BR112014030179B1

BR112014030179B1 - tubo de subida para transportar fluido entre uma instalação superior e uma instalação submarina

Info

Publication number: BR112014030179B1
Application number: BR112014030179-4A
Authority: BR
Inventors: Kristian Glejbol; Niels J. Rishoj Nielsen
Original assignee: National Oilwell Varco Denmark I/S
Priority date: 2012-06-06
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2020-11-17
Also published as: US20150275586A1; US9303463B2; EP2859173B1; AU2013271027B2; AU2013271027A1; WO2013182196A1; EP2859173A4; CA2875623C; CA2875623A1; EP2859173A1; BR112014030179A2

Abstract

TUBO DE SUBIDA PARA TRANSPORTAR FLUIDO ENTRE UMA INSTALAÇÃO SUPERIOR E UMA INSTALAÇÃO SUBMARINA A invenção refere-se a um tubo de subida para transportar fluido entre uma instalação superior e uma instalação submarina. O tubo de subida tem um eixo central e uma extensão ao longo do eixo central e compreende uma seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada e uma seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada, arranjadas em conexão fluidica entre si. A seção de tubo de subida blindada metálica compreende pelo menos duas camadas blindadas de tração enroladas transversais, compreendendo uma pluralidade de elementos de blindagem metálicos helicoidalmente enrolados, enrolados com um ângulo de enrolamento de 60 graus ou menos, relativo ao eixo central. A seção de tubo de subida blindada compósita compreende pelo menos uma camada de blindagem de tração, compreendendo uma pluralidade de elementos de blindagem compósitos enrolados helicoidalmente, enrolados com um ângulo de enrolamento de 60 graus ou menos, relativo ao eixo central. A invenção também se refere a um sistema fora da costa compreendendo tal tubo de subida.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um tubo de subida para um sistema fora da costa, bem como um sistema fora da costa para transporte de fluido submarino, em particular para aplicações em águas profundas e para transporte de água ou fluidos agressivos, tais como produtos petroquímicos, p. ex., de um poço de produção para uma instalação na superfície do mar.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[002] Os tubos de subida e sistemas fora da costa, compreendendo tal tubo de subida ou tubos de subida, são bem conhecidos na técnica. Tais tubos de subida são usualmente aplicados em transporte de fluidos submarinos, tais como produtos petroquímicos, p. ex., de uma instalação submarina, p. ex., um poço de produção, para uma instalação superior, p. ex., uma instalação na superfície do mar. Exemplos de tubos de subida de poço incluem tubos de subida catenáiios de aço (SCR), p. ex., como descrito no WO2011/064591, tubos de subida rígidos metálicos, tubos de subida flexíveis, p. ex., como descrito na norma “Recommended Practice for Flexible Pipe”, ANSI/API17 B, quarta edição, julho de 2008, e a norma “Specification for Unbonded Flexible Pipe”, ANSI/API 173, terceira edição, julho de 2008, bem como quaisquer outros tubos fora da costa para transporte de fluido entre instalações arranjadas em diferentes níveis de água.

[003] Tais tubos de subida são com frequência muito longos, em particular quando são arranjados para aplicações em água profunda, p. ex., para produção em campos de água profunda. Tal tubo de subida portanto usualmente será submetido a diferentes profundidades do mar e, desse modo, as seções de diferentes comprimentos do tubo de subida serão submetidas a diferentes condições, tais como corrente, ondas e marés.

[004] Além disso, quando a instalação superior é uma unidade flutuante, o tubo de subida será submetido a grandes movimentos, que requerem alta flexibilidade do tubo de subida.

[005] A fim de aliviar grandes movimentos das unidades de flutuação, p. ex., unidades de flutuação de sistemas de locais fora da costa, tais como unidades FPSO (unidades de produção, armazenagem e descarga flutuantes) ou unidades FSO (unidades de armazenagem e descarga flutuantes), tem sido desejado para muitas aplicações utilizarem-se tubos flexíveis, em particular para aplicações de águas profundas. Entretanto, para aplicações e água profunda, tais tubos de subida flexíveis são muito pesados e devem ser suportados com módulos de flutuabilidade positiva em diversas posições ao longo de seu comprimento, a fim de distribuir o peso suspenso entre as partes superior e inferior do tubo de subida. Tal arranjo de flutuabilidade é caro, de difícil instalação e controle e é, portanto, geralmente indesejado contar com tais arranjos de flutuabilidade complicados.

[006] Na US 6.364.022, um tubo híbrido para águas profundas é descrito, compreendendo uma parte central rígida metálica, tendo uma extremidade superior, que é conectada a uma parte superior de um tubo flexível de predeterminado tamanho e tendo uma extremidade inferior, que é conectada a uma parte inferior do tubo flexível de uma extensão pelo menos igual ao comprimento da parte superior do tubo flexível. E descrito que a vantagem é o tubo de subida obtido ser rígido na maior parte e ter as propriedades de tubos flexíveis, onde ele começa do suporte de superfície e onde ele toca embaixo no leito do mar. Desse modo, a parte flexível superior absorve todo o peço da parte rígida central e da parte flexível inferior, enquanto que a última absorve praticamente todas as tensões dinâmicas geradas pelos movimentos do suporte de superfície.

[007] Entretanto, para aplicações em sistemas muito dinâmicos, tais como onde o tubo de subida será submetido a tensão dinâmica muito elevada, p.ex., gerada pelo movimento da instalação superior ou devido a condições do tempo e/ou marés, há necessidade de sistemas de tubo de subida aperfeiçoados, comparados como tubo de subida híbrido descrito acima, uma vez que na prática a parte central rígida metálica provê uma indesejada dureza ao sistema, o que resulta no fato de que as seções de tubo flexíveis serão submetidas a excessiva e com frequência incontrolada tensão, imediatamente adjacente a sua respectiva conexão com a parte central rígida metálica.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[008] Um objetivo da presente invenção é prover um tubo de subida alternativo para um sistema fora da costa, bem como um sistema fora da costa para transporte de fluido submarino, em particular para aplicação em águas profundas, em que pelo menos uma das dificuldades acima foi pelo menos parcialmente aliviada.

[009] Em particular, é um objetivo da invenção prover um tubo de subida para um sistema fora da costa, tubo de subida este sendo suficientemente forte e durável para aplicações em águas profundas e em que não é requerida parte central rígida nem arranjos de flutuabilidade complicados.

[0010] Estes e outros objetivos foram resolvidos pela invenção como definida nas reivindicações e como descrito aqui abaixo.

[0011] Foi constatado que a invenção e suas modalidades têm numerosas vantagens adicionais, que serão óbvias para a pessoa versada pela seguinte descrição.

[0012] O tubo de subida da invenção é adequado para transportar fluido entre uma instalação superior e uma instalação submarina. As expressões “instalação superior” e “instalação submarina” são usadas aqui para indicar uma posição relativa em que a instalação superior é arranjada verticalmente mais elevada do que a instalação submarina, isto é, a instalação superior é arranjada em um plano verticalmente acima do plano compreendendo a instalação submarina. Em outras palavras, a instalação superior não necessita ser arranjada diretamente acima da instalação submarina, mas meramente em um nível mais elevado.

[0013] A instalação superior pode, por exemplo, ser uma unidade flutuante, tal como uma plataforma ou uma embarcação ou uma unidade estacionária flutuante. A instalação superior geralmente será arranjada próxima a linha d’água, tal como dentro de cerca de 25 m acima da linha d’água a cerca de 100 m abaixo da linha d’água.

[0014] A expressão “linha d’água’ significa a linha d’água em água calma. A menos que especificamente mencionado, todas as distâncias e determinações em relação à linha d’água são feitas em água calma em nível de água médio.

[0015] O tubo de subida tem um eixo geométrico central e um comprimento ao longo do eixo geométrico central e compreende uma seção de tubo de subida blindada de metal flexível não ligada e uma seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada. A seção de tubo de subida blindada metálica e a seção de tubo de subida blindada compósita são arranjadas em conexão fluidica entre si. A seção de tubo de subida blindada metálica compreende pelo menos duas camadas blindadas de tração, enroladas cruzado, cada uma compreendendo uma pluralidade de elementos de blindagem metálicos alongados enrolados helicoidalmente, com um ângulo de enrolamento de cerca de 60 graus ou menos, relativo ao eixo geométrico central, e a seção de tubo de subida blindada compósita compreende pelo menos uma camada de blindagem de tração, compreendendo uma pluralidade de elementos de blindagem compósitos alongados helicoidalmente enrolados, enrolados com um ângulo de enrolamento de cerca de 60 graus ou menos relativos ao eixo geométrico central.

