BRPI0920570B1

BRPI0920570B1 - Fita compósita alongada, corpo de tubo flexível, tubo flexível e método para fabricação de corpo de tubo flexível

Info

Publication number: BRPI0920570B1
Application number: BRPI0920570-5A
Authority: BR
Inventors: Geoffrey Stephen Graham
Original assignee: Ge Oil & Gas Uk Limited
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2009-08-12
Publication date: 2020-03-31
Also published as: CN102245953B; DK2344801T3; AU2009300862B2; ES2426772T3; EP2344801A2; MY159953A; WO2010041047A3; EP2344801B9; GB0818507D0; WO2010041047A2; CA2739827A1; AU2009300862A1; CN102245953A; US9097371B2; EP2344801B1; US20110192485A1; BRPI0920570A2

Abstract

fita compósita alongada, corpo de tubo flexível, tubo flexível e método para fabricação de corpo de tubo flexível a presente invenção se refere a um elemento de fita alongado e a um método de fabricação de um corpo de tubo flexível. o elemento de fita alongado, destinado a fornecer pelo menos uma camada enrolada helicoidalmente de enrolamentos em um corpo de tubo flexível, compreende um corpo alongado dotado de uma superfície de base, uma superfície de topo oposta à superfície de base e primeira e segunda paredes laterais opostas estendendo-se entre a superfície de base e de topo, em que pelo menos uma superfície e/ou parede lateral do corpo compreende uma região rebaixada para receber uma respectiva porção de um membro de suporte do elemento de fita, quando o dito elemento de fita é enrolado para formar uma camada de enrolamentos.

Description

“FITA COMPÓSITA ALONGADA, CORPO DE TUBO FLEXÍVEL, TUBO FLEXÍVEL E MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE CORPO DE TUBO FLEXÍVEL”

A presente invenção refere-se a tubos flexíveis que podem ser usados para transferir fluidos, como fluidos de produção. Em particular, mas não unicamente, a presente invenção se refere a um corpo de tubo flexível e a um método para fabricação de corpo de tubo flexível dotado de uma camada formada pelo travamento de enrolamentos adjacentes de fita enrolada helicoidalmente. A invenção se refere ainda a fitas para formar tal camada.

Tradicionalmente, o tubo flexível é utilizado no transporte de fluidos de produção, tal como óleo e/ou gás e/ou água, de um local para outro. O tubo flexível é particularmente útil na conexão de um local submarino a outro local submarino ou local ao nível do mar. O tubo flexível em geral é formado como uma montagem de uma extensão do corpo de tubo flexível e um ou mais conexões terminais. O corpo de tubo é tipicamente formado como um compósito de camadas tubulares de material que formam um conduto contendo fluido e pressão. A estrutura do tubo permite amplas deflexões sem causar tensões de arqueamento que prejudiquem a funcionalidade do tubo ao longo de uma vida útil desejada. O corpo de tubo é em geral, mas não necessariamente, construído como uma estrutura compósita que inclui camadas poliméricas e metálicas. O tubo flexível pode ser utilizado como uma linha de fluxo acima do solo e/ou em um local submarino. O tubo flexível também pode ser usado como um ou tubo ascendente.

Em diversos tubos flexíveis deste tipo já conhecidos, a camada de blindagem à pressão é utilizada para auxiliar a reforçar uma bainha de pressão interna, como um forro ou barreira a fluido, e impedir a expansão radial e explosões em decorrência das condições de pressão diferencial que atuam ao longo do tubo. A camada de blindagem à pressão, portanto, é importante para a capacidade de retenção da pressão do tubo flexível. A camada de blindagem à pressão também atuar com uma camada de reforço principal que proporciona resistência ao colapso.

Tipicamente, a camada de blindagem à pressão que atua como uma camada de resistência à curvatura é formada pelo enrolamento helicoidal de uma ou more fitas ao redor de uma camada subjacente, e desse modo fitos enrolamentos travam, em que uma garra ou gancho em uma borda de uma fito enrolamento é travada com uma região de recesso ou depressão em uma borda oposta em um enrolamento adjacente.

São numerosos os perfis blindados à pressão já conhecidos e muitos deles estão na forma de S ou Zeta. Um exemplo dessa natureza é ilustrado no Pedido de Patente Europeia cujo Número de Publicação é EP 0929767. Esse documento revela um conduto flexível formado com uma banda de metal enrolada helicoidalmente para proporcionar resistência à pressão de explosão. A banda tem um gancho ou rebordo da borda anterior e um ganho da borda posterior que engata e trava quando a banda é helicoidalmente enrolada. O perfil da

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2/10 seção transversal da banda tem uma forma de Z assimétrica com uma seção de corpo principal intermediária às bordas da extremidade. No entanto, nota-se que a manipulação desse enrolamento durante a fabricação pode ser complexa em razão da assimetria do fio. Efetivamente, o fio tende a enrolar sobre seu lado durante a fabricação. Além disso, o perfil do fio da camada de blindagem à pressão restringe a relação altura/largura do fio, o que dificulta a obtenção de um perfil com uma altura relativamente grande. A restrição da relação altura/largura do fio limita as pressões interna e/ou externa capazes de serem suportadas pelo tubo.

