BRPI0414525B1

BRPI0414525B1 - dispositivo de travamento para conexões de tubo montadas

Info

Publication number: BRPI0414525B1
Application number: BRPI0414525A
Authority: BR
Inventors: Aas Brynjulv
Original assignee: Nat Oilwell Norway As
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2015-11-24
Also published as: CN100482917C; EP1664477B1; DE602004009812D1; BRPI0414525A; EP1664477A1; NO20034158L; WO2005026494A1; ATE377131T1; MXPA06002942A; EA008135B1; CA2535372A1; DE602004009812T2; EA200600547A1; NO20034158D0; CN1853030A; DK1664477T3; US7887098B2; CA2535372C; US20070001457A1

Abstract

"dispositivo de travamento para conexões de tubo montadas". a presente invenção refere-se a uma disposição para travamento de uma conexão de tubo rosqueada, em que duas unidades de conexão rosqueadas são atarraxadas conjuntamente. a disposição de travamento é caracterizada pelo fato de que compreende dois anéis de travamento, que se acoplam entre si com os dentes e entalhes correspondentes nos seus primeiros lados. cada um dos dois anéis tem um número diferente de dentes e entalhes nos seus segundos lados. os dois segundos lados, que são voltados para as unidades de conexão, são formados para acoplarem um número correspondente de entalhes e dentes formados no ressalto do lado oposto da unidade de conexão, após os anéis terem sido separados na direção axial, enquanto mantendo o acoplamento entre os primeiro e segundo anéis.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE TRAVAMENTO PARA CONEXÕES DE TUBO MONTADAS". A presente invenção refere-se a um dispositivo de travamento mecânico para conexões de tubo montadas usadas em sondas de perfuração.

Antecedentes da Invenção Quando de perfuração, uma broca de acionamento de topo ou de torre é usada como a unidade de acionamento para rotação e controle do cordão de broca, quando esta é vertical no centro do poço. A broca de torre foi introduzida no mercado em torno de 1980, para substituir as mesas de Kelly e rotativa, que até aquele ponto eram os únicos sistemas de acionamento disponíveis. O objetivo principal da broca de torre é que o momento de rotação é proporcionado para o cordão de broca na parte de topo, em vez de por um tubo de rotação. O sistema pode girar e bombear lama de perfuração continuamente durante a perfuração, devido à aplicação de motores hidráulicos ou elétricos dispostos acima do tubo. A broca de torre é freqüen-temente usada em sondas baseadas em terra firme. A broca de torre é conectada à parte de topo do cordão de broca, diretamente por meio de roscas usuais utilizadas nessa indústria.

Essas conexões compreendem uma seção rosqueada macho e uma correspondente fêmea. Ambas as roscas API e NC são usadas. Outras especificações são disponíveis nos padrões API.

Algumas máquinas utilizam uma chave de torque, para apertar e afrouxar a conexão entre a máquina de perfuração e o cordão de broca. Por exemplo, nas seguintes conexões: - entre o maquinário e o subintermediário (entre a broca de torre e o subintermediário / subponto de cruzamento); - entre o subintermediário e um impedidor de explosão por pressão interna (IBOP); - entre o maquinário e o IBOP; - entre os IBOPs, se mais de um é instalado; e - entre o IBOP e o subeconomizador.

Como uma alternativa para a chave de torque, o maquinário de perfuração pode ser proporcionado com um retentor de apoio. Nessa disposição, a unidade de acionamento do maquinário é usada como fonte energética para proporcionar o torque necessário, quando do aperto ou afrouxamento das conexões descritas acima.

Para maquinário de perfuração dotado com uma retentor de a-poio ou lingüeta de apoio, é importante que a conexão entre o maquinário e os elementos descritos acima se mantenha intacta, quando o maquinário é liberado do cordão de broca. O intertravamento entre as partes é normalmente proporcionado por um conjunto de flanges com uma ranhura cônica interna e anéis internos partidos ajustados. Quando os flanges são conectados por vários parafusos, o anel interno é forçado na direção das unidades de conexão e um travamento por atrito é proporcionado. Isso provoca um travamento seguro, mas a instalação e o desmantelamento consumem tempo e o risco de ferimento é alto.

Breve Descrição da Invenção É um objetivo da presente invenção proporcionar um dispositivo de travamento mecânico para conexões de tubos rosqueadas em sondas de perfuração, que oferece um travamento seguro sem uso de conexões flan-geadas.

Um outro objetivo da invenção é proporcionar um dispositivo de travamento, que pode ser aplicado independentemente da orientação radial dos tubos conectados.

Um outro objeto da invenção é proporcionar um dispositivo de travamento, que pode ser operado de forma mais segura e rápida do que as disposições de flanges que são atualmente usadas.