[0016] Os tubos flexíveis não ligados são bem conhecidos na técnica e são, por exemplo, descritos na norma “Recommended Practice for Flexible Pipe”, ANSI/API17B, quarta edição, julho de 2008, e a norma “Specification for Unbonded Flexible Pipe”, ANSI/API 17J, terceira edição, julho de 2000.

[0017] Tais tubos usualmente compreendem um revestimento interno, também com frequência chamado um invólucro de vedação interno ou um invólucro interno, que define um furo e forma uma barreira contra o efluxo do fluido que é transportado no furo do tubo, e uma ou mais camadas blindadas circundando o invólucro de vedação interno. Usualmente, a camada de blindagem compreende pelo menos uma camada de blindagem de pressão, provendo o tubo com resistência contra tensão radial devida à pressão interna (de dentro do tubo e para fora) e à pressão externa (do lado externo do tubo), que usualmente é muito elevada e pode variar consideravelmente ao longo da extensão do tubo, em particular quando aplicado em profundidades de água variáveis como um tubo de subida. A armadura de pressão usualmente compreende um ou mais perfis enrolados helicoidalmente, enrolados com um ângulo de enrolamento relativamente baixo no eixo geométrico do tubo, tal como cerca de 80 graus ou menos.

[0018] O tubo flexível não ligado também compreende pelo menos uma camada de blindagem de tração, compreendendo uma pluralidade de elementos alongados helicoidalmente enrolados, enrolados com um grau de enrolamento relativamente elevado no eixo geométrico do tubo. Opcionalmente, tal tubo flexível não enrolado pode ainda compreender outras camadas, incluindo uma camada de blindagem interna para resistência contra amassamento do tubo.

[0019] O termo “não ligado” significa neste texto que pelo menos duas das camadas, incluindo as camadas de blindagem e camadas poliméricas, não são ligadas entre si. Na prática o tubo conhecido normalmente compreende pelo menos duas camadas de blindagem, localizadas fora do invólucro de vedação interno. Estas camadas de blindagem não são ligadas entre si direta ou indiretamente, via outras camadas ao longo do tubo. Desse modo, o tubo toma-se dobrável e suficientemente flexível para enrolamento para transporte.

[0020] Os termos “dentro” e “fora” de uma camada do tubo são usados para designar a distância relativa ao eixo geométrico do tubo, de modo que “dentro de uma camada” significa a área circundada pela camada e não contida pela camada, isto é, com uma distância axial mais curta do que a camada.

[0021] Em tubos flexíveis tradicionais, as camadas de blindagem com frequência compreendem camadas de blindagem metálicas, incluindo uma carcaça metálica tipicamente enrolada de tiras de aço inoxidável pré- moldadas ou dobradas e um número de camadas de blindagem na forma de perfis ou fios helicoidalmente enrolados, onde as camadas individuais podem ser enroladas com diferentes ângulos de enrolamento, relativos ao eixo geométrico de tubo, a fim de absorver as forças causadas pela pressão interna e externa, bem como as forças atuando nas extremidades do tubo e forças de cisalhamento pela água circundante.

[0022] Em tubos flexíveis não ligados da técnica anterior, as camadas de blindagem são de metal, a fim de prover o tubo com suficiente resistência.

[0023] Entretanto, como mencionado acima, tais tubos de subida tradicionais de tubos flexíveis não ligados, não são adequados para uso como tubos de subida de águas profundas. Tentativas de substituir o metal das camadas de blindagem de tração com material compósito na forma de tiras poliméricas armadas de fibra mostraram não prover uma solução confiável. Acredita-se que uma razão poderia ser que uma camada de blindagem de tração compósita tem menos resistência contra forças turbulentas e variáveis, enquanto simultaneamente submetidas a elevada tensão de tração em comparação com uma camada de blindagem de tração metálica.

[0024] A presente invenção mostrou portanto prover um tubo de subida muito confiável, que é esperado ter um longo tempo de vida em operação. O tubo de subida da invenção é sufícientemente forte e durável para aplicações em águas profundas, e não requer quaisquer seções compridas rígidas ou complicados arranjos de flutuabilidade.

[0025] Deve ser entendido que, mesmo embora complicados arranjos de flutuabilidade não sejam requeridos, pode, em algumas situações, ser uma vantagem aplicar simples arranjos de flutuabilidade ao tubo de subida da invenção.

[0026] A menos que de outro modo especificado, todas as seções do tubo de subida e suas partes devem ser interpretadas significar seções de comprimento ao longo do comprimento do tubo de subida, isto é, seguindo o comprimento ao longo do eixo geométrico central do tubo de subida.

[0027] Seções adjacentes do tubo de subida significam seções que estão em prolongamento imediato entre si.

[0028] A seção de tubo de subida armada metálica compreende pelo menos duas camadas de blindagem de tração, enroladas cruzadas, cada uma compreendendo uma pluralidade de elementos de blindagem metálicos alongados helicoidalmente enrolados. Tal elemento armado metálico é bem conhecido na técnica e pode, em princípio, ter qualquer formado perfilado, p. ex., como descrito em “Recommended Practice for Flexible Pipe”, ANSI/API 17 B, quarta edição, julho de 2008, e a norma “Specification for Unbonded Flexible Pipe”, ANSI/API 173, terceira edição, julho de 2000. Exemplos de elemento(s) de blindagem alongado(s) perfilado(s) compreendem um ou mais de um perfil angular, perfil conformado em C, um perfil conformado em U, um perfil conformado em T, um perfil conformado em I, um perfil conformado em K, um perfil conformado em Z, um perfil conformado em X, um perfil conformado em ψ (psi) e suas combinações.

[0029] O metal pode, por exemplo, ser alumínio e/ou aço, preferivelmente aço duplex.

[0030] A seção de tubo de subida armada compósita compreende pelo menos uma camada de blindagem de tração, compreendendo uma pluralidade de elementos de blindagem compósita alongada enrolada helicoidalmente.

[0031] A expressão “elementos de blindagem compósita” é aqui usada para significar qualquer elemento de blindagem alongado, tal como tiras ou feixes de tiras, compreendendo polímero reforçado com fibra.

[0032] As fibras são vantajosamente embutidas em uma matriz de polímero pelo menos parcialmente curada. Em uma modalidade da invenção, a matriz polimérica é pelo menos de cerca de 50% curada. Preferivelmente, a matriz polimérica é pelo menos de cerca de 70% curada, tal como pelo menos cerca de 80% curada, tal como pelo menos cerca de 90% curada, tal como substancialmente totalmente curada.

[0033] O termo “substancialmente” deve aqui ser entendido significar que são compreendidas variações e tolerâncias de produto comum.

[0034] Em uma modalidade da invenção, matriz polimérica dos elementos de blindagem alongados compósitos compreende um polímero termocurado, preferivelmente selecionado de resinas epóxi, resinas de éster cianato, resinas vinílicas, resinas de benzoxazina, resinas de benzociclobuteno, ou misturas compreendendo pelo menos um dos polímeros termocurados anteriores.

[0035] Em uma modalidade da invenção, a matriz polimérica do elemento de blindagem alongado compósito compreende um polímero termoplástico, tal como poliolefina, poliamida, poliimida, poliamida-imida, poliéster, poliuretano, poliacrilato ou misturas compreendendo pelo menos um dos polímeros termoplásticos anteriores.

[0036] As tiras de blindagem alongadas compósitas reforçadas do elemento de reforço da presente invenção podem ser reforçadas com qualquer tipo de fibras.

[0037] Preferivelmente, as tiras de blindagem alongadas compósitas compreendem fibras selecionadas de fibras de basalto, fibras de polipropileno, fibras de carbono, fibras de vidro, fibras de aramida, fibras de aço, fibras de polietileno, fibras minerais e/ou misturas compreendendo pelo menos uma das fibras anteriores.

[0038] As tiras de blindagem alongadas compósitas reforçadas por fibra preferivelmente compreendem pelo menos cerca de 10% em peso de fibras, tais como de cerca de 20% a cerca de 90% em peso de fibras.

