ES2620296T3 - Mejoras relacionadas con un tubo - Google Patents

Abstract

Tubería para su utilización en aplicaciones criogénicas, que comprende una estructura tubular interior, comprendiendo la estructura tubular interior una manguera flexible (10), en la que la manguera flexible comprende: (i) un cuerpo tubular (12) dispuesto entre unos elementos de sujeción interior y exterior (22, 24), incluyendo el cuerpo tubular una capa de sellado (18), y estando formado por un material que puede resistir las temperaturas criogénicas; y (ii) una cubierta de refuerzo axial tubular (20) en forma de una trenza generalmente tubular dispuesta 10 alrededor del cuerpo tubular y configurada para su alargamiento y reducción en diámetro cuando se somete a una tensión axial, en la que la estructura tubular interior presenta unas propiedades de aislamiento suficientes para proteger el tubo compuesto de la temperatura baja del fluido criogénico que fluye dentro de la estructura tubular interior, caracterizada por que la tubería comprende además: un tubo compuesto (30) que rodea la estructura tubular interior y adecuado para transportar fluidos criogénicos, estando formado el tubo por un material compuesto, estando el material compuesto dispuesto de manera que el tubo presente un coeficiente longitudinal eficaz de expansión térmica ("CTE") de -10 x 10-6 ºK-1 a cero, en la que el material compuesto es una fibra de aramida que presenta un CTE longitudinal negativo y un CTE transversal positivo.

Description

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DESCRIPCION

Mejoras relacionadas con un tubo.

La presente invencion se refiere a un tubo, y mas particularmente se refiere a un tubo adecuado para su utilizacion en aplicaciones criogenicas. La invencion esta especialmente relacionada con tuberfas marinas adecuadas para su utilizacion sobre el lecho marino o proximas al mismo.

Existen muchos sistemas para transportar fluidos desde una estructura marina (“offshore”) tal como un barco u otra plataforma a una tuberfa submarina. Los ejemplos de dichos sistemas incluyen:

(1) El sistema de amarre convencional de boyas multiples (CMBM). En este sistema un tubo vertical (“riser”) discurre directamente desde la estructura marina hacia abajo hasta la tuberfa, con boyas de soporte dispuestas a intervalos a lo largo de la longitud de la manguera.

(2) El sistema de monoamarre de torre unica (STM). En este sistema se fija al lecho marino una torre de amarre que se extiende hasta la superficie del mar. La torre de amarre sujeta un tubo vertical que se extiende desde la superficie del mar hasta la tuberfa. Puede extenderse una manguera u otro tipo de tubo desde la estructura marina y conectarse al extremo de la manguera en la parte superior de la torre de amarre.

(3) El sistema de amarre de un unico poste de anclaje (SALM). En este sistema se situa una boya proxima a la estructura marina, fijandose la boya a una unidad de conexion, a la que sujeta, ubicada sobre el lecho marino o proxima al mismo. Un tubo vertical se extiende desde la estructura marina hasta la unidad de conexion, y a continuacion desde la unidad de conexion hasta la tuberfa. Otra seccion del tubo discurre desde la unidad de conexion hasta la tuberfa.

(4) El sistema de amarre de poste de anclaje en catenaria (CALM). En este sistema, una boya se situa proxima a la estructura marina. Un tubo vertical discurre desde la boya hasta una unidad de conexion subacuatica ubicada sobre el lecho marino o proxima al mismo. Otra seccion del tubo discurre desde la unidad de conexion hasta la tuberfa. Puede extenderse una manguera u otro tipo de tubo desde la estructura marina y conectarse al extremo de la manguera en la boya. Existen diversas configuraciones del sistema CALM que incluyen el sistema "Steep S”, el sistema "Lazy S" y el sistema “Chinese Lantern”.

Todos los sistemas descritos anteriormente son bien conocidos en la tecnica y existen otros sistemas posibles que no se han descrito anteriormente tales como, por ejemplo, la utilizacion de una estructura marina intermedia. La caracterfstica esencial de todos estos sistemas es que se proporciona un tubo vertical para suministrar fluidos desde una estructura marina, tal como un barco, a una estructura subacuatica, tal como una tuberfa. La configuracion exacta del tubo vertical y de la estructura de soporte para el tubo vertical puede variar en funcion de las condiciones predominantes en la ubicacion marina concreta. En funcion de los detalles particulares del sistema, el tubo vertical comprende secciones sumergidas, flotantes y aereas.

Las tuberfas se construyen en general mediante uno de entre dos procedimientos. El primer procedimiento, y en general el mas comun, para tuberfas tanto terrestres como marinas, es la soldadura entre sf de tramos cortos de tubo metalico. Este tubo metalico puede recubrirse para protegerlo contra la corrosion y a menudo en aplicaciones marinas se aplica un recubrimiento de hormigon para proporcionarle peso y proteccion mecanica. En algunas aplicaciones se aplica un recubrimiento grueso tal como poliuretano sintactico para proporcionar aislamiento. Habitualmente, se aplica el recubrimiento despues de producir la junta. En la construccion marina las juntas se producen o bien en la posicion sustancialmente horizontal desde la barca de tendido (el denominado procedimiento de “tendido en S”) o bien en la posicion casi vertical (el denominado procedimiento de “tendido en J”). Se prefiere habitualmente el procedimiento de tendido en J en la construccion de tuberfas en aguas profundas.

La alternativa a la union de tramos cortos de tubo en la barca de tendido marina es el procedimiento de devanado, en el que la tuberfa esta almacenada en continuo con determinada deformacion plastica en un carrete grande. Cuando la tuberfa se devana del carrete, pasa a traves de un enderezador para invertir la deformacion plastica producida en el almacenamiento.

En algunas aplicaciones, los requisitos de aislamiento, tanto en terminos de propiedades termicas como de capacidad de profundidad en agua, son tales que se han desarrollado sistemas de tubo dentro de tubo. En este caso, un tramo relativamente corto de tuberfa se dispone dentro de otro tubo y se unen entre sf para formar la tuberfa continua. El espacio anular entre los tubos concentricos puede rellenarse con aislamiento o puede ser un espacio vacfo.

Las tuberfas terrestres comparativamente cortas para aplicaciones criogenicas son comunes y se construyen normalmente a partir de aceros inoxidables austenfticos, que son adecuados para su utilizacion a temperaturas asociadas con nitrogeno lfquido, de aproximadamente -196°C, y gas natural licuado, de aproximadamente -163°C. Un problema conocido de las aplicaciones de tuberfas criogenicas terrestres es la contraccion termica que se

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produce cuando la tuberfa se enfrfa desde la temperature ambiente a la temperature del gas natural licuado transportado. Para aceros inoxidables austenfticos esto es equivalente a una contraccion de aproximadamente 2,8 mm/m. Con el fin de controlar las tensiones termicas resultantes, se disponen en la tuberfa de forma regular bucles de expansion. Un desarrollo mas reciente realizado por Osaka Gas y otros es la utilizacion de tuberfas constituidas por una aleacion del 36% de nfquel y el 64% de hierro. Esta aleacion se conoce tambien con la denominacion comercial INVAR (marca comercial registrada). Esta aleacion, descubierta en 1896 por Charles-Edouard Guillaume, tiene la propiedad de sufrir cambios dimensionales mfnimos con las variaciones de temperatura. Cuando se enfrfa desde temperatura ambiente a la temperatura del gas natural licuado la contraccion es de 0,3 mm/m, un orden de magnitud inferior a la del acero inoxidable austenftico. Esto es particularmente ventajoso porque reduce sustancialmente la necesidad de un amplio uso de bucles de expansion.

