BRPI0920129B1 - Fixador de alinhamento interno para alinhar dois tubos a serem soldados um ao outro no mar, uso do fixador de alinhamento interno e método para soldar dois tubos - Google Patents

Abstract

método e aparelho para medir o alinhamento de dois tubos a serem soldados um ao outro a presente invenção refere-se a um dispositivo de aperto de alinhamento interno (20), para alinhar dois tubos a serem soldados um ao outro, que inclui um sistema de medição de hi-lo, que compreende, por exemplo, uma fonte de laser (24) e um sistema de câmera (22), montado no dispositivo de aperto de alinhamento interno (20) e disposto para fazer uma medição de hi-lo (d), indicadora do grau de alinhamento dos tubos (10a,10b). a medição pode ser feita quando dois tubos estão apertados um no outro por meio do dispositivo de aperto de alinhamento interno (20). os tubos podem depois ser soldados um ao outro, enquanto os tubos permanecem apertados um ao outro na mesma posição, e enquanto o sistema de medição de hi-lo permanece dentro dos tubos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FIXADOR DE ALINHAMENTO INTERNO PARA ALINHAR DOIS TUBOS A SEREM SOLDADOS UM AO OUTRO NO MAR, USO DO FIXADOR DE ALINHAMENTO INTERNO E MÉTODO PARA SOLDAR DOIS TUBOS". ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um método e a um aparelho para medir o alinhamento entre dois tubos a serem soldados um ao outro no mar, ao ao instalar um oleoduto um oleoduto ou gasoduto no fundo do mar.

[002] Ao instalar um oleoduto ou gasoduto é tipicamente necessário soldar uma seção de um tubo à extremidade de uma tubulação (oleoduto ou gasoduto) sendo instalado no mar. As uniões soldadas entre seções sucessivas de tubo tipicamente precisam ser de alta qualidade e integridade, porque tubulações submarinas são tipicamente sujeitos a cargas cíclicas, tanto durante como depois do processo de instalação, dando origem a um risco de enfraquecimento das junções devido a cargas de fadiga. Um erro de alinhamento das extremidades dos tubos, ao efetuar uma união por solda entre a tubulação e uma nova seção de um tubo afeta a qualidade da solda produzida. A solda precisa entre duas extremidades de tubo é, portanto, importante. Consequentemente, é desejável medir o grau de erro de alinhamento antes e/ou depois do processo de solda.

[003] A figura 1 é uma vista em corte transversal parcial de dois tubos 10a, 10b, dispostos extremidade a extremidade.. As extremidades dos tubos são chanfradas, de modo que uma união 12 a se soldada está definida entre as extremidades dos tubos. Tal como pode ser visto na figura 1, existe um grau de erro de alinhamento entre as duas extremidades dos tubos 10a, 10b. A superfície interna 14a de um tubo 10a está separada na direção radial da superfície interna 14b do outro tubo 10b por uma distância d. A distância d normalmente é referida simplesmente como o "alto-baixo" (“high-low”) ou “hi-lo", ou como o "valor alto-baixo" ou "valor hi-lo".

[004] O valor hi-lo pode variar ao longo da circunferência da superfície interna dos tubos. O valor hi-lo no contexto da presente invenção refere-se à separação, se houver, na direção radial, de um ponto da superfície interna de uma extremidade de tubo de um ponto adjacente na superfície interna da extremidade de tubo adjacente. O erro de alinhamento das superfícies externas dos tubos também pode referir-se à medição hi-lo, mas, em si, é de menor interesse e importância na presente invenção.

[005] Pelas razões mencionadas acima, é desejável medir o grau de erro de alinhamento entre as extremidades dos tubos e tomar uma medida apropriada, na dependência da medição feita desse modo, para aperfeiçoar a qualidade da solda entre os tubos. Métodos de técnica anterior para medir o grau de erro de alinhamento entre as extremidades dos tubos tipicamente envolvem o cãlculo ou medição do valor hi- lo.

[006] O documento WO 01/70446 descreve um aparelho para monitorar o alinhamento de tubos a serem soldados um ao outro. O aparelho está montado no lado externo dos tubos. Parece que o aparelho para medir o alinhamento dos tubos precisa ser movido para fora do caminho, a fim de possibilitar ao aparelho de solda soldar os tubos um ao outro. Parece mais provável que, depois da medição do alinhamento dos tubos, os tubos sejam movidos para uma estação de solda. Portanto, os tubos são movidos, antes da solda, possivelmente mudando seu alinhamento relativo.

