ES2905147T3 - Limitador de curvatura - Google Patents

Abstract

Un aparato para limitar la flexión de un elemento tubular bajo el agua (1), comprendiendo dicho aparato una pluralidad de módulos entrelazados, cada uno formado por un primer componente de media carcasa (2) desplazado circunferencialmente de un segundo componente de media carcasa (3), cada uno de dichos primer y segundo componentes de media carcasa que comprenden un primer extremo y un segundo extremo y bordes laterales (18) que se extienden entre el primer y el segundo extremo, en el que el primer componente de media carcasa comprende uno o más salientes (19) que se extienden desde el borde lateral del mismo y comprendiendo el segundo componente de media carcasa una o más ranuras (21) en el borde lateral del mismo, estando los salientes y las ranuras en ángulo desde los bordes laterales de los componentes de la primera y la segunda media carcasa hacia el primer extremo de los componentes, siendo la disposición tal que cuando se ensamblan juntas, cada uno de las uno o más salientes del primer componente de media carcasa, se interconectan con una correspondiente ranura del segundo componente de media carcasa para asegurar la unión de las dos medias carcasas de manera que las dos medias carcasas no puedan separarse radialmente sin el desplazamiento axial de un componente de media carcasa con respecto al otro.

Description

DESCRIPCIÓN

Limitador de curvatura

Esta invención se refiere a limitadores de curvatura y más específicamente a componentes modulares de un limitador de curvatura y más particularmente aún, a componentes modulares de un limitador de curvatura que pueden conectarse entre sí sin el uso de fijaciones adicionales tales como pernos, pasadores o varillas.

En la industria de petróleo y gas en alta mar, se utiliza una variedad de elementos tubulares, elevadores, cables, tuberías, umbilicales y similares para diferentes operaciones, como por ejemplo, para transportar hidrocarburos desde depósitos submarinos a instalaciones de superficie, proporcionar una vía dedicada para herramientas de fondo de pozo, fluidos, circulación de agua, lodo o suministro de líneas eléctricas y de control a los equipos submarinos para que puedan ser operados de forma remota, como por ejemplo desde una instalación de superficie. Estos elementos tubulares pueden ser de naturaleza rígida o flexible.

Una ventaja de un elemento flexible es que la estructura del elemento le permite doblarse para tomar diferentes orientaciones a través del agua. Esto puede ayudar a mitigar el movimiento del elemento dentro del mar, por ejemplo debido a las corrientes, para evitar daños a una plataforma de superficie flotante, permite que el elemento se recupere más fácilmente y se reutilice en otra ubicación donde hay una orientación diferente del elemento flexible a través del agua entre el equipo submarino y una instalación de superficie y permite almacenar el elemento flexible más fácilmente antes de su uso o durante el transporte entre operaciones.

Todos estos elementos flexibles, incluidos cables, tubos flexibles y umbilicales, tienen un radio de curvatura máximo por encima del cual, si el elemento tubular continúa curvándose, puede dañarse y quedar inutilizable para su funcionamiento. Una de las áreas principales en las que se puede producir una flexión excesiva es en el punto de unión entre el elemento flexible y otro componente rígido. En la industria de petróleo y gas en alta mar, esto suele ser una terminación del extremo de la tubería, ya sea en el extremo superior del elemento flexible que permite la conexión a una plataforma de superficie o, en el extremo inferior del elemento flexible que permite la conexión del elemento flexible a una instalación submarina, como por ejemplo, un cabezal de pozo submarino o un colector. Pueden surgir problemas similares en los cruces de tuberías rígidas, salidas de tubos en J y conexiones de cabezales de pozo.

Los limitadores de curvatura se utilizan generalmente para proporcionar protección al elemento flexible en estos puntos de conexión con otro equipo rígido con el fin de evitar que el elemento flexible experimente un radio de curvatura mayor que el para el que está diseñado el elemento. Un limitador de curvatura es un dispositivo que se monta alrededor del extremo del elemento flexible y facilita la unión del elemento flexible a estructuras o componentes rígidos adyacentes y le permite al elemento flexible un grado de libertad de movimiento y tomar la posición u orientación requerida al tiempo que evita que el elemento tubular se doble demasiado.

Los limitadores de curvatura generalmente comprenden una serie de módulos tubulares huecos, cada uno de los cuales puede moverse lateralmente en una cantidad controlada con respecto a los módulos adyacentes. Si bien el movimiento lateral de cada módulo individual con respecto a su módulo adyacente puede ser bastante pequeño, el movimiento lateral general a lo largo de la serie de módulos puede ser significativo.

