BR112019020051A2

BR112019020051A2 - tubo flexível com camadas de blindagens metálicas e com camadas de blindagens compósitas

Info

Publication number: BR112019020051A2
Application number: BR112019020051A
Authority: BR
Inventors: Damiens Alexandre; Felix-Henry Antoine; Maurice Julien; Martinez Michael; Le Corre Vincent
Original assignee: Ifp Energies Now; Technip France
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2020-04-28
Also published as: EP3601862B1; EP3601862A1; FR3064711B1; FR3064711A1; WO2018177735A1; BR112019020051B1; DK3601862T3; US11047512B2; US20200103059A1

Abstract

a presente invenção refere-se a um tubo flexível que envolve um elemento de reforço mecânico (4) e uma bainha de pressão. o elemento de reforço mecânico (4) compreende pelo menos uma camada de blindagens de tração metálica (6) e pelo menos uma camada de blindagens de tração compósita (7). a camada de blindagens de tração compósitas (7) está disposta no exterior da camada de blindagens de tração metálicas (6). são previstos meios de separação (8) para separar as blindagens de tração compósitas (7), mantendo-se um jogo radial e um jogo circunferencial para as blindagens de tração compósitas (7).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para TUBO FLEXÍVEL COM CAMADAS DE BLINDAGENS METÁLICAS E COM CAMADAS DE BLINDAGENS COMPÓSITAS.

[001] A presente invenção refere-se a um conduto tubular flexível para o transporte de fluido petrolífero utilizado no campo da exploração de petróleo no mar. Os tubos flexíveis visados pela presente invenção são formados de um conjunto de diferentes camadas concêntricas e sobrepostas e são denominados do tipo não ligado (« non bound em inglês ») pois estas camadas apresentam uma certa liberdade de deslocamento umas em relação às outras por ocasião de um esforço de flexão dos condutos flexíveis. Estes condutos flexíveis satisfazem entre outras às recomendações dos documentos normativos API 17J « Specification for Unbonded Flexible Pipe » (4^a., edição, Maio de 2014) e API 17B « Recommended Practice for Flexible Pipe » (5^a’ edição, Maio de 2014) publicados pelo American Petroleum Institute assim como ao documento normativo DNV-OS-C501 « Composite Components » (Novembro de 2013) publicado pela Det Norske Veritas. As camadas constitutivas dos condutos flexíveis compreendem especialmente bainhas poliméricas de reforço que garantem geralmente uma função de vedação e camadas de reforço destinadas à retomada dos esforços mecânicos e formadas por rolamentos de tira, fios metálicos, tiras diversas ou perfilados de materiais compósitos.

[002] Estes condutos flexíveis são utilizados especialmente para transportar hidrocarbonetos do tipo de petróleo ou de gás partindo de um equipamento submarino situado no fundo do mar, por exemplo, um topo de poço, até uma unidade flutuante de produção situada na superfície. Tais tubos podem ser instalados em grande profundidade, normalmente a mais de 2000m de profundidade e eles devem capazes de resistir a uma pressão hidrostática de diversas centenas de bar. Além disso, eles devem também poder resistir à pressão muito eleva

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2/27 da dos hidrocarbonetos transportados, esta pressão podendo também ser de diversas centenas de bar.

[003] Quando o tubo flexível estiver em serviço, ele pode ser submetido a altas cargas estáticas e dinâmicas, o que pode gerar um fenômeno de fadiga. Os carregamentos mais graves são geralmente observados na parte superior dos tubos de subida (« risers » em inglês) que ligam o fundo do mar à superfície. Com efeito, nesta zona, o tubo flexível é submetido a um forte esforço estático em tensão ligado ao peso do tubo, à qual se adicionam esforços dinâmicos em tensão e em flexão transversal ligadas aos movimentos da unidade flutuante de produção sob o efeito da ondulação da água do mar e das vagas. Trata-se da parte do tubo flexível que se estende sobre o fundo do mar linhas de fluxo (« flowlines » em inglês), as cargas aplicadas são essencialmente estáticas.

[004] Os tubos flexíveis de tipo não ligado são os mais utilizados na indústria petrolífera em mar alto compreendem geralmente, do interior para o exterior, uma carcaça interna constituída de um tira de aço inoxidável perfilado e enrolado helicoidalmente a pequena distância com espiras grampeadas umas às outras, a dita carcaça interna servindo principalmente para impedir o esmagamento do tubo flexível sob o efeito da pressão externa, uma bainha interna de vedação de polímero, uma abóbada de pressão constituída de pelo menos um fio metálico de forma grampeada e enrolado helicoidalmente a pequena distância, a dita abóbada de pressão servindo para retomar os esforços radiais ligados à pressão interna, camadas de blindagens de tração formadas de rolamentos helicoidais longo termo de fios metálicos ou compósitos, as ditas camadas de blindagens de tração sendo destinadas para retomar os esforços longitudinais que o tubo flexível sofre e, enfim uma bainha externa de estanqueidade destinada a proteger da água do mar as camadas de reforço. No presente pedido de patente

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3/27 entende-se por rolamento com termo curto qualquer rolamento que possua um ângulo de hélice cujo valor absoluto está próximo de 90 graus, na prática compreendido entre 70 graus e 90 graus em relação ao eixo longitudinal do tubo flexível. Quanto ao termo rolamento designa qualquer rolamento cujo ângulo de hélice é inferior ou igual, em valor absoluto, a 55 graus em relação ao eixo longitudinal do tubo flexível.

[005] A carcaça interna permite que o tubo flexível possua uma resistência ao esmagamento (« collapse » em inglês) suficiente para permitir que ele resista a fortes pressões externas, especialmente a pressão hidrostática quando o tubo flexível estiver imerso em grande profundidade (1000m, até mesmo 2000m, ou maior) ou ainda as pressões externas de contato submetidas durante as operações de manutenção no mar. Diz-se que um tubo flexível que contém uma carcaça interna tem passagem não lisa (« orifício grosseiro » em inglês) pois o elemento mais interno é a carcaça interna que forma uma passagem não lisa em virtude das separações entre as espiras metálicas da tira grampeada.

[006] A abóbada de pressão tem por função principal permitir que a bainha interna de vedação resista, sem explodir, à pressão exercida pelo fluido petrolífero transportado pelo tubo, a face externa da bainha interne de vedação apoiando-se contra a face interna da abóbada de pressão. A abóbada de pressão contribui também para melhorar a resistência ao esmagamento da carcaça interna, especialmente, pois ela limita as possibilidades de deformação da carcaça interna sob o efeito da pressão hidrostática.