Al ser metales, los aceros inoxidables austenfticos y la aleacion INVAR (RTM) no tienen propiedades de aislamiento eficaces y, por lo tanto, o bien se aplica un aislamiento convencional o bien se deja que la tuberfa se autoafsle mediante la formacion de una capa de hielo.

Asf, los problemas habituales para tubos criogenicos submarinos son los siguientes

1) El material que esta en contacto con el fluido criogenico no debe ser quebradizo a temperaturas de LN2

2) Debe existir un aislamiento muy eficaz entre el fluido criogenico y la temperatura exterior del agua del mar para minimizar la evaporacion resultante de la influencia del calor como consecuencia del diferencial de temperatura de aproximadamente 200 grados C (-163 para GNL hasta la temperatura del agua del mar de aproximadamente 10 grados C = una diferencia de 173 grados C)

3) La contraccion en la direccion axial/longitudinal de la tuberfa, es decir, a lo largo de la tuberfa, debe controlarse de otro modo, ya que debido a que la tuberfa esta eficazmente sujeta en ambos extremos se desarrollan fuerzas elevadas cuando se enfrfa, debido a que tiende a contraerse pero no puede.

Tal como se ha discutido anteriormente, la solucion convencional a (1) es la utilizacion de acero inoxidable austenftico, por ejemplo 316L, el 9% de nfquel y el 36% de nfquel (Invar) para el tubo interior. Todos ellos son compatibles con las condiciones criogenicas pero con coeficientes de contraccion termica decrecientes partiendo del acero inoxidable austenftico hasta el invar. El 316 se contrae demasiado y, por lo tanto, son necesarios bucles de expansion de pata de perro para tratar el tercer problema. El Invar elimina el problema debido a su coeficiente de contraccion termica nominalmente cero y el Ni9% se encuentra en algun punto entre los mismos (veanse los documentos de los antecedentes).

El segundo problema se soluciona disponiendo un tubo interior dentro del tubo exterior y solucionando las propiedades de aislamiento del espacio anular. Esto se denomina solucion de tubo dentro de tubo y es la cuestion focal de una serie de patentes. Otra opcion es formar un vacfo en el espacio anular, que es un medio de aislamiento muy eficaz. La alternativa es utilizar aislantes muy eficaces, de los que existen varios (vease la literatura de patente), y recientemente se ha puesto la atencion en un material de aislamiento relativamente nuevo que se denomina aerogel o nanogel. Estos materiales de aislamiento se han combinado tambien con un vacfo parcial para proporcionar los materiales de aislamiento.

Esencialmente, la tecnologfa conocida es una solucion de tubo dentro de tubo con aislamiento del espacio anular.

Hasta la fecha no se ha construido ninguna tuberfa marina para aplicaciones criogenicas. Una tuberfa marina para transportar fluidos criogenicos debe solucionar ambos problemas, el de expansion termica y el de aislamiento. Esto ha conducido al desarrollo de disenos de tubos concentricos basados en el diseno convencional de tubo dentro de tubo. Estos disenos utilizan INVAR (RTM) para resolver el problema de la expansion termica y se utilizan materiales de aislamiento de alto rendimiento tales como aerogeles en los espacios anulares resultantes para solucionar el problema del aislamiento. Estos disenos son caros en terminos de materiales y de construccion.

La presente invencion se refiere en particular a la tuberfa que se ubica habitualmente sobre el lecho marino o cerca del mismo. Dicha tuberfa comprende normalmente un tubo exterior, un tubo interior y una capa de aislamiento dispuesta entre los tubos interior y exterior. Como se ha expuesto anteriormente, en la tecnica anterior el tubo exterior puede ser de acero inoxidable y el tubo interior puede ser de una aleacion de hierro y nfquel tal como el material comercializado con la denominacion comercial INVAR. El material INVAR (RTM) se selecciona para este fin debido a que tiene un coeficiente de expansion termica reducido, de tal modo que las tuberfas interior y exterior se expanden y se contraen en cantidades similares a pesar de la variacion de temperatura entre las tuberfas interior y exterior, lo que esta provocado principalmente por la presencia de la capa de aislamiento. Aunque las tuberfas con un tubo interior de INVAR (RTM) son eficaces en el transporte de fluidos criogenicos, son muy caras debido a su contenido en nfquel.

El documento WO 2006044053 divulga un sistema para transportar fluidos criogenicos desde un barco a una ubicacion subacuatica. Sin embargo, esta patente no contiene ninguna informacion sobre como disenar la tuberfa

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con la que se suministra el fluido criogenico.

El documento GB 2 289 107 A divulga un tubo laminado compuesto para su utilizacion en sistemas de tubos verticales de produccion marina. El tubo tiene un coeficiente de expansion termica no superior a 10,8 x 10-7 C-1 y una relacion de Poisson proxima a 0,5. El tubo compuesto se utiliza en aplicaciones en las que esta sometido a una expansion y una contraccion periodicas, especialmente en tubos para la produccion de aceite caliente en un tubo vertical marino.

Un objetivo de la invencion es proporcionar un tubo con unas caracterfsticas de robustez y resistencia a la temperatura que sean deseables para transportar eficazmente fluidos a traves de una tuberfa.

La presente invencion tiene como objeto avanzar hacia una solucion de un unico tubo basada en la tecnologfa de los materiales compuestos. Puede ser deseable disponer el tubo en otro conducto para su proteccion mecanica o para proporcionar un espacio anular para que sea a prueba de fugas, pero esto no es una solucion de tubo dentro de tubo como tal.

El documento WO 01/96772 A, que constituye la tecnica anterior mas cercana, divulga una tuberfa segun el preambulo de la reivindicacion 1.

La presente invencion proporciona una tuberfa tal como se reivindica en la reivindicacion 1.

Asf, segun un aspecto de la invencion, se proporciona una tuberfa, especialmente una tuberfa submarina, que comprende un tubo formado por un material compuesto. El material compuesto es ventajosamente tal, que el tubo presente una resistencia mecanica suficiente tanto en la direccion axial/longitudinal como en la direccion radial/anular para soportar las cargas inducidas por la presion interna (20 a 30 barg) y para controlar los coeficientes de contraccion termica equivalentes en la direccion longitudinal y en la direccion anular. El hecho de que la contraccion longitudinal sea proxima a cero, es decir, ligeramente negativa o positiva, es deseable para que cualquier fuerza axial inducida por la temperatura sea solo ligeramente extensora o compresiva. La contraccion en la direccion radial es menos problematica, dado que se contrarrestara en parte por la presion interna. El espesor de la pared del tubo compuesto se construira de modo que se proporcione la respuesta mecanica deseada a cargas termicas y de presion y que, como consecuencia, tambien se proporcionen propiedades de aislamiento significativas. Esto reduce los requisitos sobre cualquier aislamiento adicional que se preve que esta basado en aislantes polimericos convencionales tales como poliuretano o polietileno que pueden tener materiales de carga aislantes tales como perlas de vidrio incorporados. El resultado es un tubo aislado “convencional”, pero basado en materiales compuestos, que soluciona el problema inherente de servicio criogenico controlando las propiedades de contraccion termicas en la direccion axial y utilizando las mejores propiedades de aislamiento de materiales compuestos con respecto a metales.

