BRPI0610510A2 - ferramenta de tamponamento assistida por came, atuada por cunha, de selo de metal com metal, de bloqueio e sangria - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um método de tamponamento de um tubo que inclui a fixação de forma vedante em seu exterior de um primeiro e um segundo colares espaçados (12, 14), os colares tendo faces de vedação (18, 20), cada uma em um plano perpendicular ao tubo, (42, 44) cortar e remover um comprimento de tubo a partir de entre os colares (12, 14) deixando duas extremidades abertas de tubo (42, 44), o posicionamento dos primeiro e segundo copos de selo (66, 68) entre os colares, os copos de selo tendo virolas circunferenciais que se estendem para frente (102, 104) de diâmetro interno maior do que o diâmetro externo do tubo, copos de selo (66, 68) tendo seguidores de came de topo e de fundo (72, 74, 78, 80) movendo as superfícies de came (82, 84, 86, 88) contra os seguidores de came para guiarem os copos de selo (66, 68) para um encaixe de vedação com as faces de vedação (18, 20) dos colares (12, 14), e forçar uma cunha (48, 50) entre as superfícies dos copos de selo (66, 68).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FERRAMEN-TA DE TAMPONAMENTO ASSISTIDA POR CAME, ATUADA POR CU-NHA, DE SELO DE METAL COM METAL, DE BLOQUEIO E SANGRIA".

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a aparelhos, sistemas e métodospara tamponamento de um tubo ou de uma tubulação tendo líquidos ou ga-ses à alta temperatura fluindo através dali.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Esta invenção refere-se a sistemas guiados por carne e métodospara tamponamento de um tubo sob pressão, e é particularmente aplicávelpara tamponamento de um tubo ou de uma tubulação tendo ali líquidos ougases à alta temperatura. "Tubo" conforme usado a partir deste ponto incluiqualquer membro tubular feito de metal para o transporte de um fluido (líqui-dos ou gases).

A invenção descrita aqui é uma válvula de alta temperatura as-sistida por carne, atuada por cunha, de bloqueio e sangria duplos, de metalcom metal.

As máquinas para feitura de derivação de uma abertura em umtubo são bem conhecidas. As patentes U.S. emitidas anteriormente paramáquinas de feitura de derivação incluem a N9 3.614.252 intitulada TAP-PING APPARATUS; a N9 4.579.484 intitulada UNDER WATER TAPPINGMACHINE; a N9 4.880.028 intitulada COMPLETION MACHINES; a N95.439.331 intitulada HIGH PRESSURE TAPPING APPARATUS; a N95.612.499 intitulada METHOD OF INSERTING A SENSOR INTO A PIPELI-NE e a N9 6.012.878 intitulada PRESSURE BALANCED SUBSEA TAPPINGMACHINE.

As máquinas de feitura de derivação, tal como do tipo descritonas patentes U.S. mencionadas acima são para a feitura de uma derivaçãopor um orifício em um tubo, enquanto líquidos ou gases estão fluindo atravésdali, isto é, enquanto o tubo está sob pressão. Os procedimentos de feiturade derivação deste tipo são costumeiramente realizados primariamente parauma de duas finalidades, isto é, para a provisão de uma ramificação se a-daptando no tubo ou para se permitir que um escoamento de fluido atravésdo tubo seja bloqueado. Outros exemplos de técnica anterior que descreveme ilustram um tamponamento do interior de um tubo usualmente associado àprimeira feitura de derivação do tubo incluem as patentes americanas a seguir:

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BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A invenção descrita aqui é uma ferramenta de tamponamento dealta temperatura, assistida por carne, atuada por cunha, de bloqueio e san-gria duplos, de metal com metal.

A invenção aqui faz uso da tecnologia conhecida de soldagemem um tubo tendo um escoamento de fluido através dali por um par de cola-res. Cada um dos colares é um toróide que é cortado para a provisão de umconjunto de duas metades toroidais que são adaptadas em conjunto em tor-no do tubo. Cada conjunto de colar consistindo em dois colares paralelosespaçados é primeiramente preso ao exterior do tubo. Cada colar tem umaface usinada a qual pode ser obtida por usinagem e retificação antes de oscolares terem sido soldados ao tubo. Assim, um conjunto de colares afixadoà superfície externa de um tubo prove faces planas dianteiras que se voltamuma para a outra. As faces de colar são paralelas uma à outra e espaçadaspor uma distância estabelecida de forma acurada. Após cada colar ser afixa-do ao tubo, as metades de colar então são soldadas uma à outra. Ainda, asduas metades de cada colar são soldadas, onde a face traseira se encontracom o tubo em torno da circunferência de 360Q do tubo. Após os colares se-rem instalados, eles provêem superfícies de vedação circunferencialmenteplanas ininterruptas que se voltam uma para a outra. As superfícies de ve-dação são paralelas uma à outra e em planos radiais perpendiculares aoeixo geométrico longitudinal do tubo.