[007] A função principal das camadas de blindagem de tração é a de retomar os esforços longitudinais, especialmente aqueles ligados ao peso pendurado do tubo flexível quando este estiver instalado no fundo do mar a partir de um barco de colocação situado na superfície.

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No caso de um tubo de subida (« tubo de subida » em inglês) que liga de maneira permanente uma instalação colocada sobre o fundo do mar em um equipamento flutuante na superfície, estes esforços longitudinais ligados ao peso pendurado são exercidos em permanência. Quando o tubo estiver imerso em grande profundidade, os esforços longitudinais ligados ao peso pendurado por ocasião da instalação e/ou em serviço podem atingir várias centenas de toneladas.

[008] As camadas de blindagens de tração são geral mente realizadas em metal ou em matéria compósita. As blindagens de tração metálicas utilizadas tradicionalmente para o reforço axial dos tubos flexíveis trazem um problema de peso por grande profundidade. Com efeito, de acordo com a aplicação visada, existe uma profundidade além da qual, o aumento da seção das blindagens de aço aumenta o próprio peso da linha mais do que o próprio peso da linha mais do que aumenta a resistência axial. O carregamento no topo do tubo de subida em produção ou da linha de escoamento na instalação ultrapassa então a sua capacidade. A instalação da linha se torna então impossível pelo fato de que o peso pendurado é superior à capacidade limite de retomada dos esforços dos equipamentos de colocação.

[009] Há alguns anos, são conduzidos trabalhos para substituir estes perfis metálicos por perfis de materiais compósitos que possuem a vantagem de possuir uma densidade, portanto, uma massa, muito mais fraca do que os metais. Em compensação, as blindagens de tração compósitas possuem uma resistência em compressão menor do que as blindagens de tração metálicas, o que se torna um problema para os carregamentos no fundo dominados pela pressão externa. [0010] Com o objetivo de limitar a massa das camadas de blindagens de tração e, a fortiori, a massa do tubo flexível, o pedido de patente WO 2012/006998 descreve a concepção de um elemento de reforço mecânico de um tubo flexível que compreende pelo menos duas

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5/27 camadas de blindagens de tração de um primeiro material (por exemplo, um metal), pelo menos duas camadas de blindagens de tração de um segundo material (por exemplo, uma matéria compósita) e uma camada que separa as camadas de blindagens de material diferente. Todavia, as camadas de blindagens de tração sendo realizadas em materiais diferentes. As blindagens de tração podem ser submetidas a altas compressões, o que não é compatível com as blindagens de tração compósitas.

[0011] O pedido de patente EP 1459003 prevê a introdução de um elemento intermediário disposto entre as blindagens de tração para limitar o deslocamento transversal das blindagens e assim para limitar a deformação por flambagem das blindagens de tração. Esta solução não fornece satisfação completa, especialmente em termos de massa do tubo flexível.

[0012] Para servir de paliativo a estes inconvenientes, a presente invenção refere-se a um tubo flexível que envolve um elemento de reforço mecânico e uma bainha de pressão. O elemento de reforço mecânico compreende pelo menos uma camada de blindagens de tração metálicas e pelo menos camada de blindagens de tração compósitas. A camada de blindagens de tração compósitas está disposta no exterior da camada de blindagens de tração metálicas. Além disso, são previstos meios de separação para separar as blindagens de tração compósitas, mantendo-se um jogo radial e um jogo circunferencial para as blindagens de tração compósitas. Estes jogos permitem que as blindagens de tração compósitas se desloquem radialmente sob carregamento compressão axial do tubo flexível. Assim, a camada de tração compósita está livre para se estender radialmente de maneira a compensar a redução axial do tubo sob o efeito da pressão externa. Em consequência, os esforços de compressão axial são minimizados nas blindagens de tração compósitas. Além disso, a camada de tração

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6/27 compósitas participa da retomada das cargas axiais de tensão. Assim, as camadas de blindagens de tração metálicas são utilizadas para a retomada dos esforços de compressão no fundo, dominados pelas fortes pressões e as camadas de blindagens de tração compósitas são utilizadas para completar a retomada de esforço de tensão no início do tubo.

Dispositivo de acordo com a invenção [0013] A presente invenção refere-se a um tubo flexível para transportar um efluente de petróleo, o dito tubo contendo pelo menos um elemento de reforço mecânico e uma bainha de pressão, o dito elemento de reforço mecânico estando disposto no exterior da dita bainha de pressão, o dito elemento de reforço mecânico compreendendo pelo menos uma camada de blindagens de tração metálicas e pelo menos uma camada de blindagens de tração compósitas, a dita camada de blindagens de tração compósitas estando disposta no exterior da camada de blindagens de tração metálicas. Meios de separação separam as ditas blindagens de tração compósitas, os ditos meios de separação garantindo um jogo radial e um jogo circunferencial para as ditas blindagens de tração compósitas.

[0014] De acordo com um modo de realização da invenção, o dito jogo radial J_r das ditas blindagens de tração compósitas é determinado em função de uma equação do tipo:

Id tail'/ \ VJ

X/

L com o raio medio da dita blindagem de tração composita (7), — a 1*0 taxa de contração do dito tubo sob o carregamento da pressão externa e o ângulo de blindagem das ditas blindagens de tração compósitas.

[0015] Vantajosamente, o ângulo de blindagem da dita camada de

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7/27 blindagens de tração compósitas é inferior ou igual a 25 graus, de preferência compreendido entre 10 e 25 graus.

[0016] De preferência, o ângulo de blindagem da dita camada de blindagens de tração metálicas está compreendido entre 25 e 55 graus, de preferência compreendido entre 30 e 55 graus.

[0017] De acordo com uma opção de realização, as ditas blindagens de tração compósitas são dimensionadas para uma distribuição das cargas axiais entre as ditas camadas de blindagens metálicas e compósitas.

[0018] Conforme uma realização da invenção, o número de blindagens de tração compósitas que constituem a dita camada de blindagens de tração compósitas está restrito pela seção, pelo ângulo de blindagem e pelo material das ditas blindagens de tração compósitas, assim como pelo número, pela seção, pelo ângulo de blindagem e pelo material das ditas blindagens de tração metálicas.

[0019] De acordo com uma característica, o número n_s: de blindagens de tração compósitas que constitui a dita camada de blindagens de tração compósitas é definido por uma fórmula do tipo:

com K; - Ε_;.η_;.5_;,εο£ ' cq, i sendo o índice associado ao de blindagens de tração considerada: i correspondente a para metálico ou c para composite, Ei o módulo de Young do material i, Si a seção da blindagem de tração do material i, α_; o ângulo de blindagem da blindagem de tração do material i, F_T0T o esforço axial total visto pelo tubo, sf, um fator de segurança para a camada de blindagens de tração do material i, o; o limite na ruptura do material i, h_c a distância máxima à fibra neutra em flexão da blindagem de tração compósita, a. o raio médio de posicionamento da dita blindagem de tração compósita.

