BR0213392B1 - conjunto de anteparo para um sistema de tubo-em-tubo. - Google Patents

Description

"CONJUNTO DE ANTEPARO PARA UM SISTEMA DE TUBO-EM- TUBO"

A presente invenção refere-se a um conjunto de anteparo para uso com tubos metálicos de parede dupla ou sistemas de "tubo-em-tubo", para uso em dutos submarinos.

É conhecida a utilização de membros tubulares de parede dupla ou do tipo "tubo-em-tubo" como dutos submarinos. Um tubo interno forma a linha de escoamento, ao passo que um tubo externo define um espaço anular entre si próprio e o tubo interno. O espaço anular é tipicamente preenchido com um material isolante para reduzir a perda de calor do fluido que circula na linha de escoamento.

É usual o fornecimento de anteparos na forma de membros anulares interligando os tubos interno e externo. Estes anteparos são projetados para transferir cargas mecânicas entre os tubos durante a instalação e operação. Estas cargas podem ser cargas de assentamento (cargas de manuseio que têm de ser transferidas para o tubo interno, por exemplo) ou cargas de serviço devido ao efeito de temperatura do líquido transportado no duto de escoamento. Anteparos são tipicamente localizados a intervalos de cerca de um quilômetro, porém estes intervalos podem ser reduzidos ou aumentados de acordo com as condições da aplicação específica.

A técnica anteriormente conhecida para sistemas de tubo-em- tubo apresenta anteparos na forma de uma variedade de conjuntos forjados ou soldados.A técnica anterior em questão e suas desvantagens são expostas no nosso Pedido de Patente Internacional n° WO 01/55630.

A figura 1 mostra outra forma de conjunto de anteparo elaborada pela requerente do presente pedido e constitui uma modalidade de realização do pedido de patente internacional supracitado. Na figura 1, um tubo rígido de paredes duplas 1 tendo um eixo geométrico longitudinal A compreende uma parede ou tubo interno 2 (o "duto de escoamento"), o diâmetro e o material do mesmo são selecionados de acordo com a natureza, pressão e temperatura do fluido a ser conduzido, e uma parede ou tubo externo (o "duto transportador") que é encaixado sobre o tubo interno 2. Um conjunto de anteparo 10 essencialmente consiste em uma divisória anular 11 afixada aos tubos 2 e 3. No exemplo ilustrado, a divisória anular 11 está em entrosamento roscado com uma rosca 13 formada sobre uma parte de maior espessura do tubo interno 2.

O conjunto mostrado na figura 1 apresenta um excelente desempenho mecânico, e é fácil de produzir e montar. Todavia, quando o duto está sendo assentado um esforço de torção diferencial pode ser produzido entre os tubos interno e externo devido à diferença entre a trajetória do navio de assentamento e o trajeto submarino do duto, devido a razões ambientais tais como ondas e correntes. Os esforços de torção também podem ser induzidos pela anisotropia do material, ou pelas operações de enrolamento e desenrolamento. Isto pode produzir o efeito de desatarraxar a conexão roscada, que tem duas possíveis conseqüências desfavoráveis.

Uma conseqüência é que as cargas que o anteparo transfere entre os tubos interno e externo são transferidas através da parte rosqueada, que convenientemente é do tipo de rosca trapezoidal ACME. O desatarraxamento desta parte pode fazer com que o número de filetes de rosca que estão entrosados seja diminuído, reduzindo assim a carga máxima.

A outra conseqüência é que nos casos onde o anteparo é também usado para proporcionar contenção de fluido, por exemplo oferecer uma ação de contenção de água quando o tubo externo está danificado, pelo menos uma extremidade da parte roscada é prevista para oferecer uma ação vedante, p.ex. por intermédio de soldagem ou da inclusão de um elemento vedante. O desatarraxar do anteparo pode danificar a integridade da vedação.

Um objetivo da presente invenção é superar ou mitigar os problemas acima. A invenção apresenta um conjunto de anteparo para um sistema de tubo-em-tubo, o conjunto compreendendo uma peça externa e uma peça interna que podem ser acopladas por atarraxamento ao longo de uma primeira parte rosqueada, e além disso compreendendo um dispositivo de travamento, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de travamento compreende um elemento de travamento atarraxado sobre uma segunda parte roscada tendo fíletes de rosca em uma direção oposta àquela da primeira parte rosqueada.

Aspectos característicos preferenciais da invenção se evidenciarão das reivindicações apensas

Modalidades da invenção passam a ser descritas a seguir, meramente a título de exemplo, com referência aos desenhos, nos quais:

A figura 1 ilustra uma proposta anterior, que não forma parte integrante da presente invenção conforme exposta acima;

A figura 2 é uma vista em seção transversal de um conjunto de anteparo para um sistema de tubo-em-tubo, formando uma modalidade da presente invenção; e

A figura 3 é uma vista em seção transversal rota representada em uma escala ampliada, de uma modalidade modificada;

Reportando-se à figura 2, um conjunto de anteparo é formado por um primeiro componente tubular 20 e um segundo componente tubular 26. O primeiro componente tubular 20 e um segundo componente 26. O primeiro componente tubular 20 tem um diâmetro interno atravessante 22 e é adaptado para formar parte de um tubo interno por soldagem em chanfros 24. O segundo componente 26 é provido de chanfros para soldar 28 por intermédio dos quais pode ser soldado em um tubo externo.