Um objetivo da presente invenção é atenuar, pelo menos parcialmente, os problemas mencionados acima.

Um dos objetivos das modalidades da presente invenção é fornecer um corpo de tubo flexível que inclua uma camada de blindagem à pressão cuja fabricação seja relativamente simples em relação às camadas de blindagem anteriormente conhecidas.

Um dos objetivos das modalidades da presente invenção é fornecer uma camada de blindagem à pressão passível de ser incluída no corpo de tubo flexível para aprimorar a resistência à explosão e a resistência ao colapso e que seja formada de uma ou mais fitas enroladas helicoidalmente, conferido maior estabilidade em relação à fita alternativa já conhecida.

Um dos objetivos das modalidades da presente invenção é fornecer uma camada de blindagem à pressão cujo perfil da seção transversal da fita, enrolado de modo travado para proporcionar a camada de blindagem à pressão, forneça uma camada mais espessa que as camadas formadas por meio das técnicas já conhecidas.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um elemento de fita alongado para fornecer pelo menos uma camada enrolada helicoidalmente de enrolamentos em um corpo de tubo flexível, compreendendo:

um corpo alongado dotado de uma superfície de base, uma superfície de topo oposta à superfície de base e primeira e segunda paredes laterais opostas estendendo-se entre a superfície de base e de topo; em que pelo menos uma superfície e/ou parede lateral do corpo compreende uma região rebaixada para receber uma respectiva porção de um membro de suporte do elemento de fita, quando o dito elemento de fita é enrolado para formar uma camada de enrolamentos.

De acordo com um segundo aspecto da invenção, é fornecido um membro de suporte de elemento de fita alongado para fornecer pelo menos uma camada enrolada helicoidalmente de enrolamentos travadas em um corpo de tubo flexível, uma seção transversal do membro de suporte compreendendo:

uma primeira porção, em geral côncava, configurada para reter um enrolamento de um dado elemento de fita alongado; e

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3/10 uma segunda porção, em geral na forma de gancho, configurada para engatar em um enrolamento adjacente de um elemento de fita alongado.

De acordo com um terceiro aspecto da invenção é fornecida uma fita compósita alongada para formar pelo menos uma camada enrolada helicoidalmente de enrolamentos travadas em um corpo de tubo flexível para transportar fluido de produção, sendo que a fita é configurada para travar enrolamentos adjacentes na camada da fita aninhando uma região em gancho de um enrolamento em uma região recebedora do gancho de um enrolamento adjacente, em que a fita compósita compreende:

um elemento de fita alongado e um membro de suporte do elemento de fita compreendendo uma primeira porção configurada para reter uma dado enrolamento do elemento de fita alongado e uma segunda porção em gancho configurada para engatar um enrolamento adjacente do elemento de fita alongado.

De acordo com um quarto aspecto da invenção é fornecido um método para fabricação do corpo de tubo flexível, compreendendo as etapas de:

enrolar helicoidalmente uma fita compósita pré-formada acima de uma camada subjacente que trava um enrolamento adjacente da fita compósita aninhando uma região em forma de gancho de um elemento de suporte de fita da fita compósita em um enrolamento adjacente da fita compósita.

De acordo com um quinto aspecto da invenção é fornecido um método para fabricação de corpo de tubo flexível, compreendendo as etapas de:

enrolar helicoidalmente de forma simultânea um elemento de fita e um suporte do elemento de fita acima de uma camada subjacente que trava enrolamentos adjacentes aninhando uma região em forma de gancho do elemento de suporte de fita em um enrolamento adjacente.

Determinadas modalidades da presente invenção pode proporcionar um aumento global da espessura do perfil dos enrolamentos em uma camada de blindagem à pressão em comparação às técnicas já conhecidas. Isso permite que a camada de blindagem à pressão seja mais espessa em relação à camada convencional, permitindo que o tubo resista às pressões de explosão mais elevadas e uma pressão hidrostática externa maior do que seria possível com as camadas blindadas à pressão já conhecidas.

Determinadas modalidades da presente invenção fornecem uma fita que assenta estavelmente sobre um tubo, o que melhora a manipulação da fita durante os processos de fabricação do tubo e permite um aumento da espessura da camada de fita sem aumentar exageradamente a largura global da fita.

Determinadas modalidades da presente invenção também incluem recursos capazes de fazer com que sejam reduzidas as tensões locais que se formam na fita e durante o

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4/10 enrolamento da fita ao redor da camada interna. Tais recursos incluem, sem caráter limitante, o aumento dos raios do canto em locais específicos.