[0020] Conforme um modo de realização, o dito material compósi

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8/27 to é concebido de maneira a conferir às ditas camadas de blindagens de tração compósitas um alongamento na ruptura pelo menos igual ao alongamento na ruptura das ditas camadas de blindagens de tração metálicas.

[0021] De maneira vantajosa, o dito material composite é um material composite com fibras unidirecionais.

[0022] De acordo com uma realização da invenção, o módulo de Young longitudinal do dito material composite é inferior ao módulo de Young longitudinal do dito material metálico.

[0023] Vantajosamente, o dito jogo circunferencial entre uma blindagem de tração composite e um meio de separação está compreendido entre 0,5 e 3 mm.

[0024] Conforme uma opção de realização, os ditos meios de separação são realizados em material polímero.

[0025] De acordo com um modo de realização, os ditos meios de separação são formados por faixas de seção sensivelmente retangular, as ditas faixas dos ditos meios de separação estando dispostas entre as ditas blindagens de tração compósitas.

[0026] Alternativamente, os ditos meios são formados por faixas de seção sensivelmente em forma de U, as ditas faixas dos ditos meios estando enroladas em torno da dita camada de blindagens de tração metálicas e uma blindagem de tração composite estando disposta no seio do dito U de cada meio de separação.

[0027] Vantajosamente, as ditas blindagens de tração compósitas possuem uma seção sensivelmente circular.

[0028] De preferência, as ditas blindagens de tração metálicas possuem uma seção sensivelmente retangular.

[0029] De acordo com uma característica, o elemento de reforço mecânico contém um número par de camadas de blindagens metálicas e um número par de camadas de blindagens compósitas.

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Apresentação sucinta das figuras [0030] Outras características e vantagens do dispositivo de acordo com a invenção, surgirão durante a leitura do relatório descritivo aqui a seguir de exemplos não limitativos de realizações, referindo-se às figuras anexas e descritas aqui a seguir.

[0031] A figura 1 ilustra esquematicamente em perspectiva um tubo flexível de acordo com a técnica anterior.

[0032] A figura 2 ilustra um tubo flexível de acordo com um premier modo de realização da invenção.

[0033] A figura 3 ilustra um tubo flexível de acordo com um segundo modo de realização da invenção.

[0034] Um tubo flexível de acordo com a técnica está representado pela figura 1. Este tubo é constituído além disso as suas camadas descritas aqui a seguir de camadas descritas do interior para o exterior do tubo. O tubo flexível é do tipo não colado (« unbonded » em inglês) e corresponde às especificações definidas no documento normativo API 17J.

[0035] A carcaça interna 1 é constituída de uma faixa metálica enrolada segundo uma hélice de passo de curta distância. Ela está destinada à resistência ao esmagamento sob o efeito da pressão externa aplicada ao tubo.

[0036] A bainha interna de vedação 2 é realizada por extrusão de um material polímero, em geral escolhido entre as poliolefinas, as poliamidas e os polímeros fluorados.

[0037] A abóbada de pressão 3 realizada em fios metálicos grampeados ou encaixáveis garante a resistência à pressão interna no tubo.

[0038] Segundo a ilustração da figura 1, as camadas de blindagens de tração 4 são constituídas por fios metálicos enrolados em hélice segundo ângulos cujo valor absoluto em relação ao eixo longitudi

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10/27 nal do tubo flexível está contido entre 20 graus e 55 graus. O tubo envolve vantajosamente duas camadas sobrepostas cruzadas de tração 4, como representado na figura 1. Por exemplo, se a camada interna de blindagens de tração estiver enrolada com um ângulo de hélice igual a 30 graus, a camada externa de blindagens de tração está enrolada com um ângulo de hélice igual a -30 graus. Esta simetria angular permite equilibrar o tubo em torção, de maneira a reduzir a sua tendência a girar sob o efeito de um esforço de tração.

[0039] Quando as duas camadas superpostas e cruzadas de blindagem de tração 4 forem enroladas com um ângulo de hélice sensivelmente igual a 55 graus, a abóbada de pressão 3 pode opcionalmente ser suprimida pois o ângulo de hélice de 55 graus confere às camadas de blindagem de tração 4 uma boa resistência à pressão interna. [0040] A bainha externa de vedação 5 de polímero forma uma proteção externa do tubo.

[0041] O tubo representado pela figura 1 é do tipo orifício rugoso, ou seja, que o fluido em circulação no tubo está em contato com a carcaça interna 1.

[0042] Alternativamente, o tubo pode ser do tipo orifício liso. Neste caso, o tubo representado pela figura 1 não envolve carcaça interna 1. A bainha de polímero 2 está diretamente em contato com o fluido em circulação no tubo. A bainha de polímero 5 é estanque. Os esforços de pressão externa são suportados pela abóbada 3.

Descrição detalhada da invenção [0043] O tubo flexível de acordo com a invenção contém pelo menos uma bainha de pressão e pelo menos um elemento de reforço mecânico. No presente pedido de patente, o termo « elemento de reforço mecânico » designa o conjunto das camadas de blindagens (metálicas e compósitas) utilizadas para recuperar os esforços longitudinais do tubo flexível. Além disso, o tubo flexível de acordo com a in

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11/27 venção pode vantajosamente conter pelo menos uma das outras camadas do tubo flexível descritas com referência à figura 1, especialmente uma carcaça interna, uma externa de vedação, uma abóbada de pressão e/ou outras camadas suplementares. De preferência, o tubo flexível de acordo com a invenção é do tipo não ligado (« unbonded » em inglês) e corresponde às especificações definidas no documento normativo API 17J.

[0044] De acordo com a invenção, o elemento de reforço mecânico envolve pelo menos uma camada de blindagens de tração metálicas e pelo menos uma camada de blindagens de tração compósitas. No seio de cada camada de blindagens de tração, as blindagens de tração (geralmente sob a forma de fios ou tiras) estão enroladas em hélice em torno da camada situada abaixo. A camada de blindagem compósita está disposta no exterior da camada de blindagem metálica. Assim, a camada de blindagem de tração compósita participa da retomada das cargas axiais de tensão: há uma distribuição das cargas axiais entre a camada de blindagens de tração metálicas e a camada de blindagens de tração compósitas. Por exemplo, a camada de blindagens de tração metálicas é utilizada para a retomada dos esforços de compressão no fundo, dominados pelas fortes pressões e camada de blindagens de tração compósitas é utilizada para a retomada de esforço de tensão no topo do tubo.

