclinadas em relação ao eixo do referido conduto; de acordo com a invenção o referido processo compreende além disso as seguintes etapas: a) fomece-se pelo menos um fio de estrutura; b) enrola-se o referido pelo menos fio de estrutura com passo curto para formar espiras de estrutura bloqueados transversalmente umas em relação às outras; e, c) enrola-se o referido um dos referidos dois fios perfilados em apoio sobre as referidas espiras de estrutura, a deformação em flexão da referida camada tubular de bloqueio susceptível de provocar simultaneamente o movimento relativo axial das referidas espiras de estrutura e o deslocamento relativo transversal das referidas espiras estreitadas de acordo com as referidas superfícies de junta inclinadas de maneira a autorizar a flexão do referido conduto.

Assim, uma característica da invenção de acordo com este outro aspecto reside no emprego pelo menos de um fio de estrutura que se enrola com passo curto para formar espiras de estrutura solidárias umas das outras de maneira a formar uma estrutura tubular interna que apresenta uma rigidez radial importante e em tomo da qual se pode enrolar pelo menos um fio perfilado. Deste modo, a estrutura tubular interna rígida constitui uma estrutura de apoio sobre a qual o referido fio perfilado pode ser formado e enrolado.

Vantajosamente, (na etapa a) fomece-se um fio grampeado que forma o referido pelo menos fio de estrutura e na etapa b) enrola-se o referido fio grampeado para formar espiras grampeadas umas às outras. Deste modo, as espiras do fio grampeado são solidárias umas das outras sobre toda sua circunferência e são bloqueadas em translação de acordo com uma direção transversal. De maneira preferencial, se enrola o fio de estrutura de acordo com um sentido na etapa b) e se enrola o referido pelo menos fio perfilado de acordo com um sentido oposto ao da etapa c) de maneira a cruzar o referido pelo menos fio perfilado e o referido fio de estrutura. Assim, os pares de torção aplicados ao conduto, por um lado, pela camada de bloqueio e, por outro lado, as espiras do fio de estrutura são de direção oposta e têm tendência a se equilibrar.

De acordo com um outro modo de execução da invenção, que permite ajustar corretamente os fios perfilados e quando apresentam irregularidades, a etapa c) compreende as seguintes etapas: fomece-se dois fios perfilados de seção sensivelmente trapezoidal isósceles, os referidos fios perfilados apresentando uma base e um topo oposto aos referidos flancos laterais que correspondem às superfícies não paralelas dos referidos fios perfilados; enrola-se um dos referidos dois perfilados sobre a referida estrutura tubular interna aplicando a base do referido um dos referidos perfilados sobre a estrutura tubular interna de maneira a formar espiras espaçadas umas das outras de um primeiro passo; enrola-se o outro dos referidos dois perfilados entre as referidas espiras espaçados aplicando o topo do referido outro dos referidos dois perfilados em face da referida estrutura tubular de modo que as bases dos referidos dois perfilados estejam respectivamente opostas uma da outra; e por fim, empurra-se o outro dos referidos dois perfilados de forma a afastar as referidas espiras de um passo superior ao primeiro passo. Na medida do possível, empurra-se o outro dos referidos dois perfilados de maneira a ajustá-lo equidistante da base e do topo do referido um dos referidos dois perfilados.

De preferência, quando o segundo fio perfilado foi muito profundamente empurrado entre as duas espiras consecutivas do referido primeiro fio perfilado, arrasta-se então em translação o referido um dos referidos dois perfilados para aproximar as referidas espiras uma da outra de modo a afastar o referido outro dos referidos dois perfilados da referida estrutura tubular, e assim reajustá-lo equidistante da base e do topo do referido um dos referidos dois perfilados.

Além disso, de acordo com um modo de realização da invenção particularmente vantajosa, a etapa c) compreende as seguintes etapas: fomece-se dois fios perfilados de seção sensivelmente trapezoidal isósceles, os referidos fios perfilados apresentando uma base e um topo oposto, os referidos flancos laterais correspondentes às superfícies não paralelas dos referidos fios perfilados; e depois se enrola um dos referidos dois perfilados sobre a referida estrutura tubular interna aplicando a base do referido um dos referidos perfilados sobre a estrutura tubular interna de maneira a formar espiras espaçadas umas das outras de uma distância determinada; mantém-se então as referidas espiras à referida distância determinada; e em seguida, se enrola o outro dos referidos dois perfilados entre as referidas espiras espaçadas aplicando o topo do referido outro dos referidos dois perfilados em face da referida estrutura tubular de modo que as bases dos referidos dois perfilados estejam opostas respectivamente uma da outra. Explicar-se-á mais em detalhe na descrição detalhada que segue, este modo de realização particular.

Outras particularidades e vantagens da invenção surgirão à leitura da descrição feita a seguir de modos de realização particulares da invenção, dados à título indicativo mas não limitativo, em referência aos desenhos anexados nos quais:

- a Figura 1 é uma vista esquemática parcial em perspectiva de um conduto flexível de acordo com a invenção;

- a Figura 2 é uma vista esquemática parcial em corte axial de uma porção do conduto flexível ilustrada na Figura 1;

- a Figura 3 é uma vista esquemática detalhes que mostram 20 dois elementos representados na Figura 2;

- a Figura 4 é uma vista esquemática parcial em corte axial de elementos representados na Figura 1, em uma posição ativa;

- a Figura 5 é uma vista esquemática parcial ilustrando uma primeira etapa de fabricação de um conduto flexível de acordo com a invenção;

- a Figura 6 é uma vista esquemática parcial ilustrando uma segunda etapa de fabricação do conduto flexível de acordo com a invenção;

- a Figura 7 é uma vista esquemática parcial ilustrando uma terceira etapa de fabricação do conduto flexível de acordo com a invenção;

- a Figura 8 é uma vista esquemática parcial que mostra uma primeira etapa de um outro modo de realização de um conduto flexível;

- a Figura 9 é uma vista esquemática parcial ilustrando uma segunda etapa do outro modo de realização;

- a Figura 10 é uma vista esquemática parcial ilustrando uma terceira etapa do outro modo de realização; e,

- a Figura 11 é uma vista esquemática parcial que mostra uma variante de acordo com o referido outro modo de realização.