[0039] Em uma modalidade da invenção, as fibras compreendem uma ou mais fibras cortadas e/ou filamentos. As fibras e/ou filamentos cortados podem, p. ex., ser na forma de fitas compreendendo pelo menos uma das fibras e/ou filamentos cortados, fios compreendendo pelo menos uma das fibras e/ou filamentos cortados, mechas compreendendo pelo menos uma das fibras e/ou filamentos cortados e/ou feixes de fibras compreendendo pelo menos uma das fibras e/ou filamentos cortados. Em uma modalidade da invenção, as fibras compreendem um feixe de fibra compreendendo fibras fiadas, tricotadas, tecidas, trançadas e/ou são na forma de uma rede regular ou irregular de fibras e/ou um feixe de fibras cortadas de um ou mais dos anteriores.

[0040] O termo “fibras cortadas” significa aqui fibras de comprimento não contínuo, p. ex., na forma de fibras picadas ou fibras sopradas em fusão. As fibras cortadas são usualmente fibras relativamente curtas, p. ex., menores do que 5 cm, tal como de cerca de 1 mm a cerca de 3 cm de comprimento. As fibras cortadas podem ter comprimentos iguais ou diferentes.

[0041] Os filamentos são fibras únicas contínuas (também chamadas monofilamentos).

[0042] A frase “contínuo”, como aqui usada em conexão com fibras, filamentos, fitas ou mechas, significa que as fibras, filamentos, fitas, fios ou mechas geralmente têm um comprimento significativo, porém não devem ser entendidas como significando que o comprimento é perpétuo ou infinito. As fibras contínuas, tais como filamentos, fitas, fios ou mechas, preferivelmente têm um comprimento de pelo menos cerca de 10 m, preferivelmente pelo menos cerca de 100 m, mais preferivelmente pelo menos cerca de 1000 m.

[0043] O termo “fita” é usado para designar um feixe não torcido de filamentos.

[0044] O termo “fio” é usado para designar um feixe torcido de filamentos e/ou fibras cortadas. Fio inclui linhas e cordas. O fio pode ser um fio primário, feito diretamente de filamentos e/ou fibras cortadas ou um fio secundário feito de fios e/ou cordões. Os fios secundários são também referidos como cordões.

[0045] O termo “mecha” é usado para designar um feixe não tecido de cordas ou fios. Uma mecha inclui uma fita de mais do que dois filamentos. Um feixe não torcido de mais do que dois filamentos é, portanto, tanto uma fita como uma mecha.

[0046] Em uma modalidade da invenção, a quantidade principal, preferivelmente pelo menos cerca de 60% em peso, mais preferivelmente substancialmente todas as fibras são na forma de fibras contínuas, tais como filamentos contínuos, fios contínuos, mechas contínuas ou suas combinações. As fibras são predominantemente orientadas com direções de comprimento na direção alongada do elemento de blindagem compósito alongado.

[0047] As tiras de blindagem alongadas podem, por exemplo, ser como as tiras descritas em DK PA 2011 00334, DK PA 2011 00371, DK PA 2012 00185, US 6.165.586, no WO 01/51839 e/ou em US 7.842.149.

[0048] Em uma modalidade, a seção de tubo de subida armada compósita compreende ainda uma camada de blindagem de pressão na forma de uma armadura de pressão compósita, p. ex., como descrito em DK PA 2012 00259.

[0049] A seção de tubo de subida armada metálica e a seção de tubo de subida armada compósita são arranjadas em conexão fluidica entre si, preferivelmente sem seções de tubo intermediárias.

[0050] Em uma modalidade, a seção de tubo de subida armada metálica e a seção de tubo de subida armada compósita são conectadas diretamente entre si.

[0051] Em uma modalidade, a seção de tubo de subida armada metálica é adaptada para ser arranjada mais próxima da instalação superior do que da seção de tubo de subida armada compósita, a seção de tubo de subida armada metálica e a seção de tubo de subida armada compósita vantajosamente sendo arranjadas adjacentes entre si.

[0052] A expressão “mais próximo da instalação superior” deve significa mais próximo ao longo do comprimento do tubo de subida.

[0053] As expressões “mais superior” e “mais inferior”, quando usadas com relação à linha de transporte e suas partes, devem ser interpretadas como significando e relação à distância ao longo da linha de transporte determinada pela instalação submarina, isto é, ‘mais superior’ significa com a distância mais longa ao longo da linha de transporte, até a instalação submarina e “mais inferior” significa com a distância mais curta ao longo da linha de transporte, até a instalação submarina.

[0054] Usualmente, camadas de blindagem metálicas necessitam ser protegidas contra água do mar, o que de outro modo pode ter um efeito muito corrosivo durante o tempo. Portanto, um invólucro de vedação externo é arranjado fora da camada ou camadas de blindagem de tração.

[0055] Durante o uso de um tubo flexível para transporte de fluidos contendo hidrocarboneto e/ou contendo água, gases tais como CO2, H2S e H2O com frequência migrarão através do invólucro de vedação interno e para dentro de um espaço anular, também chamado uma coroa anular, fora do invólucro de vedação interno, provido pelo recinto de vedação de vedação interno e um recinto de vedação de vedação adicional circundando o invólucro de vedação interno. Na seção de tubo de subida armado metálico, a(s) camada(s) de blindagem de tração é/são preferivelmente arranjada(s) em tal coroa anular a fim de proteger o metal da(s) camada(s) de blindagem de tração contra corrosão da água do mar e a fim de proteger o metal da(s) camada(s) de blindagem de tração contra corrosão de gases agressivos, estes gases devendo preferivelmente ser removidos da coroa anular.

[0056] Arranjando-se a seção de tubo de subida armada metálica mais próximo da instalação superior do que a seção de tubo de subida armada compósita, isto é, dispondo-se a seção de tubo de subida armado metálico mais superior relativo à seção de tubo de subida armada compósita, a seção de tubo de subida armada metálica será submetida a mais elevadas forças de tração do que a seção de tubo de subida armada compósita e, simultaneamente, será mais simples reduzir o risco de corrosão da armadura de tração da seção de tubo de subida armada metálica. Isto é porque é mais simples e menos dispendioso desprender gás de uma coroa anular mais próxima da linha d’água do que mais afastada da linha d’água.

[0057] A migração de gases para dentro da coroa anular - se não for removida - pode tomar-se muito considerável e pode finalmente resultar em colapso do tubo. Pela presente invenção, uma simples maneira de evitar tal avaria do tubo é também conseguida.

[0058] Em uma modalidade, a seção de tubo de subida blindada metálica compreende um invólucro de vedação interno impermeável a líquido definindo um furo e vedação contra efluxo do furo e um invólucro de vedação externo impermeável a líquido contra ingresso de água e, opcionalmente, um ou mais invólucro(s) impermeável(veis) líquido(s) intermediário(s). Os invólucros impermeáveis líquidos formam pelo menos uma coroa anular e pelo menos uma das camadas de blindagem de tração de enrolamento cruzado é/são arranjadas na coroa anular.

[0059] Vantajosamente, o invólucro de vedação externo impermeável a líquido forma uma coroa anular com o invólucro de vedação interno ou com um invólucro impermeável a líquido intermediário, e pelo menos uma das camadas de blindagem de tração de enrolamento cruzado é/são arranjada(s) nesta coroa anular.

[0060] A coroa anular compreendendo pelo menos uma das camadas de blindagem de tração de enrolamento cruzado é preferivelmente arranjada para desprender gases, isto é, compreende um sistema de ventilação para remover os gases agressivos.

[0061] Sistemas de ventilação adequados são, p. ex., os sistemas de ventilação descritos no WO 00/17479, WO 00/22336, GB 2349944, US 2008/0149209 e PCT/DK2012/050002 com a diferença de que o sistema de ventilação é aplicado em somente parte do comprimento do tubo de subida, isto é, em somente uma ou mais da(s) seção(ões) blindadas metálicas.

[0062] Em uma modalidade, a coroa anular da seção de tubo de subida blindada metálica, compreendendo pelo menos uma das camadas de armação de tração enroladas-cruzadas, compreende uma abertura de ventilação para permitir que fluido escape da coroa anular. Para prover remoção eficaz de gases agressivos, a coroa anular preferivelmente adicionalmente compreende uma abertura de entrada de fluido.