Determinadas modalidades da presente invenção separam as funções das camadas de travamento conhecidas na técnica anterior. Essas funções separadas são executadas pelas respectivas partes de uma fita compósita. Uma parte da fita compósita é uma substancialmente enrolada do tipo bloco dotada de uma relação altura/largura relativamente elevada. Esta parte pode ser fabricada a partir de um tipo particular de material selecionado dentre uma gama preferencial de materiais para acentuar o desempenho de resistência à pressão. A outra parte da fita compósita executa uma função de travamento. Isso pode ser fornecido por meio de uma fita pré-formada dotada de uma porção convexa e côncava na qual os enrolamentos da primeira parte da fita compósita são mantidos juntos ou, em alternativa, pode ser formada durante o início da fabricação com uma tira lisa que obtém uma forma de travamento à medida que a camada de blindagem à pressão é gerada durante a fabricação. esta segunda parte da fita compósita pode novamente ser produzida a partir de materiais particularmente bem adaptados à finalidade particular do travamento. Esse material pode ser igual ou diferente do material usado para a primeira parte da fita compósita.

Uma camada no tubo flexível pode ser formada enrolando uma fita compósita préformada ou enrolando simultaneamente uma fita e um suporte de fita.

As modalidades da presente invenção serão nesse momento descritos daqui por diante, exclusivamente a título de exemplo, com referência dos desenhos em anexo em que:

A Figura 1 ilustra o corpo de tubo flexível;

A Figura 2 ilustra um tubo ascendente, linha de fluxo e jumper (ponte);

A Figura 3 ilustra uma seção transversal em perspectiva de uma fita blindada à pressão de acordo com a invenção; e

A Figura 4 é uma seção transversal da fita blindada à pressão da Figura 3.

Nos desenhos, numerais de referência iguais se referem a partes iguais.

Em todo o relatório descritivo um tubo flexível será citado. Cabe perceber que um tubo flexível é uma montagem de uma porção do corpo de tubo e um ou mais conexões terminais em cada uma das quais uma extremidade do corpo de tubo é finalizada. A Figura 1 ilustra como um corpo de tubo 100 é formado de acordo com uma modalidade da presente invenção a partir de um compósito de materiais estratificados que formam o conduto contendo pressão. Muito embora uma diversidade de camadas particulares seja ilustrada na Figura 1, é preciso perceber que a presente invenção é largamente aplicável às estruturas do corpo de tubo compósito, incluindo-se duas ou mais camadas. É preciso notar ainda que as espessuras da camada são exibidas unicamente com finalidades ilustrativas.

Como ilustra a Figura 1, o corpo de tubo inclui uma camada de carcaça interna 110 e uma bainha de pressão 120. A carcaça 110 fornece uma construção metálica travada que

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5/10 pode ser usada como a camada interna para impedir, total ou parcialmente, o colapso de uma bainha de pressão interna 120 devido à descompressão do tubo, pressão externa, pressão blindada à pressão e cargas de esmagamento mecânico. Seria interessante que as modalidades da presente invenção fossem aplicáveis a aplicações em 'smooth bore (água), bem como a aplicações em “rough bore (óleo).

A bainha de pressão interna 120 atua como uma camada retentora de fluido e tipicamente compreende uma camada polimérica que garante a integridade do fluido interno. Vale ressaltar que essa camada 120 pode compreender em si uma diversidade de subcamadas. Seria interessante que, quando a camada de carcaça 110 opcional é utilizada, a bainha de pressão interna 120 é frequentemente denominada camada de barreira. Em operação sem a dita carcaça 1 10 (denominada operação smooth-bore) a bainha de pressão interna 120 pode ser denominada forro.

A camada de blindagem à pressão 130 é formada acima da bainha de pressão interna 120 e é uma camada estrutural com um ângulo de assentamento próximo de 90° que aumenta a resistência do corpo de tubo flexível 100 às cargas de esmagamento mecânico e à pressão interna e externa. A camada de blindagem 130 também sustenta estruturalmente a bainha pressão de interna 120 e consiste tipicamente de uma construção metálica travada.

O corpo de tubo flexível 100 pode também incluir uma ou mais camadas de fita 140 e uma primeira camada de blindagem à tensão 150 e uma segunda camada de blindagem à tensão 160. Cada camada de blindagem à tensão 150, 160 é uma camada estrutural com um ângulo de assentamento tipicamente entre 20° e 55°. Cada camada 150, 160 é usada para suportar as cargas de tensão e a pressão interna. As camadas de blindagem à tensão 150, 160 são enroladas em oposição aos pares.

O corpo de tubo flexível 100 também inclui uma bainha externa 170 que compreende uma camada polimérica usada para proteger o corpo de tubo 100 contra a penetração da água do mar e de outros ambientes externos, corrosão, abrasão e dano mecânico. Uma ou mais camadas 180 de isolamento também podem ser incluídas.

