BRPI0615352A2 - conjunto de mancal para junta giratória - Google Patents
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Abstract
CONJUNTO DE MANCAL PARA JUNTA GIRATORIA é revelada uma junta giratória aperfeiçoada para uso como parte de um conjunto de pesca guiado por cabo. A junta giratória contém um conjunto de mancal compreendendo uma série de mancais esféricos parcialmente encerrados por uma pista interna e por uma pista externa. Durante a operação de pesca guiada por cabo, a pista interna e a pista externa exercem uma força de cisalhamento, mais propriamente do que compressão, sobre o mancal esférico devido à configuração singular do conjunto de mancal. Essa configuração singular aumenta a resistência do conjunto de mancal, e a resistência correspondente da junta giratória, sem precisar de um aumento no diâmetro externo da junta giratória.
Description
CONJUNTO DE MANCAL PARA JUNTA GIRATÓRIA
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção se refere geralmente aoequipamento usado para remover ferramentas de fundo de furoque estão presos em um poço de óleo ou gás.
Especificamente, a presente invenção se refere a uma juntagiratória aperfeiçoada para uso como parte de um conjuntode pesca guiado por cabo utilizado para remover ferramentasde fundo de furo que ficaram presas em um poço de óleo ougás.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Existem vários métodos de acabamento e produçãoem relação a um poço de óleo ou gás. Tipicamente, um poçode óleo ou gás é acabado mediante cimentação das colunas derevestimento no lugar ao longo substancialmente daprofundidade total do poço. Quando o poço é acabado, aprodução pode começar. Para facilitar a produção dehidrocarbonetos ou outros fluidos a partir do poço, atubulação de produção é tipicamente instalada dentro dofuro de poço revestido. A tubulação de produção é montadaem uma porção do poço geralmente concêntrica com orevestimento. A tubulação de produção permite comunicaçãoda zona de produção do poço com a superfície.
Após a instalação do revestimento e da tubulaçãode produção no poço, é freqüentemente necessário que váriosprocedimentos sejam realizados no poço, tal como perfurar opoço, operações de registro do poço, e semelhante. Essesprocedimentos são realizados com ferramentas quetipicamente são fixadas ao que é conhecido como uma linhade fios. A linha de fios é essencialmente um cabo trançado,metálico com uma pluralidade de condutores contidos nomesmo, ou freqüentemente é apenas um cabo trançadometálico. As várias ferramentas que devem ser usadas parauma determinada operação são abaixadas no poço naextremidade da linha de fios e então ativadas e/oumonitoradas na superfície por um operador. Quando asoperações com as ferramentas são concluídas, a linha defios e as ferramentas presas são puxadas para a superfíciee removidas do poço de modo que a produção possa começar ouretomar, ou de um modo que operações adicionais possam serconduzidas no poço.
Ocasionalmente as ferramentas de fundo de furoficam presas no poço durante o processo de recuperação.Ferramentas de fundo de furo podem se tornar presas em umpoço por várias razões, tal como encontrando um obstáculoque se formou no diâmetro interno no furo do poço.Adicionalmente, ferramentas de fundo de poço algumas vezessão obstruídas, ou a linha na qual as ferramentas sãoestendidas fica presa nas ranhuras nas paredes do furo depoço, desse modo impedindo ou criando obstáculo à remoçãodas ferramentas a partir do poço. Freqüentemente, essasferramentas de fundo de furo são peças muito caras einstrumentação eletrônica e/ou têm fontes radioativascontidas nas mesmas e, desse modo, devem ser recuperadas.Além disso, freqüentemente essas ferramentas representam umobstáculo para as operações adicionais ou produção do poçoe, portanto, devem ser removidas do poço. 0 procedimento derecuperar uma ferramenta emperrada é tipicamente conhecidocomo "pesca".
