BRPI0921918B1

BRPI0921918B1 - duto flexível tendo camada de armadura de pressão e seus componentes

Info

Publication number: BRPI0921918B1
Application number: BRPI0921918A
Authority: BR
Inventors: Geoffrey Stephen Graham
Original assignee: Ge Oil & Gas Uk Limited
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2020-04-14
Also published as: WO2010055323A1; US20110247695A1; BRPI0921918A8; CN102272505A; US9273806B2; CN102272505B; DK2352943T3; MY158401A; BRPI0921918A2; EP2352943B1; EP2352943A1; GB0820668D0

Abstract

duto flexível tendo camada de armadura de pressão e seus componentes uma fita metálica, polimérica ou compósita alongada é descrita junto com um método para fabricar tal fita. a fita é de um tipo adequado para formar pelo menos uma camada helicoidalmente enrolada de enrolamentos intertravados em um corpo de duto flexível para transportar fluidos de produção. a fita é configurada para intertravar enrolamentos adjacentes na camada de fita aninhando uma região cm gancho de um enrolamento em uma região de vale de um enrolamento adjacente. a fita compreende primeiro e segundo elementos de fita alongada dispostos em relação de contato.

Description

“DUTO FLEXÍVEL TENDO CAMADA DE ARMADURA DE PRESSÃO E SEUS COMPONENTES”

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a dutos flexíveis que podem ser usados para transportar fluidos tais como fluidos de produção. Em particular, mas não exclusivamente, a presente invenção refere-se a um corpo de duto flexível e um método para fabricar o corpo de duto flexível tendo uma camada formada interligando enrolamentos adjacentes de uma fita helicoidalmente enrolada.

Fundamentos da Invenção

Tradicionalmente, o duto flexível é utilizado para transportar fluidos de produção, tal como óleo, gás e/ou água, de uma localização para outra. O duto flexível é particularmente útil em conectar uma localização submarina a uma outra localização submarina ou uma localização no nível do mar. O duto flexível é geralmente formado como um conjunto de um comprimento do corpo de duto flexível e um ou mais conectores de extremidade. O corpo de duto é tipicamente formado como um compósito de camadas tubulares de material que formam um duto contendo fluido e pressão. A estrutura do duto permite grandes deflexões sem causar resistência à flexão que confere a funcionalidade do duto ao longo de uma vida útil desejada. O corpo do duto é geralmente, mas não necessariamente, constituído de uma estrutura compósita incluindo camadas metálicas e poliméricas O duto flexível pode ser utilizado como uma linha de fluxo por terra e/ou em uma localização submarina. O duto flexível pode também ser usado como um “jumper” ou “riser”.

Em muitos dutos flexíveis desse tipo conhecidos anteriormente, uma “camada de armadura de pressão” é utilizada para auxiliar a reforçar um revestimento de pressão interna tal como uma barreira de fluido ou camisa e impedir a expansão radial e estouro devido às condições de pressão diferencial agindo através do duto. A camada de armadura de pressão é assim importante para a capacidade de retenção de pressão do duto flexível. A camada de armadura de pressão pode agir também como uma camada de reforço principal fornecendo resistência a colapso.

Tipicamente, a camada de armadura de pressão que age como uma camada de força de aro é formada enrolando-se helicoidalmente uma ou mais fitas em torno de uma camada subjacente, sendo que enrolamentos de fita adjacentes intertravam, com uma garra ou gancho, em uma borda de um enrolamento de fita intertravado com um rebaixo correspondente ou região de vale em uma borda oposta em um enrolamento adjacente.

Os perfis de armadura de pressão conhecidos anteriores são numerosos e muitos têm uma forma Zeta ou de S. Tal exemplo é ilustrado no Pedido de Patente Europeia tendo Número de Publicação EP 0929767, que descreve um duto flexível formado com uma faixa de metal helicoidalmente enrolada para fornecer resistência à pressão de estouro. A faixa

Petição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 10/27 tem um bordo de ataque ou gancho e um gancho de arrasto que engatam e intertravam quando a faixa é helicoidalmente enrolada. A seção transversal da faixa tem um perfil assimétrico em forma de Z com uma seção de corpo principal intermediária entre a faixa e as bordas. Entretanto, nota-se que a manipulação de tal enrolamento através da fabricação pode ser difícil devido à assimetria do fio. Eficazmente, o fio deseja se enrolar em torno de sua lateral durante a fabricação. Também, o perfil do fio da camada de armadura de pressão limita a razão de altura para largura do fio tal que é difícil obter um perfil com uma altura relativamente grande. A limitação para a razão de altura para largura do fio limita as pressões interna e/ou externa que o duto é capaz de suportar.

Sumário da Invenção

É um objetivo da presente invenção suavizar pelo menos parcialmente os problemas mencionados acima.

É um objetivo de modalidades da presente invenção fornecer corpo de duto flexível incluindo uma camada de armadura de pressão que seja relativamente simples de fabricar em relação às camadas de armadura conhecidas anteriormente.

É um objetivo de modalidades da presente invenção fornecer uma camada de armadura de pressão que possa ser incluída no corpo de duto flexível para melhorar a resistência a estouros e resistência a colapso e que seja formada a partir de uma ou mais fitas helicoidalmente enroladas tendo estabilidade melhorada com relação à fita alternativa conhecida anteriormente.