Esencialmente, este aspecto de la invencion se refiere a un tubo realizado en un material compuesto, preferentemente un tubo submarino, y el material compuesto se dispone de modo que la expansion termica en la direccion longitudinal sea un CTE longitudinal efectivo de cero a 10 x 106 °K-1. El tubo puede tener un tubo exterior o un tubo interior que puede o no puede estar realizado en un material compuesto.

Otro aspecto de la invencion se refiere a la utilizacion de materiales compuestos en servicio criogenico en los que se puede eliminar la contraccion termica en una direccion. Esto es un avance en tuberfas, especialmente en tuberfas submarinas.

Los “materiales compuestos” son materiales que estan fabricados a partir de una combinacion de dos o mas materiales para proporcionar un conjunto de propiedades unico y especfficamente adaptado. La forma mas comun de materiales compuestos es una matriz de fibras dentro de una resina. Las fibras pueden ser continuas con una orientacion en la direccion longitudinal o las fibras pueden ser segmentos de longitud corta con una orientacion mixta. Las fibras son habitualmente fibras de alta resistencia tales como vidrio E, vidrio S, aramida (por ejemplo, Kevlar (marca comercial)) o carbono. La resina encapsula las fibras y puede ser una resina termoplastica tal como un polietileno, una poliimida, una poliamida, un fluoropolfmero, poli(cloruro de vinilo) (PVC), poliuretano (PU), polieteretercetona (PEEK) o una resina termocurable tal como un epoxi o un poliester o un ester vinflico. El material compuesto puede ser una construccion laminada con capas de fibras longitudinales en una matriz de resina orientadas en direcciones diferentes con el fin de lograr las propiedades mecanicas deseadas. La utilizacion de fibras con una resistencia elevada dentro del material compuesto da como resultado, en general, una construccion con una relacion resistencia con respecto a peso considerable, y por este motivo los materiales compuestos se han utilizado ampliamente en las industrias aeroespacial y del automovil, incluidas aplicaciones de recipientes a presion.

Muchos de los componentes constituyentes de un material compuesto tales como una resina epoxi no serfan adecuados para el servicio criogenico en una forma homogenea en masa, principalmente por su caracter quebradizo a bajas temperaturas. No obstante, cuando los materiales constituyentes se combinan cuidadosamente en forma de fibras o de laminados con otros materiales constituyentes en una matriz, entonces la interaccion estructural es tal que pueden superarse las limitaciones del material constituyente homogeneo en masa.

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Se ha descubierto que la seleccion de la fibra es importante y se prefiere la utilizacion de fibras de carbono, de carbono, de aramida, de vidrio o de polietileno de peso molecular ultra alto de alta resistencia o combinaciones de las mismas. Por ejemplo, las resistencias a la traccion, los modulos de traccion y las densidades representativa de vidrio E, Kevlar-49, fibras de carbono MS-LM (resistencia media-modulo reducido) se encuentran en el orden: 3450, 3790, 4138 MPa para la resistencia a la traccion; 72, 124, 228 GPa para los modulos de traccion y 2,6, 1,4, 1,8 g/c3 para la densidad. Se ha descubierto que pueden utilizarse resinas termocurables y termoplasticas. La densidad del epoxi y de la PEEK (polieteretercetona) es en ambos casos de aproximadamente 1,3 g/cc. Se ha descubierto que utilizando un material compuesto que contiene algunos de estas fibras de alta resistencia, en particular en el primer elemento, se reduce sustancialmente el peso del accesorio de extremo a la vez que conserva la capacidad de retencion a alta presion.

Otra ventaja de la utilizacion de un material compuesto es que presenta una conductividad termica mas reducida que el acero. Normalmente la conductividad termica es de aproximadamente 0,1 a 1 W/m.°K, que es por lo menos un orden de magnitud inferior a la del acero inoxidable austenftico. Esto es particularmente ventajoso en aplicaciones criogenicas, dado que reduce la cantidad de aislamiento termico requerida para el accesorio de extremo para minimizar la influencia del calor que provoca la evaporacion del fluido criogenico. La evaporacion gaseosa proporciona ineficacia a la transferencia de lfquidos criogenicos y, por lo tanto, es muy deseable minimizar la tasa de evaporacion. Esto es particularmente importante en la transferencia de barco a barco en la que los accesorios de extremo de una manguera flexible criogenica flotante estan en contacto con el agua.

Debido a la conductividad termica inherente de materiales compuestos es posible construir en capas sucesivas de materiales o materiales compuestos aislantes exteriormente la capa de material compuesto interna utilizando el gradiente termico inherente. Las capas de aislamiento pueden ser, por ejemplo, fibras aislantes huecas en una resina termoplastica, o poliuretano (PU) aireado. La utilizacion de PU proporciona una capa protectora mecanica exterior potencialmente robusta. Asf, los elementos de extremo primero y/o segundo del accesorio de extremo pueden estar constituidos por una pluralidad de capas de material, siendo algunos de los mismos, o todos, un material compuesto que tiene preferentemente una conductividad termica de 2 W/m.°K o inferior, de forma mas preferida de 1 W/m.°K o inferior. Algunas capas de la primera y/o la segunda capa pueden ser de materiales no compuestos, tal como materiales polimericos no compuestos que tienen preferentemente una conductividad termica inferior a 2 W/m.°K, de forma mas preferida inferior a 1 W/m.°K. Los materiales no compuestos pueden ser una resina termoplastica o PU. Asf, es posible segun la invencion construir los componentes del accesorio de extremo mediante capas de material disenado para proporcionar las propiedades generales deseadas para el accesorio de extremo.

Se ha descubierto que es particularmente ventajoso utilizar las propiedades bastante inusuales de fibras de carbono y determinadas fibras de aramida, en particular la poli(fenilentereftalamida), conocida como Kevlar (marca comercial) o Twaron (marca comercial), en que muestran un CTE longitudinal negativo y un CTE transversal positivo. Por ejemplo, el CTE longitudinal para Kevlar-49 es de -2 x 10"6 °K-1 y en la direccion transversal es 68 x 10"6 °K-1. En una construccion de material compuesto laminado que contiene estas fibras la chapa se expande en la direccion de la fibra y se contrae transversalmente con la reduccion de la temperatura. Cabe mencionar que se desarrollan fuerzas de cizallamiento internas dentro de una disposicion simetrica equilibrada de capas y el resultado es una expansion longitudinal de la red al enfriar. Ajustando la direccion de la fibra es posible controlar la magnitud de la expansion al punto en el que se logra un CTE longitudinal efectivo de cero a aproximadamente -10 x 10-6 °K-1. Es posible construir el extremo de material compuesto para controlar la magnitud de los cambios dimensionales radiales por debajo del anillo de sellado para efectuar incluso un aumento de las presiones de contacto de sellado con la reduccion de la temperatura.

La tuberfa segun la invencion incluye una estructura tubular interior, comprendiendo la estructura tubular interior una manguera flexible, en la que la manguera flexible comprende un cuerpo tubular dispuesto entre elementos de sujecion interior y exterior, incluyendo el cuerpo tubular una capa de sellado y estando formado de un material capaz de resistir temperaturas criogenicas, en la que la estructura tubular interior tiene propiedades de aislamiento suficientes para proteger el conducto rfgido exterior de la baja temperatura del fluido criogenico que fluye en el interior de la estructura tubular interior.