Cada tubo flexível compreende pelo menos uma porção, em alguns momentos denominado segmento ou seção do corpo de tubo 100 junto com uma conexão terminal localizada em pelo menos uma extremidade do corpo de tubo flexível. Uma conexão terminal fornece um dispositivo mecânico que forma a transição entre o corpo de tubo flexível e um conector. As diferentes camadas de tubo, como mostra, por exemplo, a Figura 1, são finalizadas na conexão terminal de modo a transferir a carga entre o tubo flexível e o conector.

A Figura 2 ilustra uma montagem de tubo ascendente 200 adequada para transportar fluido de produção, como óleo e/ou gás e/ou água de um local submarino 210 até uma instalação flutuante 220. Por exemplo, na Figura 2, o local submarino 210 é uma conexão para uma linha de fluxo submarino 230. A linha de fluxo flexível compreende um tubo flexíPetição 870190042032, de 03/05/2019, pág. 13/24

6/10 vel, total ou parcialmente, repousando no leito submarino ou enterrado sob o leito submarino. A instalação flutuante pode ser fornecida por uma plataforma e/ou bóia ou, como ilustra a Figura 2, uma embarcação. O tubo ascendente 200 é fornecido como um tubo ascendente flexível, ou seja, um tubo flexível que conecta a embarcação à instalação do leito submarino. Como alternativa, o tubo flexível pode ser usado como um jumper 240.

A Figura 3 ilustra uma seção transversal de uma fita 10 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Ao longo de todo o relatório descritivo, uma fita será mencionada e o entendimento de tal termo deverá ser amplo, de modo a englobar uma estrutura alongada dotada de uma seção transversal pré-formada ou uma seção transversal desejada gerada durante a fabricação do corpo de tubo flexível e que pode ser enrolada de modo helicoidal ao redor da estrutura subjacente, basicamente para conferir reforço à estrutura ou resistência à pressão.

A fita 10 da Figura 3 é uma fita compósita compreendendo um elemento de fita alongado 12 e um suporte do elemento de fita 14. Nas Figuras 3 e 4 é mostrada uma fita compósita alongada contínua que é helicoidalmente enrolada em uma série de enrolamentos adjacentes 101, 102 e 103. Portanto, o primeiro enrolamento 101 inclui enrolamento do elemento de fita 121 e enrolamento do suporte do elemento de fita 141, o segundo enrolamento 102 inclui o enrolamento do elemento de fita 122 e o enrolamento do suporte do elemento de fita 142 e o terceiro enrolamento 103 inclui o enrolamento do elemento de fita 123 e o enrolamento do suporte do elemento de fita 143 e assim por diante.

O elemento de fita 12 compreende um corpo alongado que, em sua preferência máxima, é um corpo sólido (monolítico) e cuja função é fornecer as propriedades de resistência ou reforço necessárias do elemento de fita compósito. Ou seja, o elemento de fita é configurado para conferir resistência à pressão interna e/ou externa, e/ou resistência às cargas de esmagamento. O elemento de fita 12, portanto, atua como uma denominada camada de resistência à curvatura. Ele pode ter uma relação altura/largura relativamente alta e pode ser produzido a partir de um material respectivo dotado de características selecionadas para proporcionar uma resistência satisfatória à curvatura. Como alternativa, o corpo alongado do elemento de fita pode ser um corpo compósito formado de múltiplos filamentos alongados mantidos em uma matriz ou frouxamente reunidos.

O suporte do elemento de fita 14 atua para reter o elemento de fita 12 e para proporcionar um efeito de travamento entre os enrolamentos adjacentes da camada de fita. O travamento dos enrolamentos na camada de fita garante que o corpo de tubo possa suportar forças de arqueamento. O travamento é obtido proporcionando o suporte do elemento de fita 14 com uma região em forma de gancho 34, a qual é recebida em uso em uma região recebedora de gancho 18 de um enrolamento adjacente.

O elemento de fita 12 preferencialmente tem forma invariável ao longo de seu comPetição 870190042032, de 03/05/2019, pág. 14/24