Para situações nas quais a ferramenta emperradaestá ainda presa em uma linha de fios intacta, ou um métodode pesca guiado por cabo (também conhecido como método de"corte e desaparelhamento") ou um método de elevaçãovertical de porta lateral é tipicamente usado pararecuperar a ferramenta. O método de pesca guiado por cabo étipicamente usado para situações de furo aberto, profundo,ou quando um instrumento radioativo está preso no furo.Para essas situações, o método de pesca guiado por cabo éum método seguro que oferece uma alta probabilidade desucesso. Especificamente, o método de pesca guiado por cabopermite a recuperação da ferramenta presa enquanto aferramenta permanece presa ao cabo, desse modo minimizandoou removendo a possibilidade de que a ferramenta caiadentro do poço durante a operação de pesca e permitindo queo furo do poço seja desimpedido com um mínimo de tempo deparalisação. Adicionalmente, em alguns casos, através douso do método de pesca guiado por cabo, o cabomulticondutor dispendioso pode ser salvo.
O método de pesca guiado por cabo é realizado comum conjunto especial de ferramentas, em seguida referidocomo "conjunto de pesca". Um exemplo de um conjunto depesca da técnica anterior é mostrado na Figura 1. Oconjunto de pesca compreende tipicamente um dispositivo desuspensão de cabo (A) com uma barra-T, um soquete de cabode lança de recuperação (B), um soquete de cabo (C), uma oumais barras de perfuração (D) , uma mecanismo de elevaçãovertical de lança de recuperação (E), e uma chapa "C" (F).Em operação o conjunto de pesca, pesca a ferramentaemperrada do poço em uma série de etapas. Especificamente,as etapas a seguir são típicas da operação do conjunto depesca (referir-se à Figura 2 para uma ilustração doscomponentes individuais do conjunto de pesca em suasposições relativas durante operação):
(1) a ferramenta de elevação vertical de lançade recuperação (E) é desconectada do soquete de cabo delança de recuperação (B) e erguida para o torrista;
(2) o torrista então enfiará o ferramenta deelevação vertical de lança de recuperação (E) e barra deperfuração (D) através do primeiro estoque de tubo (G) aser estendido para dentro do poço como parte da operação depesca;
(3) o sondador então pegará o primeiro estoquede tubo (G) e suspenderá o mesmo sobre a cabeça de poço;
(4) a ferramenta de elevação vertical de lançade recuperação (E) deve então ser conectada ao soquete decabo de lança de recuperação (B) uma ligeira tensãoretirada do cabo, e a Chapa "C" (F na Figura 1) removida;
(5) o primeiro estoque de tubo (G) é entãoestendido no furo de poço e as cunhas com serrilhas (H) sãomontadas;
(6) a Chapa "C" é então substituída, e oconjunto é deixado descansar sobre a junta de ferramenta;
(7) a ferramenta de elevação vertical de lançade recuperação (E) é então desconectada e erguida de voltapara o torrista;
(8) o torrista enfia o ferramenta de elevaçãovertical de lança de recuperação (E) e barra de perfuração(D) através do próximo estoque de tubo (I), o qual por suavez é pego pelo sondador e suspenso sobre a cabeça de poçoatravés do uso do elevador da plataforma (J);(9) a ferramenta de elevação vertical da lançade recuperação (E) é conectada ao soque te de cabo de lançade recuperação (B) , a chapa "C" é removida, e o segundoestoque de tubo (I) é estocado e reunido com o primeiroestoque de tubo (G) e estendido para o furo de poço;
(10) a Chapa "C" é substituída, a ferramenta deelevação vertical de lança de recuperação (E) é outra vezdesconectado e erguido para o torrista, e o procedimento érepetido até que tubo suficiente tenha sido estendido paradentro do poço para contatar ou libertar a ferramentapresa;
(11) após o peixe ter sido contatado e liberado,o dispositivo de suspensão de cabo (A na Figura 1) é outravez colocado no cabo, os soquetes de cabo (B, C) sãoremovidos do cabo, e o cabo preso;
(12) o elevador (J) é então engatado em torno dabarra "T" no dispositivo de suspensão de cabo, e uma traçãosuficiente para puxar o cabo para fora da ferramenta érealizada;
(13) o dispositivo de suspensão de cabo é entãoremovido, e o cabo livre é enrolado em um carretei detruque de serviço;
(14) a coluna de pesca junto com o peixe podeentão ser puxada do furo de maneira convencional.