Cada módulo puede comprender un primer extremo ensanchado con un receptáculo interno perfilado y un segundo extremo alargado que es de menor diámetro que el extremo ensanchado y que tiene un perfil de collarín. El extremo alargado de un módulo tubular se puede recibir dentro del receptáculo perfilado de un módulo tubular adyacente.

Un orificio interno se extiende a través del módulo desde el extremo ensanchado hasta el extremo alargado. El diámetro del orificio aumenta normalmente a medida que se extiende a través del extremo alargado. A medida que un cable, umbilical u otro elemento flexible pasa a través de la serie de módulos tubulares del limitador de curvatura, el elemento flexible se puede doblar y los módulos en la serie de módulos del limitador de curvatura se pueden mover, con relación al módulo adyacente, para acomodar el doblado del elemento flexible y permitir que el elemento flexible adopte la orientación requerida. La geometría de los módulos del limitador de curvatura es tal que limita el movimiento lateral relativo de un módulo con respecto al módulo adyacente y esto, en combinación con el número de módulos en la serie, controla la curvatura general que puede hacer el elemento flexible. Por lo tanto, el elemento flexible permanece protegido por el limitador de curvatura que evita que se produzca una curvatura excesiva.

Los módulos individuales del limitador de curvatura a menudo están formados por dos componentes de media carcasa que se unen para rodear el elemento tubular que se protege. En algunos casos, cada uno de los componentes de media carcasa puede estar formados con rebordes que se atornillan entre sí para formar un módulo del limitador de curvatura. Los sistemas de conexión conocidos para limitadores de curvatura modulares incluyen los documentos GB2540780, EP2802800 y AU2012375200. Si bien estos diversos sistemas brindan algunas ventajas sobre los sistemas atornillados estándar, requieren o bien que se proporcionen medios de seguridad adicionales para conectar entre sí las dos mitades de un módulo limitador de curvatura y, por lo tanto, la instalación del limitador de curvatura requiere que el operador manipule las medias carcasas en la posición requerida y asegure cada par de medias carcasas juntas, o bien que tengan geometrías muy complicadas que limitan las capacidades de carga y restringen la deformación angular de la serie de módulos.

La presente invención tiene como objetivo proporcionar un limitador de curvatura modular que se puede instalar más rápidamente y requiere que se tengan que unir menos componentes individuales.

Los documentos US 9593793, WO 2016/080827, US 9249633 y EP 2700864 describen otros sistemas de conexión conocidos para limitadores de curvatura modulares.US 9593793 describe un módulo en el que dos componentes de media carcasa están articulados entre sí en un borde trasero, entrelazando de este modo pestañas y receptores.

EP2700864 describe un módulo limitador de curvatura que tiene salientes y ranuras que permiten solo un acoplamiento radial y requieren medios de sujeción adicionales.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un limitador de curvatura modular que se puede instalar sin el uso de medios de fijación, tales como pernos o tornillos, entre los componentes de la media carcasa de cada módulo, o entre módulos adyacentes.

Además, la presente invención tiene como objetivo proporcionar un módulo de un limitador de curvatura formado por dos componentes de media carcasa en el que los componentes de la media carcasa tienen conexiones de acoplamiento mutuo que se interconectan mediante el movimiento axial relativo de los componentes pero que evitan la desconexión radial de los componentes.

Declaraciones de la invención

En las reivindicaciones independientes se establecen las formas de realización de acuerdo con la invención junto a otras realizaciones alternativas como se establecen en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con un aspecto, se proporciona un aparato para restringir la flexión de un elemento tubular bajo el agua, comprendiendo dicho aparato una pluralidad de módulos entrelazados, cada uno de ellos formado por un primer componente de media carcasa desplazado circunferencialmente con respecto a un segundo componente de media carcasa, en el que el primer componente de media carcasa comprende uno o más salientes que se extienden desde un borde lateral del mismo y el segundo componente de media carcasa comprende una o más ranuras en un borde lateral del mismo, estando los salientes y las ranuras en ángulo con respecto a los bordes laterales de los componentes de la primera y segunda media carcasa, siendo la disposición de tal manera que cuando se ensamblan juntos, cada uno de los uno o mas salientes del primer componente de la primera media carcasa se interconectan con una ranura correspondiente del componente de la segunda media carcasa para asegurar las dos medias carcasas juntas.