Após os colares serem soldados à superfície externa de um tu-bo, conexões de contenção são soldadas aos colares para a provisão de umalojamento de dimensões internas maiores do que a superfície externa dotubo. O alojamento de contenção tem um fundo usualmente na forma de ummembro em formato de copo e uma conexão de flange na extremidade su-perior. Após o alojamento de contenção, incluindo o membro de fundo e oflange superior ter sido soldado aos colares, o alojamento de contenção tipi-camente é testado quanto à pressão para se garantir que não haja vazamen-tos e que os colares e o alojamento de contenção tenham a integridade es-trutural para conterem a máxima pressão à qual eles estarão submetidos.

Após os colares e os componentes de alojamento de contençãoterem sido instalados e testados, uma válvula é presa ao flange de aloja-mento de contenção. Um sistema de máquina de feitura de derivação, bemconhecida na indústria, é preso à superfície superior da válvula e, então,uma pressão é aplicada para teste quanto a vazamentos. Após isso, pelouso da máquina de feitura de derivação, uma seção completa da tubulação éremovida de entre os colares. O conceito de remoção de uma seção comple-ta ao invés de se fazer uma derivação apenas em um orifício no tubo é ilus-trado na Patente U.S. N2 5.612.499 intitulada "Method of Inserting A SensorInto A Pipeline". Quando uma seção da tubulação tiver sido cortada, ela seráremovida expondo-se as extremidades opostas da seção cortada da tubula-ção, as extremidades expostas sendo circundadas pelos colares que foramapropriadamente afixados ao tubo.

Após os colares e o alojamento de contenção terem sido afixa-dos ao exterior do tubo, e uma máquina de feitura de derivação afixada euma seção do tubo cortada e removida, a próxima etapa é selar as extremi-dades opostas do tubo empregando uma ferramenta de tamponamento queé o assunto da presente exposição. A ferramenta de tamponamento é inseri-da como um conjunto no interior do alojamento de contenção. A ferramentacontém copos de vedação, cada um tendo uma superfície de vedação cir-cunferencial de diâmetro interno maior do que o diâmetro externo do tubo. Oconjunto de ferramenta de tamponamento é abaixado para o alojamento decontenção e atuado, de modo que os copos de vedação opostos sejam a-vançados em direção às extremidades abertas do tubo cortado e em direçãoàs superfícies de vedação circunferenciais planas opostas providas peloscolares.

O conjunto de ferramenta de tamponamento inclui seguidores decarne superior e inferior afixados a cada um dos copos de selo para trás dasfaces dianteiras dos mesmos. Suportes de topo e de fundo, cada um tendoum par de fendas de carne para recebimento dos seguidores de carne, sãoconfigurados para forçarem os copos de selo em direção às superfícies devedação toroidais nos colares. O conjunto de ferramenta de tamponamentoinclui um aparelho de translação para movimento dos suportes de topo e defundo em direção a e para longe um do outro para, desse modo, se forçaremos copos de selo em direção a e para longe das superfícies de vedação decolar toroidais.

Um par de membros de cunha é forçado contra as superfíciestraseiras dos copos de selo para os forçarem simultaneamente para um con-tato de vedação de metal com metal com as superfícies de vedação forma-das nos colares toroidais. Desta maneira, uma ferramenta de tamponamentode alta temperatura, de selo de metal com metal, de bloqueio e sangria du-pios é obtida. Após os copos de selo serem forçados para uma condição devedação, o interior do alojamento de contenção pode ser testado para severificar se ambos os copos de selo estão em um contato à prova de vaza-mento com os colares toroidais.

O conjunto de vedação é movido para dentro ou para fora doalojamento de contenção por meio de um cilindro hidráulico com um pistãoali e uma haste de pistão que se estende de forma selante a partir do cilindrohidráulico. O conjunto de ferramenta de tamponamento é suportado pelahaste de pistão. É importante que o conjunto de tamponamento seja posicio-nado de forma acurada no alojamento e, portanto, a haste de pistão quemantém o conjunto deve ser presa de forma não rotativa com respeito aoalojamento. Para esta finalidade, um tipo de conjunto de cilindro hidráulico /pistão é provido em um arranjo que fixa de forma rotativa o pistão e a hastede pistão com respeito ao cilindro, isto é, permite que a haste de pistão sejadeslocada axialmente em relação ao cilindro, mas impede que a haste depistão gire em torno de seu eixo geométrico em relação ao eixo geométricodo cilindro.

