Conjunto de tubería previamente aislado flexible.

Conjunto de tubería (200, 300, 400) que comprende un tubo portador interno (101),

un revestimiento (102) yal menos una capa de material térmicamente aislante sólido, de célula cerrada, (103, 112, 114) situadaentre dicho revestimiento (102) y dicho tubo portador interno (101), y estando dicha al menos una capaaislante (103, 112, 114) directa o indirectamente unida (220, 222, 321) a al menos dicho revestimiento (102)y dicho tubo portador interno (101), caracterizado porque dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114)comprende al menos una hendidura (201, 204) de manera sustancialmente transversal a la direcciónlongitudinal del conjunto de tubería (200, 300, 400) mediante la cual se han mejorado las propiedades deflexión del conjunto de tubería (200, 300, 400).

Conjunto de tubería previamente aislado flexible Campo de la invención La presente invención se refiere a un conjunto de tubería que comprende un tubo portador interno, un revestimiento y al menos una capa de material térmicamente aislante sólido, de célula cerrada, situada entre el revestimiento y el tubo portador interno, y estando la al menos una capa aislante directa o indirectamente unida al menos al revestimiento y al tubo portador interno. La invención se refiere además a un método para mejorar la propiedad de flexión de un conjunto de tubería de este tipo.

Antecedentes Los fluidos tales como el petróleo, el gas natural, y similares, suelen transportarse hacia o desde instalaciones en alta mar o desde una línea de costa a otra a través de largos sistemas de tuberías continuos tendidos sobre el lecho marino. Por tanto, como es natural, las tuberías tienen que poder soportar las condiciones ambientales muy especiales y las exigencias estructurales extremas que se derivan del entorno, tales como presión externa de hasta 20 bares o más, un ambiente muy agresivo en cuanto a corrosión, combinado con elevadas exigencias en cuanto a la hermeticidad de los tubos y de todas las juntas, cargas extremas durante la instalación, resistencia al desgaste, etc.

Se usan diferentes tipos de tuberías para tales aplicaciones en alta mar, incluyendo tubos no aislados individuales sencillos, sistemas de tubos compuestos con o sin material aislante entre los tubos y tuberías de material compuesto previamente aisladas. El tipo de sistema de tuberías depende, por un lado, del fluido que va a transportarse. En aplicaciones de transporte de petróleo, el petróleo suele mezclarse con algunos gases y con agua dando lugar a la formación de hidratos de metano en la mezcla. Si las tuberías no están térmicamente aisladas suficientemente, los hidratos de metano enfriados se solidifican sobre las paredes de los tubos obstruyendo eventualmente la tubería. Para evitar esto se añaden aditivos, tales como metanol y glicoles, a la mezcla petróleo/gas que, sin embargo, debe evaporarse después en la estación de recepción y devolverse para su reutilización. También son necesarias con frecuencia tuberías térmicamente aisladas ya que la viscosidad de algunos petróleos crudos es demasiado alta para que se bombeen si la temperatura del petróleo se vuelve demasiado baja.

Alternativamente, este problema puede evitarse mediante la aplicación de tuberías térmicamente aisladas que comprenden un tubo portador interno por el que discurre el fluido, un revestimiento o tubo exterior y material aislante que rellena el espacio entre los mismos. Un tubo aislado de este tipo se da a conocer en el documento GB 2.407.857, que comprende un primer y un segundo conducto tubular y material aislante entre los mismos. Debido a su bajo coste, el material aislante usado es lana mineral que en su superficie externa dirigida al segundo conducto tubular está cubierta con un elemento tal como un polímero. La lana mineral y el elemento elástico se disponen helicoidalmente en el espacio definido por el primer y el segundo conducto tubular. Cuando el tubo aislante se enrolla sobre un carrete, la lana mineral se abrirá para superar el esfuerzo de tracción provocado por la flexión del tubo aislante. Para centrar el primer y el segundo conducto tubular uno respecto al otro, este tubo aislado comprende además varios separadores situados entre el primer y el segundo conducto tubular. Además de la finalidad de funcionar como elementos de centrado, los separadores también sirven para transferir las cargas entre los dos conductos tubulares. Por tanto, la lana mineral elástica no se daña cuando este tubo aislado se bobina y se enrolla sobre carretes y de nuevo desde los carretes. Por tanto los separadores pueden transferir el esfuerzo de compresión. Sin embargo, esto requiere que el segundo conducto tubular sea rígido, de tal manera que los momentos de flexión ejercidos sobre este segundo conducto tubular puedan transferirse al primer conducto tubular. Por último, pero no menos importante, el segundo conducto tubular debe ser rígido para resistir la inevitable presión ejercida sobre el conjunto de tubo cuando está tendido sobre el lecho marino. Una falta de suficiente rigidez de segundo conducto tubular llevaría, por tanto, a una flexión del segundo revestimiento tubular a lo largo de la distancia entre los separadores. Eventualmente, esto disminuiría las propiedades aislantes de este tubo aislado, ya que la distancia o el espacio entre el primer conducto tubular y el segundo conducto tubular variarían a lo largo de toda la tubería. Para poder transferir las cargas entre los conductos tubulares muy rígidos primero y segundo, la distancia entre los separadores tendrá que ser corta. Puesto que cada separador constituye un posible puente térmico, esto disminuirá las propiedades aislantes de este tubo aislante. Tener unos conductos tubulares rígidos primero y segundo es caro. Estos costes aumentan adicionalmente debido a la aplicación engorrosa, laboriosa y que requiere tiempo, de los separadores y la lana mineral durante la fabricación de este tubo aislado. Una rigidez suficiente de ambos conductos tubulares puede obtenerse mediante el uso de metal. Puesto que el agua de mar será sumamente corrosiva para el segundo conducto tubular de metal, se requiere algún tipo de tratamiento de la superficie externa de este conducto tubular. Esto se sumará adicionalmente a los costes de este tubo aislante. Por tanto, desde un punto de vista técnico, de aislamiento y de costes, el tubo aislante dado a conocer en el documento GB 2.407.857 no es deseable.