Dado que los salientes y las ranuras están en ángulo con respecto a las paredes laterales de los componentes de la primera y segunda media carcasa, el acoplamiento mutuo de el o los saliente (s) del componente de la primera media carcasa con la (s) ranura (s) del segundo componente de la media carcasa, requiere un movimiento axial relativo de los componentes de la primera y segunda media carcasa. Una vez que el o los saliente (s) y la (s) ranura (s) están interconectadas, los componentes de la primera y segunda media carcasa no se pueden separar radialmente.

Ventajosamente, los salientes del primer componente de media carcasa y las ranuras del segundo componente de media carcasa se proporcionan en ambos bordes laterales de los respectivos componentes.

Preferiblemente, los salientes y ranuras se proporcionan en un ángulo de entre 40 y 50 grados con los bordes laterales de los componentes.

Más preferiblemente, los salientes y las ranuras se proporcionan en un ángulo de aproximadamente 45 grados con los bordes laterales de los componentes.

Ventajosamente, el primer componente de media carcasa comprende dos salientes en ángulo y el segundo componente de media carcasa comprende dos ranuras cooperantes en ángulo. Convenientemente, las ranuras del segundo componente de la media carcasa tienen una profundidad de aproximadamente el 50% del grosor del segundo componente de la media carcasa.

Convenientemente, los salientes también tienen un grosor de alrededor del 50% del grosor del primer componente de la media carcasa.

De manera ventajosa, cada saliente comprende una parte de base en la región donde el saliente se encuentra con el borde lateral del primer componente de media carcasa.

Convenientemente, la parte de base de cada saliente tiene un ancho mayor que el resto del saliente.

Ventajosamente, la longitud de la o de cada ranura es mayor que la longitud de el o de cada saliente.

Convenientemente, cada uno de los componentes de la primera y segunda media carcasa comprende una parte hembra y una parte macho.

Ventajosamente, se forma un receptáculo en la parte hembra de cada componente de media carcasa.

Preferiblemente, se forma un canal a través de cada componente de media carcasa desde la parte hembra a la parte macho. El canal está abierto en cada extremo y forma un conducto a través del cual puede pasar un elemento tubular.

Preferiblemente, la parte macho del conducto comprende un cuello alargado. Preferiblemente también, el diámetro del cuello es menor que el diámetro de la parte hembra de los componentes. Preferiblemente también, el cuello termina en una punta delantera. La punta delantera tiene un diámetro mayor que el del cuello pero menor que el de la parte hembra. Ventajosamente, se proporciona una primera superficie de tope entre el cuello y la punta delantera.

Convenientemente, se proporciona una segunda superficie de tope dentro del receptáculo de la parte hembra.

Preferiblemente, se proporciona una tercera superficie de tope entre la parte hembra y la parte del cuello.

Convenientemente, se proporciona una cuarta superficie de tope en una superficie de extremo exterior de la parte hembra.

La disposición de las superficies de tope es tal que cuando una pluralidad de componentes modulares están interconectados, la primera y la tercera superficies de tope de un primer módulo se apoyan en las superficies de tope segunda y cuarta, respectivamente, de un segundo módulo.

Según un segundo aspecto, se proporciona un módulo de un aparato limitador de curvatura que comprende un primer componente de media carcasa desplazado circunferencialmente de un segundo componente de media carcasa, en el que el primer componente de media carcasa comprende uno o más salientes y el segundo componente de media carcasa comprende una o más ranuras, siendo la disposición tal que cada uno de los salientes del primer componente de media carcasa está interconectado con una ranura correspondiente del segundo componente de media carcasa y en la que los salientes y las ranuras están en ángulo de modo que los componentes de la primera y de la segunda media carcasa no se pueden separar radialmente.

A continuación se describirán formas de realización ejemplares de la presente invención haciendo referencia a las figuras adjuntas en las que:

La figura 1 es una vista lateral interna de un primer componente de media carcasa de un módulo de un limitador de curvatura según una forma de realización de la presente invención;

La figura 2 es una vista lateral externa del primer componente de media carcasa de la figura 1;

La figura 3 es una vista lateral interna de un segundo componente de media carcasa de un módulo de un limitador de curvatura según dicha forma de realización de la presente invención;

La figura 4 es una vista lateral externa del segundo componente de media carcasa de la figura 3;

La figura 5 es una vista lateral externa de un limitador de curvatura formado por una pluralidad de componentes entrelazados de las figuras 1 y 3, y

La figura 6 es una vista en sección transversal a través del limitador de curvatura de la figura 5.

Pasando ahora a los dibujos, un limitador de curvatura modular 1 está formado por una pluralidad de módulos de enclavamiento cada uno formado por un primer componente de media carcasa 2 desplazado circunferencialmente con respecto a un segundo componente de media carcasa 3 alrededor de un elemento tubular (no mostrado).