[0045] A concepção de um tubo flexível que compreende ao mesmo tempo blindagens de tração metálicas e blindagens de trações compósitas, permite reduzir a seção e/ou o número de camada de blindagens de tração metálicas. Os materiais compósitos mais leves do que os materiais metálicos, a massa do tubo flexível é diminuída em relação a uma concepção que compreende unicamente blindagens de tração metálicas.

[0046] Além disso, de acordo com a invenção, meios de separa

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12/27 ção separam as blindagens de tração compósitas, mantendo-se um jogo radial e um jogo circunferencial. No presente pedido de patente, a expressão « jogo radial » designa a possibilidade de movimento da blindagem de tração compósita de acordo com uma direção confundida com o raio do tubo flexível e o jogo radial está dirigido para o exterior do tubo. Em outros termos, as blindagens de tração compósitas podem se afastar do centro do tubo flexível. No presente pedido de patente, a expressão « jogo circunferencial » designa a possibilidade de movimento da blindagem de tração compósita de acordo com uma direção periférica. Em outros termos, as blindagens de tração compósitas podem se deslocar de acordo com um arco de círculo cujo centro é o eixo do tubo flexível.

[0047] Os jogos são permitidos pela forma e pela disposição dos meios de separação. Em particular, o jogo radial é permitido pela altura dos meios de separação, que é superior à altura das blindagens de tração compósitas. O jogo circunferencial pode ser permitido pelo fato de que os meios de separação não ocupam a totalidade do espaçamento circunferencial entre duas blindagens de tração compósitas consecutivas. Estes jogos permitem que as blindagens de tração compósitas se desloquem radialmente sob o carregamento de compressão axial do tubo flexível. Assim, a camada de blindagens de tração compósitas está livre de se estender radialmente de maneira a compensar a redução axial do conduto sob o efeito da pressão externa. Em consequência, os esforços de compressão axial são minimizados nas blindagens de tração compósitas, as blindagens de tração compósitas podem ser, portanto, utilizadas em condições de pressões importantes.

[0048] De maneira vantajosa, o jogo radial pode ser superior ao jogo circunferencial, a fim de permitir que as blindagens de tração compósitas se desloquem essencialmente radialmente.

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13/27 [0049] No presente pedido de patente, os termos « blindagens de tração compósitas » e « blindagens compósitas » possuem o mesmo significado e são utilizados indiferentemente. Da mesma forma, os termos « blindagens de tração metálicas » e « blindagens metálicas » possuem o mesmo significado e são utilizados indiferentemente.

[0050] Conforme uma realização da invenção, podem ser previstos jogos circunferenciais entre as blindagens metálicas, a fim de obter uma boa flexibilidade em flexão.

[0051] Em compensação, a fim de conservar a resistência às pressões internas e externas, não é previsto jogo radial algum para as blindagens metálicas. Por exemplo, as blindagens metálicas podem ser colocadas sob tensão e um faixa de manutenção à resistência mecânica elevada reforçada com fibras de aramida pode chegar a mantêlas radialmente. Por exemplo, as fibras de aramida são escolhidas entre as referências comerciais Kevlar ®, Twaron ® ou então Technora ®.

[0052] De preferência, o elemento de reforço mecânico envolve um número par de camadas de blindagens de tração metálicas e um número par de camadas de blindagens de tração compósitas. Vantajosamente, as camadas de blindagens de tração de um par de camadas estão cruzadas, em outros termos elas são colocadas com ângulos de blindagem (ou seja, o ângulo de hélice do enrolamento das blindagens de tração) de sinais opostos. Por exemplo, se a camada interna de blindagens de tração for colocada com um ângulo de blindagem (ângulo de hélice) igual a 30 graus, a camada externa de blindagens de tração é enrolada com um ângulo de blindagem (ângulo de hélice) igual a -30 graus. Esta simetria angular permite equilibrar o tubo em torção, de maneira a reduzir a sua tendência a girar sob o efeito de um esforço de tração.

[0053] Por exemplo, o elemento de reforço mecânico pode com

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14/27 preender, do interior para o exterior, duas camadas de blindagens de tração metálicas e duas camadas de blindagens de tração compósitas. Esta concepção permite um bom compromisso entre a massa do tubo flexível e a resistência às pressões interna e externa.

[0054] Por ocasião da fabricação do tubo flexível, a colocação em hélice das blindagens de tração em material composite pode gerar um esforço elástico de flexão. Com efeito, quanto mais elevado o ângulo de blindagem (ou seja, o ângulo de hélice do enrolamento das blindagens de tração), maior a curvatura da hélice e mais forte este esforço de colocação. A fim de limitar o esforço de montagem, é, portanto, interessante utilizar pequenos ângulos de blindagem para as camadas de blindagens compósitas em comparação aos ângulos normalmente utilizados sobre as camadas de blindagens metálicas. Os ângulos de blindagem das camadas de blindagens compósitas são, portanto, de preferência inferiores ou iguais a 25 graus, de preferência compreendidos entre 10 e 25 graus, para limitar o esforço elástico de flexão no seio das blindagens de tração compósitas.

[0055] Os ângulos de blindagem das camadas de blindagem metálicas do tubo flexível de acordo com uma realização da invenção estão, de maneira clássica, compreendidos entre 25 e 55 graus, de preferência compreendidos entre 30 e 55 graus.

[0056] As blindagens de tração metálicas podem ser realizadas especialmente em aço, por exemplo, em aço inoxidável, em aço austeno-ferrítico (ou aço « Duplex ») ou, por exemplo, a partir de aços com carbono em liga fraca de aços de carbono fracamente ligados. As blindagens de tração metálicas também podem ser perfis trefilados a frio.

[0057] Em variante, as blindagens de tração metálicas são realizadas em titânio ou a partir de uma liga de titânio.

[0058] As blindagens de tração compósitas podem ser realizadas

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15/27 em uma resina termoplástica ou termoendurecível que contenha fibras de reforço.