Além desses componentes, o conjunto de pescatambém pode incluir uma junta articulada, uma juntagiratória, ou uma junta de articulação/giratória combinada.Uma junta giratória da técnica anterior é mostrada naFigura 3. A junta de articulação/giratória (sejaindividualmente ou em combinação) está tipicamentelocalizada entre a ferramenta de elevação vertical de lançade recuperação e a barra de perfuração, porém pode estarlocalizada adicionalmente através do conjunto de pesca.
Com referência as duas juntas independentemente,a junta de articulação permite que o conjunto de pesca sedesloque ou flexione angularmente, desse modo permitindoque o conjunto de pesca manobre através das voltas oucurvas quando ele é abaixado e erguido no furo de poço. Emcomparação, a junta giratória (e especificamente o conjuntode mancai dentro da junta giratória) permite que o conjuntode pesca abaixo da junta giratória efetivamente gire ourode, desse modo aliviando qualquer torque no cabo ouconjunto de pesca que pode se acumular durante o processode pesca. Como observado acima, a junta de articulação e ajunta giratória podem ser colocadas independentemente noconjunto de pesca, ou podem ser combinadas em uma junta demultiuso.
Embora as juntas de articulação/giratória datécnica anterior tenham sido usadas de forma bem-sucedidapor muitos anos, existem algumas limitações inerentesassociadas ao modelo da técnica anterior. Por exemplo, ajunta giratória conforme mostrado na Figura 3 temtipicamente uma capacidade máxima de resistência à traçãode apenas 12.000 libras. Essa capacidade tipicamente nãopode ser aumentada sem que se aumente similarmente odiâmetro externo da junta giratória (isto é, aumentando otamanho da junta giratória para aumentar a resistência àtração). Como aqueles versados na técnica reconhecerão, odiâmetro externo de qualquer componente do conjunto depesca é limitado pelo diâmetro interno da tubulação na qualele é colocado. Além disso, com referência às juntas dearticulação/giratória combinadas, é difícil efetivamentevedar o conjunto de mancai contra fluido e lama do poço.Esses contaminadores afetam negativamente a capacidade dajunta giratória em "girar", desse modo afetandonegativamente a capacidade da junta giratória em aliviar otorque acumulado no cabo e conjunto de pesca.
Conseqüentemente, a junta giratória aperfeiçoadaa seguir permite maior resistência à tração sem aumentar odiâmetro externo da junta, e adicionalmente permite que oconjunto de mancai seja efetivamente vedado contra fluido elama do poço.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Essa invenção se refere a uma junta giratóriaaperfeiçoado para uso como parte de um conjunto de pescaguiada por cabo. Em uma modalidade preferida da presenteinvenção, a junta giratória compreende um substitutoinferior oco. O diâmetro interno do substituto inferiorinclui uma seção roscada fêmea que permite que o substitutoinferior seja conectado enroscadamente nos componentesadicionais no conjunto de pesca. A extremidade superior dosubstituto inferior é conectada a um alojamento de mancaioco. Localizada dentro, e se estendendo entre o substitutoinferior e o alojamento de mancai, está uma junta esférica.Embora localizada diretamente adjacente ao substitutoinferior e ao alojamento de mancai, a junta esférica não éfisicamente presa a nenhum dos dois.
A porção inferior da junta esférica inclui umrecesso centralmente localizado, o qual corresponde a umlubrificador implantado. 0 recesso de lubrificador e, demodo correspondente o lubrificador, estão em comunicação defluido com um orifício de grava que se estende através dajunta esférica e se estende perpendicular ao eixolongitudinal da junta giratória. Localizado entre osubstituto inferior e a junta esférica está um dispositivode vedação inferior. Similarmente, localizado entre oalojamento de mancai e a junta esférica está um dispositivode vedação superior. 0 lubrificador anteriormentemencionado e o orifício de graxa cooperam para manter oconjunto de mancai lubrifiçado. Além disso, os dispositivosde vedação, superior e inferior, mantêm a graxa localizadano conjunto de mancai, e também impede que fluido e/oulama, indesejados, entrem no conjunto.