Uma melhor compreensão da invenção será obtida a partir dadescrição detalhada a seguir das modalidades preferidas e das reivindica-ções tomadas em conjunto com os desenhos anexados.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista em seção transversal em elevação deporções do comprimento de uma tubulação tendo afixados a ela um conjuntode colares e um alojamento de contenção, no qual uma porção da tubulaçãotendo os colares foi removida. É mostrado posicionado parcialmente dentrodo alojamento de contenção, em uma vista externa, um conjunto de tampo-namento atuado por carne que é o assunto básico desta invenção.

A figura 2 é uma vista em seção transversal aumentada do con-junto de tamponamento, conforme mostrado na figura 1.

A figura 3 é uma vista isométrica externa do conjunto de tampo-namento em seu estado não operado, isto é, no estado conforme apareceriaantes de ser inserido em um alojamento para fechamento das extremidadesopostas de um tubo.

A figura 4A é uma vista explodida externa do corpo de conjuntode tamponamento com porções de guia que são afixadas a ele.

A figura 4B é uma vista explodida adicional de componentesque, em conjunto com a porção de corpo, conforme mostrado na figura 4A,completam o conjunto de tamponamento.

A figura 5 é uma vista em seção transversal parcial do conjuntode tamponamento mostrado em sua condição não atuada com copos de ve-dação retirados em direção um do outro.

A figura 6 é uma vista como na figura 5 do conjunto de tampo-namento mostrado na sua condição.

A figura 7 é uma vista em seção transversal de um alojamentode contenção com colares afixados ao comprimento externo de um tubo euma porção do tubo tendo sido removida, conforme mostrado na figura 1, emostrando o conjunto de tamponamento tendo sido inserido no alojamentode contenção e os copos de vedação forçados para fora em uma relação deselo com os colares.

A figura 8A é uma porção superior do aparelho usado para insta-lação do conjunto de tamponamento em um alojamento de contenção emostrando, em seção transversal, o arranjo de um pistão em um cilindro,onde o pistão é suportado de uma maneira que permite um deslocamentoaxial, mas que impede um deslocamento rotativo em relação ao cilindro.

A figura 8B é uma vista em seção transversal de uma porçãoinferior do aparelho da figura 8A mostrando o conjunto de tamponamentopreso à extremidade inferior de um mecanismo atuado por pistão, pelo qualo conjunto pode ser posicionado em ou removido do interior de um aloja-mento de contenção.

A figura 9 é uma vista em seção transversal tomada ao longo dalinha 9-9 da figura 8A, mostrando um cilindro e uma haste de pistão e mos-trando hastes de guia pelas quais o pistão, conforme visto na figura 8A, e,portanto, a haste de pistão são guiados de forma a se evitar uma rotaçãoaxial.DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

É para ser compreendido que a invenção que é descrita agoranão está limitada em sua aplicação aos detalhes da construção e do arranjodas partes ilustradas nos desenhos associados. A invenção é capaz de ou-tras modalidades e de ser praticada e realizada de uma variedade de for-mas. A fraseologia e a terminologia empregadas aqui são para fins de des-crição e não de limitação.

Os elementos ilustrados nos desenhos são identificados pelosnúmeros a seguir:

