RELATÓRIO DESCRITIVO
[0001] A presente invenção refere-se a um método e aparelho para prender um tubo flexível a outro tubo flexível em uma configuração de extremidade a extremidade. Em particular, mas não exclusivamente, a presente invenção refere-se a um método de unir comprimentos de tubo flexível juntos para formar uma tubulação pela qual gases presos em uma região anular de um tubo flexível em uma parte da tubulação podem ser transmitidos a uma região anular correspondente em outra parte ou partes da tubulação.
[0002] Os tubos flexíveis não ligados são bem conhecidos e há muitos usos para os quais esse tubo flexível pode ser utilizado. Por exemplo, transmitir fluido tal como um fluido de produção como óleo ou gás de um local a outro. Esse tubo flexível pode ser usado para finalidades offshore bem como finalidades em terra ou sobre a terra. Tipicamente esse tubo flexível inclui uma camada de retenção de fluido interna, frequentemente referida como uma camada de barreira ou revestimento, que ajuda a impedir fluxo de fluido radialmente para o exterior do orifício. Essa camada tem um diâmetro interno definindo um orifício ao longo do qual fluido pode fluir. Uma ou mais camadas blindadas são tipicamente formadas em torno da camada de retenção de fluido. A camada ou camadas blindadas são típicas, mas não exclusivamente formadas enrolando tira de aço sobre a camada de retenção de fluido. A camada ou camadas blindadas proporcionam reforço de pressão para evitar ruptura através da camada de retenção de fluido interna bem como evitar o colapso do tubo flexível devido a pressões externas. Adicionalmente, a camada blindada pode proporcionar resistência à tração para resistir a forças longitudinais de ou extensão ou contração no tubo flexível. O tubo flexível também tipicamente inclui uma bainha externa que é arranjada para evitar ingresso de fluido e/ou contaminantes de um meio onde o tubo flexível está localizado.
[0003] A região entre a bainha externa e camada de retenção de fluído interna define uma região anular que se estende ao longo do comprimento da parte de tubo flexível em que a camada ou camadas blindadas estão localizadas. Um problema bem conhecido associado com essa camada anular é que gás que penetra através da camada de retenção de fluido do fluido transportado se junta na região anular. Também onde o tubo flexível é utilizado em um meio incluindo gás indesejável, tal gás pode permear através da bainha externa e da mesma maneira ser preso na região anular. Os gases presos podem se juntar e ocasionalmente podem causar ruptura no tubo flexível ou podem degradar o desempenho do tubo flexível ao longo do tempo de muitas formas conhecidas. Por essa razão, os gases presos no ânulo do tubo flexível não ligado requerem ventilação. Isso foi alcançado no passado prendendo partes adjacentes de tubo flexível juntas numa forma tal que um trajeto de gás é formado entre regiões anulares correspondentes em tubos flexíveis adjacentes. Uma ou mais válvulas foram então usadas para ventilar os gases presos em um ou mais locais pré-determinados. No passado o trajeto entre tubos conectados foi fornecido por tubos de pontes. A configuração dos tubos de ponte usada foi no passado determinada pelo mecanismo pelo qual partes de tubo flexível foram presos um ao outro em uma configuração de extremidade a extremidade. Por exemplo, quando conexões de extremidade foram usadas, tubos de ponte necessitaram de orifícios de ventilação a serem usinados em cada conexão de extremidade de modo que o tubo de ponte pode transmitir gases de uma extremidade de tubo para além das conexões de extremidade à outra extremidade de tubo.
[0004] Por todo o comprimento de uma tubulação formada por duas ou mais partes de tubos flexíveis conectados juntos em uma configuração de extremidade a extremidade, os gases que se acumulam no espaço anular podem, assim, ser direcionados a uma ou ambas as extremidades da tubulação ou a outros locais onde uma válvula de saída está localizada.
[0005] Infelizmente, esses tubos de ponte são frequentemente frágeis e tendem a criar obstruções quando se executam trabalhos de reabilitação. Os tubos de ponte quebrados ou falta de plugues em uma conexão de extremidade podem fazer com que gases prejudiciais escapem de uma forma descontrolada ou permitir umidade no ânulo de tubo flexível que potencialmente danifica o tubo flexível e degrada desempenho.
[0006] É um objetivo da presente invenção ao menos parcialmente atenuar os problemas acima mencionados.