Localizado entre a junta esférica e o substitutoinferior está uma série de mancais esféricos. Os mancaisesféricos estão localizados especificamente entre umaporção arqueada de um recesso no diâmetro externo da juntaesférica e uma borda arqueada superior no substitutoinferior. Adjacente à porção inferior dos mancaisesféricos, e localizado contra uma porção de ressalto dorecesso no diâmetro externo da junta esférica, está umapista interna. Inversamente, adjacente à porção superiordos mancais esféricos, e localizada contra um ressaltointerno do alojamento de mancai, está uma pista externa.Embora a pista interna esteja localizada diretamenteadjacente ao substituto inferior e o alojamento de mancai,a pista interna não está ligada fisicamente a qualquer umdos dois. Similarmente, embora a pista externa estejalocalizada diretamente adjacente ao alojamento de mancai eà junta esférica, a pista externa não está ligadafisicamente a qualquer um dos dois.
As pistas são essencialmente insertos pequenoscirculares nos quais os mancais esféricos giram e rodam. Aspistas são colocadas estrategicamente contra os mancaisesféricos. O diâmetro interno da pista interna se estendeno sentido para baixo em uma linha tangencial a partir dospontos mais internos dos mancais de esfera. Inversamente, odiâmetro externo da pista interna se estende no sentidopara baixo a partir das linhas centrais dos mancaisesféricos. A pista externa é efetivamente o oposto, com odiâmetro interno da pista externa se estendendo no sentidopara cima a partir das linhas centrais dos mancais deesfera, e o diâmetro externo da pista externa se estendendono sentido para cima em uma linha tangencial a partir dospontos mais externos dos mancais esféricos. Os mancaisesféricos e as pistas correspondentes são referidos aquicomo o "conjunto de mancai".
Se deslocando no sentido para cima ao longo dajunta giratória, a porção superior da junta esférica éformada esfericamente. A porção superior esfericamenteformada está localizada dentro de um recessocorrespondentemente formado, esfericamente formado pelaconexão de um soquete inferior com um soquete superior. Acolocação da porção superior da junta esférica dentro dosoquete inferior e soquete superior efetivamente forma ajunta articulada referida anteriormente. Ao contrário dajunta de articulação/giratória combinada da técnicaanterior, a junta giratória da presente invenção é separadada junta articulada. Finalmente, o diâmetro externo daporção superior do soquete superior inclui uma seçãoroscada macho que permite que o soquete superior sejaconectado roscadamente com os componentes adicionais noconjunto de pesca.
Em uma operação de pesca típica, uma força detração é exercida sobre a junta giratória. Conformeobservado acima, a junta esférica não é ligada fisicamenteseja ao substituto inferior ou ao alojamento de mancai.Mais propriamente, a junta esférica é mantida no lugarapenas pela colocação dos mancais esféricos em conjunto comas pistas interna e externa. Quando a força de tração éexercida sobre a junta giratória, aquela carga édirecionada para o ponto de fixação de facto da juntaesférica - isto é, os mancais esféricos e as pistas. Devidoà colocação singular as pistas respectivas, a força detração atuando sobre a junta esférica é transformada em umaforça de cisalhamento atuando sobre os mancais esféricos.
Especificamente, a pista interna encosta-secontra a junta esférica e a pista externa encosta-se contrao alojamento de mancai. Quando a junta esférica e oalojamento de mancai são efetivamente separados (isto é,colocados em tensão), as pistas opostas são empurradasjuntas (isto é, colocadas em compressão). A compressão dapista interna e da pista externa em direção uma à outraexerce uma força de cisalhamento sobre os mancais esféricoscorrespondentes porque o diâmetro externo da pista internaé alinhado com as linhas centrais longitudinais dos mancaisesféricos se estendendo no sentido para baixo, enquanto queo diâmetro interno da pista externa é alinhado com aslinhas centrais longitudinais dos mancais esféricos seestendendo para cima. Conseqüentemente, a força decisalhamento é direcionada através das linhas centraislongitudinais do mancai esférico.
Localizar as pistas correspondentes de tal modoque os mancais esféricos sejam colocados em cisalhamento,em conjunto com o uso de mancais esféricos de elevadaresistência, aumenta a resistência do conjunto de mancai, oque aumenta a resistência à tração global da juntagiratória. Ao contrário da técnica anterior, esse aumentoem resistência é realizado sem aumentar o diâmetro globalda junta giratória.