La primera media carcasa 2 se muestra en las figuras 1 y 2 y comprende un cuerpo tubular hueco con una parte hembra 4 en un extremo y una parte macho 5 en el otro. La parte hembra del cuerpo tubular comprende un receptáculo interno profundo 6 que es sustancialmente rectangular en vista en planta como se muestra en la Figura 1. El receptáculo tiene una pared de base anular interna 7, una pared superior interna 8 y paredes laterales internas 9 que conectan las paredes de la base y superior juntas. La pared de la base anular interna es de sección decreciente al alejarse de las paredes laterales internas y también de la pared superior interna.

La parte macho del cuerpo tubular está formada integralmente con la parte hembra y se extiende concéntricamente desde la parte hembra adyacente hacia la pared interna superior 9 del receptáculo. La parte macho comprende un cuello 10 que tiene un diámetro que es menor que el de la parte hembra 4. En la superficie exterior del cuerpo, entre la parte hembra y el cuello 10, se forma una región de hombro de tope sustancialmente horizontal 11, como se describirá más abajo.

El cuello termina en una punta delantera 12 que tiene un diámetro ligeramente mayor que el del cuello 11 pero menor que el de la porción hembra 4 del cuerpo. Se proporciona un collarín anular 13 entre el cuello y la punta delantera. El collarín anular se estrecha hacia la parte de la punta delantera.

El diámetro de la punta delantera 12 también es menor que el diámetro del receptáculo interno 6 dentro de la parte hembra 4 del cuerpo. La altura de la punta delantera 12 es menor que la distancia entre la pared de base anular 7 y la pared superior interna 8 del receptáculo 6 de la parte hembra.

El extremo exterior 14 de la punta delantera, alejado del cuello 10 del componente, tiene una forma troncocónica como se muestra claramente en las figuras 1 y 2.

Se forma un canal semicircular 15 a través del primer componente desde la parte hembra 4 hasta la parte macho 5, como se describirá más adelante. El canal tiene un primer diámetro entre la base 16 de la parte hembra y la pared de base anular 7 del receptáculo y un diámetro reducido a través de la parte macho 5 entre la pared superior interna 9 del receptáculo y el extremo exterior 14 de la parte de punta. . El diámetro del canal a través de la parte hembra 4 es menor que el diámetro del receptáculo 6 dentro de la parte hembra.

La base 16 de la parte hembra de la primera media carcasa, que rodea el extremo abierto del canal semicircular 15, es sustancialmente plana para formar un reborde de tope anular 17. El reborde se estrecha desde el diámetro interno adyacente al canal semicircular 15 hacia el diámetro exterior. El reborde se estrecha hacia la parte macho 5 del primer componente de media carcasa.

Los bordes laterales 18 del primer componente de media carcasa, que rodean el canal semicircular 15 y el receptáculo 6, son planos, tal como se muestra en la Figura 1.

Uno o más salientes 19 se extienden desde la superficie exterior de cada uno de los bordes laterales 18 de la parte hembra del cuerpo. En la Figura 1 se muestran dos salientes, aunque en otras realizaciones se puede proporcionar un único saliente o salientes adicionales. Los salientes 19 están formados integralmente con el cuerpo hueco. Como se muestra más claramente en la Figura 2, los salientes son de forma sustancialmente rectangular con una longitud L y una anchura W. La longitud de los salientes es mayor que la anchura. Los salientes se proporcionan en ángulo con los bordes laterales del cuerpo tubular.

Los salientes se pueden establecer en un ángulo de aproximadamente 30 a 60 grados con respecto a los bordes laterales del cuerpo. Preferiblemente, los salientes se establecen en un ángulo de aproximadamente 40 a 50 grados con respecto a los bordes laterales del cuerpo. En algunas realizaciones, el ángulo establecido puede ser de aproximadamente 45 grados. En la forma de realización mostrada, el primer saliente se extiende desde el extremo de la parte hembra 4 adyacente al cuello 10 del cuerpo y se extiende hacia afuera y hacia abajo alejándose de la parte del cuello. El segundo saliente se extiende desde un punto aproximadamente a la mitad de los bordes laterales 18 del cuerpo. Por lo tanto, se puede considerar que los salientes son púas que se alejan de la parte frontal 12 del componente. El grosor de los salientes es generalmente aproximadamente el 50% del grosor de la parte hembra 4 del cuerpo.