É um objetivo de modalidades da presente invenção fornecer uma camada de armadura de pressão na qual o perfil de seção transversal da fita enrolada em um modelo intertravado forneça a camada de armadura de pressão, forneça uma camada mais espessa do que as camadas formadas via as técnicas conhecidas anteriormente.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecida uma fita metálica, polimérica ou compósita alongada para formar pelo menos uma camada helicoidalmente enrolada de enrolamentos intertravados em um corpo de duto flexível para transportar fluidos de produção, a fita é configurada para o intertravamento de enrolamentos adjacentes na camada de fita através do aninhamento de uma região de gancho de um enrolamento em uma região de vale de um enrolamento adjacente, onde a fita compreende primeiro e segundo elementos de fita alongada dispostos em relação de contato.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecida uma fita metálica, polimérica ou compósita alongada para formar pelo menos uma camada helicoidalmente enrolada de enrolamentos intertravados em um corpo de duto flexível para transportar fluidos de produção, sendo que a fita compreende primeiro e segundo elementos de fita alongada dispostos em relação de contato, cada elemento de fita tendo:

uma parte de bordo em uma borda marginal dessa, a parte de bordo se estendendo

Petição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 11/27 em direção a uma linha central lateral imaginária da fita, e uma parte rebaixada adjacente compreendendo uma superfície de piso rebaixada e paredes de parada opostas, onde, quando na dita camada helicoidalmente enrolada, a parte de bordo de um primeiro ou segundo elemento de fita é recebida em uma parte rebaixada de uma segundo ou primeiro respectivo elemento de fita de um enrolamento adjacente e pode se mover ao longo da dita superfície de piso rebaixada entre as ditas paredes de parada.

De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é fornecido um método para fabricar corpo de duto flexível compreendendo as etapas de:

enrolar helicoidalmente uma ou mais fitas do tipo reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 29 em torno de uma subcamada substancialmente tubular.

As modalidades da presente invenção fornecem uma camada de armadura de pressão tendo características aprimoradas onde o perfil da fita usada em um processo de enrolamento helicoidal pode melhorar a estabilidade da fita, à medida que ela é aplicada ao duto devido à razão de aspecto do perfil da fita. Também se pode alcançar uma espessura geral aumentada do perfil em comparação com as técnicas conhecidas anteriormente, o que permite que a camada de armadura de pressão seja mais espessa em relação a uma camada convencional, possibilitando assim que o duto resista a pressões de estouro mais altas e pressão externa hidrostática aumentada do que é de outra forma possível com as camadas de armadura de pressão conhecidas anteriormente.

As modalidades da presente invenção podem incluir uma superfície superior rebaixada ou voltada para dentro no perfil de seção transversal da fita para evitar o contato indesejado com as camadas que estão radialmente fora da camada de armadura de pressão.

As modalidades da presente invenção podem incorporar uma ranhura ou ranhuras em uma região superior e/ou inferior do perfil de seção transversal da fita de modo a reduzir o peso por metro da fita e/ou a receber o sistema de inspeção tal como fibras óticas que podem, por exemplo, ser utilizadas para avaliar a tensão na fita. Adicional ou alternativamente, os sistemas de aquecimento/resfriamento para controlar a temperatura do duto podem ser introduzidos na ranhura ou ranhuras como sistemas de introdução ou remoção de gás permeado, tal como tubos de material permeável (ou tubos tendo furos passantes através deles) podem ser conectados ao exterior do duto através de conectores de extremidade de modo a drenar um espaço anular do duto de gases ou líquidos ou para introduzir gases ou líquidos de modo a controlar a corrosão ou remover produtos químicos corrosivos do ambiente do espaço anular.

As modalidades da presente invenção fornecem uma fita que repousa estavelmente em um duto que melhora a manipulação da fita através dos processos de fabricação de duto e permite um aumento na espessura total da camada de fita sem aumentar muito a largura

Petição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 12/27 geral da fita. A fabricação da própria fita é também mais fácil.

As modalidades da presente invenção também incluem características capazes de reduzir que tensões locais se formem na fita e durante o enrolamento da fita em torno de uma camada interna. Essas características incluem, mas não estão limitadas a raio de canto aumentado em localizações específicas tal como o raio interno nas regiões de vale e o raio externo casando nas regiões centrais. Também uma região do gancho pode ser rebaixada ou afunilada para dentro para evitar que a pressão seja aplicada aos enrolamentos a partir das camadas externas.

Breve Descrição dos Desenhos

As modalidades da presente invenção serão descritas a seguir, a título de exemplo somente, com relação aos desenhos em anexo, nos quais:

A FIG. 1 ilustra um corpo de duto flexível.

A FIG. 2 ilustra um “riser”, linha de fluxo e “jumper”.

A FIG. 3 ilustra uma seção transversal/perfil de uma fita de armadura de pressão de acordo com uma primeira modalidade.

A FIG. 4 ilustra uma camada de armadura de pressão de enrolamentos intertravados de acordo com a primeira modalidade.

A FIG. 5 ilustra uma seção transversal/perfil de uma fita de armadura de pressão de acordo com uma segunda modalidade.

A FIG. 6 ilustra uma camada de armadura de pressão de enrolamentos intertravados de acordo com a segunda modalidade.

Nos desenhos, números de referência similares referem-se a partes similares.

Descrição Detalhada da Invenção

Por toda esta especificação, referência será feita a um duto flexível. Entende-se que um duto flexível é um conjunto de uma parte de corpo de duto e um ou mais conectores de extremidade em cada um dos quais uma extremidade do corpo de duto é terminada. A FIG. 1 ilustra como um corpo de duto 100 é formado de acordo com uma modalidade da presente invenção a partir de um compósito de materiais em camadas que formam um duto contendo pressão. Embora um número de camada particulares seja ilustrado na FIG. 1, entende-se que a presente invenção é amplamente aplicável a estruturas compósitas de corpo de duto incluindo duas ou mais camadas. Nota-se ainda que as espessuras das camadas são mostradas somente para propósitos ilustrativos.

Como ilustrado na FIG. 1, o corpo de duto inclui uma camada de carcaça mais interna 110 e um revestimento de pressão 120. A carcaça 110 fornece uma construção metálica intertravada que pode ser usada como a camada mais interna para impedir, total ou parcialmente, o colapso de um revestimento de pressão interna 120 devido à descompressão do duto, pressão externa, pressão de armadura de tração e cargas de esmagamento mecâ

Petição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 13/27 nico. Aprecia-se que as modalidades da presente invenção são aplicáveis para aplicações de ‘interior liso', bem como de ‘interior rugoso'.