[0007] É uma finalidade de modalidades da presente invenção, proporcionar um método para prender uma extremidade de uma primeira parte de tubo flexível a uma extremidade de uma parte adicional de tubo flexível em uma configuração de extremidade a extremidade pela qual gases presos em uma região anular de cada parte de tubo flexível está em comunicação fluida e pode, assim, ser ventilada em uma extremidade ou outros locais desejados da tubulação formada pelas partes conectadas de tubo flexível.
[0008] É uma finalidade de modalidades da presente invenção, proporcionar um conector de tubo flexível que pode ser usado para conectar uma parte de tubo flexível a uma parte adicional de tubo flexível.
[0009] É uma modalidade da presente invenção, prover um método e aparelho que permita que gases presos nas regiões anulares de tubo flexível não ligado sejam transmitidos a uma ou mais regiões de extremidade ou seções médias onde tais gases podem ser ventilados.
[00010] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção é proporcionado um equipamento para prender um tubo flexível a um tubo flexível adicional em uma configuração de extremidade a extremidade, compreendendo: um elemento tubular alongado compreendendo uma primeira e segunda extremidade e uma superfície exterior compreendendo uma região central elevada; e ao menos uma passagem de ventilação estendendo-se ao menos parcialmente através da região central elevada.
[00011] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção é proporcionado um método de prender um tubo flexível a um tubo flexível adicional em uma configuração de extremidade a extremidade, compreendendo as etapas de: pressionar uma extremidade de um primeiro tubo flexível em uma região anular entre uma primeira extremidade de um elemento tubular alongado e um primeiro membro da capa; pressionar uma extremidade de um segundo tubo flexível em uma região anular adicional entre uma segunda extremidade do elemento tubular alongado e um segundo membro da capa; e proporcionar um trajeto de ventilação de uma região anular do primeiro tubo flexível a uma região anular correspondente do segundo tubo flexível via uma passagem de ventilação que se estende ao menos parcialmente através de uma região central elevada do elemento tubular alongado.
[00012] As modalidades da presente invenção proporcionam um método pelo qual tubos de ponte externos podem ser eliminados de uma tubulação. Onde tubos flexíveis adjacentes são unidos juntos, são incorporados trajetos de ventilação dentro de uma peça conectora de modo que gases podem ser transmitidos através da conexão da linha média.
[00013] As modalidades da presente invenção proporcionam um trajeto de ventilação que é interno de modo a eliminar tubos extras e quaisquer obstruções externas.
[00014] Serão, agora, descritas a seguir modalidades da presente invenção, por meio de exemplo apenas, com referência aos desenhos em anexo em que: a Fig. 1 ilustra um tubo flexível; a Fig. 2 ilustra uma tubulação; a Fig. 3 ilustra um conector de linha média; a Fig. 4 ilustra tubo flexível conectado a um conector; a Fig. 5 ilustra parte de um conector de linha média; a Fig. 6 ilustra uma parte do conector; a Fig. 7 ilustra um conector de linha média alternativo; e a Fig. 8 ilustra formas de anéis alternativas.
[00015] Nos desenhos números de referência semelhantes referem- se a partes semelhantes.
[00016] A Figura 1 ilustra uma vista de seção transversal de uma parte de tubo flexível 10. Será entendido que o comprimento longitudinal do tubo flexível pode ser de poucos metros a poucos quilômetros ou mais em comprimento. Uma camada de retenção de fluido mais profunda 11 tem uma superfície interna 12 que define um orifício central 13 ao longo do qual fluido pode fluir. O tubo flexível é aplicável ao transporte de uma ampla variedade de fluidos tais como água ou fluidos de produção tais como óleo ou gás. Uma ou mais camadas internas (não mostradas) podem ser fornecidas por baixo da camada de retenção de fluido.
[00017] Uma bainha externa 14 proporciona uma camada de proteção externa que evita o ingresso de contaminantes bem como proporciona proteção física contra ataque de um meio 15 fora do tubo flexível.
[00018] Três camadas 16a, 16b, 16c de proteção blindada são formadas entre uma superfície externa 17 da camada de retenção de fluido e uma superfície interna 18 da bainha externa 14. Uma região anular 19 é, assim, formada entre a superfície interna 18 da bainha externa e superfície externa 17 da camada de retenção de fluido 11.