[007] O documento WO 06/112689 também descreve um aparelho para monitorar o alinhamento de tubos a serem soldados um ao outro. Em uma modalidade, os tubos são retidos em uma configuração de extremidade a extremidade por meio de manipuladores de tubos, dispostos no lado externo dos tubos. Os tubos são retidos de modo que suas extremidades estejam ligeiramente afastadas, para que os tubos possam ser movidos, um em relação ao outro, sem que as extremidades dos tubos se friccionem uma na outra. Em uma modalidade, um dispositivo de detecção é inserido dentro dos tubos, para explorar a superfície interna do tubo. Quando o interior dos tubos foi explorado, os tubos são movidos um em relação ao outro para atingir um alinhamento selecionado, no qual as extremidades dos tubos são postas em contato uma com a outra, prontas para serem soldadas.

[008] Os dois exemplos acima da técnica anterior estão sujeitos ao problema de que a solda é realizada nos tubos depois de eles terem sido movidos da posição, na qual a medição de alinhamento foi realizada. Portanto, a pertinência e a utilidade da medição de alinhamento estão comprometidas. Por exemplo, se a medição de alinhamento for realizada antes do processo de solda, em condições diferentes das imediatamente antes da solda, a medição de alinhamento pode estar sujeita a erros e ser diferente do alinhamento, tal como se fosse medido depois da solda.

[009] A presente invenção procura atenuar um ou mais dos problemas mencionados acima. Alternativamente ou adicionalmente, a presente invenção procura pôr à disposição um método e um aparelho aperfeiçoados para medir o alinhamento entre dois tubos a ser soldados um ao outro.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0010] A presente invenção proporciona um fixador de alinhamento interno, para alinhar dois tubos a serem soldados um ao outro, sendo que o fixador de alinhamento interno inclui um sistema de medição hi-lo, montado no fixador de alinhamento interno e disposto para fazer uma medição hi-lo, quando dois tubos são fixados no lugar por meio do fixadoro de alinhamento interno.

[0011] Por conseguinte, o fixador de alinhamento interno ( “Internai Line-Up Clamp ou ILUC) pode ser usado em um método para soldar dois tubos um ao outro, sendo que o sistema de medição hi-lo é capaz de obter uma indicação do grau de alinhamento dos tubos na região da união, enquanto os tubos são faxados no lugar, um eme relação ao outro, em exatamente a mesma posição na qual vão estar ao ser realizada a solda. Quando os tubos são considerados como estando fixados no lugar, em um alinhamento satisfatório, um em relação ao outro, não há, então, por exemplo, necessidade de mover os dois tubos um em relação ao outro, ou em relação ao aparelho de solda, ao ILUC ou ao sistema de medição hi-lo, a fim de realizar a solda. Desse modo, as condições, nas quais a medição hi-lo é realizada são muito próximas às condições nas quais é realizada a solda dos tubos. Sistemas da técnica anterior, por outro lado, adotaram métodos, nos quais a medição de alinhamento é realizada depois da solda, potencialmente revelando problemas de alinhamento, depois de a solda ter sido formada, eventualmente tornando necessária uma nova solda. Outros sistemas da técnica anterior adotaram métodos, nos quais as medições são feitas em condições que diferem das condições finais, potencialmente, levando a erros de medição e determinações incorretas referentes ao alinhamento ou a erros de alinhamento dos tubos. Modalidades da presente invenção possibilitam que a medição hi-lo seja efetuada imediatamente antes da solda dos tubos, em condições que estão muito próximas às condições de solda.

[0012] O sistema de medição hi-lo pode estar na forma de um sistema de medição sem contato, por exemplo, um sistema de medição óptico. O sistema de medição óptico pode incluir um sistema de câmera. O sistema de medição óptica pode incluir uma fonte de luz. A fonte de luz pode ser uma fonte de luz de referência, disposta para oferecer assistência ao sistema de câmara ao verificar o perfil da união a ser soldada. A fonte de luz de referência pode estar, por exemplo, na forma de um formato ou padrão reconhecível, por exemplo, a faixa de luz plana, que é refletida por uma superfície perfeitamente plana como uma linha reta. A câmara pode estar disposta para detectar o padrão de luz de referência, quando refletido pela parte interna dos tubos. [0013] O sistema de medição hi-lo pode incluir uma câmera montada dentro do fixador de alinhamento interno. Desse modo, a câmera pode ser protegida contra pó e temperaturas elevadas produzidas durante o processo de solda. A câmera pode estar associada a um ou mais espelhos, a fim de realizar sua função a partir de sua posição dentro do ILUC.