En una forma de realizacion particularmente ventajosa, los extremos del conducto rfgido y la manguera flexible se sellan para evitar el ingreso de fluidos entre el conducto rfgido y la manguera.

En otra forma de realizacion particularmente ventajosa, por lo menos un extremo del tubo esta adaptado para conectarlo a un tubo vertical subacuatico.

El tubo segun la invencion es adecuado para su utilizacion en ubicaciones subacuaticas. Sin embargo, debe apreciarse que, cuando esta en uso, no todo el tubo esta dispuesto necesariamente debajo del agua.

La manguera incluye adicionalmente y unos medios de refuerzo axial.

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Preferentemente, se proporciona una capa de refuerzo adicional entre el elemento de sujecion exterior y los medios de refuerzo axial.

El cuerpo tubular comprende preferentemente por lo menos dos de las capas de refuerzo, estando la capa de sellado intercalada entre las mismas.

La resistencia maxima de la(s) capa(s) de refuerzo se encuentra preferentemente entre 100 y 700 kN para un diametro de manguera de 8” (200 mm). Se prefiere que la deformacion de flexion de rotura de la(s) capa(s) de refuerzo se encuentre en el intervalo del 2% al 15%.

Preferentemente, los medios de refuerzo axial comprenden una cubierta generalmente tubular formada por una lamina de material proporcionada en forma tubular, de forma que la cubierta pueda mantener la integridad de su forma tubular cuando esta sometida a una tension axial. La manguera puede estar provista de dos o mas cubiertas tubulares con el fin de mejorar adicionalmente las prestaciones de la manguera bajo una tension axial. Los medios de refuerzo axial estan previstos en forma de una trenza generalmente tubular. En la presente memoria, el termino “trenza” se refiere a un material que esta formado por dos o mas fibras o hilos que se han entrelazado para formar una estructura alargada. Una caracterfstica de la trenza es que puede alargarse cuando esta sometida a una tension axial. Otra caracterfstica de la trenza es que cuando se proporciona en forma tubular, su diametro se reducira cuando la trenza esta sometida a una tension axial.

Asf, proporcionando una trenza tubular alrededor del cuerpo tubular, o dentro de la estructura del cuerpo tubular, la trenza ejercera una fuerza radial hacia dentro sobre por lo menos parte del cuerpo tubular cuando esta sometido a una tension axial. Se prefiere que la totalidad de la cubierta tubular se proporcione en forma de la trenza. No obstante, es posible que solo una o mas partes de la longitud de la cubierta tubular se proporcione en forma de la trenza. Tambien se prefiere que la trenza se extienda todo el recorrido alrededor de la circunferencia de la cubierta tubular. No obstante, es posible que solo parte de la circunferencia de la cubierta tubular se proporcione en forma de la trenza. La trenza puede proporcionarse en forma biaxial (es decir, en la que la trenza esta formada por solo dos fibras o hilos entrelazados) o en forma triaxial (es decir, en la que existen tambien fibras o hilos que se extienden longitudinalmente, para aumentar la resistencia axial).

Aunque se prefiere, segun la invencion, proporcionar los medios de refuerzo axial en forma de una trenza, en otros ejemplos pueden proporcionarse en otras formas que cumplan los requerimientos funcionales especificados anteriormente. Asf, los medios de refuerzo axial pueden proporcionarse como una disposicion adecuada de cuerdas o cordones enrollados helicoidalmente alrededor del cuerpo tubular.

Asf, alternativamente, o adicionalmente, en otro ejemplo los medios de refuerzo axial comprenden una pluralidad de tiras de refuerzo axial que se extienden a lo largo de la longitud de la manguera. Las tiras de refuerzo axial se encuentran preferentemente de forma equidistante alrededor de la circunferencia de la manguera. Puede haber dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho o mas tiras. De forma mas preferida habra tres, cuatro, cinco o seis tiras, y de la forma mas preferida cuatro o seis tiras. Preferentemente cada tira de refuerzo axial esta fabricada de una tela que tiene una trama y una urdimbre. De forma mas preferida, la urdimbre de cada una de las tiras de refuerzo axial esta dispuesta en un angulo de 0° a 10° con respecto al eje longitudinal de la manguera. De forma aun mas preferida, la urdimbre de cada una de las tiras de refuerzo axial esta dispuesta en un angulo de 0° a 5° con respecto al eje longitudinal de la manguera. De la forma mas preferida, la urdimbre de cada una de las tiras de refuerzo axial esta dispuesta en un angulo de 0° a 2° con respecto al eje longitudinal de la manguera.

Los medios de refuerzo axial pueden disponerse entre el elemento de sujecion exterior y el cuerpo tubular. Alternativamente, los medios de refuerzo axial pueden incorporarse dentro del cuerpo tubular, es decir, entre la capa de refuerzo y la capa de sellado.

Los materiales de construccion de la manguera deben seleccionarse de modo que permitan a la manguera actuar en el entorno para que el que esta prevista. Asf, existe la necesidad de una manguera que permita el transporte de fluidos presurizados a traves de la misma sin escapes del fluido a traves de las paredes de la manguera. Existe tambien la necesidad de que la manguera resista flexiones repetidas y que resista las tensiones axiales provocadas por la combinacion del peso de la manguera y del fluido. Es decir, si la manguera esta prevista para su utilizacion en el transporte de fluidos criogenicos, los materiales deberan ser capaces de operar a temperaturas extremadamente frfas sin que se produzca ninguna reduccion en sus prestaciones. El proposito principal de la, o cada, capa de refuerzo es resistir las tensiones circunferenciales a las que esta sometida la manguera durante el transporte de fluidos a traves de la misma. Asf, cualquier capa de refuerzo que tenga el grado de flexibilidad requerido, y que pueda resistir las tensiones necesarias, sera adecuada. Es decir, si la manguera esta prevista para el transporte de fluidos criogenicos, entonces la, o cada, capa de refuerzo debe ser capaz de resistir temperaturas criogenicas.

Se prefiere que la, o cada, capa de refuerzo este formada por una lamina de material que se ha enrollado en una forma tubular enrollando el material de lamina de una forma helicoidal. Esto significa que la, o cada, capa de refuerzo no presenta mucha resistencia a la tension axial, dado que la aplicacion de una fuerza axial tendera a separar los enrollamientos. La, o cada, capa de refuerzo puede comprender una unica capa continua del material

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laminar o puede comprender dos o mas capas continuas del material laminar. No obstante, mas habitualmente (y en funcion de la longitud de la manguera), la, o cada, capa de material laminar estara compuesta por una pluralidad de tramos separados de material laminar dispuestos a lo largo de la longitud de la manguera.

En una forma de realizacion preferida, la, o cada, capa de refuerzo comprende una tela, del modo mas preferido una tela tejida. La, o cada, capa de refuerzo puede ser un material natural o sintetico. La, o cada, capa de refuerzo esta constituida convenientemente por un polfmero sintetico, tal como un poliester, una poliamida o una poliolefina. El polfmero sintetico puede proporcionarse en forma de fibras, o de un hilo, a partir del que se fabrica la tela.