10 tubulação

12 primeiro colar

14 segundo colar

16 soldas

18 face interna de primeiro colar

20 face interna de segundo colar

22 superfície circunferencial externa de colar 12

24 superfície circunferencial externa de colar 14

26 porção inferior de alojamento de contenção

28 porção superior de alojamento de contenção

30 soldas

32 tampão de extremidade

34 solda

36 membro de flange

38 solda

40 passagem

42 extremidade de tubo

44 extremidade de tubo

45 superfície superior

46 conjunto de vedação de tubo

48 primeiro membro de cunha

50 segundo membro de cunha

52 placa de topo54 suporte inferior

56 eixo

58 abertura roscada

60 guia de eixo

62 suporte de topo

64 passagem

66 primeiro copo de selo

68 segundo copo de selo

70 braços superiores

72 primeiro rolete

74 segundo rolete

76 braços para baixo

78 rolete inferior

80 rolete inferior

82 fenda de carne

84 fenda de carne

86 fenda de carne

88 fenda de carne

90 molas

92 coluna de batente

94 superfície dianteira do primeiro copo de selo

96 recesso circunferencial

98 superfície dianteira

100 recesso circunferencial

102 superfície de vedação circunferencial

104 superfície de vedação circunferencial

106 suportes

108 roletes

110 superfícies traseiras do membro de cunha

112 superfícies dianteiras do membro de cunha

114 guia de divisor

116 corrediças118 disco de guia

120 anel de guia

122 recesso

124 válvula

126 flange inferior

128 flange superior

130 passagem

132 invólucro de adaptador

134 flange inferior

136 flange superior

138 adaptador

140 cilindro hidráulico

142 pistão

144 membro de fechamento

146 haste de pistão

148 abertura vedável

150 extensor de haste de pistão tubular

152 haste de guia

154 haste de guia

156 primeira passagem no pistão

158 segunda passagem no pistão

Com referência aos desenhos

e, primeiramente, à figura 1, a

primeira etapa na prática dos sistemas e métodos desta invenção é afixarum primeiro colar, geralmente indicado pelo número 12, ao exterior do tubo10. Então, um segundo colar, espaçado, 14 é afixado ao tubo. Cada um dos5 colares 12 e 14 é constituído por duas peças semicirculares. Cada um doscolares é geometricamente conformado como um toróide. Embora não vistonos desenhos, os colares 12 e 14 são formados, cada um, por uma metadesuperior e uma metade inferior que são posicionadas no tubo 10. As meta-des de colar então são soldadas uma à outra e ao tubo 10, as soldas ao tubo10 10 sendo indicadas pelo número de referência 16. Nas figuras 1 e 7, as sol-das 16 são mostradas apenas nas faces externas dos colares 12 e 14, em-bora as soldas internas possam ser aplicadas, da mesma maneira. As sol-das 16 se estendem em torno do interior pleno dos colares toroidais 12 e 14e em torno da circunferência externa completa do tubo 10. Além disso, em-bora não visto nos desenhos, as metades superiores e inferiores de cada umdos colares 12 e 14 são soldadas umas às outras de forma que os colares12 e 14 se tornam unitários. Os colares são espaçados um do outro a umadistância determinada de forma precisa e estão, cada um, em um plano ra-dial perpendicular do eixo geométrico longitudinal do tubo 10.

O colar 12 tem uma face interna 18 que é circunferencial e inin-terrupta em torno do tubo 10 e o segundo colar 14 tem uma face interna cir-cunferencial de combinação 20. Na prática desta invenção, é importante queas faces internas 18 e 20 sejam paralelas uma à outra e espaçadas por umadistância predeterminada acurada. Por esta razão, uma estrutura tipo deberço (não mostrada) pode ser usada para suporte das metades superiorese inferiores de cada um dos colares, conforme elas estiverem sendo posicio-nadas em e presas ao tubo.

Após os colares 12 e 14 terem sido posicionados de forma acu-rada e soldados ao tubo 10, um alojamento de contenção é afiado à superfí-cie circunferencial externa 22 do colar 12 e à superfície circunferencial ex-terna de combinação 24 do colar 14. Este alojamento tipicamente consisteem uma porção inferior de alojamento de contenção 26 e uma porção supe-rior de alojamento de contenção de combinação 28. Estas porções superiore inferior de alojamento de contenção são presas aos colares 12 e 14 porsoldas 30, e as porções de colar são soldadas umas às outras. Para fecha-mento do fundo aberto da porção inferior de alojamento de contenção 26,um tampão de extremidade 32 é empregado, o tampão de extremidade sen-do soldado à porção inferior de alojamento de contenção 26 por uma soldacircunferencial 34. De uma maneira similar, a porção superior de alojamentode contenção aberta 28 recebe um membro de flange 36, o flange sendopreso à porção superior de alojamento de contenção 28 por uma solda cir-cunferência! 38. O membro de flange 36 tem uma passagem 40 através dele.Com os colares 12 e 14 no lugar, com as porções superior e in-ferior de alojamento de contenção 26 e 28 soldadas a eles e com o tampãode extremidade 32 e o membro de flange 36 soldados às porções de aloja-mento, uma seção curta do comprimento do tubo 10 está plenamente envolvida.

Após os componentes que foram descritos estarem no lugar,conforme ilustrado nas figuras 1 e 7, a próxima etapa na preparação do tuboa ser fechado é remover uma seção do tubo. Isto é realizado pela afixaçãode uma máquina de feitura de derivação (não mostrada) à superfície superi-or 45 do flange 36, usando-se um procedimento que é conhecido na indús-tria. Uma máquina de feitura de derivação tem uma provisão para guiar umaserra circular para baixo através da passagem 40 para se encaixar no tubo10. A serra circular corta uma seção do tubo 10, deixando as extremidadesde tubo 42 e 44 expostas. A seção removida do tubo 10 é extraída a partirde dentro do alojamento. O tubo então está pronto para ser fechado peloemprego de um conjunto de vedação de tubo desta invenção, que será des-crito, agora.