[0063] Tal abertura de ventilação vantajosamente compreende uma válvula. Uma válvula adequada é, p. ex., a válvula descrita na US 6.152.170 ou na WO 2010/091691.

[0064] A seção de tubo de subida blindada metálica pode, por exemplo, compreender um encaixe extremo adjacente, onde a abertura de ventilação é arranjada no encaixe de extremidade.

[0065] Vantajosamente, a abertura de ventilação é arranjada acima da linha d’água ou a abertura de ventilação fica em conexão fluidica com uma passagem conduzindo acima da linha d’água.

[0066] O material compósito da(s) camada(s) de blindagem de tração da seção de tubo de subida blindada compósita não necessita ser protegido da água do mar; de fato, a fim de evitar acúmulo de pressão indesejado, é desejado que a pelo menos uma camada blindada de tração da seção de tubo de subida blindada compósita fique em contato direto com a água do mar. Preferivelmente, a seção de tubo de subida blindada compósita compreende duas ou mais camadas de blindagem de tração compósitas, que preferivelmente ficam em contato direto com a água do mar.

[0067] A expressão “em contato direto com água do mar” significa que o tubo de subida é construído de modo que a água do mar fique em contato com a(s) camada(s) de blindagem de tração da seção de tubo de subida blindada compósita, aplicada embaixo da linha d’água.

[0068] A seguir, onde a camada de blindagem de tração do tubo de subida blindado compósito é mencionada no singular, ela deve ser interpretada incluir tanto a modalidade onde há uma única camada de blindagem de tração como a modalidade onde há duas ou mais camadas de blindagem de tração, a menos que de outro modo especificado.

[0069] Em uma modalidade, a seção de tubo de subida blindada compósita compreende um invólucro de vedação interno impermeável a líquido, definindo um furo e vedando contra o efluxo do furo, opcionalmente um ou mais invólucro(s) impermeáveis a líquido intermediários, arranjados mais próximo do eixo geométrico central do que a camada ou camadas de blindagem de tração e, opcionalmente, uma camada de proteção externa permeável a líquido.

[0070] Tal camada de proteção externa permeável a líquido vantajosamente é aplicada para prover proteção mecânica, p. ex., durante manuseio e posicionamento do tubo de subida.

[0071] Como mencionado acima, a pelo menos uma camada de blindagem de tração da seção de tubo de subida blindada compósita é vantajosamente não arranjada em uma coroa anular.

[0072] Em uma modalidade, a seção de tubo de subida blindada compósita não compreende qualquer coroa anular em absoluto e, desse modo, não é requerido desprendimento de gás da seção de tubo de subida blindada compósita.

[0073] Em uma modalidade, a seção de tubo de subida blindada compósita compreende uma coroa anular, coroa anular esta alojando uma camada de blindagem de pressão. A camada de blindagem de pressão é vantajosamente uma camada de blindagem de pressão, compreendendo pelo menos um elemento de blindagem metálico helicoidalmente enrolado, enrolado com um ângulo de enrolamento de cerca de 70 graus ou mais, preferivelmente 80 graus ou mais em relação ao eixo geométrico central. Esta coroa anular pode ou não compreender uma abertura de ventilação.

[0074] Os inventores da presente invenção constataram que a degradação das camadas de blindagem metálica, devido aos gases agressivos, tal como H2S, é menos progressiva em áreas em que o metal é submetido a movimento menos dinâmico do que onde o metal é submetido a movimentos mais dinâmicos. Portanto, em seções do tubo de subida submetidos a movimentos menos dinâmicos, o risco de degradação de metal das camadas de blindagem de pressão - que, devido aos graus de enrolamento, são submetidas a movimentos menos dinâmicos - é também menor e, portanto, tais gases agressivos de uma coroa anular, compreendendo a camada de blindagem de pressão e nenhuma camada de blindagem de tração, não necessitam ser ventilados no mesmo grau que uma coroa anular compreendendo camadas de blindagem de tração.

[0075] Em uma modalidade, a seção de tubo de subida blindada compósita compreende uma coroa anular, coroa anular esta alojando uma camada de blindagem de pressão, em que a coroa anular compreende uma abertura de ventilação com uma válvula de descarga de pressão, para evitar indesejado acúmulo de pressão na coroa anular.

[0076] Em uma modalidade, a seção de tubo de subida blindada metálica e a seção de tubo de subida blindada compósita têm uma extremidade mais baixa e uma extremidade mais elevada, pelo menos a extremidade mais elevada ou a extremidade mais baixa da seção de tubo de subida blindada metálica é terminada por um encaixe de extremidade e pelo menos a extremidade mais elevada ou a extremidade mais baixa da seção de tubo de subida blindada compósita é terminada por um encaixe de extremidade, em que o encaixe de extremidade da seção de tubo de subida blindada metálica é conectado ao encaixe de extremidade da seção de tubo de subida blindada compósita.

[0077] Encaixes de extremidade adequados são bem conhecidos, p. ex., pela WO 01/07818, US 6360781, US 6412825, US 6273142 OU US 7303213.

[0078] Em uma modalidade, a seção de tubo de subida blindada metálica e a seção de tubo de subida blindada compósita compreendem um invólucro de vedação interno impermeável a líquido, definindo um furo e vedando contra o efluxo do furo, em que o invólucro de vedação interno é um invólucro de vedação interno comum para a seção de tubo de subida blindada e a seção de tubo de subida blindada compósita.

[0079] Onde pelo menos o invólucro de vedação interno da seção de tubo de subida blindada metálica e da seção de tubo de subida blindada compósita são um invólucro de vedação interno comum, isto é, o mesmo invólucro de vedação interno é contínuo tanto na seção de tubo de subida blindada metálica como na seção de tubo de subida blindada compósita, sem qualquer terminação intermediária deste invólucro de vedação interno, um tubo de subida híbrido mais seguro é provido, que além disso é de produção muito simples, como será descrito mais abaixo nas modalidades exemplificadas.

[0080] Em uma modalidade, em que a seção de tubo de subida blindada metálica e a seção de tubo de subida blindada compósita compreendem uma camada de blindagem de pressão, a camada de blindagem de pressão opcionalmente é uma camada de blindagem de pressão comum.

[0081] Onde tanto o invólucro de vedação interno como a camada de blindagem de pressão da seção de tubo de subida blindada metálica e da seção de tubo de subida blindada compósita são camadas comuns contínuas em tanto na seção de tubo de subida blindada metálica como na seção de tubo de subida blindada compósita, sem qualquer terminação intermediária destas camadas, um tubo de subida com uma resistência muito elevada é provido, que pode ser produzido em uma maneira de custo muito eficaz. A seção de tubo de subida blindada metálica e a seção de tubo de subida blindada compósita podem vantajosamente ter um invólucro impermeável a líquido intermediário comum, arranjado em tomo da camada de blindagem de pressão comum.

[0082] Em uma modalidade, a seção de tubo de subida blindada metálica e a seção de tubo de subida blindada compósita compreendem uma carcaça, a carcaça opcionalmente sendo uma camada de blindagem de pressão comum.

[0083] Tendo-se pelo menos uma camada contínua tanto na seção de tubo de subida blindada metálica como na seção de tubo de subida blindada compósita do tubo de subida, a estabilidade e resistência do tubo de subida serão aumentadas em comparação com os tubos de subida sem tal camada comum.

[0084] Em modalidades compreendendo pelo menos uma camada comum na seção de tubo de subida blindada metálica e na seção de tubo de subida blindada compósita, o tubo de subida compreende uma ou mais unidades de terminação anulares, arranjadas em tomo da camada comum mais externa e terminando pelo menos em uma camada de blindagem de tração.

[0085] Em uma modalidade, pelo menos uma camada de blindagem de tração da seção de tubo de subida blindada metálica é terminada em uma unidade de terminação anular referida como uma unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica. Preferivelmente, pelo menos o invólucro de vedação interno não é terminado na unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica.

[0086] Em uma modalidade, a pelo menos uma camada de blindagem de tração da seção de tubo de subida blindada compósita é terminada em uma terminação anular, referida como uma unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada compósita. Preferivelmente, pelo menos o invólucro de vedação interno não é terminado na unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada compósita.