Cuando la, o cada, capa de refuerzo comprende un poliester, este es preferentemente poli(tereftalato de etileno). Cuando la, o cada, capa de refuerzo comprende una poliamida, esta puede ser una poliamida alifatica, tal como un nailon, o puede ser una poliamida aromatica, tal como un compuesto de aramida. Por ejemplo, la, o cada, capa de refuerzo puede ser una poli-(p-fenilentereftalamida) tal como KEVLAR (marca comercial registrada).

Cuando la, o cada, capa de refuerzo comprende una poliolefina, esta puede ser un homopolfmero de polietileno, polipropileno o polibutileno o un copolfmero o terpolfmero de los mismos y esta orientada preferentemente de forma monoaxial o biaxial. Mas preferentemente, la poliolefina es un polietileno, y del modo mas preferente el polietileno es un polietileno de alto peso molecular, especialmente UHMWPE. En una forma de realizacion preferida, los medios de refuerzo axial son tambien UHMWPE.

El UHMWPE utilizado en la presente invencion tendra en general un peso molecular promedio en peso superior a 400.000, normalmente superior a 800.000 y habitualmente superior a 1.000.000. El peso molecular promedio en peso no excedera habitualmente de aproximadamente 15.000.000. El UHMWPE esta caracterizado preferentemente por un peso molecular de aproximadamente 1.000.000 a 6.000.000. El UHMWPE mas util de la presente invencion esta muy orientado y se habra estirado habitualmente por lo menos 2-5 veces en una direccion y por lo menos 10-15 veces en la otra direccion.

El UHMWPE mas util en la presente invencion tendra en general una orientacion paralela superior al 80%, mas habitualmente superior al 90 % preferentemente superior al 95%. La cristalinidad sera en general superior al 50%, mas habitualmente superior al 70%. Es posible una cristalinidad de hasta el 85-90%.

El UHMWPE se describe, por ejemplo, en los documentos US-A-4344908, US-A-4411845, US-A4422993, US-A-4430383, US-A-4436689, EP-A-183285, EP-A-0438831 y EP-A0215507.

Es particularmente ventajoso que la, o cada, capa de refuerzo comprenda un UHMWPE muy orientado, tal como el que se encuentra disponible en DSM High Performance Fibres BV (una companfa de los Pafses Bajos) con la denominacion comercial DYNEEMA, o que se encuentra disponible en la US corporation AlliedSignal Inc. con la denominacion comercial SPECTRA. En el folleto comercial titulado “DYNEEMA; the top performance in fibers; properties and application” publicado por DSM High Performance Fibers BV, edicion 02/98 se dan a conocer detalles adicionales sobre el DYNEEMA. En el folleto comercial titulado “Spectra Performance Materials” publicado por AlliedSignal Inc., edicion 5/96 se dan a conocer detalles adicionales sobre SPECTRA. Estos materiales estan disponibles desde la decada de 1980.

En la forma de realizacion preferida, la, o cada, capa de refuerzo comprende una tela tejida formada por fibras dispuestas en una direccion de trama y urdimbre. Se ha descubierto que es particularmente ventajoso que la, o cada, capa de refuerzo este dispuesta de forma que la direccion de urdimbre de la tela se encuentre en un angulo inferior a 20° con respecto a la direccion axial de la manguera; tambien se prefiere que este angulo sea superior a 5°. En la forma de realizacion preferida, la, o cada, capa de refuerzo esta dispuesta de modo que la direccion de urdimbre de la tela se encuentre en un angulo de 10° a 20°, del modo mas preferido a aproximadamente 15°, con respecto a la direccion axial de la manguera.

El proposito de la capa de sellado es principalmente evitar la fuga de fluidos transportados a traves del cuerpo tubular. Asf, sera adecuada cualquier capa de sellado que tenga el grado requerido de flexibilidad y que pueda proporcionar la funcion de sellado deseada. Es decir, si la manguera esta prevista para el transporte de fluidos criogenicos, entonces la capa de sellado debe ser capaz de resistir temperaturas criogenicas.

La capa de sellado puede estar fabricada de los mismos materiales basicos que la, o cada, capa de refuerzo, en particular UHMWPE. Como alternativa, la capa de sellado puede ser un fluoropolfmero, tal como: politetrafluoroetileno (PTFE); un copolfmero de etileno-propileno fluorados, tal como un copolfmero de hexafluoropropileno y tetrafluoroetileno (tetrafluoroetileno-perfluoropropileno) disponible en DuPont Fluoroproducts con la denominacion comercial Teflon FEP; o un hidrocarburo fluorado - perfluoroalcoxi - disponible en DuPont Fluoroproducts con la denominacion comercial Teflon PFA. Estas pelfculas pueden fabricarse mediante extrusion o mediante soplado.

Se prefiere que la, o cada, capa de sellado este formada por una lamina de material que se ha enrollado en una forma tubular enrollando el material de lamina de una forma helicoidal. Como con las capas de refuerzo, esto

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significa que la, o cada, capa de sellado no presentara mucha resistencia a la tension axial, dado que la aplicacion de una fuerza axial tendera a separar los enrollamientos. La capa de sellado puede comprender una unica capa continua del material laminar o puede comprender dos o mas capas continuas del material laminar. No obstante, mas habitualmente (y en funcion de la longitud del tubo flexible) la, o cada, capa del material laminar estarfa formada por una pluralidad de tramos separados de material laminar dispuestos a lo largo de la longitud de la manguera. Si se desea, la capa de sellado puede comprender una o mas mangas (es decir, con forma tubular) de sellado termocontraibles que estan dispuestas sobre la capa de refuerzo interior.

Se prefiere que la capa de sellado comprenda una pluralidad de capas de pelfcula superpuestas. Preferentemente seran por lo menos 2 capas, de forma mas preferida por lo menos 5 capas y de forma aun mas preferida por lo menos 10 capas. En la practica, la capa de sellado puede comprender 20, 30, 40, 50 o mas capas de pelfcula. El lfmite superior del numero de capas depende del tamano total de la manguera, pero es improbable que se requieran mas de 100 capas. Habitualmente, sera suficiente un maximo de 50 capas. El espesor de cada capa de pelfcula se encontrara normalmente en el intervalo de 50 a 100 micrometros.

Se apreciara, por supuesto, que puede proporcionarse mas de una capa de sellado.

La capa de aislamiento puede fijarse al interior del tubo compuesto, es decir, disponerse en el interior del tubo compuesto. Como alternativa, la capa de aislamiento puede disponerse entre la manguera y el tubo compuesto como una capa que esta separada de la manguera y el conducto rfgido.

No obstante, se prefiere que la capa de aislamiento se incorpore a la manguera. La capa de aislamiento puede fijarse en el exterior de la manguera, es decir, disponerse fuera del elemento de sujecion exterior, o puede disponerse dentro del elemento de sujecion exterior entre el elemento de sujecion exterior y la capa de sellado del cuerpo tubular. La capa de aislamiento puede comprender cualquier material que se utilice convencionalmente para proporcionar aislamiento en equipos criogenicos, tal como un material de espuma sintetica.