Objetivos e vantagens da invenção se tornarãoevidentes à medida que a descrição detalhada a seguir damodalidade preferida é lida em conjunto com os desenhos.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS
As figuras a seguir formam parte do presenterelatório descritivo e são incluídas para demonstraradicionalmente certos aspectos da presente invenção. Ainvenção pode ser mais bem-entendida mediante referência auma ou mais dessas figuras em combinação com a descriçãodetalhada da modalidade específica aqui apresentada.
A Figura 1 é uma vista lateral de um conjunto depesca guiado por cabo típico mostrando os várioscomponentes de tal conjunto em suas posições respectivas.
A Figura 2 é uma vista lateral de um conjunto depesca guiado por cabo típico mostrando os várioscomponentes de tal conjunto em suas posições respectivasdentro de elementos tubulares durante operação.
A Figura 3 é uma vista em seção transversal deuma junta giratória da técnica anterior.
A Figura 4 é uma vista lateral da junta giratóriada presente invenção.
A Figura 5 é uma vista em seção transversal dajunta giratória da presente invenção vista ao longo dalinha 5-5 conforme mostrado na Figura 4.
A Figura 6 é uma vista lateral do componente dejunta esférica da junta giratória da presente invenção.
A Figura 7 é uma vista em seção transversal docomponente de junta esférica da junta giratória da presenteinvenção vista ao longo da linha 7-7 mostrada na Figura 6.
DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS
O exemplo a seguir é incluído para demonstrar umamodalidade preferida da presente invenção. Deve serconsiderado por aqueles versados na técnica que a descriçãoa seguir representa técnicas descobertas pelos inventorespara funcionar bem na prática da invenção, e desse modopodem ser consideradas como constituindo um modo preferidopara essa prática. Contudo, aqueles versados na técnica, àluz da presente revelação, devem considerar que muitasalterações podem ser feitas na modalidade específica que érevelada e ainda assim obter um resultado semelhante ouparecido sem se afastar do espírito e escopo da invenção.
As Figuras 4 a 7 ilustram uma modalidadepreferida da junta giratória da presente invenção. A menosque especificado de outro modo, a junta giratória écompreendida preferivelmente de aço; contudo, qualquermaterial capaz de resistir às forças significativasimpostas à junta giratória durante operação pode serutilizado. Com referência especificamente às Figuras 4 e 5,a junta giratória (1) compreende um substituto inferior oco(2). O diâmetro interno do substituto inferior (2) incluiuma seção fêmea roscada que permite que o substitutoinferior (2) seja conectado roscadamente aos componentesadicionais no conjunto de pesca (não mostrado). Aextremidade superior do substituto inferior (2) é conectadaa um alojamento de mancai oco (3) . Embora uma conexãoroscada seja preferida, qualquer meio de conexão adequadopode ser usado para conectar o substituto inferior (2) aoalojamento de mancai (3).
Localizado dentro e se estendendo entre osubstituto inferior (2) e alojamento de mancai (3) está umajunta esférica (4). Embora localizado diretamente adjacenteao substituto inferior (2) e ao alojamento de mancai (3), ajunta esférica (4) não é ligada fisicamente a qualquer umdeles. Como mostrado melhora na Figura 7, a porção inferiorda junta esférica (4) inclui um recesso centralmentelocalizado (5) o qual corresponde a um lubrificadorimplantado (6) (mostrado na Figura 5). 0 recesso delubrificador (5), e correspondentemente o lubrificador (6)estão em comunicação de fluido com o orifício de graxa (7)que se estende através da junta esférica (4) e se estendeperpendicular ao eixo longitudinal da junta giratória (1).
Com referência outra vez à Figura 5, localizadoentre o substituto inferior (2) e a junta esférica (4) estáum dispositivo de vedação inferior (8), tal como um anel-0ou mecanismo de vedação similar. Similarmente, localizadoentre o alojamento de mancai (3) e a junta esférica (4)está um dispositivo de vedação superior (9), o qual tambémpode ser um anel-0 ou mecanismo de vedação similar. 0lubrificador anteriormente mencionado (6) e o orifício degraxa (7) cooperam para manter o conjunto de mancai (o qualserá discutido abaixo) lubrifiçado. Além disso, osdispositivos de vedação inferior e superior (8, 9) mantêm agraxa localizada no conjunto de mancai, e também impedemque fluido e/ou lama, indesejados, do poço, entrem noconjunto de mancai.