[0087] Quaisquer camadas localizadas dentro do invólucro de vedação interno comum são preferivelmente não terminadas.

[0088] Em uma modalidade, em que a seção de tubo de subida blindada metálica compreende uma carcaça no lado interno do invólucro de vedação interno, a carcaça não é terminada na unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica.

[0089] Em uma modalidade, em que a seção de tubo de subida blindada metálica compreende uma camada de blindagem de pressão, a camada de blindagem de pressão não é terminada na unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica. Da mesma maneira, um invólucro impermeável líquido intermediário comum, arranjado fora da camada de blindagem de pressão comum, porém dentro de pelo menos uma camada de blindagem de tração de cada seção de tubo de subida, é vantajosamente não terminado na unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica.

[0090] Vantajosamente, a seção de tubo de subida blindada metálica compreende um invólucro de vedação externo impermeável a líquido e o invólucro de vedação externo impermeável a líquido é terminado em uma conexão de vedação da unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica. Desse modo, o metal da camada ou camadas de blindagem de tração metálica pode ser protegido da água do mar.

[0091] Em uma modalidade, em que a seção de tubo de subida blindada compósita compreende uma carcaça no lado interno do invólucro de vedação interno, a carcaça não é terminada na unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada compósita.

[0092] Em uma modalidade, em que a seção de tubo de subida blindada compósita compreende uma camada de blindagem de pressão, a camada de blindagem de pressão não é terminada na unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada compósita.

[0093] Onde a seção de tubo de subida blindada compósita compreende um invólucro de proteção externo permeável a líquido, o invólucro de proteção externo permeável a líquido pode ser terminado na unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada compósita, entretanto, uma vez que o invólucro de proteção externo permeável a líquido não deve vedar contra o ingresso de água do mar, tal terminação não é necessária.

[0094] Em uma modalidade preferida, a terminação anular de seção de tubo de subida blindada compósita e a unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica são conectadas entre si, p. ex., sendo unidas com epóxi ou outro aglutinante forte.

[0095] Altemativamente, a terminação anular de seção de tubo de subida blindada compósita e a unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica são integradas para serem uma única unidade de terminação anular comum.

[0096] Quer seja mais preferido conectar a terminação anular de seção de tubo de subida blindada compósita e a unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica entre si ou aplicar uma terminação anular de seção de tubo de subida blindada compósita integrada / unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica depende das instalações de produção aplicadas.

[0097] Portanto, vantajosamente, pelo menos uma camada de blindagem de tração da seção de tubo de subida blindada metálica é terminada em uma unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica e a pelo menos uma camada de blindagem de tração da seção de tubo de subida blindada compósita é terminada em uma terminação anular de seção de tubo de subida blindada compósita, que é comum com a unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica ou que é conectada à unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica.

[0098] As respectivas seções do tubo de subida podem, em princípio, ter qualquer comprimento; entretanto, para totalmente aproveitar as vantagens da invenção, é preferido que a seção de tubo de subida blindada metálica tenha um comprimento de pelo menos cerca de 5 m, tal como pelo menos cerca de 10 m, tal como pelo menos cerca de 25 m, tal como pelo menos cerca de 100 m.

[0099] O comprimento ótimo da seção de tubo de subida blindada compósita depende grandemente do comprimento total do tubo de subida e pode vantajosamente ser de pelo menos 5 m, tal como pelo menos cerca de 10 m, tal como pelo menos cerca de 25 m, tal como pelo menos cerca de 100 m.

[00100] Como mencionado, vantajosamente, a seção de tubo de subida blindada metálica é arranjada mais em cima em relação à seção de tubo de subida blindada compósita. Desse modo, é mais simples remover gases agressivos de uma coroa anular da seção de tubo de subida blindada metálica e, simultaneamente, a seção de tubo de subida blindada metálica pode suportar o elevado peso do tubo de subida.

[00101] Em uma modalidade, o tubo de subida compreende duas ou mais seções de tubo de subida blindadas metálicas. A seção de tubo de subida blindada compósita é vantajosamente arranjada entre duas seções de tubo de subida blindadas metálicas.

[00102] O tubo de subida pode, por exemplo, compreender uma seção de tubo de subida blindada metálica mais superior e uma seção de tubo de subida blindada metálica catenária mais inferior, provendo um ponto de aterrissagem do tubo de subida. O ponto de aterrissagem do tubo de subida pode ser submetido a grandes tensões mecânicas, devido ao movimento da instalação superior, por meio do que o ponto de aterrissagem pode ser levantado e colocado de volta em toque com o leito do mar repetidamente. A seção de tubo de subida blindada metálica mostrou ser mais adequada para suportar tais tensões mecânicas do que a seção de tubo de subida blindada compósita.

[00103] Em uma modalidade, o tubo de subida compreende duas ou mais seções de tubo de subida blindadas compósitas, duas ou mais seções de tubo de subida blindadas compósitas estas podendo ser idênticas ou podendo ser diferentes entre si. Em uma modalidade, onde o tubo de subida compreende duas ou mais seções de tubo de subida blindadas compósitas, uma primeira das seções de tubo de subida blindadas compósitas, que é mais superior em relação a uma segunda seção de tubo de subida blindada compósita, tem uma camada ou camadas de blindagem de tração mais forte do que esta segunda seção de tubo de subida blindada compósita.

[00104] A invenção também se refere a um sistema fora da costa, compreendendo o tubo de subida como descrito acima, preferivelmente arranjado para transportar fluido entre uma instalação superior e uma instalação submarina.

[00105] Todos os detalhes da invenção como descritos aqui, incluindo faixas e faixas preferidas, podem ser combinados em várias maneiras dentro do escopo da invenção, a menos que haja razões específicas para não combinar tais detalhes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00106] A invenção será explicada mais totalmente abaixo em conexão com uma modalidade preferida e com referência aos desenhos em que: a Fig. 1 mostra uma vista lateral esquemática de um sistema fora da costa compreendendo um tubo de subida de acordo com a presente invenção.

[00107] A Fig. 2 mostra uma vista lateral esquemática de outro sistema fora da costa compreendendo um tubo de subida de acordo com a presente invenção.

[00108] A Fig. 3 é uma vista lateral esquemática de uma seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada de um tubo de subida da invenção.

[00109] A Fig. 4 é uma vista lateral esquemática de uma seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligado de um tubo de subida da invenção.

[00110] A Fig. 5 é uma vista lateral esquemática de outra seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada de um tubo de subida da invenção.

[00111] A Fig. 6 é uma vista lateral esquemática de uma seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada, acoplada a uma seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada, para prover um tubo de subida da invenção.

[00112] A Fig. 7 é uma vista lateral esquemática de uma parte do comprimento de um tubo de subida da invenção, compreendendo pelo menos duas seções de tubo de subida com um invólucro de vedação interno comum, armadura de pressão e invólucro impermeável líquido intermediário e compreendendo uma unidade de terminação anular terminando a camada de blindagem de tração de uma seção de tubo de subida.

[00113] A Fig. 8 é uma variação da vista lateral esquemática da Fig. 7, onde as duas seções de tubo de subida adicionalmente compreendem uma carcaça comum.

[00114] A Fig. 9 é uma vista lateral esquemática de uma parte de comprimento de um tubo de subida da invenção compreendendo pelo menos duas seções de tubo de subida com um invólucro de vedação interno comum e armadura de pressão, porém sem um invólucro impermeável a líquido intermediário e compreendendo uma unidade de terminação anular terminando a camada de blindagem de tração de uma seção de tubo de subida.

[00115] A Fig. 10 é uma variação da vista lateral esquemática da Fig. 9, em que as duas seções de tubo de subida adicionalmente compreendem uma carcaça comum.

[00116] A Fig. 11 é uma vista lateral esquemática de uma parte de comprimento de um tubo de subida da invenção, compreendendo uma seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada, acoplada a uma seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada.

[00117] A Fig. 12 mostra uma variação do tubo de subida da Fig. 11.

[00118] O sistema fora da costa mostrado na Fig. 1 compreende um tubo de subida 1 da invenção, arranjado para transportar fluido entre uma instalação superior 2 e uma instalação submarina não mostrada. A instalação superior 2 é uma unidade flutuante, p. ex., um vaso ou uma plataforma. Tal unidade flutuante será com frequência amarrada usando-se linhas de amarração ou similares. A instalação superior 2 está flutuando na linha d’água 9.