7/10 primento e em geral exibe uma seção transversal retangular dotada de uma superfície de base 20, uma superfície de topo 22 oposta à superfície de base e a primeira e segunda paredes laterais opostas 24, 26 estendidas entre a superfície de base 20 e a superfície de topo 22. As respectivas paredes laterais 24, 26 incluem um recesso 28, 30. Um entalhe 28 formando um recesso é fornecido na junção da superfície de base 20 com a parede lateral 24 e um entalhe 30 formando um recesso adicional é fornecido na junção da superfície de topo 22 e da parede lateral 26. Os entalhes são então fornecidos em cantos opostos do elemento de fita 10. Cada entalhe 28, 30 pode tipicamente compreender cerca de metade da dimensão da respectiva parede lateral 24, 26, conforme medido entre a superfície de base 20 e a superfície de topo 22. O entalhe 30 na segunda parede lateral inclui um segmento de parede planar 30a. Esse segmento de parede planar 30a é fundido suavemente por meio da porção da superfície curva 30b com superfície de topo 22 e também é fundido com a parte restante da parede lateral 26 em um canto 26a por meio da porção da superfície curva 30c. Isso proporciona uma etapa externa na parede lateral. De modo similar, o entalhe 28 na primeira parede lateral inclui um segmento de parede planar 28a. Esse segmento de parede planar 28a é fundido suavemente por meio de uma porção da superfície curva 28b com a superfície de base 20 e também funde com a parte restante da parede lateral 24 em um canto 24a por meio da porção da superfície curva 28c.

O elemento de fita 12 pode ser produzido a partir de um material metálico adequado, como aço laminado a frio, ou um material compósito adequado, dependendo, por exemplo, das condições de serviço planejadas. O suporte do elemento de fita pode ser produzido a partir de um material metálico, material polimérico ou compósitos, conforme apropriado ao uso particular pretendido. As duas partes da fita compósita podem ser formadas a partir de um material comum ou de diferentes materiais, cada um selecionado para fornecer as respectivas características de desempenho.

O suporte do elemento de fita 14 compreende uma primeira porção 32, em geral côncava, configurada para receber o elemento de fita alongado 12 e uma segunda porção em gancho 34 configurada para engatar e localizar o elemento de fita 12 em um enrolamento adjacente. Portanto, o travamento dos enrolamentos adjacentes da fita 10 é obtido pelo engate da porção em gancho 34 com o elemento de fita 12 de um enrolamento adjacente. No exemplo ilustrado nas Figuras 3 e 4, a porção em gancho 343 de um enrolamento adjacente posterior 103 engata o elemento de fita 122 ou um enrolamento adjacente anterior 102, a porção em gancho 342 de um enrolamento 102 relativamente posterior engata o elemento de fita 121 de um enrolamento 101 relativamente anterior e assim por diante. Portanto, o enrolamento do elemento de fita é mantida em uma configuração aninhada por uma região do suporte do elemento de fita, enquanto outra região convexa do suporte do elemento de fita engancha acima ou sobre um enrolamento adjacente do elemento de fita.

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A primeira porção 32 do suporte do elemento de fita 14 compreende uma trama de base 36 que é mais preferencialmente planar e que é disposta em relação confrontante com a superfície de base 20 do elemento de fita 12. Preferencialmente, a superfície superior 36a da trama de base 36 é mantida em relação de contato com a superfície de base 20 do elemento de fita. O suporte do elemento de fita 14 compreende ainda a primeira e segunda tramas laterais opostas 38, 40 que se estendem a partir das margens laterais opostas da trama de base 36. As tramas laterais 38, 40 preferencialmente se estendem substancialmente em posição perpendicular à trama de base 36 e são substancialmente paralelas entre si. As tramas laterais 38, 40 se fundem suavemente formando a trama de base 36 por meio das respectivas porções curvas da trama 38a, 40a. A primeira e segunda tramas laterais 38, 40 são dispostas em relação confrontante às respectivas primeira e segunda paredes laterais 24, 26 do elemento de fita 12, mas não estão necessariamente em relação de contato com as mesmas, como será explicado abaixo. As tramas laterais se estendem para fora a partir da trama de base em direção a uma linha central imaginária do suporte do elemento de fita.

A segunda porção 34 do suporte do elemento de fita 14 inclui uma trama de cobertura 42 que se estende a partir da segunda trama lateral 40. A trama de cobertura 42 se estende substancialmente em posição perpendicular à segunda trama lateral 40 e funde suavemente com a segunda trama lateral 40 por meio de uma porção curva da trama 42a. Desse modo, a trama de cobertura 42 é disposta substancialmente em paralelo (porém afastada) à trama de base 36. Uma terceira trama lateral 44 se estende a partir da de uma margem lateral distal (em relação à segunda trama lateral 40) da trama de cobertura 42. Essa terceira trama lateral 44 se estende substancialmente em perpendicular à trama de cobertura 42 e funde suavemente com a trama de cobertura 42 por meio da porção curva da trama 44a. A terceira trama lateral 44 é, portanto, substancialmente paralela à segunda trama lateral 40. As bordas de extremidade livre 38c, 44c das respectivas primeira e terceira tramas laterais 38, 44 são direcionadas à linha central lateral imaginária C, a qual divide a segunda trama lateral 40. O suporte do elemento de fita 14, portanto, tem aproximadamente a forma de uma letra S estilizada. A terceira trama lateral 44 é configurada para ser colocada em uso em relação confrontante (mas não necessariamente em relação de contato) com uma parede lateral distal 26 do elemento de fita 12 de um enrolamento adjacente anterior. ou seja, face interna 44 da terceira parede lateral 44 é justaposta em uso ao segmento de parede planar 30a do entalhe 30 do elemento de fita 12 do enrolamento adjacente (anterior).