[0059] Por exemplo, a resina termoplástica é à base de uma poliolefina tal como polietileno, à base de uma polilamida tal como PA11 ou PA12 ou à base de um polímero fluorado tal como polifluoreto de vinilideno (PVDF) ou perfluoroalcóxi (PFA). Em variante, a resina é formada à base de um polímero com alto desempenho tal como a PEK (polietercetona), a PEEK (polieteretercetona), a PEEKK (polietereteretercetonacetona), a PEKK (polieteretercetonacetona), a PEKEKK (polietercetonaetercetonacetona), a PAI (poliamida-imida), a PEI (poliéterimida), a PSU (polissulfona), a PPSU (polifenilsulfona), a PES (polietersulfona), a PAS (poliarilsulfona), o PPE (polifenilenoéter), o PPS (polissulfeto de fenileno) os LCP (polímeros com cristais líquidos), a PPA (poliftalamida) e/ou misturas dos mesmos ou ainda em mistura com o PTFE (politetrafluoroetileno) ou o PFPE (perfluoropoliéter).

[0060] Por exemplo, a resina termoendurecível é à base de uma resina epóxido (EP), uma resina poliéster (UP), uma resina viniléster (VE), uma resina poliuretana (PUR) ou ainda uma resina fenólica (PF). [0061] As fibras de reforço podem ser escolhidas entre as fibras minerais ou as fibras sintéticas. De preferência, as fibras utilizadas são fibras de vidro e/ou fibras de carbono. Em variante, as fibras de reforço são fibras sintéticas tais como fibras de polietileno, de poliéster ou poliamida ou então fibras minerais tais como fibras de basalto.

[0062] Por exemplo, as blindagens podem ser realizadas de material composite com fibras unidirecionais, obtido, por exemplo, por pultrusão, compreendendo sensivelmente 60% de fibras de carbono em uma resina epóxido. As blindagens de tração compósitas podem ser, por exemplo, realizadas com fibras de reforço de carbono T700 comercializadas por Toray Carbon Fibers, USA. Outras fibras de carbono tais como as fibras TR50 comercializadas por par Mitsubishi Rayon

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Co., as fibras UTS50 comercializadas por Teijin ou ainda as fibras AS4 comercializadas por Hexcel.

[0063] Em outra variante de realização da invenção, as blindagens compósitas são blindagens do tipo « cordas » realizada a partir de uma formação de trança, além disso, seus tubos grossos de fibras, as fibras que não foram imersas em uma resina termoplástica ou termoendurecível. As fibras utilizadas para realizar este tipo de blindagem são, por exemplo, escolhidas entre as fibras sintéticas tais como fibras de polietileno, de poliéster, de carbono ou poliamida, ou então as fibras minerais tais como fibras de basalto. Os tubos grossos são realizados a partir de fibras da mesma natureza ou então a partir de uma mistura de diferentes fibras.

[0064] Vantajosamente, a utilização de blindagens do tipo « cordas » permite obter boas propriedades de resistência mecânica em compressão pelo fato de que as fibras não são restritas pela presença de uma resina termoplásticas ou termoendurecível.

[0065] Os meios de separação podem ser realizados em material polímero, por exemplo, em polímero termoplástico tal como uma poliolefina (PE, PP), uma poliamida (PA11, PA12) ou um polímero fluorado (PVDF, PFA), em polímero termoendurecível tal como uma poliuretana ou ainda em elastômero. Assim, os meios de separação são realizados em um material leve (mais leve do que as blindagens de tração), o que limita o aumento da massa do tubo flexível.

[0066] De acordo com um exemplo de realização da invenção, as blindagens de tração metálicas podem ter uma seção sensivelmente retangular. Designa-se a seção de uma blindagem de tração, uma vista de acordo com um corte ortogonal na direção do comprimento da blindagem de tração. Desta maneira, é possível utilizar as blindagens utilizadas classicamente.

[0067] Alternativamente, a seção das blindagens de tração metáli

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17/27 cas pode ser de qualquer forma, por exemplo, circular, elíptica etc. [0068] De acordo com um exemplo de realização da invenção, as blindagens de tração compósitas podem possuir uma seção sensivelmente circular. Assim, é possível utilizar blindagens de tração de seção circular pouco onerosas já comercializadas para outras aplicações submarinas tais como para os cabos submarinos, os cabos umbilicais submarinos ou ainda os ligamentos de ancoragem de plataforma de petróleo. Por exemplo, este tipo de blindagem é realizado sob a forma de um elemento de reforço de grande comprimento obtido por pultrusão, que envolve fibras longitudinais de carbono imersas em uma matriz polimérica.

[0069] De acordo com uma variante, este tipo de blindagem pode igualmente se apresentar sob a forma de um núcleo realizado a partir de um grupamento de elementos de reforço de grande comprimento do tipo daqueles descritos antes, o núcleo estando recoberto de uma camada de fibras trançadas de acordo com um ângulo predefinido para mantê-los juntos.

[0070] Alternativamente, a seção das blindagens de tração compósitas pode ser de qualquer forma, por exemplo, retangular, elíptica etc.

[0071] De acordo com um primeiro modo de realização da invenção, os meios de separação podem ser formados por tiras de seção sensivelmente retangular. Para este modo de realização as tiras estão dispostas entre as blindagens de tração compósitas. Em outros termos, a camada de blindagens de tração compósitas é formada de blindagens alternadas de tração compósitas e de meios de separação. Este modo de realização é simples de se realizar. A altura da seção dos meios de separação pode ser superior à altura das blindagens de tração compósitas, de maneira a garantir o jogo radial. Além disso, a espessura dos meios de separação é inferior à distância circunferenci

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18/27 al entre duas blindagens de tração compósitas consecutivas, de maneira a garantir o jogo circunferencial.

[0072] De acordo com um segundo modo de realização da invenção, os meios de separação podem ser formados por tiras de seção sensivelmente em forma de U, o U estando aberto para o exterior do tubo flexível. Para este modo de realização, as tiras dos meios de separação podem estar enroladas em torno da camada de blindagens de tração metálicas e uma blindagem de tração compósita está disposta no seio de cada U dos meios de separação. Em outros termos, a camada de blindagens de tração compósitas é formada de uma série de meios de separação U, no seio dos quais estão dispostas blindagens de tração compósitas. Este modo de realização está especialmente adaptado quando as pressões de contato entre as camadas de blindagens de tração são elevadas. Com efeito, a forma em U permite uma melhor distribuição do esforço de contato e, portanto, de reduzir a pressão de contato. A altura das pernas do U pode garantir o jogo radial e o espaçamento entre as pernas do U pode garantir o jogo circunferencial.

[0073] Conforme uma realização da invenção, o jogo circunferencial entre uma blindagem compósita e um meio de separação está compreendido entre 0,5 e 3 mm. Vantajosamente, o jogo circunferencial pode ser de aproximadamente 1 mm. Assim, a blindagem de tração compósita pode possuir um deslocamento circunferencial total de 2 mm (1 mm em cada direção circunferencial).