Localizada entre a junta esférica (4) e osubstituto inferior (2) está uma série de mancais esféricos(10). Os mancais esféricos (10) estão localizadosespecificamente uma porção arqueada de um recesso (11) nodiâmetro externo da junta esférica (4) (mostrado melhor naFigura 7), e uma borda arqueada superior (12) do substitutoinferior (2). Os mancais esféricos têm preferivelmente0,714 cm de diâmetro e são compostos de um material de altaresistência, tal como aço inoxidável de 1.723,7 a 2.068,4MPa. Embora esse tamanho, e esse material, sejampreferidos, qualquer tamanho adequado e material de altaresistência pode ser usado desde que o mancai esférico sejacapaz de lidar com as forças de elevado cisalhamentoatuando sobre os mancais esféricos durante operação.
Adjacente à porção inferior dos mancais esféricos (10), elocalizada contra uma porção de ressalto do recesso (11) nodiâmetro externo da junta esférica (4) , está uma pistainterna (13). Inversamente, adjacente à porção superior dosmancais esféricos (10), e localizada contra um ressaltointerno do alojamento de mancai (3), está uma pista externa(14) . Embora a pista interna (13) esteja localizadadiretamente adjacente ao substituto inferior (2) e oalojamento de mancai (3) , a pista interna (13) não éfisicamente ligada a qualquer um deles. Similarmente,embora a pista externa (14) esteja localizada diretamenteadjacente ao alojamento de mancai (3) e a junta esférica(4) , a pista externa (14) não é fisicamente ligada aqualquer um deles.
As pistas (13, 14) são essencialmente insertoscirculares pequenos nos quais os mancais esféricos (10)giram e rodam. As pistas (13, 14) são compreendidaspreferivelmente de aço especial para ferramentas,endurecido, capaz de resistir à compressão contra osmancais esféricos de alta resistência (10) sem materialelástico. Embora aço especial para ferramentas, endurecido,seja preferido, qualquer material adequado de elevadaresistência pode ser usado. As pistas (13, 14) sãocolocadas estrategicamente contra os mancais esféricos(10) . O diâmetro interno da pista interna (13) se estendeno sentido para baixo em uma linha tangencial a partir dospontos mais internos dos mancais esféricos (10).Inversamente, o diâmetro externo da pista interna (13) seestende no sentido para baixo a partir das linhas centraislongitudinais dos mancais esféricos (10) . A pista externa(14) é efetivamente o oposto, com o diâmetro interno dapista externa (14) se estendendo no sentido para cima apartir das linhas centrais longitudinais dos mancaisesféricos (10), e o diâmetro externo da pista externa (14)se estendendo no sentido para cima em uma linha tangenciala partir dos pontos mais externos dos mancais esféricos(10) .
Se deslocando no sentido para cima ao longo dajunta giratória (1), a porção superior (15) da juntaesférica (4) é formada esfericamente (como mostrado melhornas Figuras 5 a 7). A porção superior esfericamente formada(15) está localizada dentro de um recessocorrespondentemente formado de forma esférica, formado pelaconexão de um soquete inferior (16) com um soquete superior(17) . Embora uma conexão roscada seja preferida, qualquermeio de conexão adequado pode ser usado para prender osoquete inferior (16) no soquete superior (17). A colocaçãoda porção superior (15) da junta esférica (4) dentro dosoquete inferior (16) e o soquete superior (17)efetivamente forma a junta articulada (18) mencionadoanteriormente. Ao contrário da junta dearticulação/giratória combinada da técnica anterior(conforme mostrado na Figura 3), a junta giratória (1) dapresente invenção é separada da junta articulada (18)(conforme mostrado na Figura 5) . Por fim, o diâmetroexterno da porção superior do soquete superior (17) incluiuma seção roscada macho que permite que o soquete superior(17) , e correspondentemente a junta giratória (1) , sejaconectada roscadamente com os componentes adicionais noconjunto de pesca (não mostrado).