Olhando-se primeiramente para a figura 3, o conjunto de veda-ção de tubo 46 inclui um primeiro e um segundo membros de cunha 48 e 50que são mantidos em conjunto no topo por uma placa 52 e no fundo por umsuporte inferior 54 que tem uma porção que se estende entre as extremida-des inferiores dos membros de cunha e conforme mais bem visto nas figuras4B, 5 e 6.

Conforme visto nas figuras 4, 5, 6 e 7, um eixo alongado 56 seestende entre os membros de cunha 48 e 50. O eixo 56 é roscado em suaextremidade inferior e se encaixa em uma abertura roscada 58 no topo dosuporte inferior 54. Uma guia de eixo 60 tem uma abertura central atravésdali que recebe de forma deslizante o eixo 56, a guia de eixo sendo presapor cavilhas a uma superfície superior da placa de topo 52. É posicionado deforma deslizante entre os membros de cunha 48 e 50 um suporte de topo 62que, conforme visto na figura 7, tem uma passagem 64 através dali que re-cebe de forma deslizante o eixo 56.É posicionado com respeito aos membros de cunha 48 e 50 umprimeiro copo de selo 66 e um segundo copo de selo oposto 68. Conformevisto na figura 4B, o copo de selo 66 tem braços que se estendem para cima70 que suportam um primeiro rolete 72. O copo de selo 68 tem braços quese estendem para cima 70 que suportam um segundo rolete 74.

O primeiro copo de selo 66 tem braços que se estendem parabaixo 76 que suportam um rolete inferior 78 e o segundo copo de selo 68tem braços que se estendem para baixo similares que suportam um roleteinferior 80.

O suporte inferior 54 tem um par de fendas de carne 82 e 84 querecebem roletes inferiores 78 e 80, respectivamente. Da mesma maneira, osuporte de topo 62 tem um par de fendas de carne 86 e 88 que recebem osroletes superiores 72 e 74, respectivamente. Pode ser visto que quando osuporte de topo 62 é movido em direção ao suporte inferior 54 que os roletes72, 74, 78 e 80 atuando em fendas de carne 82, 84, 86 e 88 servem paradeflexão dos copos de selo 66 e 68 para longe um do outro, e, contrariamen-te, quando o suporte de topo 62 se move para longe do suporte inferior 54, aação entre os roletes e as fendas de carne retrai os copos de selo um emdireção a cada outro. Os copos de selo 66 e 68 são restritos de forma resili-ente um em direção ao outro por molas 90, conforme ilustrado na figura 4B.

As molas 90 não são mostradas na figura 3.

É recebida no eixo 56 e posicionada de forma compressiva entreo suporte inferior 54 e o suporte de topo 62 uma mola de compressão 90. Atranslação para baixo da guia de eixo 60 e, desse modo, da placa de topo 52e, com ela, dos primeiro e segundo membros de cunha 48 e 50, força o su-porte de topo 62 em direção ao suporte inferior 54, comprimindo a mola 90 emovendo os roletes de topo 72 e 74 nos carnes formados no suporte de topo62 e os roletes de fundo 78 e 80 nos carnes formados no suporte inferior 54.

Esta ação de carne faz com que os primeiro e segundo copos de selo 66 e68 se desloquem para fora um com respeito ao outro. O movimento parabaixo do suporte inferior 54 é limitado por uma coluna de batente 92 afixadaao interior do tampão de extremidade 32, conforme mostrado nas figuras 7 e8B.

O primeiro copo de selo 66 tem uma superfície dianteira 94 quetem ali um recesso circunferencial 96. Da mesma maneira, o segundo copode selo 68 tem uma superfície dianteira 98 com um recesso circunferencial100. A função dos recessos 96 e 100 é receber as extremidades de tuboexternas 42 e 44 conforme os copos de selo 66 e 68 se expandirem parafora. Isto permite uma superfície de vedação circunferencial 102 no copo 66e uma superfície de vedação circunferencial correspondente 104 na facedianteira do copo de selo 68 para encaixe com a face interna de primeirocolar 18 e a face interna de segundo colar 20, respectivamente, para a for-mação de selos de metal com metal. O selo circunferencial de metal commetal do primeiro copo de selo 66 contra a face interna de primeiro colar 18fecha a extremidade 42 do tubo 10 e, correspondentemente, o selo circunfe-rencial de metal com metal do segundo copo de selo 68 contra a face internade segundo colar 20 fecha a extremidade 44 do tubo 10. Assim, quando osselos 66 e 68 são expandidos para longe um do outro, eles fecham ambasas extremidades expostas do tubo 10 em um arranjo de vedação de metalcom metal efetivamente bloqueando um escoamento de fluido através dotubo. Isto obtém um arranjo duplo de tamponamento de bloqueio e sangria.