[00119] O tubo de subida 1 da invenção compreende pelo menos três seções de tubo de subida 3a, 4 e 3b. Vantajosamente, a seção de tubo de subida mais superior 3a é uma seção de tubo de subida blindado metálico. A seção de tubo de subida mais superior é acoplada à seção de tubo de subida inferior 4, como indicado com o acoplamento 5a. A seção de tubo de subida mais embaixo 4 é vantajosamente uma seção de tubo de subida blindada compósita. Em sua extremidade mais embaixo, a seção de tubo de subida mais embaixo 4 é acoplada a uma seção de tubo de subida mais embaixo 3b, como indicado com o acoplamento 5b. A seção de tubo de subida mais embaixo 3b é vantajosamente uma seção de tubo de subida blindada metálica.

[00120] Deve ser entendido que o tubo de subida pode ter qualquer número de seções de tubo de subida, desde que compreenda pelo menos uma seção de tubo de subida blindada metálica e pelo menos uma seção de tubo de subida blindada compósita.

[00121] O sistema fora da costa mostrado na Fig. 2 é uma variação do sistema fora da costa da Fig. 1 e compreende um tubo de subida 1 da invenção, arranjado para transportar fluido entre uma instalação superior 2a e uma instalação submarina 6. A instalação superior 2a é arranjada embaixo da linha d’água 9 e pode, por exemplo, ser um arco de água intermediário ou outra instalação submersa. Um vaso 2b é conectado à instalação superior 2a via um tubo ponte 8, que pode, por exemplo, ser um tubo flexível não ligado com armadura(s) metálica(s) e/ou armadura(s) compósita(s).

[00122] A seção de tubo de subida mais embaixo 3b do tubo de subida é arranjada para ter um ponto de aterrissagem onde ela toca o leito do mar e conduz ainda para a instalação submarina 6. Como explicado acima e como sabido pela pessoa versada, tal ponto de aterrissagem repetidamente será levantado do e colocado de volta sobre o leito do mar. As exigências mecânicas para a seção de tubo de subida mais embaixo 3b são, portanto, elevadas e é geralmente desejável que tal seção de tubo de subida arranjada para ter um ponto de aterrissagem, seja uma seção de tubo de subida blindada metálica.

[00123] A seção de tubo de subida blindada metálica mostrada na Fig. 3 compreende um invólucro de vedação interno impermeável a líquido 15, definindo um furo como indicado com a seta em negrito. O invólucro de vedação interno impermeável a líquido 15 pode ser de qualquer material polimérico adequado para formar tal barreira impermeável a líquido. Exemplos de materiais poliméricos adequados são polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno reticulado (PEX), polivinildifluoreto (PVDF) ou poliamida (PA). O invólucro de vedação interno impermeável a líquido 15 tem o propósito de evitar efluxo do fluido transferido dentro do furo do tubo de subida, indicado com a seta em negrito. Dentro do invólucro de vedação interno impermeável a líquido 15, a seção de tubo de subida compreende uma camada de blindagem interna 16, chamada uma carcaça, que é normalmente de metal e tem a finalidade principal de reforçar a seção de tubo de subida contra colapso, como descrito acima. A carcaça 16 não é hermética a líquido. No lado externo do invólucro de vedação interno impermeável a líquido 15, a seção de tubo de subida compreende uma camada de blindagem de pressão 13, que é com frequência de elemento(s) de blindagem de metal ou material compósito helicoidalmente enrolado(s), que é enrolada com um elevado ângulo ao eixo geométrico central do tubo de subida, tal como um ângulo com o eixo geométrico do tubo de subida de cerca de 70 graus ou mais e cerca de 85 graus. A camada de blindagem de pressão 13 não é hermética a líquido. Na seção de tubo de subida blindada metálica é geralmente desejado que também a armadura de pressão seja de metal.

[00124] Fora da camada de blindagem de pressão 13, a seção de tubo de subida compreende duas camadas de blindagem de tração enroladas cruzadas 12a, 12b, enroladas com elementos de blindagem metálicos alongados. Por exemplo, os elementos de armação alongados, da camada de blindagem de tração mais interna 12a, são enrolados com um grau de enrolamento de cerca de 55 graus ou menos no eixo geométrico do tubo de subida, em uma primeira direção de enrolamento, e a camada de blindagem de tração mais externa 12b é enrolada com um grau de enrolamento de cerca de 60 graus ou menos, tal como entre cerca de 20 e cerca de 55 graus, no eixo geométrico do tubo de subida, em uma segunda direção de enrolamento, que é a direção oposta à primeira direção de enrolamento, referida como sendo enrolado cruzado. A seção de tubo de subida ainda compreende um invólucro de vedação externo impermeável a líquido 11, protegendo as camadas de blindagem mecanicamente e contra ingresso de água do mar. Como indicado com o número de referência 14, a seção de tubo de subida flexível não ligada preferivelmente compreende camadas antifricção entre as camadas de blindagem 13, 12a, 12b. As camadas antifricção não são herméticas a líquido e podem, por exemplo, ser na forma de uma película enrolada.

[00125] A seção de tubo de subida blindada compósita, mostrada na Fig.4, compreende um invólucro de vedação interno impermeável a líquido 25, definindo um furo como indicado com a seta em negrito. O invólucro de vedação interno impermeável a líquido 25 pode ser de qualquer material polimérico adequado para formar tal barreira impermeável a líquido, p. ex., como descrito acima. O invólucro de vedação interno impermeável a líquido 25 pode, por exemplo, ser uma camada comum para tanto a seção de tubo de subida blindada metálica como a seção de tubo de subida blindada compósita.

[00126] Dentro do invólucro de vedação interno impermeável a líquido 25, a seção de tubo de subida compreende uma camada de blindagem interna 26, chamada uma carcaça que é normalmente de metal e pode ser uma camada comum para tanto a seção de tubo de subida blindada metálica como a seção de tubo de subida blindada compósita. A carcaça 26 não é hermética a líquido.

[00127] No lado externo do invólucro de vedação interno impermeável a líquido 25, a seção de tubo de subida compreende uma camada de blindagem de pressão 23, que é com frequência de elemento(s) de blindagem helicoidalmente enrolado(s) de material metálico ou compósito, que é enrolado com um elevado ângulo ao eixo geométrico central do tubo de subida, tal como um ângulo com o eixo geométrico do tubo de subida de cerca de 70 graus ou mais, p. ex., cerca de 85 graus. A camada de blindagem de pressão 23 não é hermética a líquido. Na seção de tubo de subida blindada compósita é com frequência desejado que também a armadura de pressão seja de material compósito, entretanto, onde muito elevada resistência a compressão é requerida, a camada de blindagem de pressão 23 pode vantajosamente ser de ou compreender metal.

[00128] Fora da camada de blindagem de pressão 23, a seção de tubo de subida compreende duas camadas de blindagem de tração enroladas cruzadas 22a, 22b, enrolada de elementos de blindagem compósitos alongados, p. ex., enrolados cruzados com os graus de enrolamento descritos acima.

[00129] Em uma variação não mostrada, somente as camadas de blindagem de tração mais externas 22b são enroladas de elementos de blindagem compósita alongados e as camadas de blindagem de tração mais internas 22a são enroladas de elementos de blindagem metálica alongados.

[00130] A seção de tubo de subida compreende ainda um invólucro de proteção externo permeável a líquido 21, protegendo as camadas de blindagem mecanicamente, porém permitindo ingresso de água do mar. O invólucro de proteção externo permeável a líquido 21 é perfurado com orifícios 27, para permitir o ingresso de água do mar.

[00131] A seção de tubo de subida blindada compósita mostrada na Fig. 5 compreende um invólucro de vedação interno impermeável a líquido 35, definindo um furo como indicado com a seta em negrito. O invólucro de vedação interno impermeável a líquido 35 pode ser de qualquer material polimérico adequado para formar tal barreira impermeável a líquido, p. ex., como descrito acima.

[00132] Dentro do invólucro de vedação interno impermeável a líquido 35, a seção de tubo de subida compreende uma carcaça não hermética a líquido 36.