Nas construções preferenciais, a dimensão A do elemento de fita entre a superfície de base 20 e a superfície de topo 22 é configurada para ser substancialmente igual à dimensão B da segunda trama lateral 40 entre a superfície superior 36a da trama de base 36 e a superfície inferior 42b da trama de cobertura 42. Nesta construção, submetida às toPetição 870190042032, de 03/05/2019, pág. 16/24

9/10 lerâncias de fabricação e projeto normal, quando, em uso, a superfície de base 20 do elemento de fita 12 está em contato com a superfície superior 36a da trama de base 36, a superfície de topo 22 do elemento de fita anterior 12 do enrolamento adjacente também está em contato com a superfície inferior 42b da trama de cobertura 42.

O elemento de fita 12 e o suporte do elemento de fita 14 são construídos para permitir o deslocamento relativo limitado do elemento de fita 12 e o suporte do elemento de fita 14 em uma direção nominalmente paralela à linha central lateral imaginária C. Tal deslocamento é conferido para permitir o arqueamento do tubo.

Conforme ilustrado particularmente na Figura 4, a profundidade d e a altura h do entalhe 30 são completamente dimensionadas para acomodar a terceira trama lateral 44 do suporte do elemento de fita 14 e, similarmente, a profundidade e a altura do entalhe 28 são completamente dimensionadas para acomodar a primeira trama lateral 38. Tomando como exemplo o enrolamento 143 do suporte do elemento de fita 14 em relação ao enrolamento 122 do elemento de fita 12, e como mostra a Figura 4, é possível observar que o enrolamento 143 do elemento de fita 14 está em sua configuração estendida máxima na qual a terceira trama lateral 443 está em relação de contato com o segmento de parede planar 30a2 do entalhe 302. A primeira trama lateral 382 é afastada da segunda trama 403 do enrolamento adjacente posterior e a terceira trama lateral 443 é afastada da segunda trama 402 do enrolamento adjacente anterior. A configuração compacta que pode ser adotada quando o tubo não está sob tensão, ou quando a porção particular da camada de fita forma o lado interno de um tubo arqueado, é mostrada na Figura 4 em relação aos enrolamentos 142 e 141 do suporte do elemento de fita 14. Nesta configuração compacta, a terceira trama lateral 442 está em relação de contato com a segunda trama 401 do enrolamento adjacente anterior 141 e a segunda trama 402 está em relação de contato com a primeira trama lateral 38i do enrolamento adjacente anterior 141.

A fita compósita, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção, é enrolada helicoidalmente ao redor dos componentes de um corpo de tubo para fornecer uma camada de fita enrolada helicoidalmente. O enrolamento helicoidal pode compreender uma ou mais partidas. Com o fornecimento da fita compósita que tem como primeira parte um elemento de fita e como segunda parte um suporte do elemento de fita, as funções da fita são separadas entre os respectivos componentes da fita compósita. Sendo assim, a função de travamento é fornecida pelo suporte do elemento de fita e a função de transmissão de resistência é fornecida pelo elemento de fita. As propriedades do elemento de fita e do suporte do elemento de fita, portanto, podem ser otimizadas para suas respectivas funções. Por exemplo, o elemento de fita pode ser produzido a partir de um material com substanciais propriedades uniaxiais, as quais impediriam seu funcionamento efetivo no travamento, mas que são vantajosas na maximização da resistência. Tais materiais incluem compósitos com

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10/10 um elevado grau de tendência ao reforço da fibra.

Ao longo de toda a descrição e reivindicações do presente relatório descritivo, as palavras “compreende” e “contém” e suas variações, por exemplo, compreendendo e compreende, significam incluem, sem fins limitantes, e não pretendem excluir (e não ex5 cluem) outras porções, aditivos, componentes, números inteiros ou etapas.

Ao longo de toda a descrição e reivindicações do presente relatório descritivo, o singular abrange o plural, salvo quando exigido em contrário pelo contexto. Em particular, quando o artigo indefinido for usado, o relatório descritivo será compreendido de modo a contemplar a pluralidade, bem como a singularidade, salvo quando exigido em contrário pelo 10 contexto.