Cada saliente 19 tiene una parte de base 20 formada en el extremo inferior del saliente donde se encuentra con el borde lateral 18 del cuerpo tubular. La parte de base de los salientes tiene un ancho mayor que el extremo exterior de los salientes. La base se ensancha de modo que la parte de base de los salientes sea sustancialmente troncocónica en la región donde se encuentra con el borde lateral del cuerpo tubular.

El primer componente 2 de media carcasa está destinado a interconectarse o acoplarse con un segundo componente 3 de media carcasa para formar un módulo del limitador de curvatura 1. El segundo componente de media carcasa se muestra en las Figuras 3 y 4.

Las características internas del componente de la segunda media carcasa son idénticas a las del componente de la primera media carcasa. De manera similar, las porciones de cuello 10 y de punta delantera 12 son idénticas, de modo que cuando los primer y segundo componentes de la media carcasa se juntan con los bordes laterales 18 del primer componente, que cubren los bordes laterales del segundo componente, esto forma un cuerpo hueco sustancialmente anular con un receptáculo anular 6 en un extremo y un cuello anular 10 que se extiende desde el cuerpo alejándose del receptáculo y que termina en una punta delantera anular 12.

Los componentes de las primera y segunda media carcasa se diferencian en que, en lugar de los salientes del componente de la primera media carcasa, se proporcionan ranuras o canales 21 en ángulo en la superficie exterior 22 de la parte hembra del componente de la segunda media carcasa. El número de ranuras coincidirá con el número de salientes en el primer componente de la media carcasa, por lo que en la forma de realización ilustrada se muestran dos ranuras en ángulo. Al igual que con los salientes del primer componente de la media carcasa, las ranuras del segundo componente de la media carcasa están en ángulo alejándose de la porción de cuello 10 del componente, con la abertura o el punto de entrada en las ranuras más cerca de la punta delantera 12 del componente que el extremo cerrado interno de las ranuras. El ángulo de las ranuras a la pared lateral del segundo componente de media carcasa es sustancialmente el mismo que el de los salientes a la pared lateral del primer componente de media carcasa.

El extremo abierto o entrada 23 en una ranura es más ancho que el resto de la ranura, para proporcionar una región sustancialmente troncocónica seguida de una región sustancialmente rectangular. La ranura está configurada para recibir de forma segura la parte de base ensanchada 20 de un saliente y el cuerpo extendido del saliente, tal como se describirá más adelante. La profundidad de las ranuras es sustancialmente la misma que el grosor de los salientes 19, como se describirá más adelante. La longitud de las ranuras, desde los bordes laterales 18 del segundo componente de carcasa alrededor de la superficie exterior 22 del segundo componente de carcasa, es ligeramente mayor que la longitud L de los salientes, como también se describirá más adelante.

Para conectar la primera y la segunda medias carcasas entre sí, la primera y la segunda medias carcasas 2, 3 están alineadas de manera que el extremo libre de cada uno de los salientes 19 de la primera media carcasa esté alineado con la entrada en una ranura 21 en la superficie exterior del componente de la segunda media carcasa. En esta posición, los componentes 2, 3 de medias carcasas primera y segunda estarán desplazados axialmente y se formará un espacio entre los respectivos bordes laterales 18 de los dos componentes.

A medida que se empujan para juntarse los dos componentes de las medias carcasas, los salientes 19 se deslizarán dentro y a lo largo de las ranuras 21 y arrastrarán los componentes de la media carcasa tanto en alineación axial como también juntos de modo que se reduzca el espacio entre las paredes laterales 18 de los dos componentes.

Cuando los salientes 19 están completamente acoplados dentro de las ranuras, las paredes laterales 18 de los componentes de la primera y segunda medias carcasas, se apoyarán entre sí. No se requieren pasadores o pernos de bloqueo externos ni internos para sujetar de forma segura los dos componentes de las medias carcasas porque cuando las dos medias carcasas están completamente conectadas y los salientes de la primera media carcasa están interconectados con las ranuras del componente de la segunda media carcasa, las dos medias carcasas no se pueden desconectar radialmente.

Como la profundidad de las ranuras 21 es sustancialmente igual al grosor de los salientes 19, la superficie exterior de los salientes del primer componente de media carcasa se encuentra en el mismo plano que la superficie exterior del cuerpo del segundo componente de media carcasa.

Las dos medias carcasas solo se pueden separar alejando axialmente los componentes 2, 3 de modo que los salientes 19 se deslicen fuera de las ranuras 21 aumentando así el desplazamiento axial entre los dos componentes y aumentando el espacio entre los bordes laterales 18 de los componentes.