O revestimento de pressão interna 120 age como uma camada de retenção de fluido e tipicamente compreende uma camada polimérica que assegura a integridade do fluido interno. Entende-se que essa camada 120 possa compreender um número de subcamadas. Aprecia-se que quando a camada de carcaça opcional 110 é utilizada, o revestimento de pressão interna 120 é frequentemente referido como uma camada de barreira. Em operação, sem tal carcaça 110 (assim chamada operação de interior liso), o revestimento de pressão interna 120 pode se referir como uma camisa.

Uma camada de armadura de pressão 130 é formada sobre um revestimento de pressão interna 120 e é uma camada estrutural com um ângulo de assentamento próximo a 90° que aumenta a resistência do corpo de duto flexível 100 à pressão interna e externa e cargas de esmagamento mecânico. A camada de armadura 130 também suporta estruturalmente o revestimento de pressão interna 120 e tipicamente consiste de uma construção metálica intertravada.

O corpo de duto flexível 100 pode também incluir uma ou mais camadas de fita 140 e uma primeira camada de armadura de tração 150 e uma segunda camada de armadura de tração 160. Cada camada de armadura de tração 150, 160 é uma camada estrutural com um ângulo de assentamento tipicamente entre 20° e 55°. Cada camada 150, 160 é usada para sustentar cargas de tração e pressão interna. As camadas de armadura de tração 150, 160 são enroladas de forma contra-helicoidal em pares.

O corpo de duto flexível 100 também inclui um revestimento externo 170 que compreende uma camada polimérica usada para proteger o corpo de duto 100 contra a penetração de água do mar e outros ambientes externos, corrosão, abrasão e danos mecânicos. Uma ou mais camadas de isolamento 180 podem também ser incluídas.

Cada duto flexível compreende pelo menos uma parte, às vezes referida como um segmento ou seção de corpo de duto 100 junto com um conector de extremidade localizado em pelo menos uma extremidade do corpo de duto flexível. Um conector de extremidade fornece um dispositivo mecânico que forma a transição entre o corpo de duto flexível e um conector. As diferentes camadas de duto como mostrado, por exemplo, na FIG. 1, são terminadas no conector de extremidade de tal forma a transferir a carga entre o duto flexível e o conector.

A FIG. 2 ilustra o conjunto de “riser” 200 adequado para transportar fluido de produção tal como óleo, gás e/ou água de uma localização submarina 210 para uma localização flutuante 220. Por exemplo, na FIG. 2, a localização submarina 210 é uma conexão para uma linha de fluxo submarina 230. A linha de fluxo flexível compreende um duto flexível, completamente ou em parte, repousando no fundo do mar ou enterrado abaixo do fundo do

Petição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 14/27 mar. A instalação flutuante pode ser fornecida por uma plataforma e/ou boia ou, como ilustrado na FIG. 2, um navio. O “riser” 200 é fornecido como um “riser” flexível, isto é, um duto flexível conectando o navio à instalação no fundo do mar. Alternativamente, o duto flexível pode ser usado como um “jumper” 240.

A FIG. 3 ilustra uma seção transversal de uma fita 10 de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção. Entende-se que por toda esta especificação referência é feita a uma fita e que tal termo é amplamente interpretado como abrangendo qualquer estrutura alongada tendo uma seção transversal pré-formada que pode ser enrolada em um modelo helicoidal em torno de uma estrutura subjacente.

A fita 10 compreende um primeiro elemento de fita 12 e um segundo elemento de fita 14. O primeiro elemento de fita 12 compreende uma parede base 16F e paredes laterais 18F, 20F se estendendo a partir da parede base 16F. Na modalidade das FIGs. 3 e 4, as paredes laterais 18F, 20F se estendem substancialmente perpendicularmente com relação à parede base 16F. Similarmente, o segundo elemento de fita 14 compreende uma parede base 16S e as paredes laterais 18S, 20S se estendendo a partir da parede base 16S. Na modalidade das FIGs. 3 e 4, as paredes laterais 18S, 20S se estendem substancialmente perpendicularmente com relação à parede base 16S. Aprecia-se que paredes laterais não perpendiculares poderiam ser utilizadas como será descrito abaixo.

Os primeiro e segundo elementos de fita incluem as respectivas superfícies de contato 28F, 28S. A superfície de contato 28F do primeiro elemento de fita 12 se estende a partir da parede lateral 18F para a parede lateral 20F e forma a face externa da parede base 16F oposta do elemento de fita 12. Similarmente, a superfície de contato 28S do segundo elemento de fita 14 se estende a partir da parede lateral 18S para a parede lateral 20S e forma a face externa da parede base 16S oposta do segundo elemento de fita 14.

O primeiro elemento de fita 12 inclui uma parte de bordo 32F se estendendo para longe da parede base 16F. A parte de bordo 32F é limitada em um primeiro lado pela parede lateral 20F e em um segundo lado oposto por uma parede 34F. Em construções preferenciais, a parte de bordo 32F se estende através de uma linha central lateral imaginária C da fita 10. Em algumas construções preferenciais, a parte de bordo 32F pode ser fornecida com uma superfície de extremidade distal 33F (com relação à superfície base 16F) que é substancialmente plana. Em outras construções, A superfície de extremidade distal da parte de bordo 32F pode ser curva. Uma parte rebaixada 38F é fornecida adjacente à parte de bordo 32F e é limitada pelas paredes 34F e 36F. A parte rebaixada 38F inclui uma superfície de piso rebaixada 39F. Em modalidades, as paredes 34F e 36F podem encaixar suavemente na superfície de piso 39F sem qualquer limite distinguível. Por exemplo, as paredes 34F e 36F e a superfície de piso 39F podem ser partes de uma superfície curva contínua. Preferencialmente, entretanto, pelo menos parte (e em particular a maior parte e especialmente

Petição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 15/27 substancialmente toda) da superfície de piso 39F é plana. Uma região de contato 40F se estende entre a parede 36F da parte rebaixada 38F e a parede lateral 18F. A superfície de contato 28F, se estendendo entre as paredes laterais 18F e 20F, inclui a superfície de extremidade 33F da parte de bordo 32F, parte rebaixada 38F com paredes 34F, 36F e região de contato 40F.