[0014] O sistema de medição hi-lo pode estar montado a meio caminho ao longo do comprimento do fixador de alinhamento interno. [0015] O sistema de medição hi-lo pode estar disposto para medir o valor hi-lo em uma pluralidade de diferentes pontos em torno da circunferência dos tubos. O sistema de medição hi-lo pode estar disposto para medir o valor hi-lo substancialmente de modo contínuo em torno da circunferência dos tubos. Mais de 100 medições podem ser feitas sobre a circunferência dos tubos. O sistema de medição hi-lo pode estar montado para movimento ao longo da linha da união (por exemplo, de modo a girar em torno do eixo dos tubos).

[0016] O sistema de medição pode ser provido de energia por meio de um abastecimento de energia local. O abastecimento de energia local pode estar associado ao ILUC. O ILUC pode ser adicionalmente, ou alternativamente, provido de energia, que lhe é fornecida por meio de um cabo umbilical.

[0017] A presente invenção também põe à disposição um método para medição do valor hi-lo, por exemplo, durante um método de soldar dois tubos um ao outro. O método pode incluir uma etapa de fixar dois tubos em uma configuração de extremidade a extremidade, para definir entre os mesmos uma união a ser soldada. O método pode incluir uma etapa de obter, por meio de um sistema de medição posicionado dentro dos tubos, uma indicação do grau de alinhamento dos tubos na região da união, por exemplo, enquanto os tubos são apertados um no outro. O método pode incluir uma etapa de soldar os dois tubos um ao outro, enquanto o sistema de medição permanece dentro dos tubos e na região da união. De preferência, a etapa de fixar os dois tubos no lugar, um eme relação ao outro, é realizada antes da etapa de obter a indicação do grau de alinhamento dos tubos. De preferência, a etapa de obter a indicação do grau de alinhamento dos tubos é realizada antes (de preferência, imediatamente antes) da etapa de soldar os dois tubos um ao outro.

[0018] A etapa de fixação pode incluir completar as operações de instalação. De preferência, antes de iniciar a etapa de obter a indicação do grau de líquido dos tubos, todas as operações necessárias para possibilitar a solda dos tubos são completadas. A etapa de fixar os dois tubos, um em relaçaõ ao outro, pode ser realizada a partir do interior dos tubos. Um sistema de fixação interna pode ser usado.

[0019] Os dois tubos podem ser fixados em uma configuração de extremidade a extremidade, com uma extremidade tocando a outro, desse modo, definindo a união a ser soldada.

[0020] O sistema de fixação interna pode ser um fixador de alinhamento interno (ILUC) conforme usado em qualquer realização da presente invenção.

[0021] O sistema de medição é um sistema de medição hi-lo. O sistema de medição é montado sobre o fixador de alinhamento interno que fixa os tubos no lugar, um em relação ao outro. O sistema de medição pode ser um sistema de medição hi-lo conforme usado em qualquer realização da presente invenção.

[0022] A etapa de obter uma indicação do grau de alinhamento dos tubos pode incluir girar o sistema de medição em torno do eixo dos tubos.

[0023] Durante a etapa de solda, o sistema de medição pode estar posicionado diretamente adjacente à união.

[0024] A etapa de soldar pode incluir, pelo menos durante os estágios iniciais do processo de solda, introduzir um gás, por exemplo, um gás de proteção, na região da solda. A etapa de soldar pode ser realizada inteiramente a partir do exterior dos tubos. Ao ser soldada, a junta não precisa estar apoiada a partir do interior dos tubos. Pode não haver necessidade de um calço de apoio de cobre ou similar.