[0074] De acordo com um modo de realização da invenção, pode ser prevista uma camada intermediária entre as camadas de aço e de compósito. Esta camada intermediária tem por função bloquear a inchação da blindagem metálica em compressão. De acordo com um exemplo de realização, a camada intermediária é uma tira de manutenção com resistência mecânica elevada reforçada com fibras de

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19/27 aramida pode vir mantê-las. Por exemplo, as fibras de aramida são escolhidas entre as referências comerciais Kevlar ®, Twaron ® ou ainda Technora® [0075] Vantajosamente, podem ser previstas faixas antidesgaste entre as blindagens metálicas, a fim de evitar o desgaste das blindagens metálicas.

[0076] De acordo com uma característica da invenção, podem ser previstas tiras de manutenção entre cada par de camadas.

[0077] De acordo com um modo de realização da invenção, as camadas de blindagens de tração metálicas são dimensionadas para resistir aos carregamentos em pé de tubo flexível (pressão externa, curvatura), com os métodos clássicos. A tensão no topo do tubo flexível pode então ser estimada a partir do próprio peso do tubo flexível negligenciando-se a massa das camadas compósitas - hipótese verificada a posteriori - e do efeito de fundo em caso de pressurização interna. Supõe-se que as camadas de blindagens de tração metálicas assim dimensionadas não possuem a capacidade suficiente para retomar a integralidade desta tensão representada como Ftot.

[0078] Em uma aproximação de concepção simplificada, as camadas de blindagens compósitas podem ser dimensionadas por par, dito bi-camadas, com ângulos de blindagem opostos e posicionadas a um raio médio a_c deduzido do raio das camadas de blindagens de tração metálicas.

[0079] O cálculo da seção total das blindagens compósitas necessárias se baseia no princípio de uma distribuição das cargas axiais entre as camadas de blindagens. Os esforços F_a e F_c nas bicamadas metálica e compósita são proporcionais às suas rigidezes axiais respectiAi vas K_a e Kc, de acordo com o alongamento global — do tubo:

F_{TOT h}

L» K_â + K_c K_c K_a ^q‘

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20/27 [0080] As rigidezes axiais dependem da geometria da bi-camada e do módulo de Young do material:

K; — Εμ Πμ Sf.COS'¹ €€.; Eq. 2 [0081] com:

[0082] o índice i associado à bicamada (i=a para metal, i=c para a composite), [0083] E o módulo de Young longitudinal do material, [0084] η o número de fio de blindagem, [0085] S a seção de um fio de blindagem, [0086] ct; o ângulo de blindagem.

[0087] Os esforços axiais em cada bicamada são função do esforço de tração em cada fio de blindagem e da geometria da bicamada:

= ΟμΠρSpcosfa.) Eq. 3 [0088] Injetando-se as equações 2 e 3 na equação Eq. 11 para cada bicamada, obtém-se uma relação entre o esforço nos fios e a rigidez da bicamada de blindagens compósitas.

1*ΤΟΤ I- .

------=--------=-----ς— Eq. 4 K_s + K_c E_a.cos²aa Ec. cos²ac [0089] Os esforços nos fios devem respeitar um critério de resistência do material. Nos fios de aço, o esforço de tração σ* deve permanecer inferior ao limite de elasticidade g’X do metal ponderado de um fator de segurança sf_a estritamente inferior a 1_:

CTl<sf_a.oI Eq. 5 [0090] Nas blindagens de tração compósitas, a soma do esforço de tração e do esforço de flexão na colocação deve permanecer inferior ao limite de ruptura em tração do composite ponderado de um fator de segurança sf_c estritamente inferior a 1:

σ). + σ]* < sf_s.. oX Eq. 6 [0091] em que

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21/27 h_c . . = E_c«— sirr α

Eq. 7 com a_c o raio médio da bicamada de blindagens compósitas, h_c a distância máxima à fibra neutra em flexão da blinda[0092] [0093] [0094] gem de tração compósita (igual ao raio r_c da blindagem de tração compósita no caso de uma blindagem de tração compósita de seção circular).

[0095] O esforço nos fios de blindagens é extraído da expressão 4 depois injetado nos critérios materiais expressos nas equações 5 e 6. Para os fios de blindagens metálicas:

, ... _{c v} _{K +K} st_a.aà [0096] Para as blindagens compósitas:

Τ’ 2 , b - Γ V

K_s i K_c [0097] Obtém-se, portanto, um valor mínimo a ser respeitado para a rigidez d bicamada de blindagens compósitas:

( E». cos² a, Er. cqs² ar c > j Ftot· 7 Ϋ Λ-a ; Ρτοτ-^-? γ κ ( st_a.Gg 5Τ_ε.σ^-σ^

Eq. 8

Eq. 9

Eq.

[0098] De acordo com um modo de realização da invenção, para um ângulo de blindagem rç. escolhido (de preferência na faixa indicada anteriormente, ou seja, inferior ou igual a 25 graus) e um dado material composite, daí se deduz o número de blindagens compósitas n_c ótimo para se utilizar na bicamada de blindagens compósitas em função da seção Sc de uma blindagem:

( S..cos^Ja. E.-.cos^cv

Eq. 11

-K, ί

Ί [0099] Para diferentes seções de blindagens de tração compósitas íi- .> —

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22/27 disponíveis, pode-se verificar que o número de blindagens de tração é compatível com o local deixado disponível no perímetro da camada após colocar no local um número idêntico dos meios de separação e arranjo de um jogo circunferencial pré-determinado (por exemplo, um jogo circunferencial de aproximadamente 1 mm) entre os meios de separação e as blindagens de tração compósitas. Existe potencialmente diversos pares (n_c,S_c) de soluções. Teoricamente, desejam-se meios de separação grandes para garantir uma boa estabilidade da monta gem.

[00100] A compressão nas camadas de blindagens compósitas pode ser evitada permitindo-se que as blindagens compósitas mantenham um comprimento constante. A contração axial é compensada por um deslocamento radial autorizado graças a um jogo radial acima das blindagens compósitas, mantido pelos meios de separação. Sabendo-se a rigidez axial em compressão do tubo flexível, conferida pelos aços das camadas, é possível avaliar a taxa de contração axial — do tubo sob o carregamento da pressão externa. O deslocamento radial Δα é avaliado geometricamente por conservação do comprimento da blindagem compósita sobre um passo de hélice:

í taiV íl.

b [00101] com a_c o raio médio da dita blindagem de tração compósita, — a taxa de contração do dito tubo sob o carregamento da pressão externa e o ângulo de blindagem das ditas blindagens de tração compósitas.