Recursos, números inteiros, características, compostos, grupos ou componentes químicos descritos em associação a um aspecto, modalidade ou exemplo particular da invenção devem ser assimilados como aplicáveis a qualquer outro aspecto, modalidade ou exemplo aqui descrito, a menos que sejam incompatíveis com os mesmos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Fita compósita alongada para formar pelo menos uma camada helicoidalmente enrolada de enrolamentos travados em um corpo de tubo flexível para transportar fluido de produção, sendo que a fita é configurada para travar enrolamentos adjacentes na camada da fita aninhando uma região em gancho de um enrolamento em uma região recebedora do gancho de um enrolamento adjacente, em que a fita compósita compreende um elemento de fita alongado (12) e um membro de suporte do elemento de fita (14) compreendendo uma primeira porção (32) configurada para reter um dado enrolamento do elemento de fita alongado (12) e uma segunda porção em gancho (34) configurada para engatar em um enrolamento adjacente do elemento de fita alongado (12), em que o elemento de fita (12) compreende um corpo possuindo uma superfície de base (20), uma superfície de topo (22) oposta à superfície de base (20) e primeira e segunda paredes laterais opostas (24, 26) se estendendo entre a superfície de base (20) e a superfície de topo (22), em que a primeira porção (32) do membro de suporte do elemento de fita (14) compreende uma trama de base (36) arranjada em relação confrontante com a superfície de base (20) do elemento de fita (12) e primeira e segunda tramas laterais opostas (38,40) se estendendo a partir de margens laterais opostas da trama de base (36) e arranjadas em relação confrontante às respectivas primeira e segunda paredes laterais (24, 26) do elemento de fita (12), a fita compósita alongada CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento de fita (12) inclui adicionalmente um recesso (28), e pelo fato de que a primeira parede lateral (24) do elemento de fita (12) inclui o dito recesso (28), que é dimensionado e configurado para receber a primeira trama lateral (38) do membro de suporte do elemento de fita (14).
2. Fita compósita alongada, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda porção (34) do membro de suporte do elemento de fita (14) é configurada para se estender totalmente acima do enrolamento adjacente do elemento de fita alongado (12).
3. Fita compósita alongada, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento de fita alongado (12) é monolítico.
4. Fita compósita alongada, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que as tramas laterais (38,40) do membro de suporte do elemento de fita (14) se estendem de forma substancialmente perpendicular à trama de base (36).
5. Fita compósita alongada, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda porção (34) membro de suporte do elemento de fita (14) inclui

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2/5 uma trama de cobertura (42) que se estende a partir da segunda trama lateral (40) e uma terceira trama lateral (44) que se estende a partir de uma margem lateral distal da trama de cobertura (42) e configurada para ser colocada em uso em relação confrontante com uma parede lateral distal do elemento de fita (12) de um enrolamento adjacente anterior.
6. Fita compósita alongada, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que a terceira trama lateral (44) é substancialmente paralela à segunda trama lateral (40).
7. Fita compósita alongada, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a trama de cobertura (42) é substancialmente paralela à trama de base (36) do membro de suporte do elemento de fita (14).
8. Fita compósita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda parede lateral (26) do elemento de fita (12) inclui um recesso adicional (30), dimensionado e configurado para receber, em uso, a terceira trama lateral (44) do membro de suporte do elemento de fita (14) de um enrolamento adjacente posterior.
9. Fita compósita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 ou 6 a 8, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda trama lateral (40) e o elemento de fita (12) são dimensionados de modo que, quando em uso, a superfície de base (20) do elemento de fita (12) de um dado enrolamento está em relação de contato com a superfície interna (36a) da trama de base (36), a superfície de topo (22) do elemento de fita (12) de um enrolamento adjacente está em relação de contato com a superfície interna (42b) de uma trama de cobertura (42) do enrolamento adjacente.
10. Fita compósita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a

9, CARACTERIZADA pelo fato de que a dimensão do elemento de fita (12) entre as paredes laterais (24, 26) é menor que a dimensão correspondente do membro de suporte do elemento de fita (14) entre a primeira e segunda tramas laterais (38, 40).
11. Fita compósita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a

10, CARACTERIZADA pelo fato de que a dimensão do elemento de fita (12) do enrolamento adjacente é menor que a dimensão correspondente do membro de suporte do elemento de fita (14) entre a segunda e terceira tramas laterais (40, 44).
12. Fita compósita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a

11, CARACTERIZADA pelo fato de que a primeira trama lateral (38) do membro de suporte do elemento de fita (14) não se estende além de cerca da metade da altura do elemento de fita (12), medida entre a superfície de base (20) e a superfície de topo (22).
13. Fita compósita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a

12, CARACTERIZADA pelo fato de que a terceira trama lateral (44) do suporte do elemento de fita não se estende além de cerca da metade da altura do elemento de fita (12), medida