A Figura 1 ilustra um conduto flexível 10 de acordo com a invenção do tipo “smooth-bore” e que apresenta aqui, do interior do conduto 12 para o exterior 14, uma bainha de estanqueidade interna 16 em material plástico, um abóbada de pressão grampeado 18, uma camada tubular de bloqueio 20, duas mantas de armaduras cruzadas 22, 24 separadas da camada tubular de bloqueio 20 por uma bainha intermédia 25, e uma bainha de estanqueidade externa 26. O conduto flexível 10 se estende assim longitudinalmente de acordo com o eixo A. A abóbada de pressão grampeado 18 e a camada tubular de bloqueio 20 são realizados graças a elementos longitudinais enrolados helicoidalmente com passo curto formando espiras, não estreitadas para a abóbada de pressão 18 e estreitadas para a camada tubular de bloqueio 20, enquanto as mantas de armaduras cruzadas 22, 24 são formadas de enrolamentos helicoidais com passo longo de fios metálicos.

Em outros tipos de estruturas do tipo “rough-bore” uma carcaça metálica é montada dentro da bainha de estanqueidade interna 16 e a bainha intermédia 25 é suprimida.

E assim na porção de conduto 28 representada em semi-corte axial e ilustrado na Figura 2. Ela apresenta do interior 30 para o exterior 32, uma carcaça 34 formada de um laminado metálico perfilado e enrolada em espiras grampeadas umas às outras e que permite compensar os esforços radiais de compressão, uma bainha de estanqueidade 36 em material plástico, um abóbada de pressão 38 feita de um fio de forma em dzeta enrolado helicoidalmente com passo curto e grampeado; uma camada tubular de bloqueio 40 apresentando aqui dois fios perfilados 42 e 44 que se detalhará a seguir, uma primeira banda anti-desgaste 46, dois fios de armaduras 48 e 50 separados por uma segunda banda anti-desgaste 52 e uma bainha externa 54 em material plástico separada dos fios de armaduras por uma banda de retenção 56. As bandas anti-desgaste têm por função limitar o desgaste e o atrito entre camadas metálicas adjacentes. A banda de retenção tem por única função manter as mantas de armaduras durante a fabricação do conduto, até que a bainha externa seja colocada. Esta banda de retenção é diferente por sua estrutura e sua função das tiras reforçadas de fibras aramidas descrita em WO 03/083343. Ela apresenta uma resistência mecânica muito mais baixa e não seria capaz de limitar ou controlar em serviço o enchimento das mantas de armaduras em condições similares àquelas descritas em WO 03/083343. O fio de forma dzeta apresenta dois bordas opostas 58 e 60 terminadas respectivamente por retornos 62, 64 que delimitam duas ranhuras opostas 66 e 68. Quanto à camada tubular de bloqueio 40, ela apresenta um primeiro fio perfilado 42 e um segundo fio perfilado 44 de altura inferior, ambos de seção trapezoidal sensivelmente isósceles. O primeiro fio perfilado 42 apresenta uma primeira base 70 denominada também superfície interna, e um primeiro topo oposto 72 e o segundo fio perfilado 44 o apresenta, uma segunda base 74 oposta a um segundo topo 76. Além disso, como se explicará abaixo mais em detalhe, os dois fios perfilados 42 e 44, apresentam uma seção com respectivamente dois flancos laterais inclinados um para o outro de um ângulo em relação a sua base respectiva, 70, 74, sensivelmente igual.

E vantajoso em certas aplicações particulares, organizar flancos laterais sensivelmente convexos, no primeiro fio perfilado 42 e em correspondência, flancos laterais côncavos no segundo fio perfilado 44. Com efeito, isto permite criar entradas esféricas entre fios perfilados próximos, o que facilita os movimentos relativos de rótula que acompanham a flexão do conduto, e permite reduzir as pressões de contato. A curvatura ideal de cada flanco lateral, vista em corte transversal, é um círculo centrado na interseção entre o eixo do conduto e a mediatriz do flanco lateral. Na prática, para os condutos destinados às profundidades de água inferiores a 2500m, a proporção entre a espessura da camada de bloqueio axial e o diâmetro do conduto é tal que o raio deste círculo é muito superior à altura do fio perfilado. Nestas condições, o desvio máximo entre, por um lado, o flanco curvado ótimo e, por outro lado, o flanco inclinado retilíneo é negligenciável e não justifica o emprego deste aperfeiçoamento. Em função do pequeno desvio máximo, da ordem de alguns centésimos de milímetros, o fenômeno de uso e de rodagem cria naturalmente entradas esféricas próximas de entradas ótimas. No entanto, este aperfeiçoamento é vantajoso no caso de condutos destinados a serem imersos à profundidades muito grandes, tipicamente mais de 3500m, e que são por isso submetidos à esforços extremamente importantes de compressão axial.