Otra alternativa se da a conocer en el documento CH 633 092. En este caso, el tubo interno está rodeado por un tubo corrugado flexible de material sintético, que está rodeado de nuevo por una capa de material de espuma. Entre la capa de material de espuma y el tubo corrugado está aplicada una banda de poliéster para impedir que el material

de espuma migre al interior de los ‘valles’ abiertos del tubo corrugado. El tubo aislado dado a conocer en el documento CH 633 092 no puede aplicarse adecuadamente sobre un lecho marino ya que el ambiente en este caso es destructivo para el material de espuma externo. Además existe un gran riesgo de que el tubo corrugado colapse debido a la presión presente en este caso. Además, este tubo aislado será difícil de enrollar sobre un carrete, ya que el tubo corrugado no puede transferir los momentos de flexión ejercidos sobre el material de espuma al tubo interno. Este problema surge porque el tubo corrugado no está unido ni al tubo interno ni al material de espuma. Por tanto, existe el riesgo de que el tubo corrugado se deslice sobre el tubo interno y colapse en potencia debido al momento de flexión ejercido.

Una alternativa a esta solución es usar espuma aislante de célula cerrada entre un tubo portador interno y un revestimiento más ligero. El aislamiento térmico también puede consistir en una o más capas de polímeros termoplásticos o termoestables, sólidos o parcialmente espumados. Para transferir todas las cargas térmicas y estructurales desde el tubo portador interno al exterior y viceversa es importante una adhesión y unión absoluta y completa del material aislante tanto al tubo interno como al revestimiento exterior. Sin embargo, esta unión junto con la rigidez relativamente alta necesaria de la capa aislante debido a la presión del agua da lugar a una tubería que es relativamente rígida e inflexible. Por tanto, una tubería previamente aislada de este tipo no puede flexionarse sin grave daño del revestimiento exterior. Por tanto, las tuberías no pueden bobinarse y enrollarse sobre carretes, sino que tendrán que fabricarse en varias secciones rectas y, por tanto, más cortas para su ensamblaje posterior in situ. En aplicaciones en alta mar, esto implica un proceso de instalación mucho más lento a bordo de una barcaza de instalación en el que las secciones se sueldan entre sí en condiciones meteorológicas difíciles y desfavorables. Esto da lugar, inevitablemente, a un proceso de instalación mucho más caro, pero también a mayores riesgos de soldaduras y juntas de menor calidad que las que pueden obtenerse de lo contrario en condiciones adecuadamente controladas en una instalación de producción o en comparación con los procesos de instalación de tuberías inicialmente bobinadas sobre enormes carretes o bobinas.

Sumario de la invención La presente invención proporciona un conjunto de tubería térmicamente aislado con unión completa o adhesión plena entre sus capas, que proporciona propiedades de flexión aumentadas, para el que se evitan todos o algunos de los problemas mencionados anteriormente. La presente invención proporciona además... [Seguir leyendo]

1. Conjunto de tubería (200, 300, 400) que comprende un tubo portador interno (101) , un revestimiento (102) y al menos una capa de material térmicamente aislante sólido, de célula cerrada, (103, 112, 114) situada entre dicho revestimiento (102) y dicho tubo portador interno (101) , y estando dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) directa o indirectamente unida (220, 222, 321) a al menos dicho revestimiento (102) y dicho tubo portador interno (101) , caracterizado porque dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) comprende al menos una hendidura (201, 204) de manera sustancialmente transversal a la dirección longitudinal del conjunto de tubería (200, 300, 400) mediante la cual se han mejorado las propiedades de flexión del conjunto de tubería (200, 300, 400) .