A construção do segundo elemento de fita 14 é similar e é mostrada nas FIGs. 3 e 4 usando os mesmos números de referência como para o primeiro elemento de fita 12, mas substituindo-se o sufixo “S” pelo sufixo “F”. Para evitar a dúvida, o sufixo “F” é usado em relação ao primeiro elemento de fita 12 e o sufixo “S” é usado em relação ao segundo elemento de fita 14.

Nota-se que os elementos de fita 12, 14 podem ser idênticos, mas essa não é uma exigência essencial.

A região de contato 40F do primeiro elemento de fita 12 inclui pelo menos uma superfície 42F. A região de contato 40F do segundo elemento de fita 14 inclui pelo menos uma superfície 42S. Quando o primeiro e o segundo elementos de fita 12, 14 formam a fita 10, a respectiva superfície ou superfícies 42F, 42S estão em contato. Em construções preferenciais, as regiões de contato 40F e 40S são formadas para definir formações cooperantes 44F, 44S. Assim, a região de contato 40F inclui uma pluralidade de formações protuberantes 44F que se projetam externamente para longe da parede base 16F. As formações protuberantes 44F são limitadas pelas superfícies 42F e definem entre elas canais ou vales. A região de contato 40S do segundo elemento de fita 14 inclui uma pluralidade de formações protuberantes 44S que se projetam externamente a partir da parede base 16S. As formações protuberants 44S são limitadas pelas superfícies 42S e definem entre elas canais ou vales. Quando os elementos de fita 12, 14 são unidos para formar o elemento de fita 10, as formações protuberantes 44F do primeiro elemento de fita são recebidas nos vales correspondentes do segundo elemento de fita 14 e as formações protuberantes 44S do segundo elemento de fita 14 são recebidas nos vales correspondentes do primeiro elemento de fita 12. Na modalidade ilustrada nas FIGs. 3 e 4, as formações 44F, 44S apresentam um perfil aproximadamente tipo dente de serra, mas tal perfil não é essencial. Por exemplo, uma única projeção em um dos elementos de fita 12, 14 pode ser recebida em um único vale correspondente do outro dos elementos de fita 14, 12. Em outras construções, as formações cooperantes podem apresentar uma série de curvas interligadas. As formações cooperantes, tais como as formações 44F, 44S, servem para resistir ao deslocamento relativo dos elementos de fita 12, 14 em uma dada direção. Na construção ilustrada nas FIGs. 3 e 4, e como será normalmente o caso, a dada direção é uma direção lateral aproximadamente paralela à linha central C como geralmente indicado pelas setas “A”.

Com relação agora em particular à FIG. 4, o intertravamento dos enrolamentos adPetição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 16/27 jacentes da fita 10 compreendendo primeiro e segundo elementos de fita, como ilustrado na FIG. 3, é mostrado por meio de uma seção transversal através de dois enrolamentos adjacentes. Os componentes da fita 10 são indicados com os mesmos números de referência como na FIG. 3, mas com o subscrito adicionado 1 para o primeiro enrolamento e 2 para o segundo enrolamento. Embora os termos “primeiro enrolamento” e “segundo enrolamento” sejam usados aqui para conveniência, entende-se que a fita é contínua e ininterrupta e que ambos os “enrolamentos” são parte da mesma fita contínua. Aprecia-se que a camada de fita pode ser formada enrolando-se uma, duas ou mais fitas a partir de respectivas bobinas em torno da camada subjacente.

Como se pode ver a partir da FIG. 4, o primeiro enrolamento 10i está localizado adjacente ao segundo enrolamento 102. A parte de bordo 32F2 do segundo enrolamento 102 é recebida na parte rebaixada 38Si do primeiro enrolamento 10i. Preferencialmente, a parte de extremidade 33F2 da parte de bordo 32F2 inclui uma face de extremidade plana que contata a superfície de piso rebaixada 39Si da parte rebaixada 38Si, superfície de piso que é preferencialmente substancialmente plana. Similarmente, a parte de bordo 32Si do primeiro enrolamento 10i é recebida na parte rebaixada 38F2 do segundo enrolamento 102. Preferencialmente, a parte de extremidade 33Si da parte de bordo 32Si inclui uma face de extremidade plana que contata a superfície de piso rebaixada 39F2 da parte rebaixada 38F2, superfície de piso que é preferencialmente substancialmente plana. Assim, a superfície de extremidade 33F2 pode se mover ao longo da superfície de piso 39Si e igualmente a superfície de extremidade 33Si pode se mover ao longo da superfície de piso 39F2. Em outras palavras, o movimento do enrolamento 10i com relação ao enrolamento 102 é permitido nas direções indicadas geralmente pela seta “B”. Tal movimento é vantajoso de modo a acomodar o curvamento e estiramento (quando em tensão) do corpo de duto em torno do qual a fita 10 é enrolada. Movendo-se na direção indicada pela seta “B”, os enrolamentos 10i e 102 podem adotar qualquer posição entre uma configuração estendida onde as paredes 34Si e 34F2 estão em contato e uma configuração contraída onde a parede 20F2 contata a parede 18Fi e a parede 36Si e na qual a parede 20Si contata a parede 18S2 e a parede 36F2. Assim, as paredes 34Si e 36Si/18Fi agem como paredes de parada limitando o movimento da parte de bordo da fita 32F2 com relação ao enrolamento de fita 10i e as paredes 34F2 e 36F2/18S2 agem como paredes de parada limitando o movimento da parte de bordo da fita 32Si.