Com ambos os copos de selo 66 e 68 em condições simultâneas seladas,conforme mostrado na figura 7, o interior do alojamento de contenção podesofrer uma derivação para se verificar se ambos os copos de selo estão emum fechamento à prova de vazamento.

São afixados aos lados opostos do suporte de topo 62 suportesopostos 106, cada um tendo um eixo com um par de roletes 108. Os roletes108 rolam contra as superfícies traseiras 110 (vide a figura 2) de cada umdos membros de cunha 48 e 50. Os suportes 106 e os roletes 108 são vistosnas figuras 2, 3 e 4B. Apenas um suporte e um rolete são vistos na figura 3.

É afixada à superfície dianteira 112 de cada um dos membros decunha 48 e 50 uma guia de divisor 114. É afixado a cada um dos copos deselo 66 e 68 um par de corrediças 116, desse modo havendo quatro corredi-ças 116. Cada par de corrediças 116 é encaixado por uma guia de divisor114, conforme os membros de cunha 48 e 50 forem movidos para baixo du-rante o processo de instalação de um conjunto de vedação de tubo 46 emum alojamento entre as extremidades de tubo expostas 42 e 44. Assim, ainteração das guias de divisor 114 e as corrediças 116 inicia um desloca-mento de copos de selo 66 e 68 para longe um do outro. A ação de carneprovida pelas fendas de carne formadas no suporte inferior 54 e no suportede topo 62 ainda ajuda a guiar os copos de selo entre suas posições abertade ferramenta e fechada de ferramenta.

O suporte inferior 54 que tem as fendas de carne 82 e 84 ali tem,mostrado formado integralmente com ele, um disco de guia horizontal 118. Épreso ao fundo do disco de guia um anel de guia 120. A combinação de dis-co de guia / anel de guia serve para guiar a extremidade inferior do conjunto46, conforme ele for posicionado no alojamento e entre as extremidades 42e 44 do tubo 10. Ainda, há um recesso 122 formado no fundo do disco deguia 118 e no anel de guia 120. O recesso 122 recebe a coluna de batente92, quando o conjunto for forçado para baixo para o alojamento. A coluna debatente 92 define o limite inferior de curso de conjunto 46, de modo que ummovimento para baixo continuado da guia 60 e com ela dos membros decunha 48 e 50 force os rolos superiores 72 e 74 a se moverem nas fendasde carne 86 e 88 e os rolos inferiores 78 e 80 se movam nas fendas e carne82 e 84 para guiarem os copos de selo 66 e 68 para se moverem radialmen-te se separando e em direção a suas posições seladas, conforme mostradona figura 7.

A translação dos copos de selo 66 e 68 de suas posições aber-tas, conforme mostrado na figura 5, para suas posições fechadas, conformemostrado nas figuras 6 e 7, é obtida por quatro ações separadas, mas coo-perativas. A primeira é a ação das guias de divisor 114 contra as corrediças116. Em segundo lugar, as extremidades de fundo dos membros de cunha48 e 50 se encaixam nas bordas de topo das superfícies traseiras dos coposde selo para os forçarem a se separarem. Em terceiro lugar, a ação de su-perfícies de carne formadas no suporte inferior 54 e no suporte de topo 62guia o deslocamento dos copos de selo para longe um do outro. Em quartolugar, as superfícies de cunha dos membros de cunha 48 e 50 deslizam con-tra as superfícies traseiras de copos de selo 66 e 68 forçando o copo de selopara uma relação de vedação de metal com metal com os colares toroidais12 e 14, conforme visto na figura 7. As primeira, segunda e terceira açõeslistadas aqui são primariamente ações de guia. As forças de vedação reaisdos copos de selo contra os colares toroidais são obtidas pela ação dosmembros de cunha 48 e 50 contra as superfícies traseiras dos copos de ve-dação.

Com referência às figuras 8A e 8B, os sistemas e métodos quesão empregados na inserção do conjunto de vedação de tubo 46 no e naremoção dele para fora do alojamento de contenção que circunda o tubo 10são ilustrados. Conforme mostrado na figura 8B, é afixada à superfície supe-rior 45 do membro de flange 36 uma válvula 124 que tem um flange inferior126 e um flange superior 128. O flange inferior 126 é preso à superfície su-perior 45 do membro de flange 36. A válvula 124 funciona para abertura efechamento da passagem 130 através dela para se permitir que sistemas deoperação diferentes sejam inseridos em e removidos do interior do alojamen-to que circunda o tubo 10. As porções de trabalho internas da válvula 124não são mostradas, mas o uso de válvulas em sistemas para feitura de deri-vação em tubulações sob pressão é bem conhecido.