Tal como representado na Figura 2, o conduto 28 se estende longitudinalmente em uma posição de repouso. Notar-se-á que nesta posição de repouso, o primeiro fio perfilado 42 que forma espiras em tomo da abóbada de pressão 38, apresenta sua primeira base 70 em apoio sobre as espiras da abóbada de pressão 38, enquanto que os fios de armaduras 48 e 50 e a primeira banda anti-desgaste 46 estão em apoio sobre o primeiro topo 72, enquanto que o segundo fio perfilado 44 é encastrado formando quina, entre as espiras formadas pelo primeiro fio perfilado 42. A segunda base 74 e o segundo topo 76 do referido segundo fio perfilado 44, são então respectivamente opostos da primeira base 70 e do primeiro topo 72 do referido primeiro fio perfilado 42. A altura do referido segundo fio perfilado 44 sendo menor do que aquela do referido primeiro fio perfilado 42, este segundo fio perfilado 44 é enrolado helicoidalmente entre as espiras do referido primeiro fio perfilado 42, flancos contra flancos, de modo que seu segundo topo 76 e sua segunda base 74 estejam respectivamente espaçados sensivelmente de um mesmo valor da abóbada de pressão 38 e da primeira banda anti-desgaste 46. Além disso, notar-se-á que nesta posição de repouso, o retomo 62, 64 das bordos opostas 58 e 60 do fio de forma dzeta estão respectivamente comprometidos no meio de suas ranhuras contíguas 68, 62. Deste modo, a abóbada de pressão 38 apresenta um jogo axial, tanto em compressão como em alongamento.

Além disso, as espiras do referido primeiro fio perfilado 42 10 estão em apoio sobre a abóbada de pressão 38, seja diretamente como representadas na Figura 2, seja através de uma banda de material sintético, de modo que as forças de atrito entre o fio perfilado 42 e o fio de forma dzeta da abóbada de pressão 38 sejam suficientemente importantes para que o movimento axial de espiras da abóbada de pressão 38 seja susceptível de arrastar espiras do referido primeiro fio perfilado 42. Além disso, graças a esta camada tubular de bloqueio 40 compreende que qualquer pressão axial que tende a retrair o conduto 10 tal como ilustrada na Figura 1 seria retomado pelas espiras dos dois fios perfilados 42, 44, em apoio flancos contra flancos. Esta compressão axial, em função do efeito de quina produzido pela inclinação dos flancos, gera nos dois fios perfilados das pressões circunferenciais de sentido oposto, que tendem a fazer diminuir ligeiramente o diâmetro de espiras do referido primeiro fio perfilado 42, e fazer aumentar ligeiramente aquelas do referido segundo fio perfilado 44. A camada de bloqueio é concebida de modo que estas pressões não ultrapassem nunca o limite elástico dos fios, de modo que as deformações permanecem reversíveis e baixas. Na prática, sob a aplicação de uma compressão axial, a camada de bloqueio e o conduto podem se encurtar reversivelmente de um valor relativo inferior a 0,3%, vantajosamente 0,15%. Nestas condições, o enchimento das mantas de armaduras permanece inferior, em valor relativo, a aproximadamente 0,6%. Assim, os deslocamentos radiais dos fios de armação permanecem claramente inferiores a sua própria espessura, o que evita qualquer risco de desorganização das mantas de armaduras.

Referir-se-á agora à figura 3, que mostra parcialmente em 5 semi-corte axial do conduto flexível em uma posição de repouso e em seção reta dos fios perfilados, duas espiras do referido primeiro fio perfilado 42 e o segundo fio perfilado 44, encastradas uma na outra. Explicar-se-á com apoio desta Figura 3, a geometria, a constituição e o arranjo dos dois fios perfilados

42, 44 um em relação ao outro na camada tubular de bloqueio 40.

Estes fios perfilados 42,44 são realizados em aço e formados por trefilação ou por laminação a frio de maneira a obter fios que apresentam boas características mecânicas e boas tolerâncias dimensionais a um custo vantajoso. O limite elástico em tração dos fios assim realizados é vantajosamente superior a 800 MPa. Além disso, assim como se explicará a seguir, seu estado de superfície deve ser suficiente, para autorizar o deslizamento de um fio em relação ao outro. Vantajosamente, a rugosidade média Ra dos flancos laterais dos fios é inferior a 3.2 pm. De preferência, os flancos laterais são revestidos de uma gordura para reduzir ainda mais os coeficientes de atrito.

Encontra-se na Figura 3 o primeiro fio perfilado 42 que apresenta sua primeira base 70 e seu primeiro topo 72, e dois flancos laterais opostos 80. Se encontra igualmente aqui o segundo fio perfilado 44 que apresenta sua segunda base 74 e seu segundo topo 76 bem como dois flancos laterais opostos 82. As dimensões dos fios perfilados 42, 44 são adaptadas notadamente em função do diâmetro do conduto flexível, do raio de curvatura mínimo no qual o conduto deve ser encurvado, e da profundidade da água na qual ela deve ser utilizada.

Assim, os ângulos de inclinação entre, por um lado, os flancos laterais opostos 80 e a primeira base 70 e, por outro lado, os flancos laterais opostos 82 e a segunda base 74, são sensivelmente iguais e compreendidos entre 50° e 70°, vantajosamente 55° e 65°, e de maneira ótima próximos de 60°, o que permite obter uma camada de bloqueio que apresenta ao mesmo tempo uma grande resistência à compressão e uma boa flexibilidade. Com efeito, quando estes ângulos aumentam se aproximando de 90°, o efeito de quina é reduzido, as pressões circunferenciais nos fios perfilados são consequentemente reduzidos e a resistência à compressão axial da camada de bloqueio é melhorada. No entanto, para além de 75°, há o risco de gripagem e de bloqueio por ausência de deslizamento entre as faces laterais dos fios perfilados. Além disso, dado que as alturas hl, h2 dos dois fios perfilados 42, 44 são fixadas, uma diminuição do ângulo diminui o raio de curvatura mínimo ao qual a camada de bloqueio pode ser curvada sem danos, o que volta a dizer que a flexibilidade da camada de bloqueio é tanto melhor quanto menor for este ângulo. Finalmente, um ângulo próximo de 60° oferece um compromisso ótimo.