[0025] O método pode incluir uma etapa de processar eletronicamente dados do sistema de medição, adquiridos durante o passo de obter a indicação do alinhamento dos tubos. Durante essa etapa de processamento de dados, os dados adquiridos podem ser comparados com dados de referência. Como resultado dessa etapa de processamento de dados, pode ser tomada uma decisão, de preferência, automaticamente, sobre se os tubos estão, ou não, suficientemente bem alinhados para solda. Os dados de referência podem simplesmente ser critérios, tais como se cada um dos valores hi-lo está dentro de um âmbito aceitável de valores de limiar. O tamanho do valor hi-lo pode, por exemplo, ser comparado com um único valor de limiar. Nesse caso, os dados de referência podem consistir em ou compreender um valor hi-lo de limiar. O processamento eletrônico dos dados pode envolver, alternativamente, decidir se a média do tamanho do valor hi-lo está dentro de um âmbito aceitável. Os dados de referência podem incluir dados resultantes de experimentos prévios, referentes à correlação entre (i) dados de medição hi-lo para uniões diferentes e (ii) a aceitabilidade da união, quando soldada, por exemplo, como resultado de um teste de carga de fadiga após a solda. Os dados adquiridos durante a realização do método (por exemplo, no campo) podem ser pro cessados antes da comparação com esses dados de referência. Os dados adquiridos podem, por exemplo, ser normalizados, para possibilitar uma comparação objetiva com os dados de referência.

[0026] Os tubos podem ter um diâmetro interno maior do que 100 mm. Os tubos podem ter um diâmetro interno maior do que 150 mm. Os tubos podem ter um diâmetro interno de até 600 mm. Os tubos podem ter um diâmetro interno de até 1.000 mm. A presente invenção é de aplicação específica, em relação à solda de tubos que têm um diâmetro interno de 300 mm a 900 mm.

[0027] A presente invenção também proporciona um sistema de medição hi-lo, apropriado para uso como o sistema de medição hi-lo, tal como descrito no presente com referência a qualquer aspecto da presente invenção. O sistema de medição hi-lo da invenção pode se usado, por exemplo, para converter um ILUC da técnica anterior em um ILUC de acordo com a presente invenção.

[0028] Naturalmente, entende-se que características descritas em relação a um aspecto (realização) da presente invenção podem ser incorporadas em outros aspectos da presente invenção. Por exemplo, o método da invenção pode incorporar qualquer uma das características descritas com referência ao aparelho de acordo com a invenção e vice-versa.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0029] Uma modalidade da presente invenção é descrita agora, a título de exemplo, apenas com referência aos desenhos esquemáticos anexos, dos quais: [0030] a figura 1 é uma vista em corte transversal parcial de dois tubos dispostos extremidade a extremidade, mostrando a distância hilo a ser medida;

[0031] a figura 2 é uma vista em perspectiva de um fixador de alinhamento interno de açodo com uma primeira modalidade da inven- ção;

[0032] a figura 3 é uma vista em perspectiva de um fixador de alinhamento interno convencional, para alinhar dois tubos em uma configuração de extremidade a extremidade;

[0033] a figura 4 é uma vista em perspectiva de um sistema de medição hi-lo do fixador de alinhamento interno da figura 3; e [0034] a figura 5 é uma vista de plano do sistema de medição hi-lo da figura 4.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0035] Uma modalidade de acordo com a invenção é mostrada na figura 2 e inclui um fixador de alinhamento interno (ILUC) 20, no qual está montado um sistema de medição hi-lo. O sistema de medição hilo inclui uma câmera 22 e uma fonte de luz de laser 24, ambos os quais estão ilustrados esquematicamente na figura 2. Um fixador de alinhamento interno convencional é mostrado na figura 3. O ILUC está ligado a um cabo umbilical (não mostrado). O ILUC 20 tem dois conjuntos de membros de fixação 26 expansíveis, espaçados em torno da circunferência do dispositivo 20, sendo que um conjunto está associado à extremidade de um tubo e o outro conjunto está associado à ex-temidade de outro tubo. O ILUC 20 retém dois tubos (não mostrados na figura 3) em uma configuração de extremidade a extremidade por meio da expansão dos dispositivos de fixação 26, de modo que todos se movem para fora na direção radial e engatam-se nas superfícies internas dos tubos. Um aparelho de solda montado no lado externo dos tubos pode depois soldar a união entre as duas extremidades de tubo. Uma placa (ou suporte) de apoio de cobre está tipicamente prevista para auxiliar no processo de solda, e durante a solda, a placa de cobre 18 é forçada contra as paredes internas dos tubos, para apoiar a união soldada.

[0036] Observa-se que o fixador de alinhamento interno da figura 2 (de acordo com a modalidade de acordo com a invenção) é muito similar ao dispositivo mostrado na figura 3, exceto pelo fato de que o fixador de alinhamento interno da figura 2 inclui um sistema de medição hi-lo, em vez da placa de apoio de cobre. Em uso, entende-se que o sistema de medição hi-lo estádisposto, portanto, diretamente adjacente à união.