Breve Descrição das Figuras A invenção vai ser descrita em detalhes em uma concretização preferida, com referência às figuras em anexo descritas abaixo. A figura 1 é uma vista detalhada do dispositivo de travamento de acordo com a invenção. A figura 2 é uma vista em perspectiva do dispositivo de trava- mento de acordo com a invenção. A figura 3 é uma vista em perspectiva de um primeiro anel de travamento. A figura 4 é uma vista lateral de um primeiro anel de travamento. A figura 5 é uma vista lateral axial do anel das figuras 3 e 4. A figura 6 é uma vista lateral axial do anel das figuras 3 e 4. A figura 7 é uma vista lateral do anel das figuras 3 e 4, com as seções A - A e B - B. A figura 8 é uma vista em perspectiva de um segundo anel de travamento. A figura 9 é uma vista lateral de um segundo anel de travamento. A figura 10 é uma vista lateral axial do anel das figuras 8 e 9. A figura 11 é uma vista lateral axial do anel das figuras 8 e 9. A figura 12 é uma vista lateral do anel das figuras 8 e 9, com as seções A- Ae B- B.

Descrição Detalhada da Invenção A invenção compreende um dispositivo para travamento de conexões de tubos rosqueadas para uso em sondas de perfuração. A disposição de travamento compreende um primeiro e um segundo anéis 1, 2, com dentes axiais 3,4, 5 e 6 e unidades de conexão 7 e 8 com vários entalhes e dentes 9,10,11 e 12. O dispositivo de travamento é intencionado para fixar ainda mais a conexão, além do momento de torque aplicado de acordo com as presentes especificações, antes que os anéis 1 e 2 sejam posicionados e travados, Devido ao número de dentes 3, 4, 5 e 6 e da distribuição dos dentes, o travamento pode ser aplicado independente da posição radial das unidades de conexão 7, e 8 entre si, após a conexão rosqueada ser completada. Isso é possível devido a um número diferente dos dentes 3 e 6 nos primeiro e segundo anéis de travamento 1, 2 e o posicionamento mútuo deles. Os primeiro e segundo anéis 1 e 2 têm números pares e ímpares de dentes 3 e 6, respectivamente, e um número correspondente de entalhes 11 e 12 na conexão máquina de perfuração / cordão de broca ou outra conexão 7, 8. Nessa concretização, há 17 e 18 dentes 3, 6 nos segundo e primeiro anéis, respectivamente. Os dentes 3 e 6 são distribuídos uniformemente em torno da periferia dos anéis, como mostrado nas figuras 2 e 4. No entanto, o número de dentes 3 e 6 pode variar, como podem as suas dimensões e distribuição em tomo da periferia. No entanto, a variação desses parâmetros vai provocar uma variação da tolerância do sistema para deslocamento radial das duas unidades de conexão. As relações preferidas das dimensões são apresentadas nas figuras em anexo.

Os dois anéis de travamento 1 e 2, em cada conexão, são acoplados entre si, por meio de uma pluralidade de dentes orientados axialmen-te 4 e 5, na primeira borda dos primeiro e segundo anéis de travamento 1 e 2, respectivamente. Neste exemplo há quatro dentes 4 e 5 em cada anel 1,2. Quando da conexão das seções rosqueadas, os dois anéis de travamento 1 e 2 entram em contato entre si o mais firmemente possível com os quatro dentes 4 e 5 em acoplamento nas fendas correspondentes. Quando as seções rosqueadas são conectadas, os dois anéis de travamento 1 e 2 são espaçados entre si e girados em um ressalto 15,16 nas unidades de conexão, para colocar os dentes 3 e 6 nos primeiro e segundo anéis 1 e 2 na outra borda em acoplamento com os entalhes 11 e 12, nas duas unidades de conexão 7 e 8. Os anéis podem ser separados manual, mecanicamente ou por um outro meio e serem depois travados por meio do meio de travamento 13, tal como, por exempio, parafusos dispostos em cavidades 14, em um dos anéis de travamento 1 e 2. A posição final dos anéis 1 e 2 vai depender da orientação radial das unidades de conexão entre eles. Devido ao número diferente de dentes 3 e 6 e das suas orientações, vai haver sempre uma posição na qual os dois anéis de travamento 1 e 2 acoplam os entalhes 11 e 12 nas duas unidades de conexão 7 e 8, simultaneamente. Por conseguinte, os anéis de travamento 1 e 2 vão acoplar-se entre si, e cada um dos anéis 1 e 2 vai acoplar as primeira e segunda unidades de conexão 7 e 8, respectivamente. Os anéis de travamento proporcionam, portanto, um travamento radial das duas unidades de conexão 7 e 8 entre si, de modo que não possam ser desatarraxadas entre si, Os dois anéis de travamento 1 e 2, de acordo com a concretização mostrada nos desenhos, são projetados como se segue. O primeiro anel 1 é dotado com quatro dentes 4 e bocais para acoplamento nos dentes de mesma forma 5 e entalhes no segundo anel 2. No exemplo, os dentes 4 e 5 formam um setor de 45° da borda do anel. A altura dos dentes é de 73 mm. Os entalhes correspondem aos dentes 4 e 5, com o vão livre necessário. Os dentes 3 e 6, nos lados opostos dos dois anéis 1 e 2, isto é, no lado que vai acoplar as unidades de conexão 7, e 8, não são formados similarmente nos primeiro e segundo anéis de travamento 1 e 2. O primeiro anel de travamento 1 é dotado com um número ímpar de dentes 3, na face voltada para a unidade de conexão 7. No exemplo na figura 3, o número de dentes 3 é de dezessete, por conseguinte, o número de entalhes é de dezessete. Metade do dente 3 e metade de um entalhe formam conjuntamente um setor de 10,59° da borda do anel. Cada dente 3 tem uma altura de 10 mm e cada entalhe corresponde aos dentes 3 na unidade de conexão com o vão livre necessário. O segundo anel de travamento 2 é dotado com um número par de dentes 6, no lado voltado para a unidade de conexão 8. No exemplo na figura 2, o número de dentes é de dezoito, por conseguinte, o número de entalhes é também de dezoito. Metade de um dente 6 e metade de um entalhe formam conjuntamente um setor de 10° da borda do anel. Cada dente 6 tem uma altura de 10 mm, e cada entalhe corresponde aos dentes 6 na unidade de conexão 8, com o vão livre necessário.