Esto proporciona un mecanismo de conexión muy rápido y eficaz para que los componentes de media carcasa formen módulos de un limitador de curvatura 1 y reduce considerablemente el tiempo de instalación en comparación con los limitadores de curvatura conocidos. La presente invención también proporciona una reducción en el número de componentes necesarios que necesitan ser transportados hasta un lugar de instalación, lo que puede conducir a ahorros de eficiencia adicionales en términos de transporte y tiempo.

Cuando se requiere formar un limitador de curvatura 1 a partir de los módulos como se ha descrito anteriormente, se monta una pieza de reacción (no mostrada) alrededor del elemento tubular y el primer módulo del limitador de curvatura se crea juntando un primer y un segundo componente 2, 3 de media carcasa alrededor del elemento tubular al que se necesita proporcionar protección frente a la flexión tal como se ha descrito anteriormente, con los salientes 19 del primer componente enganchados con las ranuras 21 del segundo componente. El primer módulo se fija a la pieza de reacción de una manera conocida.

A continuación, se toma un conjunto adicional de componentes 2, 3 de medias carcasas primera y segunda y se juntan alrededor del elemento tubular con la parte frontal 12 del primer módulo del limitador de curvatura asentada dentro del receptáculo 6 del segundo módulo. Como la punta delantera 12 del primer módulo tiene un diámetro mayor que el canal semicircular 15 a través de la parte hembra 4 del segundo módulo, la punta delantera 12 del primer módulo queda retenido de forma segura dentro del receptáculo 6 del segundo módulo.

Mientras que la altura de la punta delantera 12 del primer módulo es menor que la distancia entre la pared interior anular de la base 7 y la pared interna superior 8 del receptáculo de la parte hembra del segundo módulo, lo que puede permitir algún movimiento axial relativo entre los componentes 2, 3 de media carcasa primera y segunda del primer módulo, el espacio entre el extremo exterior 14 de punta delantera del primer módulo y la pared superior interna 8 del receptáculo del segundo módulo es menor que la longitud de los salientes 19 y, por lo tanto, los dos componentes 2, 3 de media carcasa, no pueden separase axialmente lo suficientemente como para permitir que los salientes 19 del primer componente se muevan fuera de acoplamiento con las ranuras 21 del segundo componente.

Los módulos adicionales se forman usando pares de componentes 2, 3 de media carcasa y cada uno se instala alrededor del elemento tubular atrapando la punta delantera 12 del módulo anterior con el receptáculo 6 del módulo siguiente.

Un componente de cierre está montado alrededor de la punta delantera 12 del último módulo del limitador de curvatura, alejado de la pieza de reacción. El componente de cierre es similar en forma a un módulo del limitador de curvatura, aunque el componente de cierre solo tiene una parte hembra con un receptáculo interno pero ninguna parte macho con cuello y punta delantera y sin salientes o ranuras en ángulo. El componente de fijación evita que los dos componentes de la media carcasa del último módulo se muevan axialmente entre sí en un grado suficiente para permitir que los salientes en ángulo de la primera media carcasa se desacoplen de las ranuras de la segunda media carcasa. Las dos mitades del componente de fijación se aseguran entre sí mediante fijaciones estándar, como pernos o tornillos.

Mientras que el innovador mecanismo de conexión entre los componentes de la primera y la segunda media carcasa de los módulos del limitador de curvatura proporciona ventajas significativas, como se señaló anteriormente, en términos de instalación más sencilla y tiempos de instalación reducidos, la geometría de los módulos también proporciona ventajas adicionales cuando el limitador de curvatura está operando.

Cuando la punta delantera 12 del primer módulo se asienta dentro del receptáculo 6 del segundo módulo, dado que la altura de la punta delantera es menor que la distancia entre la base anular 7 y la pared superior 8 del receptáculo, se proporciona un espacio entre el extremo exterior troncocónico 14 de la punta delantera y la pared superior interna 8 del receptáculo. La figura 5 muestra tres módulos conectados entre sí axialmente para proporcionar un limitador de curvatura 1. Como se describió anteriormente, cada módulo del limitador de curvatura se mantiene unido firmemente mediante el acoplamiento mutuo de los salientes en ángulo 19 y las ranuras 21 de los componentes de la primera y la segunda media carcasa. 2, 3.

La figura 6 muestra una vista en corte del limitador de curvatura de la figura 5 e ilustra la interacción entre cada par de módulos adyacentes.