Com relação agora às FIGs. 5 e 6, uma modalidade alternativa da fita 510 de acordo com a descrição é ilustrada. Nas FIGs. 5 e 6, a fita 510 compreende um primeiro elemento de fita 512 e um segundo elemento de fita 514. A construção do segundo elemento de fita 514 é similar a do primeiro elemento de fita 512 e é mostrada nas FIGs. 5 e 6 usando os mesmos números de referência como para o primeiro elemento de fita 512, mas substituinPetição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 17/27 do-se o sufixo “S” pelo sufixo “F”. Para evitar a dúvida, o sufixo “F” é usado com relação ao primeiro elemento de fita 512 e o sufixo “S” é usado com relação ao segundo elemento de fita 514.

O primeiro elemento de fita 512 compreende uma parede base 516F e paredes laterais 518F, 520F se estendendo a partir da parede base 516F. Na modalidade das FIGs. 5 e 6, as paredes laterais 518F, 520F são inclinadas com relação a uma perpendicular da parede base 516F. Similarmente, o segundo elemento de fita 514 compreende uma parede base 516S e as paredes laterais 518S, 520S se estendendo a partir da parede base 516S. Na modalidade das FIGs. 5 e 6, as paredes laterais 518S, 520S são inclinadas com relação a uma perpendicular da parede base 516S. Isto é, as paredes 518F, 520F e 518S, 520S são inclinadas com relação à linha nominalmente vertical “V” mostrada na FIG. 5. É claro, a linha “V” é vertical somente no contexto da ilustração transversal na FIG. 5 e não representa a orientação em uso da fita. Preferencialmente, a parede 520S é inclinada com relação à linha nominalmente vertical “V” por um ângulo α de menos de aproximadamente 15°, preferencialmente aproximadamente 6° a 12°. O ângulo de inclinação da parede 518S é o mesmo do da parede 520S. Os ângulos de inclinação das paredes 518F e 520F estão também na faixa de menos de aproximadamente 15°, preferencialmente aproximadamente 6° a 12°. Os ângulos de inclinação das paredes 518F e 520F são os mesmos, mas não são necessariamente os mesmos do ângulo de inclinação das paredes 518S, 520S.

Os primeiro e segundo elementos de fita incluem as respectivas superfícies de contato 528F, 528S. A superfície de contato 528F do primeiro elemento de fita 512 se estende a partir da parede lateral 518F para a parede lateral 520F e forma a face externa da parede base oposta 516F do elemento de fita 512. Similarmente, a superfície de contato 528S do segundo elemento de fita 514 se estende a partir da parede lateral 518S à parede lateral 520S e forma a face externa da parede base oposta 516S do segundo elemento de fita 514.

O primeiro elemento de fita 512 inclui uma parte de bordo 532F se estendendo para longe da parede base 516F. A parte de bordo 532F é limitada em um primeiro lado pela parede lateral 520F e em um segundo lado oposto por uma parede 534F. Em construções preferenciais, a parte de bordo 532F pode se estender através de uma linha central lateral imaginária C' da fita 510. Em algumas construções preferenciais, a parte de bordo 532F pode ser fornecida com uma superfície de extremidade distal 533F (com relação à superfície base 516F) que é substancialmente plana. Em outras construções, a superfície de extremidade distal da parte de bordo 532F pode ser curva. Uma parte rebaixada 538F é fornecida adjacente à parte de bordo 532F e é limitada pelas paredes 534F e 536F. A parte rebaixada 538F inclui uma superfície de piso rebaixada 539F. Em modalidades, as paredes 534F e 536F podem entrar suavemente na superfície de piso 539F sem qualquer limite distinguível. Por exemplo, as paredes 534F e 536F e a superfície de piso 539F podem ser partes de uma

Petição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 18/27 superfície curva contínua. Preferencialmente, entretanto, pelo menos parte (e em particular a maior parte e especialmente substancialmente toda) da superfície de piso 539F é plana.

Uma região de contato 540F se estende entre a parede 536F da parte rebaixada 538F e a parede lateral 518F. Assim, a superfície de contato 528F, se estendendo entre as paredes laterais 518F e 520F, inclui a superfície de extremidade 533F da parte de bordo 532F, parte rebaixada 538F com as paredes 534F, 536F e a região de contato 540F.

A construção do segundo elemento de fita 514 é similar. Nota-se que os elementos de fita 512, 514 podem ser idênticos, mas essa não é uma exigência essencial.

A região de contato 540F do primeiro elemento de fita 12 inclui as superfícies 541F, 542F e 543F. A região de contato 540S do segundo elemento de fita 514 inclui as superfícies 541S, 542S e 543S. A parede lateral 518F junto com as superfícies 543F e 542F definem um dente se estendendo longitudinalmente 544F do primeiro elemento de fita 512 que, quando os elementos de fita 512, 514 são unidos em uso, é recebido em uma região de recebimento de dente limitada pelas paredes 542S e 541S do segundo elemento de fita 514. Similarmente, a parede lateral 518S junto com as superfícies 543S e 542S definem um dente se estendendo longitudinalmente 544S do segundo elemento de fita 514 que, quando os elementos de fita 512, 514 são unidos em uso, é recebido em uma região de recebimento de dente limitada pelas paredes 542F e 541F do primeiro elemento de fita 512. Assim, quando o primeiro e o segundo elementos de fita 512, 514 formam a fita 510, as respectivas superfícies 541F e 543S, 542F e 542S, e 543F e 541S estão em contato. Os dentes se estendendo longitudinalmente 544F, 544S formam formações cooperantes que servem para resistir ao deslocamento relativo dos elementos de fita 512, 514 em uma dada direção. Na construção ilustrada nas FIGs. 5 e 6, e como será normalmente o caso, a dada direção é uma direção lateral aproximadamente paralela à linha central C' como geralmente indicado pelas setas “A'”. As formações formadas, por exemplo, pelos dentes resistem ao movimento em pelo menos uma direção e transmitem e compartilham a carga na fita. Isso ajuda particularmente a compartilhar as cargas de pressão exercidas radialmente no duto. Também, as tensões exercidas na fita são também compartilhadas.