En una forma de realizacion preferida, la capa de aislamiento comprende un elemento alargado, fabricado de un material aislante, que tiene bordes longitudinales opuestos, estando el elemento alargado enrollado helicoidalmente alrededor del cuerpo tubular de forma que los bordes longitudinales opuestos de la capa esten en una disposicion adyacente o superpuesta, en la que cada borde longitudinal incluye una formacion capaz de interengranarse con una formacion cooperante del borde longitudinal opuesto. El elemento alargado se dispone preferentemente en el exterior del elemento de sujecion exterior, y por lo tanto forma una cubierta para la capa exterior. Un elemento alargado adecuado se describe en mas detalle en el documento WO 2004/044472.

En otra forma de realizacion preferida, la capa de aislamiento incluye una tela formada por fibras de basalto. Algunas telas de fibra de basalto adecuadas estan disponibles en Sudaglass Fiber Company con las denominaciones comerciales 8T-5, BT-8, BT-10, BT-11 y BT-13. El espesor preferido de la tela es de aproximadamente 0,1 mm hasta aproximadamente 0,3 mm. Si se desea, se puede utilizar una pluralidad de capas de tela de basalto.

Se apreciara que puede proporcionarse mas de una capa de aislamiento y que la manguera puede incluir dos o mas tipos diferentes de capa de aislamiento.

Se proporciona un accesorio de extremo preferentemente en cada extremo de la manguera. El accesorio de extremo es preferentemente del tipo descrito en el documento WO 01/96772 o el documento WO 2004/079248.

Los elementos de sujecion interior y exterior de la manguera son preferentemente elementos de sujecion helicoidales, de forma mas preferida alambres helicoidales. Asf, los elementos de sujecion forman cada uno preferentemente un enrollamiento que sujeta y retiene el cuerpo tubular y cualesquiera otras capas intermedias. Preferentemente, los enrollamientos interior y exterior se aplican en una configuracion helicoidal que tiene el mismo paso, y las posiciones de los enrollamientos del enrollamiento exterior se encuentran de forma desplazada la mitad de la longitud de un paso de la posicion de los enrollamientos del enrollamiento interior.

En otra forma de realizacion, la estructura tubular interior esta provista de una capa de aislamiento formada por un material de aislamiento. La capa de aislamiento puede ser una capa especial del cuerpo tubular o puede ser una capa formada alrededor del elemento de sujecion exterior.

En otra forma de realizacion se proporciona una capa de aislamiento formada por un material de aislamiento entre la estructura tubular interior y el tubo exterior.

En otra forma de realizacion puede proporcionarse el aislamiento mediante un material de aislamiento en partfculas (por ejemplo, perlas) dispuesto en el espacio entre la estructura tubular interior y el tubo exterior. Las partfculas aislantes pueden estar constituidas, normalmente, por microesferas de vidrio, perlita, partfculas de poliestireno. Las partfculas pueden disponerse en el espacio simplemente bombeandolas entre la estructura tubular interior y el conducto exterior.

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El aislamiento requerido puede proporcionarse mediante cualquier combinacion de las tecnicas especfficas descritas anteriormente.

Las dimensiones de la manguera y el tubo compuesto pueden seleccionarse o bien de modo que estos esten en contacto o bien, preferentemente, de modo que exista un hueco entre la manguera y el tubo compuesto. Preferentemente, estan previstos uno o mas espaciadores entre la estructura tubular interior y el tubo compuesto con el fin de mantener el conducto a una determinada distancia de la estructura tubular interior. El, o cada, espaciador comprende preferentemente un anillo que se extiende alrededor del exterior de la manguera. Pueden estar previstos una pluralidad de dichos anillos a lo largo de la longitud de la manguera. El, o cada, espaciador puede ser, por ejemplo, poliuretano, PTFE, o una madera tal como madera de balsa o corcho. El, o cada, anillo espaciador puede ser de caucho, si existe un aislamiento subyacente suficiente para proteger el espaciador de caucho de la temperatura de los fluidos criogenicos que se van a transportar a traves de la estructura tubular interior.

En otra forma de realizacion, el espaciador puede estar en forma de una cuerda o una varilla enrollada de una forma helicoidal entre la estructura tubular interior y el tubo exterior. El enrollamiento puede tener un paso largo y/o un paso corto. La cuerda o la varilla pueden ser, por ejemplo, una cuerda de poliester, una tira de poliuretano de seccion transversal rectangular o un caucho de seccion transversal circular.

El tubo segun la invencion es util en una amplia diversidad de aplicaciones, pero es especialmente util en el transporte de fluidos criogenicos, especialmente fluidos a una temperatura inferior a -100°C, de forma mas preferida a una temperatura igual o inferior a aproximadamente -104°C (el punto de ebullicion del etileno) y de la forma mas preferida fluidos a una temperatura igual o inferior a aproximadamente -150°C. El tubo puede transportar eficazmente GNL a temperaturas de aproximadamente -162°C, y puede transportar eficazmente oxfgeno lfquido o nitrogeno lfquido a temperaturas de aproximadamente -183°C o -196°C respectivamente. En la practica, la temperatura practica mas reducida a la que se utilizara el tubo sera de aproximadamente 200°C a -220°C.

El diametro interior del conducto rfgido es preferentemente por lo menos de 150 mm. De forma mas preferida, el diametro interior de la manguera es preferentemente por lo menos de 150 mm. El diametro interior de la manguera puede ser de hasta 400 mm o incluso de hasta 600 mm u 800 mm.

El tubo se suministra normalmente en tramos de 5 m a 20 m de longitud, aunque es posible suministrar tramos de tubo que sean mas largos o mas cortos. Las secciones del tubo pueden unirse entre si para proporcionar una tuberfa de la longitud deseada, que puede ser de unas pocas decenas o unos pocos centenares o de hasta unos pocos miles de metros.

El tubo segun la invencion puede fabricarse disponiendo la manguera, o una secuencia que comprende multiples tramos de la manguera conectados extremo a extremo, dentro del conducto rfgido, por ejemplo, tirando del mismo a traves del conducto.

En general, la presion de operacion del tubo se encontrara en el intervalo de aproximadamente 500 kPa manometricos hasta aproximadamente 2000 kPa manometricos, o posiblemente hasta aproximadamente 2500 kPa manometricos. Estas presiones se refieren a la presion de operacion de la manguera, no a la presion de rotura (que debe ser varias veces superior). El caudal volumetrico depende del medio fluido, la presion y el diametro interior. Son tfpicos caudales de 1000 m3/h hasta 12000 m3/h.

Segun otra forma de realizacion de la invencion se proporciona una tuberfa que comprende una pluralidad de tubos tal como se han descrito anteriormente, estando dichos tubos conectados extremo a extremo. La tuberfa puede tener unos pocos metros de longitud, pero preferentemente la longitud de la tuberfa es por lo menos de 100 m, de forma mas preferida por lo menos de 200 m y de la forma mas preferida por lo menos de 500 m. Preferentemente la tuberfa tiene una longitud no superior a 5000 m, de forma mas preferida no superior a 2000 m, y puede tener una longitud inferior a 1000 m. Normalmente la longitud es de aproximadamente 100 m a 2000 m.

El tubo segun la invencion es particularmente util en aplicaciones que implican el transporte de fluidos, especialmente fluidos criogenicos, a lo largo del lecho marino. El tubo puede requerirse para transportar los fluidos entre dos estructuras marinas de superficie, o entre una estructura marina de superficie y una estructura con base en tierra.