O primeiro componente 20 tem uma parte de parede de maior espessura formada para oferecer um rebordo 30, uma primeira parte roscada 32, e uma segunda parte roscada 34. A primeira parte roscada 32 é formada como filetes de rosca à direita. A segunda parte roscada 34 é formada com filetes de rosca à esquerda tendo um diâmetro externo menor que o diâmetro de raiz da primeira parte roscada 32.

O segundo componente 36 tem um anteparo anular interno 36, cuja superfície interna é formada como uma rosca complementar à parte roscada 32. Um anel de travamento 38 tem uma rosca interna complementar àquela da segunda parte roscada 34.

Será apreciado que o segundo componente 36 é primeiramente atarraxado e apertado sobre a primeira parte roscada 32, e o anel de travamento 38 é então entrosado com e apertado sobre a segunda parte roscada 34. Uma vez que os filetes de rosca são orientados em sentidos opostos, o anel de travamento 38 impede o desatarraxar do tubo externo com respeito ao tubo interno.

Em um exemplo típico, o diâmetro externo do tubo interno é de 219,1 mm (8 polegadas nominais), o diâmetro externo do segundo componente 26 é de cerca de 323,9 mm, e as partes roscadas 32 e 34 tem uma extensão aproximada de 30 mm, e um conjunto de anteparo deste tipo será incluído aproximadamente a cada 1 km em um duto. Será apreciado que dimensões de tubo menores ou maiores podem ser usadas, por exemplo diâmetros de 254 mm (10 polegadas) ou de 406,4 mm (16 polegadas) podem ser usados.

A figura 3 mostra uma modalidade modificada na qual a borda dianteira do anteparo anular 36 é formada como um rebordo de vedação 40 que se engata com uma ranhura de vedação anular 42 para formar uma vedação de metal com metal que torna o anteparo 36 uma barreira impermeável a fluido.

A vedação da conexão, que é útil para oferecer uma impermeabilização contra água, pode ser realizada por vários recursos tal como por soldagem, emprego de produtos de vedação para roscas ou pela aplicação de um anel em O.

A invenção também pode ser aplicada a outros membros tubulares além dos dutos de parede dupla. Por exemplo, tubos de parede simples podem ser acoplados por intermédio de uma luva tubular externa se entrosando com os filetes de rosca à direita sobre as extremidades conjugáveis de tubos adjacentes, uma das quais é munida de uma rosca à esquerda recebendo um anel de travamento para a fixação da luva em posição.

Embora conforme descrito o entrosamento principal seja por uma rosca à direita e o anel de travamento com rosca à esquerda, esta condição naturalmente pode ser invertida.

É também possível inverter as localizações dos componentes roscados. Em outras palavra, em uma modificação deste tipo a parede anular é formada como uma protuberância radial proveniente do tubo central e tem primeira e segunda partes rosqueadas formadas sobre sua periferia externa.

Também seria tecnicamente viável, embora menos praticável em implementação, para as primeira e segunda partes roscadas serem formadas internamente sobre o tubo externo e entrosadas com uma rosca sobre a periferia externa da parede anular e por um anel de travamento externamente rosqueado.

A presente invenção oferece um dispositivo de travamento no qual a parte rosqueada principal tem o seu desatarraxar impedido. Isto permite que a dimensão da área de esforço cortante seja preservada. Além disso, a carga será compartilhada entre as duas conexões rosqueadas (principal e dispositivo de travamento) ou entre a rosca principal e os rebordos.

Outras modificações e aperfeiçoamentos podem ser introduzidos dentro do âmbito da invenção conforme definida pelas reivindicações.

Claims (5)

1. Conjunto de anteparo para um sistema de tubo-em-tubo, o conjunto compreendendo uma peça externa (28) e uma peça interna (24) que podem ser acopladas por atarraxamento ao longo de uma primeira parte rosqueada (32), e adicionalmente compreendendo um dispositivo de travamento, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de travamento compreende um elemento de travamento (38) atarraxado sobre uma segunda parte rosqueada (34) tendo filetes de rosca numa direção oposta àquela da primeira parte rosqueada (32).

2. Conjunto de anteparo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda partes rosqueadas (32, -34) são axialmente adjacentes e formadas sobre a superfície externa da primeira peça, a primeira peça formando um membro tubular interno.

3. Conjunto de anteparo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a segunda peça compreende um membro tubular externo dotado de uma parede de anteparo anular (36), dirigida para dentro, dotada de uma superfície radialmente interna formada com uma rosca para se entrosar com a primeira parte rosqueada (32).

4. Conjunto de anteparo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que uma borda dianteira da parede de anteparo (36) é formada com um rebordo vedante (40) que é engatável com uma ranhura vedante (42) formada na primeira peça.

5. Conjunto de anteparo de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a primeira peça é formada com um ressalto de encontro na extremidade da primeira parte rosqueada (32) afastada da segunda parte rosqueada (34).