Um invólucro de adaptador 132 tem um flange inferior 134 que épreso ao flange superior de ferramenta de tamponamento 128. Ainda, o invó-lucro de adaptador 132 tem um flange superior 136 visto na figura 8A. É pre-so ao flange superior 136 um adaptador de cilindro hidráulico 138 e preso aum cilindro hidráulico 140 que recebe ali um pistão deslizante 142. A extre-midade superior do cilindro hidráulico 140 recebe um membro de fechamen-to 144.

É afixada ao pistão 142 uma haste de pistão 146 que se estendepara uma abertura vedável 148 no adaptador 138. A extremidade inferior dehaste de pistão 146 é afixada à extremidade superior de um extensor dehaste de pistão tubular 150, cuja extremidade inferior é presa à placa de to-po de conjunto de vedação de tubo 52. Desta maneira, a inserção ou a re-moção de conjunto de vedação de tubo 46 é controlada pela atuação de pis-tão 142 e desse modo da haste de pistão 146.

É importante que o conjunto de vedação de tubo 46 seja posi-cionado de forma acurada rotativamente com respeito às extremidades detubo 42 e 44, quando for inserido no alço, de modo que os copos de selo 66e 68 se alinhem apropriadamente para a formação de uma relação de veda-ção com os colares 12 e 14. Normalmente, um pistão e uma haste de pistãooperando em um cilindro não têm meios para manutenção de uma relaçãode rotação com o cilindro. Para aliviar este problema e prover um alinhamen-to acurado do conjunto de vedação de tubo quando ele for inserido em umalojamento de contenção para vedação das extremidades opostas de umtubo, o cilindro 140 e o pistão 142 desta invenção operam em um sistemaque assegura sua relação de rotação. Para esta finalidade, são providas nointerior do cilindro hidráulico 140 uma primeira e uma segunda hastes deguia 152 e 154. As extremidades superiores das hastes de guia 152 e 154são presas ao membro de fechamento 144, enquanto as extremidades infe-riores são recebidas em recessos formados no adaptador 138. O pistão 142tem passagens 156 e 158 ali, que recebem de forma vedante as hastes deguia 152 e 154. Desta forma, o pistão 142 pode ser deslocado por umapressão de fluido para se mover axialmente no cilindro 140, enquanto ashastes de guia 152 e 154 impedem o pistão de rodar em relação ao cilindro.A figura 9 mostra a relação entre as hastes de guia 152 e 154 e o pistão 142.

Com referência às figuras 8A e 8B, o método de operação dosistema desta invenção para a provisão de um fechamento de alta tempera-tura de tubo 10 pode ser visto, Pela aplicação de uma pressão hidráulica aocilindro 140, o pistão 142 pode ser forçado para baixo, movendo a haste depistão 146 e, desse modo, o extensor de haste de pistão tubular 150 parabaixo, de modo que o conjunto de vedação de tubo afixado 46 seja movidopara o interior do conjunto circundando o tubo 10. Quando o conjunto atingeseu nível mais baixo, conforme definido pela coluna de batente 92, uma for-ça para baixo adicional sobre o conjunto inicia o movimento dos copos deselo 66 e 68 para longe um do outro e em direção à condição fechada deferramenta de tamponamento, conforme mostrado nas figuras 6 e 7. Estaação é obtida por quatro ações separadas, mas cooperativas, conformemencionado previamente. Em primeiro lugar, as guias de divisor 114 atuamcontra as corrediças 116, para separação dos copos. Então, as extremida-des de fundo dos membros de cunha 48 e 50 se encaixam nas bordas detopo das superfícies traseiras dos copos de selo para os forçarem a se sepa-rarem. Além disso, a ação de superfícies de carne formadas no suporte infe-rior 54 e no suporte de topo 62 guia o deslocamento dos copos de selo paralonge um do outro. Finalmente, as superfícies de cunha dos membros decunha 48 e 50 deslizam contra as superfícies traseiras de copos de selo 66 e68 forçando-os para uma relação de vedação de metal com metal com oscolares toroidais 12 e 14, conforme visto na figura 7.

O conjunto de vedação de tubo 46 é deixado na posição de blo-queio e sangria duplos, conforme mostrado na figura 7, desde que seja ne-cessário bloquear um escoamento de fluido através do tubo 10. Quando anecessidade de bloqueio de escoamento através do tubo tiver terminado, oconjunto de vedação de tubo 46 pode ser retirado e a válvula 124 fechada.

Após a remoção do membro de vedação de tubo 46, um bujão de completa-ção (não mostrado) pode ser inserido através da válvula e para a passagem40 no membro de flange 36. Pelos mecanismos controlados através da vál-vula 124, o bujão de completação pode ser atuado para se fechar peso mo-lecular a abertura 40 através do flange 36. Após isso, a pressão está contidano conjunto de contenção que circunda o tubo 10 e a válvula 124 pode serremovida. Uma placa de flange então pode ser presa à superfície de topo 45de membro de flange 36 e, após isso, um escoamento através do tubo 10pode continuar indefinidamente.