[0037] As figuras 4 e 5 mostram em mais detalhes o sistema de medição hi-lo, separado do fixador de alinhamento interno 20. O sistema de medição hi-lo está em um formato, em geral, arqueado, quando visto pelo lado (veja figura 5) e estende-se em torno de cerca da metade da circunferência dos tubos. O sistema de medição hi-lo, quando instalado no fixador de alinhamento interno, está montado para movimento ao longo da união (isto é, ele gira em torno do eixo longitudinal 40 do tubo). Para esse fim, o sistema de medição hi-lo inclui um motor (não mostrado nas figuras 4 e 5), provido de energia por um abastecimento de energia local 28, disposto no sistema de medição hi- lo.

[0038] Tal como mencionado acima, o sistema de medição hi-lo inclui um sistema de câmera e uma fonte de luz de laser 24 O sistema de câmera 22 compreende uma placa conversora de imagem da câmera 30, uma lente de câmera 32 e um chip de câmera 34 de 4 megapixels de CMOS (sensor de pixel ativo). A luz da fonte de luz de laser 24, em uso, é refletida pelo um espelho 36, de modo que a luz seja emitida em uma direção radial. Os componentes 30, 34, que formam o sistema de câmera e a fonte de luz de laser 24 são providos de energia pelo abastecimento de energia local 28. Pela previsão de uma fonte de energia local, por exemplo, na forma de uma bateria recarregá-vel, não há necessidade de extrair energia por meio do cabo umbilical conectado ao dispositivo de ILUC 20.

[0039] O sistema de medição hi-lo está baseado em um método de triangulação óptico entre o campo de visão da câmera e uma linha de laser projetada ortogonalmente para a união a ser soldada. Por conseguinte, em uso, luz de laser 38 é produzida pela fonte de luz 24 na forma de um raio de luz divergente em apenas um plano, desse modo produzindo um feixe de luz plano 38, que é refletido pelo espelho 36, de modo que a superfície interna na região da união a ser soldada seja iluminada por uma linha de luz de laser 38. A linha de luz que incide sobre as superfícies internas dos tubos está orientada paralelamente ao eixo longitudinal 40 dos tubos. Como resultado da natureza plana da luz emitida, quaisquer degraus de uma extremidade de tubo para a outra são mostrados por meio de uma etapa correspondente na linha de luz sobre a superfície dos tubos. O sistema de câmara examina a luz incidente por meio da lente 32, e, desse modo, recebe uma indicação visual do perfil da união a ser soldada. O campo de visão da câmera está ilustrado esquematicamente na figura 4 pelas linhas interrompidas 42. Em uso, o sistema de medição hi-lo move-se ao longo da união a ser soldada e efetua uma medição hi-lo a cada 1/4 de grau (equivalente a acima de 1.000 medições em torno da circunferência). Desse modo, a união é explorada eficientemente pela luz de laser e pelo sistema de câmera. As imagens são recebidas pela placa conversora 30 e depois transmitidas por meio do cabo umbilical a um sistema de controle de solda local, que inclui um processador de computador. As medições hi-lo podem depois ser processadas e analisadas para fornecer uma indicação do grau de alinhamento.

[0040] A disposição da câmera e fonte de luz de laser é de tal modo que seja obtenível uma precisão de medição absoluta da ordem de 0,1 mm ou melhor (precisão absoluta, levando em conta todas as variações em parâmetros e desvios, devido, por exemplo, à temperatura. [0041] Um método para soldar dois tubos um ao outro inclui medir o alinhamento dos tubos com o fixador de alinhamento interno 20 da primeira modalidade, é descrito agora.

[0042] Uma primeira extremidade de tubo é definida por um oleoduto (com um diâmetro interno de cerca de 600 mm), que nessa modalidade está sendo instalado no mar e, por conseguinte, leva ao fundo do mar. Uma segunda extremidade de tubo é definida por uma seção de tubo livre a ser soldada à extremidade do oleoduto, desse modo prolongando o comprimento do oleoduto. Nesse caso, os tubos são tubos de (aço) INOX. As extremidades de tubo são aproximadas e postas em alinhamento. Um operador gira a seção de tubo livre em torno de seu eixo e transfere a seção de tubo, de modo que as extremidades dos tubos sejam levadas a uma posição de melhor alinhamento, tal como julgado por inspeção manual pelo operador. O dispositivo de ILUC 20 é operado, sendo que os membros de fixação 26 movem-se radialmente para fora, para fixar no lugar as duas extremidades de tubo uma em relação à outra, sendo que extremidades se tocam nessa posição. O aparelho de solda está montado no lado externo dos tubos e todas as outras ações de "instalação" estão completadas, de modo que o aparelho de solda e os tubos estejam todos prontos para realizar a etapa de solda.