Em uma operação de pesca típica, como aqueladescrita na seção - ANTECEDENTES - acima, uma força detração é exercida sobre a junta giratória 1. Conformeobservado acima, a junta esférica (4) não é fisicamentefixada ao substituto inferior (2) nem ao alojamento demancai (3). Mais propriamente, a junta esférica (4) émantida no lugar apenas pela colocação dos mancaisesféricos (10) em conjunto com as pistas interna e externa(13, 14). Quando a força de tração é exercida sobre a juntagiratória, a carga é dirigida especificamente para o pontode fixação de facto da junta esférica (4) - isto é, osmancais esféricos (10) e pistas (13, 14). Devido àcolocação única das pistas respectivas (13, 14), a força detração atuando sobre a junta esférica (4) é transformada emuma força de cisalhamento atuando sobre os mancaisesféricos (10).
Especificamente, a pista interna (13) se encostacontra a junta esférica (4) e a pista externa (14) seencosta contra o alojamento de mancai (3). Quando a juntaesférica (4) e o alojamento de mancai (3) são efetivamenteseparados (isto é, colocados em tensão), as pistas opostas(13, 14) são empurradas juntas (isto é, colocadas emcompressão). A compressão da pista interna (13) e pistaexterna (14) em direção uma à outra exerce uma força decisalhamento sobre os mancais esféricos correspondentes10) porque o diâmetro externo da pista interna (13) éalinhado com as linhas centrais longitudinais dos mancaisesféricos (10) se estendendo no sentido para baixo,enquanto que o diâmetro interno da pista externa (14) éalinhado com as linhas centrais longitudinais dos mancaisesféricos (10) se estendendo no sentido para cima.Conseqüentemente, a força de cisalhamento é dirigidaatravés das linhas centrais longitudinais do mancaiesférico (10).
Posicionar as pistas correspondentes (13, 14) detal modo que os mancais esféricos (10) sejam colocados emcisalhamento, em conjunto com o uso de mancais esféricos dealta resistência (10), aumenta a resistência do conjunto demancai, o que aumenta a resistência à tração total da juntagiratória (1). A junta giratória (1) da presente invenção écapaz de resistir a uma força de tração de aproximadamente333,62 kN, e pode ser classificada para aproximadamente111,21 kN, mais do que o dobro dos dispositivos típicos datécnica anterior. Devido ao modelo singular do conjunto demancai, o diâmetro externo da junta giratória (1) nãoprecisa ser aumentado para realizar esse aumento emresistência.
Embora essa invenção tenha sido descrita emtermos de uma modalidade preferida, será evidente paraaqueles versados na técnica que variações podem seraplicadas ao aparelho e método aqui descrito sem se afastardo conceito e escopo da invenção. Todos os tais substitutose modificações similares evidentes para aqueles versados natécnica são considerados como abrangidos pelo escopo econceito da invenção conforme apresentados nasreivindicações a seguir.
Claims (17)
1. Junta giratória para uso como parte de umconjunto de pesca guiado por cabo, a junta giratóriacaracterizada por compreender:pelo menos um mancai esférico;uma pista interna adjacente ao pelo menos ummancai esférico, a pista interna posicionada de tal modoque o diâmetro externo da pista interna é alinhado com oeixo central longitudinal do pelo menos um mancai esférico,e o diâmetro interno da pista interna é alinhado com umalinha tangencial se estendendo a partir do ponto maisinterno do pelo menos um mancai esférico; euma pista externa adjacente a pelo menos ummancai esférico, a pista externa posicionada de tal modoque o diâmetro interno da pista externa é alinhado com oeixo central longitudinal do pelo menos um mancai esférico,e o diâmetro externo da pista externa é alinhado com umalinha tangencial se estendendo a partir do ponto maisexterno do pelo menos um mancai esférico.
2. Junta giratória, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender ainda um lubrificador emcomunicação de fluido com o pelo menos um mancai esférico.
3. Junta giratória, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada por compreender ainda pelo menos umdispositivo de vedação capaz de isolar o pelo menos ummancai esférico dos fluidos do poço.