[00019] Será entendido que a camada blindada 16 pode ser provida por uma ou mais camadas de tira enrolada de acordo com modalidades adicionais da presente invenção. Também enquanto as tiras ilustradas na Figura 1 são mostradas como tendo uma seção transversal substancialmente plana, será entendido que tira tendo seções transversais pré-determinadas pode ser usada de acordo com modalidades adicionais da presente invenção. Tais tiras podem ou podem não intertravar até certo ponto.
[00020] A Figura 2 ilustra como uma tubulação 20 pode ser formada unindo partes de tubulação 101, 102 juntas em uma configuração de extremidade a extremidade via um conector de linha média 21. Será compreendido que uma tubulação pode ser formada por duas ou mais partes de tubos flexíveis 101,2...n cada uma unida a uma ou duas partes adjacentes de tubos flexíveis por uma respectiva conexão.
[00021] A Figura 3 ilustra um conector 21 utilizável para prender partes adjacentes de tubo flexível juntos em mais detalhe. O conector inclui um tubo cilíndrico interno 30 tendo uma superfície interna substancialmente cilíndrica 31 e uma superfície externa 32 que é internamente afilada em uma primeira extremidade aberta 33 e uma extremidade aberta adicional 34. O afilado ajuda a situar as extremidades do tubo com relação ao conector durante conexão.
[00022] Uma região central da superfície externa do tubo é escalonada exteriormente para formar uma seção central elevada 35. A parte elevada 35 é ela mesma escalonada radialmente externamente em uma extremidade 36 para formar uma superfície limite 37.
[00023] Antes de prender a um tubo flexível, um anel 38 é deslizado sobre a primeira extremidade 33 do tubo 30. O anel tem um diâmetro interno fornecido por uma superfície cilíndrica interna 38 tendo uma dimensão grande o suficiente para deslizar sobre o diâmetro externo da extremidade estreita da superfície externa 35 da parte elevada do tubo. Uma extremidade 39 do anel confina com a superfície 37 da extremidade larga da parte elevada 36. Isso situa devidamente o anel em posição.
[00024] O anel 38 tem uma região de recorte central para ajudar o manuseio. Outros perfis de anel podem ser utilizados como discutido abaixo no presente documento.
[00025] Subsequente à instalação do anel 38 sobre a seção central elevada do tubo cilíndrico, uma primeira capa 40 e uma capa adicional 41 são presas ao anel de conexão via uma soldagem, adesivo, parafuso ou parafuso ou outro mecanismo de fixação desse tipo. Cada capa tem uma boca aberta respectiva 42, 43 e é geralmente cilíndrica em forma com uma extremidade afilada interiormente que afila radialmente interiormente em uma extremidade da capa. Subsequente às capas sendo presas ao anel, uma região anular é definida em cada extremidade do conector de linha média. A região anular 44 em uma primeira extremidade do conector é definida entre uma superfície externa do tubo cilíndrico e uma superfície interna de uma capa respectiva 40. Uma região anular adicional 45 é definida entre uma superfície externa de uma extremidade adicional do tubo e uma superfície interna de uma capa restante 41. Será entendido que as capas podem ser presas a outros locais do conector 21.
[00026] A Figura 4 ilustra como uma extremidade de um tubo flexível 102 pode ser preso em uma extremidade do conector de linha média 21 entre uma capa 41 presa ao anel 38 montado no conector de linha média 21. Subsequente a prender a capa 41 ao anel conector via soldagem 46 ou outra tal fixação, uma extremidade do tubo flexível 102 é introduzido na região anular 45. Subsequentemente, durante um processo de estampar, a capa 41 é deformada por uma força exercida como mostrado pela seta A na Figura 4 que trava a extremidade do tubo no conector. Será observado que outras técnicas de fixação, tais como aparafusamento, colagem, soldagem ou semelhantes, podem ser utilizadas para prender a extremidade do tubo flexível à capa 41 e tubo 30.
[00027] Como ilustrado na Figura 4 uma extremidade aberta do tubo flexível está, portanto, em comunicação fluida com um espaço 47 que é uma parte da região anular entre a capa e corpo cilíndrico 30. Como tal a região anular formada entre a superfície externa 17 da camada de retenção de fluido e superfície interna 18 da bainha externa irá ventilar diretamente nesse espaço 47. A partir de lá fluxo de fluido ocorre via passagens formadas como orifícios ou fendas através do corpo cilíndrico 30 e/ou anel 38 para um espaço correspondente na outra extremidade do conector de linha média. A partir de lá ventilação de fluido de um tubo flexível pode passar na região anular correspondente da parte de tubo flexível adjacente.