A medida que el elemento tubular se flexiona, el limitador de curvatura 1 se puede doblar hasta un grado limitado para evitar que el elemento tubular se doble demasiado, más allá de los límites del elemento flexible. Como se muestra en la figura 6, en el punto de máxima deflexión angular entre el primer y el segundo módulo del limitador de curvatura, no hay contacto entre el extremo troncocónico exterior 14 de la punta delantera 12 del primer módulo y la pared superior interna. 8 del receptáculo 6 del segundo módulo.

En esta condición, el collarín 13 cónico anular entre el cuello 10 y la punta delantera 12 del primer módulo, se apoya en el borde superior de la pared 7 de base anular interna de sección decreciente del receptáculo.

Además, el borde inferior del hombro de tope anular 11 entre la parte hembra 4 y el cuello 10 del primer módulo se apoya en el borde inferior del reborde de tope anular 17 en el borde exterior de la parte hembra del segundo módulo. La geometría de las diversas superficies de tope limita la deflexión angular entre módulos adyacentes como se indicó anteriormente, pero como entenderá el experto en la técnica, cuando los módulos alcanzan la posición de deflexión angular máxima, los bordes laterales de los salientes en ángulo 19 están forzados contra la los bordes laterales de las ranuras en ángulo 21 y, por lo tanto, las elevadas cargas transmitidas a través de los módulos se pueden distribuir a través de la superficie de tope del componente de media carcasa de los módulos que actúan para atraer cada par de componentes de la primera y segunda media carcasa en una interconexión más estrecha y evitando así la necesidad de fijaciones adicionales como pernos o tornillos entre los pares de componentes de media carcasa.

Mientras que las figuras 5 y 6 muestran el limitador de curvatura 1 doblado hacia abajo, los módulos del limitador de curvatura pueden, por supuesto, permitir una curvatura relativa en otras direcciones, por ejemplo 180 grados desde la forma de realización ilustrada, de modo que el limitador de curvatura se doble hacia arriba a lo largo de su longitud. Alternativamente, el limitador de curvatura permite proteger posteriormente el elemento tubular.

En cada caso, cuando un lado del collarín 13 cónico anular se fuerza contra la pared 7 de la base anular de la porción hembra, la porción del hombro 11 de tope diametralmente opuesto estará en contacto con el reborde 17 de tope anular de la porción hembra. Por lo tanto, la punta delantera 12 del primer módulo está encajada dentro del canal semicircular 15 del segundo módulo.

Se prevé que los módulos del limitador de curvatura puedan estar formados de varios materiales. Por ejemplo, los módulos pueden estar formados de un material plástico y preferiblemente un material plástico moldeable. Los ejemplos de materiales preferidos incluyen un material polimérico rígido como, por ejemplo, poliuretano o nailon. Preferiblemente, la dureza de dicho material será superior a 60 Shore D y en algunas realizaciones puede ser de alrededor de 80 Shore D. Dichos materiales son particularmente efectivos ya que se pueden bombear y moldearse para proporcionar un inventario de componentes de media carcasa que se pueden transportar a un lugar de instalación requerido y conectarse entre sí alrededor de un elemento tubular para construir un limitador de curvatura modular de la longitud requerida de forma rápida y sencilla. Además, cuando el limitador de curvatura ya no es necesario, los componentes se pueden desenganchar rápidamente y el limitador de curvatura se puede desmontar de modo que los componentes se puedan trasladar a un nuevo sitio para su instalación o, alternativamente, se pueden almacenar simplemente para su posterior reutilización.

Alternativamente, se pueden usar materiales compuestos tales como material plástico reforzado con fibra o reforzado con vidrio o material plástico reforzado con carbono para formar los componentes de la media carcasa. El material compuesto puede ser cualquier material de alto módulo de tracción y alta resistencia, por ejemplo, pero sin limitarse a ellos, compuestos epoxi reforzados con fibras o chapa metálica resistente a la corrosión. Se pueden preferir los compuestos epoxi para maximizar la fuerza de unión entre materiales.

En algunas situaciones, puede ser preferible formar los componentes de la media carcasa a partir de un material metálico como, por ejemplo, acero.