Com relação agora à FIG. 6, o intertravamento de enrolamentos adjacentes da fita 510 compreendendo primeiro e segundo elementos de fita 512, 514, como ilustrado na FIG. 5, é mostrado por meio de uma seção transversal através de dois enrolamentos adjacentes. Os componentes da fita 510 são indicados com os mesmos números de referência como na FIG. 5, mas com o subscrito 1 adicionado para o primeiro enrolamento e 2 para o segundo enrolamento. Embora os termos “primeiro enrolamento” e “segundo enrolamento” sejam usados para conveniência, entende-se que a fita é contínua e ininterrupta e que ambos os “enrolamentos” são parte da mesma fita contínua.

Como se pode ver na FIG. 6, o primeiro enrolamento 510i está localizado adjacente

Petição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 19/27 ao segundo enrolamento 5102. A parte de bordo 532F2 do segundo enrolamento 5102 é recebida na parte rebaixada 538Si do primeiro enrolamento 510i. Preferencialmente, a parte de extremidade 533F2 da parte de bordo 532F2 inclui uma face de extremidade plana que contata a superfície de piso rebaixada 539Si da parte rebaixada 538Si, superfície de piso que é preferencialmente substancialmente plana. Similarmente, a parte de bordo 532Si do primeiro enrolamento 510i é recebida na parte rebaixada 538F2 do segundo enrolamento 5102. Preferencialmente, a parte de extremidade 533Si da parte de bordo 532Si inclui uma face de extremidade plana que contata a superfície de piso rebaixada 539F2 da parte rebaixada 538F2, superfície de piso que é preferencialmente substancialmente plana. Assim, a superfície de extremidade 533F2 pode se mover ao longo da superfície de piso 539Si e igualmente a superfície de extremidade 533Si pode se mover ao longo da superfície de piso 539F2. Em outras palavras, o movimento do enrolamento 510i com relação ao enrolamento 5102 é permitido nas direções indicadas geralmente pela seta “B”. Tal movimento é vantajoso de modo a acomodar o curvamento e estiramento (quando em tensão) do corpo de duto em torno do qual a fita 510 é enrolada. Movendo-se na direção indicada pela seta “B”, os enrolamentos 510i e 5102 podem adotar qualquer posição entre uma configuração estendida onde as paredes 534Si e 534F2 estão em contato e uma configuração contraída onde a parede 520F2 contata a parede 518Fi e a parede 536Si e na qual a parede 520Si contata a parede 518S2 e a parede 536F2. Assim, as paredes 534Si e 536Si/518Fi agem como paredes de parada limitando o movimento da parte de bordo da fita 532F2 com relação ao enrolamento de fita 510i e as paredes 534F2 e 536F2/518S2 agem como paredes de parada limitando o movimento da parte de bordo da fita 532Si.

Construindo-se a fita de acordo com a invenção a partir de elementos de fita em pares, vantagens resultam na fabricação da fita. Como a espessura do elemento de fita (isto é, a distância entre a parede 16S e a superfície 33S do elemento de fita 14 ou entre a parede 16F e a superfície 33F do elemento de fita 12 na FIG. 3) é menor que a da fita como um todo (isto é, a distância entre as paredes 16F e 16S na FIG. 3), a formação do elemento de fita na fabricação é mais fácil. Assim, a fita formada a partir dos elementos de fita em pares pode ser mais espessa no geral do que um elemento de fita convencional levando a um aumento significativo na capacidade de reter pressão. Ademais, a aplicação da fita a um duto é mais fácil porque os elementos de fita são relativamente mais facilmente deformados para adotar a forma helicoidal exigida, tal que as cargas de formação na aplicação da fita são reduzidas. Um material desejável para formar fitas é aço carbono que foi trabalhado endurecido para produzir resistência à tração mais alta. Entretanto, a produção da fita de tal aço se torna mais difícil à medida que a seção (espessura) aumenta e a produção de resistência de seção consistente é também mais difícil. Preparar uma fita a partir de elementos de fita em pares remove ou pelo menos melhora esse problema porque os elementos de fita são relati

Petição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 20/27 vamente mais finos.

A interface entre os elementos de fita formados pelas regiões de contato pode ser montada a seco ou com lubrificação. Em algumas circunstâncias, um adesivo pode ser usado para ligar os elementos de fita juntos. O uso de um adesivo pode facilitar a aplicação da fita da invenção ao produto de interior liso.

Em outras variações, a tensão relativa pode ser introduzida no exterior dos elementos de fita durante a aplicação da fita. Tal tensão terá o efeito de produzir compressão no interior dos elementos de fita, o que aumenta a capacidade de suportar pressão da camada de fita.

Em variações adicionais, um espaço pode ser fornecido na interface entre os elementos de fita formados pelas regiões de contato que é configurado para acomodar fios sensores, fibras ou similares de modo a permitir o monitoramento em serviço de esforço, temperatura, carga compressiva ou axial na interface.

Em outra variação, a junção formada pelas formações cooperantes na interface entre os elementos de fita formados pelas regiões de contato pode ser configurada tal que o deslizamento entre os elementos de fita quando o duto está sob tensão excessiva ocorre antes do deslizamento de uma parte de bordo 32 de um rebaixo 38. Neste caso, o fornecimento de dispositivos de sensoriamento na interface fornece um aviso precoce de perda de intertravamento entre enrolamentos adjacentes da fita. Por exemplo, o dispositivo de sensoriamento poderia ser um fio, fibra ótica ou similar que terminou em movimento relativo dos elementos de fita na interface.