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3/5 entre a superfície de base (20) e a superfície superior.
14. Fita compósita alongada, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que uma seção transversal do dito elemento de fita alongado (12) é rotacionalmente simétrico em relação a um ponto central imaginário.
15. Fita compósita alongada, de acordo com a reivindicação 1 ou 8, CARACTERIZADA pelo fato de que os recessos (28, 30) compreendem respectivamente uma região na primeira parede lateral (24) entre a superfície de base (20) e uma região superior exteriormente escalonada da primeira parede lateral (24) e/ou uma região da segunda parede lateral (26) entre a superfície de topo (22) e uma região inferior exteriormente escalonada da segunda parede lateral (26).
16. Corpo de tubo flexível para transportar fluidos de produção, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: pelo menos uma camada enrolada helicoidalmente da fita compósita alongada, do tipo definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, em que os enrolamentos adjacentes na camada da fita são travadas por uma região em forma de gancho de um enrolamento aninhado em uma região recebedora de gancho (18) de um enrolamento adjacente.
17. Corpo de tubo flexível, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma bainha de pressão interna (120), em que a dita pelo menos uma camada de fita compreende ainda uma camada de blindagem à pressão (130) acima da bainha de pressão interna (120).
18. Tubo flexível, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende o corpo de tubo flexível do tipo definido na reivindicação 16 ou 17 e compreendendo adicionalmente pelo menos uma conexão terminal.
19. Tubo ascendente, linha de fluxo ou jumper (200), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende o tubo flexível do tipo definido na reivindicação 18.
20. Método para fabricação do corpo de tubo flexível, como definido na reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de enrolar helicoidalmente uma fita compósita pré-formada acima de uma camada subjacente que trava o enrolamento adjacente da fita compósita aninhando uma região em forma de gancho de um elemento de suporte de fita (14) da fita compósita em um enrolamento adjacente da fita compósita, em que a fita compósita compreende um elemento de fita alongado (12) e o elemento de suporte de fita (14), o elemento de suporte de fita (14) compreendendo uma primeira porção (32) configurada para reter um dado enrolamento do elemento de fita alongado (12) e uma segunda porção em gancho (34) configurada para engatar um enrolamento adjacente do elemento de fita alongado (12), em que o elemento de fita (12) compreende um corpo possuindo uma superfície de base (20), uma superfície de topo (22)

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4/5 oposta à superfície de base (20) e primeira e segunda paredes laterais opostas (24, 26) se estendendo entre a superfície de base (20) e a superfície de topo (22), em que a primeira porção (32) do elemento de suporte de fita (14) compreende uma trama de base (36) arranjada em relação confrontante com a superfície de base (20) do elemento de fita (12) e primeira e segunda tramas laterais opostas (38, 40) se estendendo a partir de margens laterais opostas da trama de base (36) e arranjadas em relação confrontante às respectivas primeira e segunda paredes laterais (24, 26) do elemento de fita (12), e em que o elemento de fita (12) inclui ainda um recesso (28) que é dimensionado e configurado para receber a primeira trama lateral (38) do elemento de suporte de fita (14), a primeira parede lateral (24) do elemento de fita (12) incluindo o dito recesso (28).
21. Método para fabricação do corpo de tubo flexível, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de enrolar helicoidalmente de forma simultânea um elemento de fita (12) e um elemento de suporte de fita (14) acima de uma camada subjacente que trava os enrolamentos adjacentes aninhando uma região em forma de gancho do elemento de suporte de fita (14) em um enrolamento adjacente, em que o elemento de suporte de fita (14) compreende uma primeira porção (32) configurada para reter um dado enrolamento do elemento de fita (12) e uma segunda porção em gancho (34) configurada para engatar um enrolamento adjacente do elemento de fita (12), em que o elemento de fita (12) compreende um corpo possuindo uma superfície de base (20), uma superfície de topo (22) oposta à superfície de base (20) e primeira e segunda paredes laterais opostas (24, 26) se estendendo entre a superfície de base (20) e a superfície de topo (22), em que a primeira porção (32) do elemento de suporte de fita (14) compreende uma trama de base (36) arranjada em relação confrontante com a superfície de base (20) do elemento de fita (12) e primeira e segunda tramas laterais opostas (38, 40) se estendendo a partir de margens laterais opostas da trama de base (36) e arranjadas em relação confrontante às respectivas primeira e segunda paredes laterais (24, 26) do elemento de fita (12), e em que o elemento de fita (12) inclui um recesso (28) que é dimensionado e configurado para receber a primeira trama lateral (38) do elemento de suporte de fita (14), a primeira parede lateral (24) do elemento de fita (12) incluindo o dito recesso (28).
22. Método, de acordo com a reivindicação 20 ou 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a região em forma de gancho do elemento de suporte de fita (14) se aninha entre uma região de recesso adicional (30) de um elemento de fita (12) do enrolamento adjacente e uma trama lateral do elemento de suporte de fita (14) do enrolamento adjacente.
23. Método, de acordo com a reivindicação 20 ou 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de suporte de fita (14) tem uma seção transversal pré-formada substancialmente em forma de S.

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24. Método, de acordo com a reivindicação 21 ou 22, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que compreende as etapas de gerar uma seção transversal substancialmente em forma de S para o elemento de suporte de fita (14) a partir de uma seção transversal substancialmente plana enquanto o 5 elemento de suporte de fita (14) é enrolado.