2. Conjunto de tubería (200, 300, 400) según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha al menos una hendidura (201, 204) está realizada en la superficie externa de dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) .

3. Conjunto de tubería (200, 300, 400) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicha al menos una hendidura (201, 204) tiene una profundidad (203) de entre el 5-99% del grosor de dicha al menos una capa 15 aislante (103, 112, 114) .

4. Conjunto de tubería (200, 300, 400) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha al menos una hendidura (201, 204) es al menos parcialmente helicoidal.

5. Conjunto de tubería (200, 300, 400) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichas hendiduras (201, 204) están conformadas al menos parcialmente como varias hendiduras

circunferenciales (401) añadidas a intervalos a lo largo de la longitud de dicho conjunto de tubería (200, 300, 400) .

6. Conjunto de tubería (200, 300, 400) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichas hendiduras (201, 204, 401) están formadas al menos parcialmente como varias hendiduras más cortas que la periferia de dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) .

7. Conjunto de tubería (200, 300, 400) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichas hendiduras (201, 204, 401) se añaden al menos a la parte del conjunto de tubería (200, 300, 400) que se extiende hacia fuera desde el centro de un codo cuando está flexionada.

8. Conjunto de tubería (200, 300, 400) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) es al menos parcialmente de un polímero 30 termoplástico tal como por ejemplo PP o PET.

9. Conjunto de tubería (200, 300, 400) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) es al menos parcialmente de un polímero termoestable tal como por ejemplo poliuretano.

10. Conjunto de tubería (200, 300, 400) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado

porque dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) es al menos parcialmente de espuma expandida o sintáctica.

11. Conjunto de tubería (200, 300, 400) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho conjunto de tubería (200, 300, 400) comprende además un recubrimiento anticorrosión (106, 108, 110) aplicado a dicho tubo portador interno (101) .

12. Conjunto de tubería (200, 300, 400) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho conjunto de tubería (200, 300, 400) comprende además una barrera frente a la difusión (116) entre dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) y dicho revestimiento (102) .

13. Conjunto de tubería (200, 300, 400) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho revestimiento (102) está recubierto con una capa exterior adicional de material tal como un 45 recubrimiento de hormigón.

14. Uso de al menos una hendidura (201, 204, 401) para mejorar las propiedades de flexión de un conjunto de tubería (200, 300, 400) , comprendiendo dicho conjunto de tubería (200, 300, 400) un tubo portador interno (101) , un revestimiento (102) y al menos una capa de material térmicamente aislante sólido, de célula cerrada, (103, 112, 114) situada entre dicho revestimiento (102) y dicho tubo portador interno (101) , y

estando dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) directa o indirectamente unida (220, 222, 321) a al menos dicho revestimiento (102) y dicho tubo portador interno (101) , en el que dicha al menos una hendidura (201, 204, 401) se añade a dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) de manera sustancialmente transversal a la dirección longitudinal del conjunto de tubería (200, 300, 400) .

15. Método para mejorar las propiedades de flexión de un conjunto de tubería (200, 300, 400) , comprendiendo dicho conjunto de tubería (200, 300, 400) un tubo portador interno (101) , un revestimiento (102) y al menos una capa de material térmicamente aislante sólido, de células cerradas, (103, 112, 114) situada entre dicho revestimiento (102) y dicho tubo portador interno (101) , y estando dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) directa o indirectamente unida (220, 222, 321) a al menos dicho revestimiento (102) y dicho tubo portador interno (101) , caracterizado porque dicha al menos una hendidura (201, 204, 401) se añade a dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) de manera sustancialmente transversal a la dirección longitudinal del conjunto de tubería (200, 300, 400) .

16. Método para mejorar las propiedades de flexión de un conjunto de tubería (200, 300, 400) según la reivindicación 15, caracterizado porque dicha al menos una hendidura (201, 204, 401) se añade mediante 10 corte.

17. Método para mejorar las propiedades de flexión de un conjunto de tubería (200, 300, 400) según las reivindicaciones 15 ó 16, caracterizado porque dicha al menos una hendidura (201, 204, 401) se añade en la superficie externa de dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) .

18. Método para mejorar las propiedades de flexión de un conjunto de tubería (200, 300, 400) según cualquiera

de las reivindicaciones 15-17, caracterizado porque a dicha al menos una hendidura (201, 204, 401) se le da una profundidad (203) de entre el 5-99% del grosor de dicha al menos una capa aislante (103, 112, 114) .

19. Método de instalación en alta mar de uno o más conjuntos de tubería (200, 300, 400) según cualquiera de las reivindicaciones 1-14, caracterizado porque dicho conjunto de tubería (200, 300, 400) se enrolla sobre un carrete (501) y el despliegue del conjunto de tubería (200, 300, 400) en alta mar se realiza desenrollando la tubería del carrete (501) al interior del mar (502) .