Por toda esta descrição e reivindicações dessa especificação, as palavras “compreender”, “conter” e variações das palavras, por exemplo, “compreendendo” e “compreende”, significa “incluindo, mas não limitado a”, e não é destinado a (e não) exclui outras porções, aditivos, componentes, inteiros ou etapas.

Por toda a descrição e reivindicações desta especificação, o singular abrange o plural, a menos que o contexto de outra forma exija. Em particular, quando o artigo indefinido é usado, a especificação é entendida como contemplando a pluralidade bem como a singularidade, a menos que o contexto exija de outra forma.

Entende-se que características, inteiros, compostos, porções ou grupos químicos descritos em conjunto com um aspecto, modalidade ou exemplo particular da invenção são são aplicáveis a qualquer outro aspecto, modalidade ou exemplo descrito aqui, a menos que incompatível com eles.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Fita metálica ou polimérica ou compósita alongada (10) para formar pelo menos uma camada helicoidalmente enrolada de enrolamentos intertravados em um corpo de duto flexível para transportar fluidos de produção, a fita (10) tendo um perfil substancialmente em forma ‘Zeta’ e sendo configurada para intertravar enrolamentos adjacentes na camada de fita (10) através do aninhamento de uma região de gancho de um enrolamento em uma região de vale de um enrolamento adjacente CARACTERIZADA pelo fato de que a fita (10) compreende um primeiro elemento de fita alongada (12,512) e um segundo elemento de fita alongada (14,514) dispostos em relação de contato, fornecendo assim o perfil em forma ‘Zeta’, em que cada um dos primeiro e segundo elementos de fita alongadas compreende formações cooperantes (40F, 40S, 540F, 540S), em que as formações cooperantes são configuradas para resistir a um deslocamento relativo dos elementos da fita (10, 12, 510, 512) em uma dada direção.
2. Fita alongada, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que:

o primeiro elemento de fita (12, 512) define a dita região de gancho e inclui uma primeira superfície de contato (28F) tendo uma primeira região de contato (40F) e o segundo elemento de fita (14, 514) define a dita região de vale e inclui uma segunda superfície de contato (28S) tendo uma segunda região de contato (40S), as regiões de contato das respectivas superfícies de contato estando em relação de contato.
3. Fita alongada, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que:

o primeiro elemento de fita (12, 512) tem uma superfície periférica externa definida por uma parede base (16F), paredes laterais opostas (18F, 20F) se estendendo a partir da parede base (16F) e a primeira superfície de contato se estendendo entre as respectivas paredes laterais opostas à parede base, e o segundo elemento de fita (14, 514) tem uma superfície periférica externa definida por uma parede base (16S), paredes laterais opostas (18S, 20S) se estendendo a partir da parede base (16S) e a segunda superfície de contato se estendendo entre as respectivas paredes laterais opostas à parede base.
4. Fita alongada, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que as formações cooperantes (40F, 40S, 540S, 540F) do primeiro e segundo elementos de fita são formadas dentro, sobre ou por toda ou parte das respectivas regiões de contato (40S, 40F) do primeiro e segundo elementos de fita.
5. Fita alongada, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que:

Petição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 22/27 a superfície de contato do primeiro elemento de fita compreende a primeira região de contato, uma parte de bordo (32F) adjacente a uma das ditas paredes laterais e uma parte rebaixada (38F), tendo uma superfície de piso rebaixada, definida entre a parte de bordo e a primeira região de contato, a parte de bordo e a parte rebaixada definindo a dita região de gancho, e a superfície de contato do segundo elemento de fita compreende a segunda região de contato, uma parte de bordo adjacente a uma das ditas paredes laterais e uma parte rebaixada (38S), tendo uma superfície de piso rebaixada, entre a parte de bordo (32S) e a segunda região de contato, a parte de bordo e a parte rebaixada definindo a dita região de vale.
6. Fita alongada, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que:

a parte rebaixada do segundo elemento de fita compreende paredes de parada opostas em lados opostos da superfície de piso rebaixada em que, quando o primeiro e segundo elementos de fita são dispostos na dita camada helicoidalmente enrolada, a parte de bordo do primeiro elemento de fita é recebida em uma parte rebaixada do segundo elemento de fita de um enrolamento adjacente e em que a parte de bordo pode se mover ao longo da dita superfície de piso rebaixada entre as ditas paredes de parada.
7. Fita alongada, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, CARACTERIZADA pelo fato de que:

a parte rebaixada do primeiro elemento de fita compreende paredes de parada opostas em lados opostos da superfície de piso rebaixada em que, quando o primeiro e segundo elementos de fita são dispostos na dita camada helicoidalmente enrolada, a parte de bordo de um segundo elemento de fita é recebida em uma parte rebaixada do primeiro elemento de fita de um enrolamento adjacente e pode se mover ao longo da dita superfície de piso rebaixada entre as ditas paredes de parada.
8. Fita alongada, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, CARACTERIZADA pelo fato de que uma das ditas paredes de parada é definida por uma parede da respectiva parte de bordo.
9. Fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, CARACTERIZADA pelo fato de que as formações cooperantes do primeiro e segundo elementos de fita são formadas dentro, sobre ou por toda ou parte das respectivas regiões de contato do primeiro e segundo elementos de fita.
10. Fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, CARACTERIZADA pelo fato de que a parte de bordo é fornecida em cada elemento da fita em uma borda marginal do mesmo, e em que cada parte de bordo se estende em direção a uma linha central lateral imaginária (C) da fita.