Embora a invenção tenha sido descrita com um certo grau departicularidade, é manifesto que muitas mudanças podem ser feitas nos de-talhes de construção e no arranjo de componentes, sem se desviar do espíri-to e do escopo desta exposição. É compreendido que a invenção não estálimitada às modalidades estabelecidas aqui para fins de exemplificação, masé para ser limitada apenas pelo escopo das reivindicações em anexo, inclu-indo a faixa plena de equivalência à qual cada elemento da mesma estátorizado.

Claims (8)

1. Método de tamponamento de uma tubulação que empregauma ferramenta de tamponamento assistida por carne, atuada por cunha, deselo de metal com metal, de bloqueio e sangria, que compreende as etapasde:(a) fixação de forma vedante sobre o exterior da tubulação deum primeiro e um segundo colares espaçados, cada colar tendo uma face devedação em um plano perpendicular ao eixo geométrico de tubulação;(b) corte e remoção de um comprimento de tubulação a partir deentre os referidos colares, deixando duas extremidades abertas de tubo;(c) posicionamento de um primeiro e um segundo copos de seloentre os referidos colares, cada copo de selo tendo em uma face dianteirauma virola circunferencial que se estende para frente de diâmetro internomaior do que o diâmetro externo da tubulação, cada copo de selo tendo se-guidores de carne de topo e de fundo; e(d) movimento de lados opostos de uma cunha contra faces tra-seiras dos referidos copos de selo para se forçarem os referidos copos deselo para longe um do outro e as referidas virolas circunferenciais dos mes-mos para um encaixe de vedação de metal com metal com as referidas fa-ces de vedação dos referidos colares, fechando o referido tubo.

2. Método de tamponamento de uma tubulação, de acordo coma reivindicação 1, que emprega os referidos seguidores de carne de topo ede fundo para guiarem o movimento dos referidos copos de selo, conforme areferida cunha for forçada entre as faces traseiras dos referidos copos deselo.

3. Método de tamponamento de uma tubulação, de acordo coma reivindicação 1, que inclui:a retenção dos referidos copos de selo entre um suporte de topoe um suporte de fundo, o suporte de topo tendo um par de fendas de carneopostas ali recebendo de forma deslizante o referido seguidor de carne decada referido copo de selo, e o suporte de fundo tendo um par de fendas decarne opostas ali recebendo de forma deslizante o seguidor de carne de fundo de cada copo de selo; eforçar os referidos suportes de topo e de fundo um em direçãoao ouro para guiarem os referidos copos de selo para longe um do outro.

4. Método de tamponamento de uma tubulação, de acordo coma reivindicação 3, onde os referidos copos de selo, o referido suporte de topoe o referido suporte de fundo e a referida cunha são transportados como umconjunto para e para fora de posições entre os referidos colares.

5. Método de tamponamento de uma tubulação, de acordo coma reivindicação 1, onde as etapas (b), (c) e (d) são realizadas em um aloja-mento de contenção preso aos referidos colares.

6. Método de tamponamento de uma tubulação, de acordo coma reivindicação 4, onde o referido conjunto é transportado para e para forade posição entre os referidos colares por meio de uma haste movida por umpistão alternado em um cilindro.

7. Método de tamponamento de uma tubulação, de acordo coma reivindicação 6, onde a referida haste movida pelo referido pistão alternadoem um cilindro é móvel lateralmente, mas suportada de forma não rotativaem relação ao referido cilindro.

8. Aparelho para a vedação de aberturas através de primeiro esegundo colares toroidais paralelos espaçados opostos tendo superfícies devedação toroidais planas de face empregando uma ferramenta de tampona-mento assistida por carne, atuada por cunha de metal com metal, que com-preende:um par de copos de selo, cada um tendo uma face dianteira quetem uma superfície de selo circunferencial dimensionada para se adaptarnas referidas superfícies de vedação toroidais;seguidores de carne superiores e inferiores afixados a cada refe-rido copo de selo para trás das referidas faces dianteiras;um suporte de topo e um de fundo, cada um tendo um par defendas de carne para o recebimento dos referidos seguidores de carne econfigurados para guiarem os referidos copos de selo em direção às e paralonge das superfícies de vedação toroidais;um aparelho de translação para movimento dos referidos supor-tes de topo e de fundo em direção a e para longe um do outro para, dessemodo, se guiarem os referidos copos de selo em direção às e para longe dasreferidas superfícies de vedação toroidais; euma cunha posicionável de forma forçada entre as superfíciestraseiras dos referidos copos de selo.