Além disso, as arestas dos fios perfilados 42, 44 são arredondadas ou chanfradas de modo que seu movimento relativo não altere as camadas adjacentes e que o seu deslizamento relativo se efetua com menos atrito possível.

De preferência, a largura bl da base do primeiro fio perfilado é superior a 1,4 vezes sua altura hl. Do mesmo modo, vantajosamente, a largura b2 do segundo fio perfilado 44 é superior a 1,4 vezes sua altura h2. Assim, a estabilidade dos fios perfilados 42, 44 é melhorada, estes últimos conservando duravelmente uma base paralela ao eixo do conduto quando este último se estende longitudinalmente.

A altura hl do referido primeiro fio perfilado 42 é vantajosamente compreendida entre 1,2 e 1,6 vezes a altura h2 do segundo fio perfilado 44. Com efeito, dado que todos os outros parâmetros são fixos, um aumento da proporção hl/h2 tem por efeito aumentar a flexibilidade da camada de bloqueio por meio de um aumento do curso de deslocamento radial do segundo fio perfilado h2 em relação ao primeiro fio perfilado hl. No entanto, este aumento diminui a seção do segundo fio perfilado e consequentemente a resistência à compressão da camada de bloqueio.

Finalmente, o melhor compromisso é obtido quando hl/h2 está compreendida entre 1,2 e 1,6.

Além disso, o primeiro fio perfilado 42 apresenta vantajosamente uma seção cuja superfície está compreendida entre 0,8 e 1,5 vezes a superfície da seção do segundo fio perfilado 44. Assim, as pressões circunferenciais de compressão e de tração sofridas respectivamente pelos fios perfilados 42 e 44 são homogêneas e têm intensidades próximas. Isto permite melhorar a camada de bloqueio reduzindo seu peso a resistência igual à compressão axial.

De preferência, a superfície da seção do primeiro fio perfilado

42 está compreendida entre 1 e 1,3 vezes, por exemplo, 1,2 vezes a superfície da seção do segundo fio perfilado 44.

O primeiro fio perfilado 42 apresenta, por exemplo, uma altura hl compreendida entre 4 mm e 14 mm e uma largura bl de primeira base 70 compreendida entre 6 mm e 24 mm, para condutos de diâmetro interno compreendido entre 100 mm e 250 mm que devem ser imersos às profundidades de água compreendidas entre 1000 e 1500m. Nestas mesmas condições, a altura h2 do segundo fio perfilado 44, por exemplo, é compreendida entre 2,5 mm e 11 mm e a largura b2 da segunda base 74 é compreendida entre 7,5 mm e 27 mm.

Assim, por exemplo, para um conduto flexível de diâmetro interno 150 mm, destinado a ser imerso a 1500m de profundidade, a altura hl do primeiro fio perfilado 42 é de 8,2 mm, a largura bl da primeira base 70 é de 14,1 mm, a altura h2 do segundo fio perfilado 44 de 6 mm e a largura b2 da segunda base 74, de 16,2 mm.

Assim como já foi expresso acima, quando o conduto flexível se estende longitudinalmente em uma posição de repouso, as espiras do primeiro fio perfilado 42 e do segundo fio perfilado 44 definem respectivamente dois invólucros coaxiais. Além disso, vantajosamente, o segundo fio perfilado 44 se estende equidistante da primeira base 70 e do primeiro topo 72 do primeiro fio perfilado 42, o que apresenta a vantagem de reduzir o raio de curvatura mínimo da camada de bloqueio. Consequentemente, retomando o exemplo pré-citado, e se apoiando na Figura 3, a segunda base 74 e o segundo topo 76 do segundo fio perfilado 44 devem ser espaçados respectivamente de uma distância de 1,1 mm de uma primeira linha F1 definida pelo primeiro topo 72 do primeiro fio perfilado 42 e de uma segunda linha F2 definida pela primeira base 70 do primeiro fio perfilado 42. Explicar-se-á mais em detalhe em referência ao processo de fabricação do conduto flexível, a maneira de obter esta coaxialidade.

Referir-se-á agora na figura 4, sobre a qual é representada em corte axial, uma porção de conduto de acordo com a invenção e unicamente seu abóbada de pressão 38 sobre o qual se apóia sua camada tubular de bloqueio 40. Este conjunto é representado enquanto que o conduto é fletido definindo um interior de flexão 84 e um exterior de flexão 86. Assim, para o interior de flexão 84 uma primeira porção de conduto 88 é contraída enquanto para o exterior de flexão 86 uma segunda porção de conduto 90 diametralmente oposta é estendida. Explicar-se-á abaixo, as consequências estruturais sobre a abóbada de pressão 38 e sobre a camada tubular de bloqueio 40, e o deslocamento relativo de seus respectivos elementos.