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11. Fita alongada, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que uma das ditas paredes de parada é definida por uma parede da respectiva parte de bordo.
12. Fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 11, CARACTERIZADA pelo fato de que a superfície de piso rebaixada é uma superfície plana e é disposta substancialmente paralela a uma linha central imaginária se estendendo lateralmente (C) da fita.
13. Fita alongada, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADA pelo fato de que a parte de bordo do primeiro elemento de fita repousa em uso em relação de contato com a superfície plana da região rebaixada de um segundo elemento de fita.
14. Fita alongada, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, CARACTERIZADA pelo fato de que a parte de bordo do segundo elemento de fita repousa em uso em relação de contato com a superfície plana da região rebaixada de um primeiro elemento de fita.
15. Fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 14, CARACTERIZADA pelo fato de que a parte de bordo do primeiro elemento de fita inclui uma superfície de extremidade distal a partir da parede base, em que a superfície de extremidade inclui uma parte substancialmente plana.
16. Fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 15, CARACTERIZADA pelo fato de que a parte de bordo do segundo elemento de fita inclui uma superfície de extremidade distal a partir da parede base, em que a superfície de extremidade inclui uma parte substancialmente plana.
17. Fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de que a região de contato de um dentre o primeiro e o segundo elementos de fita inclui um canal ou vale se estendendo longitudinalmente e a região de contato do outro dentre o primeiro e segundo elementos inclui uma formação protuberante se estendendo longitudinalmente de forma complementar ao dito canal ou vale e que é recebida no dito canal ou vale.
18. Fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de que as regiões de contato dos primeiro e o segundo elementos de fita incluem pelo menos um canal ou vale se estendendo longitudinalmente e pelo menos uma formação protuberante se estendendo longitudinalmente, a formação protuberante ou cada formação protuberante do primeiro elemento de fita sendo recebido em um vale de forma complementar do segundo elemento de fita e a formação protuberante ou cada formação protuberante do segundo elemento de fita sendo recebido em um vale de forma complementar do primeiro elemento de fita.
19. Fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de que as regiões de contato dos primeiro e o segundo ele

Petição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 24/27 mentos de fita compreendem:

um dente se estendendo longitudinalmente tendo uma superfície superior se estendendo a partir de uma parede lateral do respectivo primeiro ou segundo elemento de fita, uma superfície lateral se estendendo a partir da superfície superior em direção à parede base, e uma região de recebimento de dente compreendendo uma superfície base se estendendo a partir da dita superfície lateral em direção à outra parede lateral do respectivo primeiro ou segundo elemento de fita, a superfície lateral do dente do primeiro elemento de fita estando em relação de contato com a superfície lateral do dente do segundo elemento de fita e a superfície superior do dente de cada elemento de fita estando em relação de contato com a superfície base da região de recebimento de dente do outro elemento de fita.
20. Fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, 18 ou 19, CARACTERIZADA pelo fato de que o primeiro e o segundo elementos de fita são substancialmente idênticos.
21. Fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de que:

a camada ou cada camada tem uma superfície radialmente interna e uma superfície radialmente externa definidas por enrolamentos da fita, a dita superfície interna sendo substancialmente plana e definida por uma superfície base do dito segundo elemento de fita e a dita superfície externa sendo substancialmente plana e definida por uma superfície base do dito primeiro elemento de fita.
22. Fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 10 ou qualquer uma das reivindicações 11 a 21, quando dependente da reivindicação 5 ou 10, CARACTERIZADA pelo fato de que as partes de bordo dos respectivos elementos de fita se estendem além de uma linha central imaginária se estendendo lateralmente da camada.
23. Fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos uma ranhura em uma superfície radialmente externa de cada enrolamento.
24. Corpo de duto flexível para transportar fluidos de produção, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: pelo menos uma camada helicoidalmente enrolada da fita como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 23, enrolamentos adjacentes na camada de fita sendo intertravadas por uma região de gancho de um enrolamento aninhado em uma região de vale de um enrolamento adjacente.
25. Corpo de duto flexível, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um revestimento de pressão interna, em que a dita pelo menos uma camada de fita compreende uma camada

Petição 870200001406, de 05/01/2020, pág. 25/27 de armadura de pressão sobre o revestimento de pressão interna.
26. Corpo de duto flexível, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito revestimento de pressão interna compreende uma camada de barreira ou camisa.
27. Duto flexível compreendendo o corpo de duto flexível, como definido em qualquer uma das reivindicações 24 a 26, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um conector de extremidade.
28. “Riser”, linha de fluxo ou “jumper”, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende o duto flexível como definido na reivindicação 27.
29. Uso de um duto flexível, como definido na reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fato de que é para o transporte de fluidos de produção.
30. Elemento de fita alongada para combinar com um elemento de fita alongada complementar para formar a fita alongada como definida na reivindicação 1 ou reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de fita compreende:

uma parede base, paredes laterais opostas se estendendo a partir da parede base e uma superfície de contato se estendendo entre as paredes laterais opostas à parede base, em que a superfície de contato compreende:

uma região de contato configurada para montar em relação de contato com uma região de contato do elemento de fita complementar, uma parte de bordo e uma parte rebaixada definida entre a parte de bordo e a região de contato, e uma formação cooperante configurada para cooperar com uma formação cooperante complementar do elemento de fita complementar para resistir a um deslocamento relativo do elemento de fita e o elemento de fita complementar em uma dada direção quando as regiões de contato estão em relação confrontante ou de contato.
31. Elemento de fita alongada, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte rebaixada inclui uma superfície de piso rebaixada plana.
32. Elemento de fita alongada, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície plana é disposta substancialmente paralela à parede base.
33. Elemento de fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 a 32, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte de bordo inclui uma superfície de extremidade distal a partir da região rebaixada, em que a superfície de extremidade inclui uma parte substancialmente plana.
34. Elemento de fita alongada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 a 33, CARACTERIZADO pelo fato de que a formação cooperante é formada dentro, sobre ou por toda ou parte da região de contato do elemento de fita.