[00028] A Figura 5 ilustra uma vista adicional de um conector de linha média 21 antes das capas estarem anexadas. O conector tem um corpo cilíndrico 30 tendo uma superfície interna substancialmente cilíndrica 31 que define um orifício interno ao longo do qual o fluido pode fluir através do conector e ao longo da tubulação em geral. A superfície externa 32 do conector é afilada interiormente em direção a uma primeira extremidade aberta para, desse modo, definir uma região de extensão interiormente 50 se estendendo circunferencialmente ao redor do corpo. Em uma extremidade aberta adicional 34 uma região afilada de extensão circunferencial adicional 51 é formada. Uma região central da superfície externa do corpo cilíndrico é escalonada radialmente exteriormente em uma primeira extremidade 52 para fornecer uma superfície externa elevada que é geralmente cilíndrica. Isso se estende a uma região de extremidade adicional 36 da seção elevada central 35 do conector. Como ilustrado na Figura 5 uma extremidade 52 da seção elevada estende-se, assim, radialmente para fora menos do que a outra extremidade 36 da seção elevada. Um anel 38 é deslizado sobre a região elevada central da primeira extremidade 52 e ao longo da seção elevada até o anel confinar com o degrau de extensão exteriormente radialmente na extremidade adicional da região elevada. Isso situa devidamente o anel em posição.
[00029] Como ilustrado na Figura 5, fendas 55 são formadas na seção central elevada do conector. Uma ou mais fendas podem ser realizadas e, como ilustrado na Figura 5, as fendas se estendem através de toda a largura da seção elevada central. Será observado que as fendas podem ser formadas menos do que todo o trajeto através da parte elevada de acordo com modalidades adicionais da presente invenção. O anel 38 cobre uma região central de cada uma das fendas quando devidamente situado.
[00030] A Figura 6 ilustra a parte central elevada do conector e as fendas 55 antes do anel ser colocado na posição. A Figura 6 também ilustra como uma superfície externa da seção central elevada é escalonada. Será observado que em uso as fendas 55 fornecem uma passagem de ventilação ao longo da qual fluido tal como gás ou líquido pode fluir quando a tubulação está em operação. Para esse fim a passagem de ventilação pode, ao invés de uma fenda, ser formada como através de um orifício ou parcial através de orifício através da seção central elevada do conector. Ainda modalidades alternativas adicionais incluem uma ou mais fendas ou orifícios formados em um ou mais locais pré-determinados no anel que comunicam com passagens de conjugação parcial, formadas por fendas ou orifícios na região central elevada do conector. Será observado que a região central elevada do conector pode ser integralmente formada com o corpo cilíndrico como ilustrado nas Figuras 5 e 6 ou alternativamente pode ser uma unidade multi-peças ou unitária independente presa com segurança ao corpo cilíndrico antes da aplicação do anel.
[00031] A Figura 7 ilustra uma modalidade alternativa do conector mostrado na Figura 6 e ilustra como as ranhuras 55 podem ser alternativamente formadas como passagens curvas ou labirínticas através da seção elevada. Embora a ranhura curva 70 ilustrada na Figura 7 seja mostrada passando o trajeto todo através da seção elevada no meio do conector, modalidades alternativas da presente invenção podem fazer uso de uma ou mais ranhuras curvas que passam apenas um trajeto parcial através da parte elevada.
[00032] As modalidades da presente invenção eliminam conexões de extremidade soldadas ou flangeadas com a finalidade de conectar duas seções de tubos flexíveis juntas. O conector é instalado como um acoplamento que reduz potencial de fuga causado por duas conexões de extremidade flangeadas que, de outro modo, seriam usadas de acordo com a técnica precedente. O conector de linha média também elimina a necessidade de soldar duas conexões de extremidade independentes juntas como pela técnica precedente.
[00033] O conector “agarra” duas extremidades de tubo flexível dos diâmetros interno e externo. O corpo tubular contata um diâmetro interno de cada tubo flexível e um anel de centralização é usado para segurar o conector durante uma operação de estampar. Capas externas são soldadas ao anel de centralização e essas podem ser usadas para agarrar o diâmetro externo do tubo flexível.