Assim, para o interior de flexão 84, a primeira porção de conduto 88 diminuiu e as espiras do fio de forma dzeta estão em batentes umas contra as outras, enquanto que ao contrário para o exterior de flexão 86, a segunda porção de conduto 90 é estendida, os retornos 62, 64 das bordas opostas 58, 60 sendo respectivamente em tomada um no outro. Também, na primeira porção de conduto 88 as espiras são aproximadas umas das outras, enquanto na segunda porção 90 as espiras se afastam umas das outras. Consequentemente, o primeiro fio perfilado 42 sendo enrolado helicoidalmente em apoio sobre a abóbada de pressão 38, as espiras dos fios de forma dzeta aproximaram paralelamente as espiras do primeiro fio perfilado 42, de modo que, na primeira porção de conduto 88 as espiras do referido primeiro fio perfilado 42 fossem aproximadas umas das outras enquanto o contrário, na segunda porção de conduto 90, as espiras do primeiro fio perfilado 42 foram alongadas umas das outras. Isto tem então mecanicamente por efeito provocar em uma direção transversal as espiras do referido segundo fio perfilado 44 para o interior de flexão 84. Com efeito, na primeira porção de conduto 88, as espiras do primeiro fio perfilado 42, cujos flancos laterais 80 são inclinados se aproximam umas das outras e tendem a mandar as espiras do segundo fio perfilado 44 para o interior de flexão 84, as espiras deslizando ao longo das superfícies de junta definidas pelos flancos laterais 80, 82. Simultaneamente, na segunda porção de conduto 90 ao contrário, as espiras do primeiro fio perfilado 42 se afastando umas das outras, as espiras do segundo fio perfilado 44 deslizam flancos contra flancos entre as espiras do referido primeiro fio perfilado 42 para a abóbada de pressão 38.

Assim, as flexões do conduto 10 são autorizadas sem encurtamento global deste último, as espiras dos dois fios perfilados 42, 44 formando então rótulas umas em relação às outras. Estas flexões são limitadas em largura apenas pela vinda em apoio do segundo topo 76 do referido segundo fio perfilado 44 contra a abóbada de pressão e paralelamente ao contrário, pela vinda em apoio da segunda base 74 do referido segundo fio perfilado 44 contra a camada de fio de armação 48 e da bainha anti-desgaste 46.

De acordo com uma primeira variante de emprego da invenção não representada, os fios perfilados 42, 44 enrolados de modo que sua base e seu topo respectivo sejam invertidos em relação aa abóbada de pressão 38, como ilustrado na Figura 2. Além disso, e de acordo com uma segunda variante de emprego, prevê-se fornecer um primeiro fio perfilado em duas partes simétricas uma da outra em relação a um plano mediano de maneira simplificar a montagem. Vantajosamente, e de acordo com uma terceira variante de emprego, os fios perfilados apresentam esvaziamentos longitudinais em sua base e/ou seu topo, e no interior de sua face de contato no caso de um primeiro fio perfilado em duas partes simétricas, deixando intacto os flancos laterais, de maneira a atenuar a camada tubular de bloqueio sem alterar suas partes funcionais.

O conduto flexível de acordo com a invenção é realizado de acordo com um processo que se descreverá a seguir em referência às Figuras 5 a 7, nestas Figuras, é representado esquematicamente em semi-corte axial um conduto flexível do tipo daquele ilustrado na Figura 2 em curso de fabricação. Também, as referências sobre os elementos idênticos serão afetadas de um sinal extra “ ’ ”. Tal conduto é realizado camada por camada partindo do interior para o exterior. A carcaça 34’ é fabricada por enrolamento helicoidal e grampeamento de um laminado metálico perfilado.

Em seguida a bainha de estanqueidade 36’ é fabricada por extrusão. A etapa seguinte é a fabricação da abóbada de pressão 38’, por enrolamento helicoidal com passo curto de um ou vários fios, através de uma espiraladora (“spiraling machine” em língua inglesa). Em seguida, a camada de bloqueio 40’ é fabricada com ajuda de uma espiraladora de acordo com um processo que será detalhado abaixo. Para terminar, as outras camadas, notadamente por um lado as mantas de armaduras 48’, 50’, as diversas bandas anti-desgaste 46’, 52’ e de retenção 56’ e, por outro lado, a bainha externa 54’ é fabricada de maneira clássica, respectivamente por enrolamento helicoidal de fios ou de tiras, ou por extrusão.

Na Figura 5, encontra-se uma carcaça 34’ recoberta de uma bainha de pressão 36’ sobre a qual é enrolado em espiral um fio de forma dzeta formando um abóbada de pressão 38’, estas camadas previamente fabricadas de maneira clássica. A camada de bloqueio 40’ é representada em curso de fabricação, durante sua passagem na espiraladora. A espiraladora é fixa e o conduto é arrastado em translação no sentido da seta F. Na saída de espiraladora, a camada de bloqueio 40’ é formada. Em primeiro lugar, e de acordo com uma primeira etapa, o primeiro fio perfilado 42’ é enrolado em hélice em tomo da abóbada de pressão 38’, sob tensão controlada, de maneira a apertar as espiras assim formadas e tomá-las solidárias da abóbada de pressão 38’. A base 70’ do referido primeiro fio perfilado 42’ é montada em apoio contra a abóbada de pressão 38’. Além disso, o passo da hélice Pr do primeiro fio perfilado 42’ é controlado precisamente.

Em seguida, e de acordo com uma segunda etapa ilustrada na

Figura 6, vem bloquear em translação axial a última espira do referido primeiro fio perfilado 42’ enrolado aplicando meios que formam rodízio 92’ contra um flanco externo lateral 80’ do referido primeiro fio perfilado 42’ desta última espira.

E depois, de acordo com uma terceira etapa ilustrada na Figura

7, vem enrolar sob tensão controlada uma nova espira do segundo fio perfilado 44’ entre os dois flancos laterais livres 80’ do primeiro fio perfilado 42’. Esta nova espira do referido segundo fio perfilado 44’ vem então se ajusta exatamente entre a base e o topo do referido primeiro fio perfilado 42’. Este ajustamento é ainda mais preciso, quanto, por um lado, mais constante for a seção dos fios perfilados 42’ e 44’ e quanto mais a posição último espira do referido primeiro fio perfilado 42’ for mantida a uma distância constante que corresponde ao passo Pr durante o processo de fabricação. O rodízio 92’ permite guardar este passo Pr constante durante a aplicação do segundo fio perfilado 44’ entre as espiras do referido primeiro fio perfilado 42’. Com efeito, em função do efeito de quina, a tensão de instalação exercida sobre o segundo fio perfilado 42’ produz uma força que tende a afastar as duas últimas espiras do referido primeiro fio perfilado 44’, força que é retomada parcialmente pelo rodízio 92’.