[0043] Depois de a instalação ter sido completada e os tubos estarem prontos para serem soldados, o sistema de medição hi-lo é depois operado para medir o grau de alinhamento. Por conseguinte, o sistema de medição hi-lo gira em torno do eixo dos tubos, de modo que o sistema de medição hi-lo complete uma rotação total em torno da circunferência do interior dos tubos e realiza uma exploração contínua do perfil da união. Os dados são enviados do sistema de medição hi-lo ao computador do sistema de controle de solda local [0044] O computador processa os dados recebidos e produz dados de saída representativos do grau de alinhamento (desalinhamento) entre os tubos. A etapa de processamento de dados inclui analisar os dados representativos do perfil da união, com consideração de critérios de alinhamento derivados de testes prévios e calibração. Os critérios de alinhamento são uma forma de dados de referência, que podem ser ajustados com relação a uma especificação desejada. O computador emite, portanto, uma indicação do grau de alinhamento, incluindo uma indicação de se a união deve ser soldada ou se os tubos precisam ser melhor alinhados, antes que possa ser iniciada a solda. Ao operador do sistema de controle de solda local também pode ser exibida, por meio de uma unidade de exibição visual, uma representação do perfil da união a ser soldada (mostrando como a medição hi-lo varia ao longo do comprimento da união.

[0045] Se o grau de alinhamento entre os tubos for considerado inaceitável, então o operador manual é avisado e os tubos são manipulados em uma tentativa para aperfeiçoar o alinhamento entre os mesmos.

[0046] Se os dados medidos forem de tal modo que a unidade de controle julgue o alinhamento aceitável, então a solda é realizada imediatamente, com o dispositivo de ILUC, e, portanto, também com o sistema de medição hi-lo, ainda dentro dos tubos e na região da união. A posição, na qual os tubos são fixados no lugar, um em relação ao outro, também permanece substancialmente inalterada.

[0047] A etapa de solda é, portanto, realizada sem tardar, depois da etapa de medição hi-lo, de modo que a medição é feita em considerações que correspondem de modo próximo às condições de pós-solda, desse modo reduzindo a possibilidade de erro.

[0048] O processo de solda é preciso e é completado inteiramente pelo lado externo dos tubos. A solda de raiz é realizada de modo suficientemente lento e preciso, de modo que uma placa de apoio de cobre, suportes de cobre ou similares não são necessários.

[0049] A modalidade acima pode ser considerada como um méto do para soldar dois tubos um ao outro, em que o método inclui as etapas de (a) fixar dois tubos em uma posição, na qual uma união a ser soldada está definida entre as extremidades dos dois tubos (b) obter, por meio de um sistema de medição posicionado dentro dos tubos, uma indicação do grau de alinhamento dos tubos na região da união, enquanto os tubos são fixados no lugar, um em relação ao outro, na referida posição, e (c) soldar os dois tubos um ao outro, enquanto os tubos permanecem fixados no lugar, um em em relação ao outro, na mesma referida posição.

[0050] Embora a presente invenção tenha sido descrita e ilustrada com referência a modalidades específicas, é entendido pelos que são versados na técnica que a invenção presta-se a muitas variações diferentes, não especificamente ilustradas no presente. Apenas a título de exemplo, determinadas variações possíveis são descritas agora.

[0051] O sistema de medição hi-lo pode ser usado para recomendar como os tubos devem ser manipulados, a fim de aperfeiçoar seu alinhamento, se for constatado que os tubos não estão suficientemente bem alinhados. Por exemplo, o computador pode emitir os movimentos necessários para obter o melhor alinhamento entre os tubos.

[0052] O sistema de medição hi-lo pode ser usado para medir, adicionalmente, o alinhamento dos tubos, após a solda, para verificar se os tubos não ficaram desalinhados durante o processo de solda.

[0053] O fixador de alinhamento interno e o sistema de medição hi-lo podem ser usados na solda de tubos um ao outro, tanto em terra como offshore.