[00034] A ventilação é incorporada entre o corpo interno e anel de centralização por meio de ranhuras ou outros tipos de passagem. As ranhuras podem ser cortadas axialmente ao longo de uma seção do diâmetro externo do corpo ou alternativamente podem ser formadas de forma helicoidal. Ranhuras podem estar na parte elevada do corpo cilíndrico e/ou em uma superfície interna do anel.
[00035] O corpo e anel de centralização são concentricamente conjugados juntos e formam trajetos de ventilação completamente inclusos dentro do conector de linha média.
[00036] As ranhuras usinadas no diâmetro externo do corpo podem assumir alternativamente a forma de uma estrutura em hélice ou labiríntica envolvendo em torno da superfície elevada do diâmetro externo do corpo. Isso é vantajoso durante um processo de fabricação, visto que tornos podem ser usados para usinar o corpo sem capacidades de fresagem independentes.
[00037] Modalidades alternativas da presente invenção utilizam um desenho que inclui conjugar o corpo e anel de centralização por filamentos apropriados soltos que permitem a gases passarem através das lacunas helicoidais nos filamentos.
[00038] A Figura 8 ilustra vistas de seção transversal alternativas de um anel de centralização 38. A Figura 8b ilustra a seção transversal de anel ilustrado nos desenhos anteriores. A Figura 8a ilustra um anel substancialmente cilíndrico com uma parte elevada escalonada exteriormente radialmente 81 em uma extremidade pré-determinada. Como mostrado na Figura 8b, a superfície externa do anel pode alternativamente ter uma parte elevada 82, 83 em cada extremidade longitudinal. A Figura 8c ilustra uma parte elevada 84 que se estende radialmente exteriormente a partir de um corpo substancialmente cilíndrico dentro das extremidades do anel, mas deslocado de um ponto central. A Figura 8d ilustra como um anel substancialmente cilíndrico pode ser utilizado. Será observado que seções transversais adicionais de anel podem ser utilizadas de acordo com ainda modalidades adicionais da presente invenção.
[00039] As conexões de técnica precedente para prender tubos flexíveis juntos transmitiam gases entre duas seções independentes de tubo flexível incorporando componentes externos conectados a conexões de extremidade. Esses componentes externos, tais como tubos de ponte, foram conectados com capas ou outras partes de um conector tanto por componentes de rosqueamento ou soldagem. A presente invenção elimina todos os componentes externos e o processo de conectar componentes externos a conexões de extremidade. A natureza interna da ventilação fornecida por modalidades da presente invenção fornece um trajeto mais direto para a transmissão de gás, reduzindo, assim, a possibilidade de um trajeto obstruído. Acúmulo de pressão dentro de espaços anulares causados por gás bloqueado pode causar ruptura da camada de proteção externa do tubo flexível e isso é evitado de acordo com modalidades da presente invenção.
[00040] A conexão de linha média é, assim, um sistema multi-parte que “agarra” duas extremidades de tubo flexível dos diâmetros interno e externo. A conexão de linha média inclui um corpo interno formado como um tubo que contata um diâmetro interno do tubo. Um anel de centralização é usado para segurar a conexão de linha média durante operação de estampar e capas externas são soldadas ao anel de centralização. Essas capas externas são usadas para agarrar um diâmetro externo de cada tubo flexível.
[00041] Através de toda a descrição e Reivindicações deste Relatório Descritivo, as palavras “compreender” e “conter” e variações das palavras, por exemplo “compreendendo” e “compreende”, significam “incluindo mas não limitadas a”, e não se destina a (e não) excluir outras partes, aditivos, componentes, totalidades ou etapas.
[00042] Através de toda a descrição e Reivindicações deste Relatório Descritivo, o singular engloba o plural a menos do que o contexto exija de outro modo. Em particular, onde o artigo indefinido é usado, a especificação é para ser compreendida como contemplando pluralidade bem como singularidade, a menos do que o contexto exija de outro modo.
[00043] Traços, totalidades, características, compostos, moléculas químicas ou grupos descritos em conjunção com um aspecto particular, modalidade ou exemplo da invenção devem ser entendidos como aplicáveis a qualquer outro aspecto, modalidade ou exemplo descrito nesse documento, a menos do que incompatíveis com isso.