O processo de fabricação da camada tubular de bloqueio 40’ é contínuo e os dois foram perfilados 42’ e 44’ são enrolados simultaneamente em tomo da abóbada de pressão 38’ ao longo da rotação da espiraladora. O ou os rodízios 92’ formam meios de controle do afastamento das espiras são montados solidários na gaiola da espiraladora, de forma a permanecer permanentemente perto do ponto de instalação do segundo fio perfilado 42’

Vantajosamente, a espiraladora é do tipo daquele descrito no documento WO 02/081111. Com efeito, esta espiraladora comporta tracionadores lineares motorizados, embarcados sobre a gaiola em rotação, que permitem conduzir os fios perfilados 42’, 44’ até seu ponto de instalação controlando precisamente a tensão de instalação. Além disso, o controle das tensões de instalação permite garantir a qualidade dos apoios mecânicos entre, por um lado, a base do referido primeiro fio perfilado 44’ e a abóbada de pressão 38’ e, por outro lado, os flancos laterais 80’, 82’ dos dois fios perfilados 42’, 44’. Ora, a qualidade destes apoios é determinante para a confiabilidade e a durabilidade da camada de bloqueio axial.

Descrever-se-á agora, em referência às figuras 8 a 10, um processo de fabricação de um conduto de acordo com a invenção de acordo com um outro modo de execução, em três etapas igualmente.

Assim, em referência à figura 8, na qual aparecem os mesmos elementos que estes que aparecem na Figura 5, e afetados das mesmas referências, o fio perfilado 42’ é originalmente enrolado helicoidal de acordo com uma primeira etapa, graças à espiraladora, com um passo de hélice PI inferior ao passo de hélice Pr do fio perfilado 42’ definitivamente instalado, vantajosamente PI é ligeiramente inferiores a Pr, por exemplo, de cinco a dez por cento. Graças à espiraladora, fazendo variar sua velocidade de rotação em função do avanço do conduto flexível que a atravessa, regula-se o comprimento do passo de hélice. Assim, em relação às velocidades combinadas de rotação do espiraladora e do avanço do conduto flexível, conduzindo o primeiro fio perfilado 42’ a ser enrolado com um passo Pr, o novo passo de hélice PI é obtido, seja aumentando a velocidade da espiraladora seja diminuindo a velocidade de avanço do conduto flexível.

Simultaneamente, e de acordo com uma segunda etapa ilustrada na figura 9, vem enrolar o segundo fio perfilado 44’ formando uma nova espira entre os dois flancos laterais livres 80’ do primeiro fio perfilado 42’. Esta nova espira do segundo fio perfilado 44’, vem então se ajustar não mais exatamente entre a base e o topo do referido fio perfilado 42’, mas antes para o topo do primeiro fio perfilado 42’ com um passo de hélice original PI sensivelmente idêntico ao passo de hélice do primeiro fio perfilado 42’.

E depois, de acordo com uma terceira etapa ilustrada na Figura

10, vem trazer esta nova espira do segundo fio perfilado 44’ exatamente entre a base e o topo do referido primeiro fio perfilado 42’, graças a um rolo 94’. Este rolo 94’, de simetria cilíndrica de revolução, apresenta duas entradas de apoio idênticos e simétricas uma da outra em relação a um pescoço central.

Ele é montado em rotação de acordo com um eixo sensivelmente paralelo ao eixo do conduto flexível. O pescoço central apresenta uma largura sensivelmente inferior a um meio passo de hélice PI e uma espessura radial sensivelmente igual à metade da diferença entre a altura hl do primeiro fio perfilado 42’ e a h2 do segundo fio perfilado 44’.

Assim, de acordo com esta terceira etapa onde o rolo 94’ é aplicado à força contra a camada tubular de bloqueio 40’ de modo que suas duas entradas de apoio idêntico estejam respectivamente em apoio contra duas espiras consecutivas do primeiro fio perfilado 42’, enquanto que o pescoço central vem se ajustar precisamente entre estas duas espiras consecutivas, o rolo 94’ precisamente, empurra à força o segundo fio perfilado 44’ entre as duas espiras consecutivas do primeiro perfil 42’. O segundo fio perfilado 44’ é empurrado então até a uma profundidade determinada pela espessura radial do pescoço. E levando-se em conta esta espessura radial, que vale a metade da diferença entre hl e h2, o segundo fio perfilado 44’, tomando apoio sobre a primeira das duas espiras consecutivas do primeiro fio perfilado 42’, tende a se afastar formando quina, a última espira do primeiro fio perfilado 42’ para levá-la a uma distância da primeira, igual ao passo Pr.

Deste modo, livra-se ao mesmo tempo das variações dimensionais dos fios perfilados e de sua irregularidade de estrutura. Com efeito, o passo de hélice sendo determinado e engastado pelas velocidades de rotação da espiraladora e do avanço do conduto flexível, irregularidades dimensionais muito grandes dos fios perfilados acarretariam um mau posicionamento do referido segundo fio perfilado 44’ em relação ao primeiro fio perfilado 42’, seja demasiado próximo da abóbada de pressão 38’ seja muito afastado. Assim, este método permite então ajustar a qualquer momento através do rolo 94’, as espiras com um passo Pr.