Todas as dimensões podem ser variadas e devem ser adaptadas ao tamanho das unidades de conexão 7 e 8 e para as forças agindo no dispositivo de travamento. Por conseguinte, todas as dimensões são apenas exemplos, e a invenção é apenas limitada pelas reivindicações da patente em anexo.

Claims

1. Disposição para travamento de conexões de tubo rosqueadas, em que duas unidades de conexão (7, 8) são rosqueadas e proporcionam seções rosqueadas macho e fêmea, respectivamente, que são atarraxadas conjuntamente, a disposição de travamento compreendendo um primeiro (1) e um segundo (2) anéis de travamento, com um primeiro e um segundo lados, que travam as unidades de conexão radialmente entre si, caracterizada pelo fato de que os primeiro e segundo lados dos anéis de travamento compreendem dentes e entalhes intermediários, em que o primeiro (1) e o segundo (2) anéis se acoplam entre si, com os dentes (4, 5) correspondentes no primeiro lado deles e que cada um dos dois anéis (1, 2) tem um número diferente de entalhes e dentes (3, 6) formados no segundo lado deles, cujos segundos lados, voltados para as suas respectivas unidades de conexão {7, 8) são formadas para acoplar um número correspondente de entalhes (11, 12) e dentes (9,10) formados em um ressalto na borda de faceamento das unidades de conexão (7, 8), após os anéis (1, 2) serem separados na direção axial e, ao mesmo tempo, o acoplamento mútuo entre o primeiro (1) e segundo (2) anéis é mantido.

2. Disposição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os anéis de travamento {1, 2) são dispostos para deslizar nas direções radial e axial, em um ressalto (15,16) nas unidades de conexão (7,8).

3. Disposição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os anéis de travamento (1,2) são dotados com dentes (3,6) que têm flancos reto, e entalhes com lados inclinados nos lados voltados para as unidades de conexão (7, 8),

4. Disposição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as unidades de conexão (7, 8) são dotadas com dentes (9, 10) com flancos inclinados, e entalhes (11,12) com lados retos.

5. Disposição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os dentes (3, 6, 9,10) e os entalhes (11,12), que são acoplados entre eles, são formados com um vão livre suficiente para absorver pequenas deformações possíveis dos anéis de travamento (1,2).

6. Processo para travamento de conexões de tubos rosqueadas utilizando a disposição como definido na reivindicação 1, caracterizado pelas seguintes etapas: disposição dos dois anéis de travamento(1,2), que se acoplam entre si por meio dos dentes (4, 5) e entalhes no primeiro lado deles, em um ressalto (15,16) das unidades de conexão (7,8); - atarraxamento das unidades de conexão (7,8) entre si; - colocação dos dentes (4,5) e entalhes dos segundos lados dos anéis de travamento (1, 2) em acoplamento com os entalhes (11,12) e dentes (9,10) das unidades de conexão (7, 8), após atarraxamento das unidades de conexão (7, 8) entre si; - separação dos anéis (1,2) entre si na direção axial; e - travamento dos anéis de travamento (1, 2) entre si na direção axial por meio de dispositivos de travamento (13).

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os anéis de travamento (1, 2) são manualmente separados na direção axial e são travados por meio de parafusos de travamento (13).