[00133] No lado externo do invólucro de vedação interno impermeável a líquido 35, a seção de tubo de subida compreende uma camada de blindagem de pressão 33, que é com frequência de elemento(s) de blindagem enrolados helicoidalmente de ou compreendendo metal, que é enrolado com um elevado ângulo no eixo geométrico central do tubo de subida, tal como um ângulo com o eixo geométrico do tubo de subida de cerca de 70 graus ou mais, p. ex., cerca de 85 graus. A camada de blindagem de pressão 33 não é estanque a líquido.

[00134] Fora da camada de blindagem de pressão 33, a seção de tubo de subida compreende um invólucro impermeável a líquido intermediário 34, protegendo a camada de blindagem de pressão 33 mecanicamente e contra ingresso de água do mar.

[00135] Fora do invólucro impermeável a líquido intermediário 34, a seção de tubo de subida compreende duas camadas de blindagem de tração enroladas cruzadas 32a, 32b, enroladas por elementos de blindagem compósitos alongados, p. ex., enrolados cruzados com os graus de enrolamento descritos acima.

[00136] A seção de tubo de subida compreende ainda um invólucro de proteção externo permeável a líquido 31, protegendo as camadas de blindagem mecanicamente, porém permitindo ingresso de água do mar. O invólucro de proteção externo permeável a líquido 31 é perfurado com orifícios 37, para permitir o ingresso de água do mar.

[00137] A Fig. 6 mostra esquematicamente uma extensão de um tubo de subida compreendendo uma seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada 44, acoplada a uma seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada 43. A seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada 44 tem numerosas camadas 44a, como descrito acima e a seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada 43 tem numerosas camadas 43a como descrito acima. Uma ou mais das camadas 44a da seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada 44 e das camadas 43 a da seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada 43 podem vantajosamente ser comuns a ambas as seções de tubo de subida 43,44. A seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada 44 pode ser acoplada em um acoplamento 45 à seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada 43, usando-se qualquer método, p. ex., como descrito aqui.

[00138] A Fig. 7 mostra uma parte de comprimento de um tubo de subida da invenção, compreendendo pelo menos duas seções de tubo de subida com um invólucro de vedação interno comum 55, armadura de pressão 53 e invólucro impermeável a líquido intermediário 54. O invólucro de vedação interno 55 define o furo com um eixo geométrico central 50 do tubo de subida. Somente uma parte de uma seção de tubo de subida 51b é vista junto com uma curta extensão das camadas comuns estendendo-se para a seção de tubo de subida adjacente. A parte de comprimento do tubo de subida compreende uma unidade de terminação anular 59a, 59b terminando as camadas de blindagem de tração 52 e o invólucro de vedação externo impermeável a líquido 51a de uma seção de tubo de subida, que na modalidade mostrada é uma seção de tubo de subida blindada metálica 51b.

[00139] Deve ser entendido que uma correspondente terminação anular poderia ser aplicada à seção de tubo de subida blindada compósita com a única diferença de que o invólucro de vedação externo impermeável a líquido 51a preferivelmente seria substituído com um invólucro de proteção externo permeável a líquido, como descrito acima.

[00140] A unidade de terminação anular 59a, 59b compreende uma primeira parte anular 59a e uma segunda parte anular 59b. O invólucro de vedação externo impermeável a líquido 51a é terminado sendo fixado mecanicamente entre a primeira parte anular 59a e a segunda parte anular 59b da unidade de terminação anular. As camadas de blindagem de tração 52 são terminadas sendo fixadas usando-se um material de fixação 58, tal como cimento ou epóxi ou similar, e uma maneira bem conhecida. Nas camadas restantes o invólucro de vedação 55, a armadura de pressão 53 e a folha impermeável a líquido intermediária 54 são comuns tanto à seção de tubo de subida blindada compósita não mostrada como à seção de tubo de subida blindada metálica, e estas camadas 55, 53, 54 são contínuas através da unidade de terminação anular 59a, 59b, sem serem terminadas. A primeira parte anular 59a, da unidade de terminação anular, compreende um flange de montagem 59c com fiiros de parafuso 59d para ser fixado a uma unidade anular de seção de tubo de subida blindada compósita não mostrada.

[00141] A Figura 8 mostra uma parte de extensão de outro tubo de subida da invenção, que difere da parte de tubo da parte de extensão da parte de tubo de subida da Fig. 7 somente pelo fato de que duas seções de tubo de subida adjacentes adicionalmente terem uma carcaça comum 56.

[00142] A Fig. 9 mostra uma parte de extensão de um tubo de subida da invenção, compreendendo pelo menos duas seções de tubo de subida com um invólucro de vedação interno comum 65 e armadura de pressão 63. Somente uma parte das seções de tubo de subida 61b é vista junto com um comprimento curto das camadas comuns estendendo-se para a seção de tubo de subida adjacente. A seção de tubo de subida mostrada 61b não tem invólucro impermeável a líquido intermediário.

[00143] O invólucro de vedação interno 65 define o furo com um eixo geométrico central 60 do tubo de subida. A parte de extensão do tubo de subida compreende uma unidade de terminação anular 69a, 69b terminando as camadas de blindagem de tração 62 e o invólucro de vedação externo impermeável a líquido 61a de uma seção de tubo de subida que, na modalidade mostrada, é uma seção de tubo de subida blindada metálica 61b.

[00144] Deve ser entendido que uma correspondente terminação anular poderia ser aplicada à seção de tubo de subida blindada compósita com a única diferença de que o invólucro de vedação externo impermeável a líquido 61a preferivelmente seria substituído por um invólucro de proteção externo permeável a líquido, como descrito acima.

[00145] A unidade de terminação anular 69a, 69b compreende uma primeira parte anular 69a e uma segunda parte anular 69b. O invólucro de vedação externo impermeável a líquido 61a é terminado sendo fixado mecanicamente entre a primeira parte anular 69a e a segunda parte anular 69b da unidade de terminação anular. As camadas de blindagem de tração 62 são terminadas sendo fixadas usando-se um material de fixação 68, tal como cimento ou epóxi ou similar, em uma maneira bem conhecida. Nas camadas restantes, o invólucro de vedação 65 e a armadura de pressão 63 são comuns a ambas não mostradas seção de tubo de subida blindado compósito e seção de tubo de subida blindada metálica 61b e estas camadas 65,63 são contínuas através da unidade de terminação anular 69a, 69b sem serem terminadas.

[00146] Um material de vedação 67, tal como um polímero e/ou cimento ou epóxi ou similar, é aplicado em um anel anular, entre a primeira parte anular 69a da unidade de terminação anular, para prover uma vedação contra o ingresso de água do mar na seção de tubo de subida blindada compósita adjacente, que não tem um invólucro de vedação externo impermeável a líquido e, portanto, permite que água do mar entre dentro das camadas de blindagem de tração. Nesta modalidade, é vantajoso que a não mostrada seção de tubo de subida blindada compósita tenha um invólucro impermeável a líquido intermediário cobrindo a armadura de pressão, que compreende metal, ou a armadura de pressão seja uma armadura de pressão compósita.

[00147] A primeira parte anular 69a da unidade de terminação anular compreende um flange de montagem 69c com furos de parafuso sendo fixado a uma unidade anular de seção de tubo de subida blindada compósita não mostrada.

[00148] A Fig. 10 mostra uma parte de extensão de outro tubo de subida da invenção, que difere da parte de extensão de tubo de subida da Fig. 9 somente pelo fato de que as duas seções de tubo de subida adjacentes adicionalmente têm uma carcaça comum 66.

[00149] A Fig. 11 mostra uma parte de extensão de um tubo de subida da invenção, compreendendo uma seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada 81, acoplada a uma seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada 71. A seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada 71 compreende um número de camadas 74 incluindo um invólucro de vedação externo impermeável a líquido 71a, um par de camadas de blindagem de tração 72 de metal e um invólucro de vedação interno 75, 85. O invólucro de vedação externo impermeável a líquido 71a e as camadas de blindagem de tração 72 são terminados em uma unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada 79, compreendendo um flange de montagem 79c.