No entanto, os afastamentos dimensionais e geométricos dos fios perfilados são relativamente pequenos, pois são obtidos por trefilação ou por laminação a frio. Consequentemente, é inútil prever um passo Pl bem inferior ao passo ótimo Pr. Também, um passo Pl próximo do passo ótimo Pr, por exemplo, inferior de cinco a dez por cento do passo Pr, convém perfeitamente. Tal escolha de passo Pl permite ao mesmo tempo compensar os ajustes necessários devidos às tolerâncias dimensionais e geométricas, e também não provocar grandes movimentos de espiras e assim deteriorá-las, ou deteriorar as camadas que as suportam.

De acordo com uma variante de execução deste outro modo de execução, ilustrado na Figura 11, o rolo 94’ é implementado pelo emprego de um rodízio prensor lateral 96’ que permite controlar precisamente o curso da última espira do primeiro fio perfilado 42’ quando ela se afasta sob a ação do rolo 94’ e de seu pescoço. Para isso, o rodízio prensor lateral 96’ é montado em rotação sobre um suporte 98’ de acordo com um eixo sensivelmente perpendicular ao conduto flexível, e apresenta uma forma troncônica de modo que sua banda de rodagem vem se aplicar exatamente contra o flanco lateral inclinado do referido primeiro fio perfilado 42’. O rodízio prensor lateral 96’ então é arrastado em translação à força através de seu suporte 98’, contra o flanco lateral inclinado do primeiro fio perfilado 42’ de acordo com uma direção paralela ao eixo do conduto flexível e com uma intensidade compreendida, por exemplo, entre 10 daN e 50 daN. O suporte 98’ pode ser arrastado de acordo com um sentido R através de uma mola ou ainda de um macaco. Assim, se o segundo fio perfilado 44’ for empurrado demasiado profundamente entre duas espiras consecutivas do primeiro fio perfilado 42’, por exemplo, por causa de um elemento que se engastou fortuitamente entre o segundo fio perfilado 44’ e a gola do rolo 94’, ou ainda por causa da tensão do segundo fio perfilado 44’, ele então teria subido e se afastado da abóbada de pressão 38’ graças à ação do rodízio prensor lateral 96’. Este último viria, com efeito, arrastar em translação a última espira do primeiro fio perfilado 42’, de acordo com a direção paralela ao conduto flexível e, portanto, por efeito de quina inversa, fazer subir o segundo fio perfilado 44’ e afastá-lo da abóbada de pressão 38’.

Além disso, observar-se-á que o rolo 94’ e o rodízio prensor lateral 96’, podem ser empregados simultaneamente de forma a controlar perfeitamente a posição relativa do referido segundo fio perfilado e do primeiro fio perfilado.

Claims (18)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Conduto flexível (10) de transporte dos hidrocarbonetos, o referido conduto apresentando duas estruturas tubulares coaxiais, respectivamente interna (16, 18; 34, 36, 38) e externa (22, 24, 25, 26; 46, 48,

   5 50, 52, 54, 56), e uma camada tubular de bloqueio axial (20; 40) situada entre as referidas estruturas tubulares, a referida camada tubular de bloqueio (20; 40) compreendendo pelo menos dois fios perfilados (42, 44) enrolados helicoidalmente com passo curto, os referidos pelo menos dois fios perfilados (42, 44) apresentando cada um uma seção trapezoidal sensivelmente

   10 isósceles, a referida seção trapezoidal definindo uma base (70, 74) e dois flancos laterais opostos (80, 82) inclinados um em relação ao outro, a referida base (70) de um dos referidos pelo menos dois fios perfilados sendo orientados para a estrutura tubular interna (18; 38), enquanto que a referida base (74) do outro dos referidos pelo menos dois fios perfilados é orientada ao

   15 oposto da referida estrutura tubular interna (18, 38), os referidos pelo menos dois fios perfilados enrolados flanco lateral contra flanco lateral formando espiras estreitadas de maneira a bloquear axialmente em compressão o referido conduto, as referidas espiras estreitadas definindo duas superfícies de junta inclinadas em relação ao eixo do referido conduto; caracterizado pelo

   20 fato de que a referida estrutura tubular interna (18; 38) compreende um fio de estrutura enrolado com passo curto para formar espiras de estrutura bloqueadas transversalmente umas em relação às outros; e pelo fato de que o referido um dos referidos pelo menos dois fios perfilados (42) enrolados em apoio sobre as referidas espiras de estrutura de modo que a deformação em

   25 curvatura da referida camada tubular de bloqueio (18; 38) provoca simultaneamente o movimento relativo axial das referidas espiras de estrutura e o deslocamento relativo transversal das referidas espiras estreitadas de acordo com as referidas superfícies de junta inclinadas de maneira a autorizar a flexão do referido conduto (10).
2. 2. Conduto flexível de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido fio de estrutura é constituído de um fio grampeado, o referido fio grampeado formando espiras grampeadas.
3. 3. Conduto flexível de acordo com a reivindicação 1 ou 2, 5 caracterizado pelo fato de que o referido um dos referidos pelo menos dois fios perfilados (42) e o referido fio de estrutura enrolado de maneira cruzada.
4. 4. Conduto flexível de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os referidos flancos laterais (80, 82) são inclinados em relação à referida base (70, 74) de um

   10 ângulo compreendido entre 50° e 70°.
5. 5. Conduto flexível de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o referido um dos referidos pelo menos dois fios perfilados (42) apresentam uma altura (hl) superior à altura (h2) do outro dos referidos pelo menos dois fios perfilados

   15 (44).
6. 6. Conduto flexível de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que cada um dos referidos fios perfilados (42, 44) apresentam uma largura (bl, b2) da referida base (70, 74) superior a 1,4 vezes as referidas altura (hl, h2).