4. Junta giratória, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um mancaiesférico compreende doze mancais esféricos.
5. Junta giratória, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um mancaiesférico tem uma carga limite e pelo menos 1.723,7 MPa.
6. Junta giratória, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um mancaiesférico tem um diâmetro de 0,714 cm.
7. Junta giratória, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de que a junta giratória tem umacapacidade de tração de até 333,62 kN.
8. Método de construir uma junta giratória parauso como parte de um conjunto de pesca guiado por cabo, ométodo caracterizado por compreender:prover pelo menos um mancai esférico;localizar uma pista interna adjacente ao pelomenos um mancai esférico de tal modo que o diâmetro externoda pista interna é alinhado com o eixo central longitudinaldo pelo menos um mancai esférico, e o diâmetro interno dapista interna é alinhado com uma linha tangencial seestendendo a partir do ponto mais interno do pelo menos ummancai esférico; elocalizar uma pista externa adjacente ao pelomenos um mancai esférico de tal modo que o diâmetro internoda pista externa é alinhado com o eixo central longitudinaldo pelo menos um mancai esférico, e o diâmetro externo dapista externa é alinhado com uma linha tangencial seestendendo a partir do ponto mais externo do pelo menos ummancai esférico.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado por compreender ainda localizar umlubrificador em comunicação de fluido com pelo menos ummancai esférico.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado por compreender ainda localizar pelo menos umdispositivo de vedação capaz de isolar o pelo menos ummancai esférico dos fluidos do poço.
11. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de que a etapa de prover pelo menosum mancai esférico compreende ainda prover doze mancaisesféricos.
12. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de que a etapa de prover pelo menosum mancai esférico compreende ainda prover pelo menos ummancai esférico tendo uma resistência à tração de pelomenos 1.723,7 MPa.
13. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de que a etapa de prover pelo menosum mancai esférico compreende ainda prover pelo menos ummancai esférico tendo um diâmetro de 0,714 cm.
14. Conjunto de articulação e giro para uso comoparte de um conjunto de pesca guiado por cabo, o conjuntode articulação e giro caracterizado por compreender:uma junta giratória compreendendo pelo menos ummancai esférico; uma pista interna adjacente ao pelo menosum mancai esférico, a pista interna posicionada de tal modoque o diâmetro externo da pista interna é alinhado com oeixo central longitudinal do pelo menos um mancai esférico,e o diâmetro interno da pista interna é alinhado com umalinha tangencial se estendendo a partir do ponto maisinterno do pelo menos um mancai esférico; e uma pistaexterna adjacente ao pelo menos um mancai esférico, a pistaexterna posicionada de tal modo que o diâmetro interno dapista externa é alinhado com o eixo central longitudinal dopelo menos um mancai esférico, e o diâmetro externo dapista externa é alinhado com uma linha tangencial seestendendo a partir do ponto mais externo do pelo menos ummancai esférico; euma junta articulada conectada à junta giratória.
15. Conjunto de articulação e giro, de acordo coma reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o pelomenos um mancai esférico é isolado dos fluidos do poço.
16. Método de construir um conjunto dearticulação e giro para uso como parte de um conjunto depesca guiado por cabo, o método caracterizado porcompreender:prover uma junta giratória compreendendo pelomenos um mancai esférico; uma pista interna adjacente apelo menos um mancai esférico de tal modo que o diâmetroexterno da pista interna é alinhado com o eixo centrallongitudinal do pelo menos um mancai esférico, e o diâmetrointerno da pista interna é alinhado com uma linhatangencial se estendendo a partir do ponto mais interno dopelo menos um mancai esférico; e uma pista externaadjacente ao pelo menos um mancai esférico de tal modo queo diâmetro interno da pista externa é alinhado com o eixocentral longitudinal do pelo menos um mancai esférico, e odiâmetro externo da pista externa é alinhado com uma linhatangencial se estendendo a partir do ponto mais externo dopelo menos um mancai esférico; econectar uma junta articulada à junta giratória.
17. Método, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado por compreender ainda a etapa de isolar opelo menos um mancai esférico dos fluidos do poço.
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