La estructura marina de superficie puede ser una estructura permanente o una estructura temporal, y esta dispuesta en la superficie del agua; se apreciara que en circunstancias normales parte de la estructura se extendera por encima de la superficie del agua y parte de la estructura estara sumergida. Una estructura permanente es una que, despues de su instalacion, permanece fijada permanentemente en una posicion por encima del lecho marino. Los ejemplos de estructuras permanentes incluyen una estructura de soporte de armazon de acero y una estructura de soporte de base de gravedad. Una estructura temporal es una que puede moverse de una ubicacion a otra. Algunos ejemplos de estructura temporal son una embarcacion flotante, que tiene habitualmente un casco de acero u hormigon, tal como un barco o una barcaza o una plataforma semisumergible o de piernas tensadas. Otro ejemplo de una estructura temporal es una unidad flotante de produccion, almacenamiento y descarga. La estructura marina

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de superficie puede tener medios para extraer petroleo o gas del subsuelo marino. Adicionalmente o en lugar de ello, la estructura marina de superficie puede tener medios para almacenar petroleo o gas, y el gas puede encontrarse en forma lfquida.

Asf, segun otro aspecto de la invencion, se proporciona un sistema para transportar fluidos entre una primera estructura marina de superficie y una segunda estructura marina de superficie, que comprende un primer tubo vertical conectado operativamente a una primera estructura marina de superficie y a un primer extremo de una tuberfa dispuesta a lo largo del lecho marino, un segundo tubo vertical conectado operativamente a la segunda estructura marina de superficie y a un segundo extremo de la tuberfa, por el que pueden fluir fluidos desde la primera estructura marina de superficie a la segunda estructura marina de superficie o viceversa, en el que por lo menos una parte de la tuberfa esta formada por un tubo segun la invencion tal como se ha descrito anteriormente.

Segun otra disposicion, se proporciona un sistema para transportar fluidos entre una primera estructura marina de superficie y una estructura con base en tierra que comprende un primer tubo vertical conectado operativamente a la primera estructura marina de superficie y a un primer extremo de una tuberfa dispuesta a lo largo del lecho marino, una tuberfa conectada operativamente a la estructura con base en tierra y a un segundo extremo de la tuberfa, por el que pueden fluir fluidos desde la primera estructura marina de superficie a la estructura con base en tierra o viceversa, en el que por lo menos una parte de la tuberfa esta formada por un tubo segun la invencion tal como se ha descrito anteriormente. La estructura con base en tierra puede ser, por ejemplo, una instalacion de almacenamiento con base en tierra.

En una forma de realizacion el sistema incluye una boya ubicada en la superficie, y el primer y/o el segundo tubo vertical se extiende desde la boya hasta la estructura submarina, y la manguera se sujeta por medio de la boya. El sistema CALM descrito anteriormente es un ejemplo de dicho sistema.

No obstante, el sistema segun la invencion puede ser un sistema CMBM, en el que la manguera segun la invencion se extiende directamente desde la estructura marina de superficie a la estructura submarina.

El sistema segun la invencion puede ser, en cambio, un sistema SALM, en el que una boya de superficie esta unida a un conector submarino ubicado en el lecho marino y la manguera se extiende directamente desde la estructura marina de superficie hasta el conector submarino.

En los sistemas descritos anteriormente, se proporciona preferentemente ademas un conector de fluidos sujetado por la boya. El conector de fluidos esta adaptado para conectarlo en comunicacion fluida con el extremo superior del tubo vertical que se extiende desde la estructura submarina y para conectarlo en comunicacion fluida con la tuberfa que se extiende desde la estructura submarina. De este modo el fluido puede fluir desde la tuberfa hasta el tubo vertical a traves del conector. El conector es preferentemente giratorio, de forma que la superficie de la estructura marina pueda girar alrededor de la boya. Esta forma de conector se conoce habitualmente como “conector giratorio”. Un ejemplo de un conector giratorio adecuado para transportar fluidos criogenicos se divulga en el documento EP 0 833 769.

El sistema segun la invencion tambien puede utilizarse en el tipo de sistema descrito en el documento WO2006/044053, en el que se proporciona una boya sumergible. Asf, segun otro aspecto de la invencion se proporciona un sistema para transportar un fluido criogenico entre una estructura marina de superficie y una tuberfa, que comprende: a) un primer tubo vertical criogenico que tiene un primer extremo y un segundo extremo, siendo ajustable la posicion vertical de dicho primer tubo vertical, en el que dicho segundo extremo de dicho primer tubo vertical esta ubicado en un cuerpo de agua y en comunicacion fluida con dicha tuberfa; y b) un primer conector de torreta sumergible conectado a dicho primer extremo de dicho primer tubo vertical, estando dicho primer conector adaptado para conectarse de forma liberable a la estructura marina de superficie de modo que puede comunicarse un fluido criogenico entre dicha estructura marina de superficie y dicho primer extremo de dicho primer tubo vertical, estando dicho primer conector amarrado a la parte inferior de dicho cuerpo de agua de modo que la posicion vertical de dicho primer conector pueda modificarse, en el que el primer conector esta adaptado para permitir que dicha estructura marina de superficie gire alrededor de dicho conector sobre la superficie de dicho cuerpo de agua mientras dicha primera embarcacion esta conectada a dicho primer conector, en el que por lo menos parte de la tuberfa esta formada por tubos segun la invencion, tal como se ha descrito anteriormente.

Se apreciara que las estructuras marinas de superficie y submarinas estan dispuestas en el agua, es decir, en el mar, el oceano, un lago, un puerto u otro cuerpo de agua. No obstante, no existe una limitacion particular sobre la distancia de la estructura a la orilla, que puede ser, por ejemplo, de unos pocos metros, unos pocos centenares de metros, unos pocos kilometros o varios centenares de kilometros.

Segun otro aspecto de la invencion, se proporciona un procedimiento de transporte submarino de un fluido (que es preferentemente un fluido criogenico), que comprende hacer fluir el fluido a traves del tubo segun la invencion tal como se ha descrito anteriormente. Preferentemente, el tubo esta dispuesto en una ubicacion submarina. Preferentemente el tubo esta ubicado sobre el lecho marino.

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Se hace referencia a continuacion a los dibujos adjuntos, en los que: la figura 1 es una vista transversal de una porcion de un tubo segun la invencion; la figura 2 es una vista transversal de una manguera de un tubo segun la figura 1; y

la figura 3 es un diagrama esquematico que ilustra un sistema para transportar un fluido criogenico desde un barco al tubo segun la invencion.

Haciendo referencia en primer lugar a las figuras 1 y 2, una tuberfa segun la invencion se designa generalmente con el numero 100. La manguera comprende una manguera 10 y un tubo compuesto 30.

La manguera 10 comprende un cuerpo tubular 12 que comprende una capa de refuerzo interior 14, una capa de refuerzo exterior 16 y una capa de sellado 18 intercalada entre las capas 14 y 16. Una cubierta 20 generalmente tubular, en forma de una trenza, que proporciona refuerzo axial, se dispone alrededor de la superficie exterior de la capa de refuerzo exterior 16.

El cuerpo tubular 12 y la cubierta tubular 20 se disponen entre un alambre enrollado helicoidalmente interior 22 y un alambre enrollado helicoidalmente exterior 24. Los alambres interior y exterior 22 y 24 se disponen de modo que esten desplazados entre si una distancia que corresponde a la longitud de medio paso de la helice de los enrollamientos.