[0054] Nas modalidades ilustradas, o sistema de medição hi-lo está montado ativamente na parte externa do ILUC. Naturalmente, entende-se que o sistema de medição hi-lo pode, alternativamente, estar montado no ILUC, de tal modo que partes do sistema de medição hi-lo não estão claramente visíveis a partir da parte externa do ILUC. Partes do sistema de medição hi-lo podem, por exemplo, estar integradas dentro do ILUC.

[0055] O abastecimento de energia local para prover de energia o sistema de medição hi-lo, não precisa estar na forma de uma bateria, mas, em vez disso, pode ser uma unidade de energia local, que é provida de energia por energia elétrica do cabo umbilical ligado ao ILUC. Nesse caso, a unidade de energia local pode regular e/ou transformar a energia recebida do cabo umbilical em energia elétrica apropriada para uso pelo sistema de medição hi-lo.

[0056] Embora o sistema de medição hi-lo ilustrado seja, em geral, de formato arqueado, quando visto pelo lado, entende-se que são possíveis outros formatos do sistema de medição hi-lo, especialmente se componentes do sistema de medição hi-lo forem menores do que os ilustrados.

[0057] Pode haver um computador dedicado, para receber e processar os dados do sistema de medição hi-lo.

[0058] Naturalmente, a modalidade ilustrada pode ser usada para soldar tubos de materiais diferentes, tais como, por exemplo, tubos revestidos ou de liga resistente à corrosão (CRA).

[0059] Os critérios de alinhamento podem utilizar dados de referência fornecidos por numerosos experimentos realizados previamente. Esses experimentos podem incluir, por exemplo, medir o alinhamento das uniões de tubo com o sistema de medição hi-lo e, depois, testar em relação à fadiga a união soldada, para testar a segurança da solda realizada desse modo. Dos experimentos, pode ser derivada uma correlação entre as medições hi-lo e a segurança/aceitabilidade da união soldada e, depois, usada no campo, a fim de avaliar a segu-rança/aceitabilidade do alinhamento dos tubos, em vista dos dados de medição hi-lo.

[0060] A luz de laser e o sistema de câmera do sistema de medi ção hi-lo podem estar em uma forma similar à utilizada no documento WO 2006/112689. O sistema de medição hi-lo pode utilizar meios diferentes de uma luz de laser e um sistema de câmera para realizar a medição. A fonte de luz pode ser, por exemplo, uma fonte de luz não coerente, mas focalizada nitidamente. O sistema de câmera pode ser capaz de mapear a geometria da união soldada, sem a necessidade de qualquer fonte de luz de referência. Como outra alternativa, pode ser usado, por exemplo, um sistema de medição mecânico, baseado em contato.

[0061] Quando na descrição acima são mencionados integrantes ou elementos, que têm equivalentes conhecidos, óbvios ou previsíveis, então esses equivalentes estão incorporados ao presente como se estivessem descritos individualmente. Deve ser feita referência às reivindicações, para determinar o escopo real da presente invenção, que deve ser interpretado de modo a compreender quaisquer desses equivalentes. Também deve ser entendido pelo leitor que integrantes ou características da invenção, que estão descritos como preferidos, vantajosos, convenientes ou similares, são opcionais e não limitam o escopo das reivindicações independentes. Além disso, deve ser entendido que esses integrantes ou características opcionais, embora de possível benefício em algumas modalidades da invenção, podem não ser desejáveis e, portanto, podem estar ausentes em outras modalidades.

REIVINDICAÇÕES

Claims (13)

1. Fixador de alinhamento interno (20) para alinhar dois tubos (10a, 10b) a serem soldados um ao outro no mar, ao instalar um oleoduto ou gasoduto no fundo do mar, em que: - o fixador de alinhamento interno (20) compreende uma pluralidade de elementos de grampo (26) dispostos para engatar o interior dos tubos (10a, 10b) e para manter os dois tubos (10a, 10b) em uma configuração de extremidade a extremidade em uma posição relativa fixa, pronta para a soldagem; caracterizado pelo fato de que: - o fixador de alinhamento interno (20) inclui um sistema de medição hi-lo (22, 24), montado no fixador de alinhamento interno (20); e - o sistema de medição hi-lo (22, 24) é disposto para fazer uma medição hi-lo, quando dois tubos (10a, 10b) estão fixados no lugar, um em relação ao outro, em uma configuração de extremidade a extremidade por meio do fixador de alinhamento interno em uma posição pronta para a soldagem, mediante o fixador de alinhamento interno (20). .