[00150] A seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada 81 compreende numerosas camadas 84, incluindo um invólucro de proteção externo permeável a líquido 81a, um par de camadas de blindagem de tração 82 de material compósito e um invólucro de vedação interno 75, 85. O invólucro de vedação interno 75, 85 da seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada 81 e do invólucro de vedação interno 75, 85 da seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada 71, é um invólucro de vedação interno comum 75, 85, que não é terminado em qualquer uma das unidades de terminação anular 79,89. A seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada 81 e a seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada adjacente 71 poderiam ter diversas camadas em comum, como descrito acima.

[00151] O invólucro de proteção externo permeável a líquido 81a compreende numerosos furos 87 para permitir o ingresso de água do mar dentro das camadas de blindagem de tração compósitas 82.

[00152] O invólucro de proteção externo permeável a líquido 81a e as camadas de blindagem de tração 82 são terminadas em uma unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada 89, compreendendo um flange de montagem 89c.

[00153] Um material de vedação conformado em anel anular 83 é arranjado entre a unidade de terminação anular 89 e a parte mais externa das camadas comuns, para prover uma vedação contra o ingresso de água do mar da seção de tubo de subida blindada compósita 81, que não tem um invólucro de vedação externo impermeável a líquido. Este material de vedação conformado em anel anular 83 é, em particular, vantajoso no caso em que a seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada 81 não tem um invólucro impermeável a líquido intermediário, protegendo uma camada de blindagem de pressão compreendendo metal.

[00154] O flange de montagem 79c é acoplado ao flange de montagem 89c usando-se numerosos parafusos 86.

[00155] A Fig. 12 mostra uma parte de extensão de um tubo de subida da invenção, compreendendo uma seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada 91a, acoplada a uma seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada 91b, usando-se uma unidade de terminação anular comum 99. A seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada 91b compreende numerosas camadas 94b incluindo um invólucro de vedação externo impermeável a líquido 91 d, um par de camadas de blindagem de tração 92b de metal e um invólucro de vedação interno 95. O invólucro de vedação externo impermeável a líquido 91d e as camadas de blindagem de tração 92b são terminados em uma primeira seção da unidade de terminação anular comum 99.

[00156] A seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada 91a compreende numerosas camadas 94a incluindo um invólucro de proteção externo permeável a líquido 91c, um par de camadas de blindagem de tração 92a de material compósito e um invólucro de vedação interno 95, que é um invólucro de vedação interno comum 95, que não é terminado na unidade de terminação anular comum 99. A seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada 91a e a seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada 91b poderiam ter diversas camadas em comum, como descrito acima.

[00157] O invólucro de proteção externo permeável a líquido 91c compreende numerosos furos 97 para permitir o ingresso de água do mar dentro das camadas de blindagem de tração compósitas 92a.

[00158] O invólucro de proteção externo permeável a líquido 81a e as camadas de blindagem de tração 92a são terminadas em uma segunda seção da unidade de terminação anular comum 99.

[00159] Algumas modalidades preferidas foram mostradas no anterior, porém deve ser salientado que a invenção não é limitada a estas, porém podem ser incorporadas em outras maneiras dentro do assunto definido nas seguintes reivindicações.

Claims

1. Tubo de subida (1) para transportar fluido entre uma instalação superior (2, 2b) e uma instalação submarina (6), em que o tubo de subida (1) tem um eixo central e uma extensão ao longo do eixo central e compreende uma seção de tubo de subida blindada metálica flexível não ligada (3a) e uma seção de tubo de subida blindada compósita flexível não ligada (4, 4b), arranjadas em conexão fluidica entre si, caracterizado pelo fato de que a seção de tubo de subida blindada metálica (3a) compreende pelo menos duas camadas de blindagem de tração enroladas cruzadas, cada uma compreendendo uma pluralidade de elementos de blindagem metálicos alongados enrolados helicoidalmente, enrolados com um ângulo de enrolamento de 60 graus ou menos em relação ao eixo central, a seção de tubo de subida blindada compósita (4,4b) compreende pelo menos uma camada de blindagem de tração compreendendo uma pluralidade de elementos de blindagem compósitos enrolados helicoidalmente, enrolados com um ângulo de enrolamento de 60 graus ou menos, relativo ao eixo central, em que os elementos de blindagem compósitos, como tiras ou feixes de tiras, compreendem polímero reforçado com fibra.

2. Tubo de subida de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção de tubo de subida blindada metálica (3a) compreende um invólucro de vedação interno impermeável a líquido (15) definindo um furo e vedando contra o efluxo do furo e um invólucro de vedação externo impermeável a líquido (11) vedando contra o ingresso de água e os invólucros impermeáveis a líquido (15, 11) formam pelo menos uma coroa anular, pelo menos uma das camadas de blindagem de tração enroladas cruzadas (12a, 12b) sendo arranjada na coroa anular.

3. Tubo de subida de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a coroa anular compreende uma abertura de ventilação para permitir que fluido escape da coroa anular.

4. Tubo de subida de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma camada de blindagem de tração (22a, 22b) da seção de tubo de subida blindada compósita (4, 4a) está em contato direto com a água do mar.

5. Tubo de subida de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a seção de tubo de subida blindada compósita (4, 4a) compreende um invólucro de vedação interno impermeável a líquido (25, 35) definindo um furo e vedando contra o efluxo do furo e um ou mais invólucros impermeáveis a líquido intermediários, arranjados mais próximos do eixo central do que a camada ou camadas de blindagem de tração (22a, 22b).

6. Tubo de subida de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a seção de tubo de subida blindada metálica (3a) e a seção de tubo de subida blindada compósita (4, 4a) têm, cada uma, uma extremidade mais inferior e uma extremidade mais superior, pelo menos a extremidade mais superior ou a extremidade mais inferior da seção de tubo de subida blindada metálica (3a) é terminada por um encaixe de extremidade e pelo menos a extremidade mais superior ou a extremidade mais inferior da seção de tubo de subida blindada compósita (4, 4a) é terminada por um encaixe de extremidade, em que o encaixe de extremidade da seção de tubo de subida blindada metálica é conectado ao encaixe de extremidade da seção de tubo de subida blindada compósita.

7. Tubo de subida de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a seção de tubo de subida blindada metálica (3a) e a seção de tubo de subida blindada compósita (4, 4a) compreendem um invólucro de vedação interno impermeável a líquido (15, 25, 35) definindo um furo e vedando contra o efluxo do furo, em que o invólucro de vedação interno é um invólucro de vedação interno comum para a seção de tubo de subida blindada metálica (3a) e a seção de tubo de subida blindada compósita (4,4a).

8. Tubo de subida de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma camada de blindagem de tração (12a, 12b) da seção de tubo de subida blindada metálica (3a) é terminada em uma unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica, pelo menos o invólucro de vedação interno (15) não é terminado na unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica (3a).

9. Tubo de subida de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a seção de tubo de subida blindada metálica (3a) compreende um invólucro de vedação externo impermeável a líquido (11), o invólucro de vedação externo impermeável a líquido (11) sendo terminado em uma conexão de vedação da unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica.

10. Tubo de subida de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a terminação anular de seção de tubo de subida blindada compósita e a unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica são conectadas entre si.

11. Tubo de subida de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma camada de blindagem de tração (12a, 12b) da seção de tubo de subida blindada metálica (3a) é terminada em uma unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica e a pelo menos uma camada de blindagem de tração (22a, 22b) da seção de tubo de subida blindada compósita (4, 4a) é terminada em uma terminação anular de seção de tubo de subida blindada compósita, que é comum com a unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica ou que é conectada com a unidade de terminação anular de seção de tubo de subida blindada metálica.

12. Tubo de subida de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a seção de tubo de subida blindada metálica (3a) tem um comprimento de pelo menos 5m, tal como pelo menos 10m, tal como pelo menos 25m, tal como pelo menos 100m, preferencialmente, a seção de tubo de subida blindada compósita tem um comprimento de pelo menos 5m, tal como pelo menos 10m, tal como pelo menos 25m, tal como pelo menos 100m.

13. Tubo de subida de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a seção de tubo de subida blindada metálica (3a) é arranjada na parte mais superior relativa à seção de tubo de subida blindada compósita.

14. Tubo de subida de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a seção de tubo de subida blindada compósita (4, 4a) é arranjada entre duas seções de tubo de subida blindadas metálicas (3a, 3b).

15. Tubo de subida de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende duas ou mais seções de tubo de subida blindadas compósitas (4,4a).