[00102] Assim, o jogo radial /_r, e, a fortiori, a altura dos meios de separação, podem ser determinados por meio de uma equação do tipo:

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23/27 [00103] [00104]

Í ; 1

Consequentemente, /_r > a, J j 1 - ai?

st, com o raio médio da dita blindagem de tração compósita, [00105] — a taxa de contração do dito tubo sob o carregamento da sob o car regamento da pressão externa, e o ângulo de blindagem das ditas blindagens de tração compósitas.

[00106] É igualmente desejável que o material composite escolhido confere às camadas de blindagens compósitas um alongamento na ruptura pelo menos igual ao alongamento na ruptura das camadas de blindagens metálicas. A partir das equações anteriores, este critério sobre os alongamentos na ruptura das camadas se representa:

V i V ·%

G_f. Ã Γ». 0-jí si..—^L.---:——--> sfg. —.----—— Eq. 13

E_c cosíaj*· a_c ' E_a costtta)^ [00107] Daí se deduz um alongamento na ruptura ótimo para o material compósito:

a/ cos(cc_í;) [ 1 ιγ —-1 =----7---- ^s ri. · “ ----“ Ί--. tan

E_c i . sri “ E~ cosí a_a U a.^L «optírts +1 - -(«j²| Eq. 14 [00108] Conforme um modo de realização da invenção, o material compósito das blindagens compósitas pode ser escolhido de maneira a verificar um critério de escolha que se baseia em seu alongamento na ruptura, que deve ser teoricamente igual ao alongamento ótimo, ¥ :H V rll ^<Ê7 ^Eci·¹⁵ [00109] A figura 2 representa, esquematicamente e de maneira não limitativa, um tubo flexível de acordo com o primeiro modo de realização da invenção. A figura 2 é uma seção transversal parcial de um tubo flexível. O tubo flexível contém do centro para o exterior uma estru

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24/27 tura interna 9, camadas de blindagens de tração 4 e uma externa 5. A estrutura interna pode ser de qualquer tipo e pode especialmente compreender pelo menos uma das camadas ilustradas na figura 1 (carcaça, bainha de pressão, abóbada de pressão etc.). As camadas de blindagens de tração 4 envolvem duas camadas de blindagens metálicas 6 e duas camadas de blindagens compósitas 7. As duas camadas de blindagens metálicas 6 estão dispostas com ângulos de blindagem opostos. Da mesma forma, as duas camadas de blindagens compósitas 7 estão dispostas com ângulos de blindagem opostos. As blindagens metálicas 6 possuem uma seção sensivelmente retangular. As blindagens compósitas 6 possuem uma seção sensivelmente circular. Além disso, as camadas de blindagens 4 envolvem meios de separação 8. De acordo com o modo de realização ilustrado, os meios de separação 8 são formados por faixas com seção sensivelmente retangular. Para este modo de realização, as tiras dos meios de separação 8 estão dispostas entre as blindagens de tração compósitas 7. Em outros termos, a camada de blindagens de tração compósitas 7 é formada de blindagens de tração compósitas 7 alternadas e de meios de separação 8. A altura da seção dos meios de separação 8 é superior à altura das blindagens de tração compósitas 7, de maneira a manter um jogo radial. Além disso, a espessura dos meios de separação 8 é inferi à distância circunferencial entre duas blindagens de tração compósitas consecutivas 7.

[00110] A figura 3 representa, esquematicamente e de maneira não limitativa, um tubo flexível de acordo com o segundo modo de realização da invenção. A figura 3 é uma seção transversal parcial de um tubo flexível. O tubo flexível envolve do comporte para o exterior uma estrutura interna 9, camadas de blindagens de tração 4 e uma bainha externa (não representada). A estrutura interna pode ser de qualquer tipo e especialmente compreender pelo menos uma das camadas ilus

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25/27 tradas na figura 1 (carcaça, bainha de pressão, abóbada de pressão etc.). As camadas de blindagens de tração 4 envolvem duas camadas de blindagens metálicas 6 e duas camadas de blindagens compósitas

7. As duas camadas de blindagens metálicas 6 estão dispostas com ângulos de blindagem opostos. Da mesma forma, as duas camadas de blindagens compósitas 7 estão dispostas com ângulos de blindagem opostos. As blindagens metálicas 6 possuem uma seção sensivelmente retangular. As blindagens compósitas 6 possuem uma seção sensivelmente circular. Além disso, as camadas de blindagens 4 envolvem meios de separação 10. De acordo com o modo de realização ilustrado, os meios de separação 10 são formados por tiras de seção sensivelmente em forma de U, o U estando aberto para o exterior do tubo flexível. Para este modo de realização, as tiras dos meios de separação 10 estão enrolados em torno da camada de blindagens de tração metálicas 6 e uma blindagem de tração compósita 7 está disposta no seio de cada U dos meios de separação 10. Em outros termos, a camada de blindagens de tração compósitas 7 é formada de uma série de meios de separação 10 em U, no seio dos quais estão dispostas blindagens de tração compósitas 7. A altura das pernas do U dos meios de separação 10 garante o jogo radial e o espaçamento entre as pernas do U dos meios de separação 10 garante o jogo circunferencial.

[00111] A presente invenção está adaptada para os tubos flexíveis do tipo « tubo de subida» e para os tubos do tipo « flowline ».

[00112] A invenção está particularmente adaptada a um tubo flexível para as grandes profundidades, para a qual a tensão no topo do tubo é o carregamento mais despojado para o dimensionamento das blindagens.

Exemplo de aplicação [00113] As características e as vantagens do tubo flexível de acordo

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26/27 com a invenção surgirão mais claramente durante a leitura do exemplo de aplicação a seguir.

[00114] Este exemplo de aplicação refere-se a um tubo flexível do tipo « flowline » para 2500m de profundidade de água cujo carregamento de dimensão para as blindagens é a tensão acima da instalação, com um carregamento extremo superior à instalação de 4300kN, correspondente ao próprio peso afetado de um coeficiente 1,25. Para a solução atual (de acordo com a técnica anterior), o elemento de reforço mecânico é constituído de:

[00115] · duas camadas de blindagens de aço ao carbono que apresenta uma alta resistência mecânica superior ou igual a 1200 MPa de respectivamente 64 e 66 fios de seção 14x6 mm² armadas a 25 graus.