   20
7. 7. Conduto flexível de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o referido um dos referidos pelo menos dois fio perfilado (42) apresentam uma altura (hl) compreendida entre 1,2 e 1,6 vezes a altura (h2) do outro dos referidos pelo menos dois fios perfilados (44).
8. 8. Conduto flexível de acordo com a reivindicação 7,

   25 caracterizado pelo fato de que o referido um dos referidos pelo menos dois fios perfilados (42) apresentam uma seção incluindo a superfície é compreendido entre 0,8 e 1,5 vezes a superfície do outro dos referidos pelo menos dois fios perfilados (44).
9. 9. Conduto flexível de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de que, o referido um dos referidos pelo menos dois fio perfilado (42) apresenta um topo (72) oposto à referida base (70), o referido topo (72) e a referida base (70) do referido um dos referidos pelo menos dois fios perfilados (42) enrolado helicoidalmente

   5 define respectivamente dois invólucros tubulares coaxiais espaçados um do outro, e pelo fato de que o referido outro dos referidos pelo menos dois fios perfilados (44) se estende sensivelmente equidistante dos referidos invólucros tubulares, quando o referido conduto flexível (10) se estende longitudinalmente.
10. 10 10. Processo de fabricação de um conduto flexível, o referido conduto apresentando duas estruturas tubulares coaxiais, respectivamente interna e externa, e uma camada tubular de bloqueio axial situada entre as referidas estruturas tubulares, o referido processo sendo do tipo segundo o qual se fornece dois fios perfilados (42, 44) que apresentam cada um uma

    15 seção trapezoidal sensivelmente isósceles, a referida seção trapezoidal definindo uma base (70, 74) e dois flancos laterais opostos (80, 82) inclinados um em relação ao outro, um dos referidos dois fios perfilados (42) sendo enrolado helicoidalmente com passo curto de modo que a referida base (70) seja orientada para a estrutura tubular interna e formando primeiros espiras

    20 espaçadas umas das outras, enquanto que o outro dos referidos pelo menos dois fios perfilados (44) é enrolado helicoidalmente entre as referidas primeiras espiras espaçadas, a referida base oposta à referida estrutura tubular e flancos laterais contra flancos laterais formando espiras estreitadas de forma a bloquear axialmente em compressão o referido conduto, as referidas espiras

    25 estreitadas que definem duas superfícies de junta inclinadas em relação ao eixo do referido conduto;

    caracterizado pelo fato de que compreende além disso as seguintes etapas:

    a) fomece-se pelo menos um fio de estrutura;

    b) enrola-se o referido pelo menos fio de estrutura com passo curto para formar espiras de estrutura bloqueadas transversalmente umas em relação às outras; e,

    c) enrola-se o referido um dos referidos dois fios perfilados

    5 (42) em apoio sobre as referidas espiras de estrutura, a deformação em flexão da referida camada tubular de bloqueio sendo susceptível de provocar simultaneamente o movimento relativo axial das referidas espiras de estrutura e o deslocamento relativo transversal das referidas espiras estreitadas de acordo com as referidas superfícies de junta inclinadas de maneira a autorizar

    10 a flexão do referido conduto.
11. 11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que na etapa a) fomece-se um fio grampeado que forma o referido pelo menos fio de estrutura e na etapa b) enrola-se o referido fio grampeado para formar espiras grampeadas umas às outras.

    15
12. 12. Processo de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que na etapa b) enrola-se o referido fio de estrutura de acordo com um sentido e pelo fato de que na etapa c) enrola-se o referido pelo menos fio perfilado de acordo com um sentido oposto de maneira a cruzar o referido pelo menos fio perfilado e o referido fio de estrutura.

    20
13. 13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações

    10 a 12, caracterizado pelo fato de que a etapa c) compreende as seguintes etapas:

    - fomece-se dois fios perfilados de seção sensivelmente trapezoidal isósceles, os referidos fios perfilados apresentando uma base e um

    25 topo oposto aos referidos flancos laterais que correspondem às superfícies não paralelas dos referidos fios perfilados;

    - enrola-se um dos referidos dois perfilados sobre a referida estrutura tubular interna aplicando a base do referido um dos referidos perfilados sobre a estrutura tubular interna de maneira a formar espiras espaçadas umas das outras de um primeiro passo Pl;

    - enrola-se o outro dos referidos dois perfilados entre as referidas espiras espaçadas aplicando o topo do referido outro dos referidos dois perfilados em face da referida estrutura tubular de modo que as bases dos

    5 referidos dois perfilados sejam opostas respectivamente uma da outra; e,

    - empurra-se o outro dos referidos dois perfilados (44’) de forma a afastar as referidas espiras de um passo superior a Pl.
14. 14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que, além disso, arrasta-se em translação o referido um dos

    10 referidos dois perfilados (42’) para aproximar as referidas espiras uma da outra de forma a afastar o referido outro dos referidos dois perfilados da referida estrutura tubular.
15. 15. Processo de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que se ajusta o outro dos referidos dois perfilados

    15 (44’) equidistante da base e o topo do referido um dos referidos dois perfilados (42’).
16. 16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que a etapa c) compreende as seguintes etapas:
17. 20 - fomece-se dois fios perfilados de seção sensivelmente trapezoidal isósceles, os referidos fios perfilados apresentando uma base e um topo oposto aos referidos flancos laterais que correspondem às superfícies não paralelas dos referidos fios perfilados;

    - enrola-se um dos referidos dois perfilados sobre a referida
18. 25 estrutura tubular interna aplicando a base do referido um dos referidos perfilados sobre a estrutura tubular interna de maneira a formar espiras espaçadas umas das outras de uma distância determinada;

    - mantêm-se as referidas espiras à referida distância determinada; e,

    - enrola-se o outro dos referidos dois perfilados entre as referidas espiras espaçadas aplicando o topo do referido outro dos referidos dois perfilados em face da referida estrutura tubular de modo que as bases dos referidos dois perfilados estejam opostas respectivamente uma da outra.

    1/5