Esta dispuesta una capa de aislamiento 26 alrededor del alambre exterior 24. La capa de aislamiento 26 puede ser, por ejemplo, un material de aislamiento convencional, tal como una espuma de plastico.

Las capas de refuerzo 14 y 16 comprenden telas tejidas de material sintetico, tales como UHMWPE o fibras de aramida.

La capa de sellado 18 comprende una pluralidad de capas de pelfcula de plastico que estan enrolladas alrededor de la superficie exterior de la capa de refuerzo interior 14 para proporcionar un sellado hermetico a fluidos entre las capas de refuerzo interior y exterior 14 y 16.

Esta previsto un accesorio de extremo en cada extremo del tubo interior 10, que sirve para terminar el tubo 10. El accesorio de extremo puede ser, por ejemplo, el tipo de accesorio de extremo descrito en el documento WO01/96772 o el documento WO 2004/079248.

La manguera 10 puede formarse: enrollando el alambre interior 22 alrededor de un mandril; enrollando la capa de refuerzo interior 14 alrededor del alambre interior 22; enrollando la capa de sellado 18 alrededor de la capa de refuerzo interior 14; enrollando la capa de refuerzo exterior 16 alrededor de la capa de sellado 16, tirando de la cubierta tubular sobre la capa de refuerzo exterior 16, enrollando el alambre exterior 24 alrededor de la cubierta 20, y aplicando la capa de aislamiento 26 sobre el alambre exterior 24 y la cubierta 20.

En un ejemplo no comprendido dentro del alcance de la invencion, el tubo compuesto 30 comprende un tubo metalico 32 que porta un recubrimiento exterior impermeable al agua 34.

Existe un espacio anular 36 formado entre el tubo metalico 30 y la manguera 10. El espacio anular 36 puede dejarse como espacio libre o puede llenarse parcialmente o completamente con un material aislante 38 (como se muestra en la figura 1). Cuando el espacio anular se deja como espacio libre, entonces pueden proporcionarse espaciadores (no mostrados) para mantener la manguera 10 en posicion con respecto al conducto rfgido 30. Los espaciadores pueden tener forma de disco, con una abertura circular interior que recibe la manguera 10.

El fluido que se va a transportar puede hacerse fluir a traves del espacio sustancialmente cilfndrico 40 del interior de la manguera 10.

La figura 3 es una ilustracion de un sistema de ejemplo que utiliza la tuberfa 100 segun la invencion. El sistema mostrado en la figura 3 es un sistema CALM, pero la tuberfa 100 podrfa aplicarse igualmente en otros sistemas, tales como el sistema SALM, el sistema CMBM y el sistema STM.

En la figura 3, un barco 300 que contiene una unidad de almacenamiento GNL (no representada) flota sobre la superficie del mar 302. Una tuberfa submarina 304 discurre a lo largo del lecho marino 306. Una boya de amarre de superficie 308 flota sobre la superficie del agua, a alguna distancia del barco 300. La boya 308 incluye un plato giratorio 310 en la parte superior de la misma, que puede girar con respecto a la parte submarina de la boya 308. Una cuerda de amarre 312 se extiende desde el barco 300 hasta el plato giratorio 310, y se extienden cadenas de anclaje 314 desde la base de la boya 308 hasta el lecho marino 306.

Una manguera 318 se extiende desde el barco 300 a la boya 308. La manguera 318 tiene una flotacion elevada, de

modo que pude flotar sobre la superficie del agua.

Una manguera 316 se extiende desde la boya 308 hasta la tuberfa 304. La manguera 316 esta conectada a la manguera 318, por la que pueden fluir fluidos desde la unidad de almacenamiento del barco 300 a la tuberfa 304 (o 5 viceversa). La tuberfa 304 esta realizada a partir de tramos del tubo 100 representado en la figura 1.

Se apreciara que la invencion descrita anteriormente puede modificarse dentro del alcance de las reivindicaciones.

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   REIVINDICACIONES

   1. Tuberfa para su utilizacion en aplicaciones criogenicas, que comprende una estructura tubular interior, comprendiendo la estructura tubular interior una manguera flexible (10), en la que la manguera flexible comprende:

   (i) un cuerpo tubular (12) dispuesto entre unos elementos de sujecion interior y exterior (22, 24), incluyendo el cuerpo tubular una capa de sellado (18), y estando formado por un material que puede resistir las temperaturas criogenicas; y

   (ii) una cubierta de refuerzo axial tubular (20) en forma de una trenza generalmente tubular dispuesta alrededor del cuerpo tubular y configurada para su alargamiento y reduccion en diametro cuando se somete a una tension axial,

   en la que la estructura tubular interior presenta unas propiedades de aislamiento suficientes para proteger el tubo compuesto de la temperatura baja del fluido criogenico que fluye dentro de la estructura tubular interior,

   caracterizada por que la tuberfa comprende ademas:

   un tubo compuesto (30) que rodea la estructura tubular interior y adecuado para transportar fluidos criogenicos, estando formado el tubo por un material compuesto, estando el material compuesto dispuesto de manera que el tubo presente un coeficiente longitudinal eficaz de expansion termica (“CTE”) de -10 x 10'6 0K'1 a cero, en la que el material compuesto es una fibra de aramida que presenta un CTE longitudinal negativo y un CTE transversal positivo.
2. 2. Tuberfa segun la reivindicacion 1, en la que el intervalo de CTE longitudinal es de -4 x 10-6 °K-1 a cero.
3. 3. Tuberfa segun la reivindicacion 1, en la que el intervalo de CTE longitudinal es de -2 x 10"6 °K"1 a cero.
4. 4. Tuberfa segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el cuerpo tubular comprende una capa de refuerzo interior y una capa de refuerzo exterior, y la capa de sellado esta dispuesta entre la capa de refuerzo interior y la capa de refuerzo exterior.
5. 5. Tuberfa segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas una capa de aislamiento dispuesta entre el tubo compuesto y la manguera.
6. 6. Tuberfa segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que puede resistir unas presiones internas superiores a 10 barg.
7. 7. Tuberfa segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que esta adaptada para ser conectada a una fuente de fluido gaseoso.
8. 8. Tuberfa segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que es una tuberfa submarina.
9. 9. Sistema para transportar fluidos criogenicos entre una primera estructura marina de superficie y una segunda estructura marina de superficie, que comprende un primer tubo vertical, un segundo tubo vertical y una tuberfa segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer tubo vertical esta conectado funcionalmente a la primera estructura marina de superficie y a un primer extremo de la tuberfa, que se dispone a lo largo de un lecho marino, y el segundo tubo vertical esta conectado funcionalmente a la segunda estructura marina de superficie y a un segundo extremo de la tuberfa, pudiendo asf fluir el fluido criogenico desde la primera estructura marina de superficie a la segunda estructura marina de superficie o viceversa.
10. 10. Procedimiento de transporte de un fluido criogenico subacuatico, que comprende el flujo del fluido criogenico a traves de una tuberfa segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
11. 11. Procedimiento segun la reivindicacion 10, en el que la tuberfa se dispone en una ubicacion subacuatica.
12. 12. Procedimiento segun la reivindicacion 10 u 11, en el que por lo menos parte de la tuberfa se ubica sobre el lecho marino.