El alcance de la invención se establece en las reivindicaciones adjuntas que siguen.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para limitar la flexión de un elemento tubular bajo el agua (1), comprendiendo dicho aparato una pluralidad de módulos entrelazados, cada uno formado por un primer componente de media carcasa (2) desplazado circunferencialmente de un segundo componente de media carcasa (3), cada uno de dichos primer y segundo componentes de media carcasa que comprenden un primer extremo y un segundo extremo y bordes laterales (18) que se extienden entre el primer y el segundo extremo, en el que el primer componente de media carcasa comprende uno o más salientes (19) que se extienden desde el borde lateral del mismo y comprendiendo el segundo componente de media carcasa una o más ranuras (21) en el borde lateral del mismo, estando los salientes y las ranuras en ángulo desde los bordes laterales de los componentes de la primera y la segunda media carcasa hacia el primer extremo de los componentes, siendo la disposición tal que cuando se ensamblan juntas, cada uno de las uno o más salientes del primer componente de media carcasa, se interconectan con una correspondiente ranura del segundo componente de media carcasa para asegurar la unión de las dos medias carcasas de manera que las dos medias carcasas no puedan separarse radialmente sin el desplazamiento axial de un componente de media carcasa con respecto al otro.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que los salientes del primer componente de media carcasa y las ranuras del segundo componente de media carcasa se proporcionan en ambos bordes laterales (18) de los respectivos componentes.

3. Aparato según la reivindicación 1 o 2, en el que los salientes y las ranuras se proporcionan en un ángulo de entre 40 y 50 grados con respecto a los bordes laterales de los componentes.

4. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer componente de media carcasa comprende dos salientes en ángulo (19) y el segundo componente de media carcasa comprende dos ranuras cooperantes en ángulo (21).

5. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la ranura o ranuras del segundo componente de media carcasa tienen una profundidad de aproximadamente el 50% del espesor del segundo componente de media carcasa.

6. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el saliente o salientes tienen un grosor de aproximadamente el 50% del grosor del primer componente de media carcasa.

7. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el o cada saliente comprende una parte de base (20) en la región donde el saliente se encuentra con el borde lateral del primer componente de media carcasa.

8. Aparato según la reivindicación 7, en el que la parte de base de cada saliente tiene una anchura mayor que el resto del saliente.

9. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la longitud de la o cada ranura es mayor que la longitud del saliente o de cada saliente.

10. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada uno de los componentes de la primera y segunda medias carcasas comprende una parte hembra (4) y una parte macho (5).

11. Aparato según la reivindicación 10, en el que se forma un receptáculo en la parte hembra de cada componente de media carcasa.

12. Aparato según la reivindicación 10 u 11, en el que se forma un canal (15) a través de cada componente de media carcasa desde la parte hembra hasta la parte macho, estando el canal abierto en cada extremo y formando un conducto a través del cual puede pasar un elemento tubular.

13. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que la parte macho del conducto comprende un cuello alargado (10).

14. Aparato según la reivindicación 13, en el que el cuello termina en una punta delantera (12).

15. Aparato según la reivindicación 14, en el que la punta delantera tiene un diámetro mayor que el cuello pero menor que el de la parte hembra.

16. Aparato según la reivindicación 14 o 15, en el que se proporciona una primera superficie de tope (13) entre el cuello y la punta delantera.

17. Aparato según la reivindicación 16, en el que se proporciona una segunda superficie de tope (7) dentro del receptáculo de la parte hembra.

18. Aparato según la reivindicación 17, en el que se proporciona una tercera superficie de tope (11) entre la parte hembra y la parte del cuello.

19. Aparato según la reivindicación 18, en el que se proporciona una cuarta superficie de tope (17) en una superficie de extremo exterior de la parte hembra.

20. Aparato según la reivindicación 19, en el que la disposición de las superficies de tope es tal que cuando se interconectan una pluralidad de componentes modulares, la primera y la tercera superficies de tope de un primer módulo se apoyan en las superficies de tope segunda y cuarta respectivamente de un segundo módulo.

21. Un módulo de un aparato limitador de curvatura (1) que comprende un primer componente de media carcasa (2) desplazado circunferencialmente de un segundo componente de media carcasa (3), en el que cada uno de los componentes de la primera y segunda media carcasa comprende un primer extremo y un segundo extremo. y bordes laterales (18) que se extienden entre el primer y el segundo extremo, el primer componente de media carcasa comprende uno o más salientes (19) y el segundo componente de media carcasa comprende una o más ranuras (21), estando los salientes y las ranuras en ángulo desde los bordes laterales de los componentes de la primera y segunda media carcasa hacia el primer extremo de los componentes, siendo la disposición tal que cada una de el o los más salientes del componente de la primera media carcasa está interconectado con una correspondiente ranura del componente de la segunda media carcasa, y en el que los salientes y las ranuras forman un ángulo de modo que los componentes de media carcasa primera y segunda no se pueden separar radialmente sin el desplazamiento axial de un componente de media carcasa con respecto al otro.