2. Fixador de alinhamento interno de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de medição hi-lo (22, 24) é um sistema de medição óptico.

3. Fixador de alinhamento interno de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o sistema de medição hilo (22, 24) está montado para rotação em torno do eixo (40) dos tubos (10a, 10b).

4. Fixador de alinhamento interno de acordo com qualquer uma reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o sistema de medição hi-lo inclui uma câmara (22) montada dentro do fixador de alinhamento interno (20).

5. Uso do fixador de alinhamento interno (20) definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, durante a soldagem dos dois tubos (10 a, 10b), um ao outro, na instalação de um oleoduto no fundo do mar, caracterizado pelo fato de incluir as etapas de: - usar o fixador de alinhamento interno (20) para fixar os dois tubos (10 a, 10b) no lugar, um cem relação ao outro, em uma posição para formar uma união (12) a ser soldada entre os mesmos, a posição sendo tal que os tubos (10a, 10b) são fixados em uma posição alinhada, prontos para a soldagem; enquanto, os dois tubos (10 a, 10b) permanecem fixados no lugar, um em relação ao outro, na referida posição, usar o sistema de medição hi-lo (22, 24) para obter uma indicação do grau de alinhamento dos tubos na região da união mediante a tomada de uma medição hi-lo; e soldar os dois tubos (10a, 10b), um ao outro, enquanto os tubos (10a, 10b) permanecem fixados no lugar, um em relação ao outro, na mesma referida posição, mediante o fixador de alinhamento interno (20).

6. Método para soldar dois tubos (10a, 10b), um contra o outro, no mar, ao instalar um oleoduto ou gasoduto no fundo do mar, caracterizado pelo fato de incluir as etapas de: Fixar os dois tubos (10a, 10b) no lugar, em em relação ao outro, em uma configuração de extremidade a extremidade, para definir uma união (12) a ser soldada entre as mesmas, de modo que os tubos (10a, 10b) são fixados em uma posição alinhada, pronta para soldagem; obter, mediante a tomada de medições hi-lo usando um sistema de medição hi-lo (22, 24) posicionado dentro dos tubos (10a, 10b), enquanto os tubos estão fixados no lugar, um em relação ao outro, uma indicação do grau de alinhamento dos tubos (10a, 10b) na região da união (12); e soldar os dois tubos (10a, 10b), um ao outro, enquanto os tubos (10a, 10b) permanecem na mesma posição relativa assumida na etapa de obter uma indicação do grau de alinhamento dos tubos (10a, 10b) na região da união (12), e enquanto o sistema de medição permanece dentro dos tubos (10a, 10b) na região da união (12) e na região da união (12).

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que, antes de iniciar a etapa de obter a indicação do grau de alinhamento dos tubos (10a, 10b), todas as operações necessárias para possibilitar a solda dos tubos (10a, 10b) estão completadas.

8. Método de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a etapa de obter uma indicação do grau de alinhamento dos tubos (10a, 10b) inclui girar o sistema de medição (22, 24) em torno do eixo (40) dos tubos (10a, 10b).

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que a etapa de fixar os dois tubos (10a, 10b) no lugar, um em relação ao outro, é realizada por meio de um sistema de fixação interna (20).

10 . Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que a etapa de fixar os dois tubos (10a, 10b) no lugar inclui fixar os dois tubos (10a, 10b) em uma configuração de extremidade a extremidade, sendo que uma extremidade toca a outra, para definir a união (12) a ser soldada entre as mesmas.

11 . Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de soldar os dois tubos (10a, 10b), um ao outro, é realizada inteiramente pelo lado externo dos tubos (10a, 10b).

12 . Método de acordo com qualquer uma das reivindica ções 6 a 11, caracterizado pelo fato de que a etapa de soldar os dois tubos (10a, 10b), um ao outro, é realizada enquanto a linha da união (12) a ser soldada não está apoiada pela parte interna dos tubos (10a, 10b).

13 . Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 12, caracterizado pelo fato de que o método inclui uma etapa de processar eletronicamente dados do sistema de medição, adquiridos durante a etapa de obter a indicação do alinhamento dos tubos (10a, 10b), sendo que, na etapa de processamento de dados, os dados adquiridos são comparados com dados de referência e uma decisão é tomada automaticamente sobre se os tubos (10a, 10b) estão, ou não, suficientemente bem alinhados para solda.