[00116] Graças à concepção do tubo flexível de acordo com a invenção, é possível dimensionar a seção de aço para os carregamentos no fundo unicamente, ou seja, a pressão externa e flambagem. Para o mesmo carregamento extremo definido a seguir, pode-se dimensionar um tubo flexível de acordo com a invenção com um elemento de reforço mecânico constituído de:

[00117] · duas camadas de blindagens de aço carbono que apresenta uma alta resistência mecânica superior ou igual a 1200 MPa de respectivamente 64 e 66 fios de seção 12x3 mm² armados a 25 graus, [00118] · duas camadas de blindagens compósitas de respectivamente 50 e 52 fios de diâmetro de 6 mm espaçados com um número idêntico de meios de separação de seção 11x9.6 mm², armadas a 15 graus, além disso:

[00119] · as blindagens compósitas estão em compósita a 60% de fibras de carbono (do tipo T700 de Toray) em uma resina epóxido, [00120] · os meios de separação são de polipropileno PP (tipo ELTEX®TUB350 de Solvay Plastics).

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27/27 [00121] Esta concepção é realizada de acordo com o modo de realização da figura 2, com meios de separação que possuem uma seção sensivelmente retangular e com duas camadas de blindagens metálicas e duas camadas de blindagens compósitas. Entre as duas concepções (solução atual e solução de acordo com a invenção), as outras características do tubo flexível (por exemplo, materiais, projetos, dimensões das bainhas, da carcaça, da abóbada de pressão etc.) não são modificadas.

[00122] O cálculo das rigidezes axiais das camadas indica uma distribuição de cargas axiais de 70% nas blindagens de aços e 30% nas blindagens compósitas.

[00123] O ganho de peso é de 52 kg/m no ar, 45 kg/m na água conduzida plena. Este ganho de peso é permitido pois a seção das camadas de blindagens de aço foi dividida por dois em relação à solução atual de acordo com a técnica anterior.

[00124] Assim, a concepção das camadas de blindagens de um tubo flexível de acordo com a invenção permite uma diminuição significativa da massa do tubo flexível, ao mesmo tempo conservando uma flexibilidade e uma resistência mecânica aos carregamentos em pressões internas e externas. A sua flexibilidade sendo conservada, é possível enrolar o tubo flexível sobre uma bobina de armazenagem com um raio de enrolamento similar àquele de um tubo flexível clássico sem camadas de blindagens compósitas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Tubo flexível para transportar um efluente petrolífero, um dito tubo contendo pelo menos um elemento de reforço mecânico (4) e uma bainha de pressão (2), o dito elemento de reforço mecânico (4) estando disposto no exterior da dita bainha de pressão, o dito elemento de reforço mecânico compreendendo pelo menos uma camada de blindagens de tração metálicas (6) e pelo menos uma camada de blindagens de tração compósitas (7), a dita camada de blindagens de tração compósitas (7) estando disposta no exterior da dita camada de blindagens de tração metálicas (6), caracterizado pelo fato de que meios de separação (8 ; 10) separam as ditas blindagens de tração compósitas (7), os ditos meios de separação (8 ; 10) garantindo um jogo radial e um jogo circunferencial para as ditas blindagens de tração compósitas (7).
2. Tubo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito jogo radial ]_T das ditas blindagens de tração com- pósitas (7) é determinado em função de uma equação do tipo

com o raio médio da dita blindagem de

AL tração composite (7), — a taxa de contração do dito tubo sob o carre gamento da pressão externa e ít_c o ângulo de blindagem das ditas blindagens de tração compósitas (7).
3. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o ângulo de blindagem da dita camada de blindagens de tração compósitas (7) é inferior ou igual a 25 graus, de preferência compreendido entre 10 e 25 graus.
4. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o ângulo de blindagem da dita camada de blindagens de tração metálicas (6) está compreendido entre 25 e

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2/4

55 graus, de preferência compreendido entre 30 e 55 graus.
5. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as ditas blindagens de tração compósi tas (7) são dimensionadas para uma distribuição das cargas axiais entre as ditas camadas de blindagens metálicas (6) e compósitas (7).
6. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o número de blindagens de tração compósitas (7) que constitui a dita camada de blindagens de tração compósitas é restrito pela seção, o ângulo de blindagem e o material das ditas blindagens de tração compósitas (7), assim como pelo número, a seção, o ângulo de blindagem e o material das ditas blindagens de tração metálicas (6).
7. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o número n_c de blindagens de tração compósitas (7) que constituem a dita camada de blindagens de tração compósitas é definido por uma fórmula do tipo :

1 1

D_c > —. ----—

Sc Eç.coa-· sp max| F-roT-^Eaj°y - K„; F-_ru

-K_a com - Ej.nj.Si.cos^acq, i sendo o índice associado à camada de blindagens de tração considerada : i correspondente a para metálica ou c para compósita, Ej o módulo de Young do material i, Si a seção da blindagem de tração do material i, a_s o ângulo de blindagem da blinda gem de tração do material i, F_T0T o esforço axial total visto pelo tubo, sfi um fator de segurança para a camada de blindagens de tração do material i, o limite à ruptura do material i, h_c a distância máxima à fibra neutra em flexão da blindagem de tração compósita, a_c o raio médio de posicionamento da dita blindagem de tração compósita.
8. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito material compósito é concebido de maneira a conferir às ditas camadas de blindagens de tração com

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3/4 pósitas (7) um alongamento na ruptura pelo menos igual ao alongamento à ruptura das ditas camadas de blindagens de tração metálicas (6).
9. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito material composite é um material composite com fibras unidirecionais.
10. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o módulo de Young longitudinal do dito material composite é inferior ao módulo de Young longitudinal do dito material metálico.
11. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito jogo circunferencial entre uma blindagem de tração compósita (7) e um meio de separação (8; 10) está compreendido entre 0,5 e 3 mm.
12. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os ditos meios de separação (8; 10) são realizados em material polímero.
13. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os ditos meios de separação (8) são formados pelas tiras de seção sensivelmente retangular, as ditas tiras dos ditos meios de separação (8) estando dispostos entre as ditas blindagens de tração compósitas (7).
14. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os ditos meios de separação (10) são formados por tiras de seção sensivelmente em forma de U, as ditas tiras dos ditos meios de separação (10) estando enroladas em torno da dita camada de blindagens de tração metálicas (6) e uma blindagem de tração compósita (7) estando disposta no seio do dito U de cada meio de separação (10).
15. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores,

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4/4 caracterizado pelo fato de que as ditas blindagens de tração compósitas (7) possuem uma seção sensivelmente circular.
16. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as ditas blindagens de tração metálicas (6) possuem uma seção sensivelmente retangular.
17. Tubo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento de reforço mecânico envolve um número par de camadas de blindagens metálicas (6) e um número par de camadas de blindagens compósitas (7).