BRPI0721663A2

BRPI0721663A2 - multiacoplador

Info

Publication number: BRPI0721663A2
Application number: BRPI0721663-7A
Authority: BR
Inventors: Klaus Biester
Original assignee: Cameron Int Corp
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2013-02-13
Also published as: US20100200240A1; US8387702B2; WO2008145168A1; GB2464006B; GB2464006A; GB0922211D0; NO20092915L

Abstract

MULTIACOPLADOR. A presente invenção refere-se a um multiacoplador, particularmente para a produção de gás ou petróleo que compreende pelo menos uma peça macho (2) e uma peça fêmea (3). As ditas peças (2, 3) compreendem uma pluralidade de membros de acoplamento de fluido (5, 13) que poderão ser designados mutuamente e que estão engatados entre si quando a peça macho e a peça fêmea estiverem na posição de acoplamento. Uma das peças compreende um meio de conexão (8) incluindo um fuso (7), cujo meio de conexão na posição de acoplamento (6) é engatado com um meio de conexão correspondente na outra peça. Para aperfeiçoar um multiacoplador deste tipo, tal como uma configuração construcional simplificada e sem destruição das peças do multiacoplador, uma posição de acoplamento pode ser confiavelmente mantida com a rotação adicional do fuso (7), o meio de conexão compreendendo uma seção roscada (10) girável pelo dito fuso e o meio de conexão correspondente compreende uma seção roscada correspondente e uma câmara de rotação livre, a seção roscada sendo helicoidalmente móvel ao longo da seção roscada correspondente para a câmara de rotação livre (12) enquanto ocupa a posição de acoplamento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MULTIACO-

PLADOR".

A presente invenção refere-se a um multiacoplador, particular- mente para produção (submarina) de gás e petróleo, o multiacoplador com- preendendo pelo menos uma peça macho e uma peça fêmea. Cada das di- tas peças compreende uma pluralidade de membros de acoplamento de flui- do que podem ser designados mutuamente. Quando peças macho e fêmea estiverem na posição de acoplamento, os membros de acoplamento de flui- do serão engatados mutuamente. A peça macho ou fêmea compreende um meio de conexão que inclui um fuso e que, na posição de acoplamento, é engatado com um meio de conexão correspondente na outra peça.

Tal multiacoplador, por exemplo, é conhecido a partir da Patente US 2004/0127084 A1. Tal dispositivo é particularmente usado para conectar manilhas, ou semelhantes, a uma linha ou a uma pluralidade de linhas. Pe- ças machos e fêmeas são unidas e, em uma primeira posição, membros cor- respondentes de um ajuste a baioneta entram em contato mútuo com os meios de conexão e meios de conexão correspondentes. Nesta posição, o meio de conexão que compreende um fuso é então girado por meio do dito fuso, na medida em que, quando a peça macho e a peça fêmea forem adi- cionalmente unidas, uma posição de acoplamento é estabelecida e o ajuste a baioneta é simultaneamente disposto em sua posição fechada.

Nesta posição de acoplamento, os membros de acoplamento de fluido correspondentes são também interconectados de modo estanque ao fluido.

Com tal multiacoplador, é possível que o fuso seja adicionalmen-

te girado mesmo depois que a posição de acoplamento tenha sido alcança- da, e os pinos de guia que são guiados ao longo de um mecanismo de guia com a rotação do fuso pelo menos na posição de acoplamento cisalhem co- mo uma medida de segurança para impedir uma sobrecarga no multiacopla- dor.

Os pinos de guia são parte da peça macho; assim, a dita peça tem que ser substituída depois de um cisalhamento dos pinos de guia. 10

É o objetivo da presente invenção o de aperfeiçoar um multiaco-

plador do tipo acima mencionado, de tal modo que, com uma configuração

construcional simplificada e sem destruição das peças do multiacoplador, a

posição de acoplamento seja mantida em segurança mesmo com a rotação adicional do fuso.

Este objetivo é alcançado pelas características da reivindicação de patente 1 e das reivindicações de patente 30 e 31.

De acordo com a invenção, o meio de conexão compreende uma seção rosqueada que é girável pelo fuso, e o meio de conexão corres- pondente compreende uma seção rosqueada correspondente. Estes são adaptados para serem atarraxados entre si, por meio do que a peça macho e as peças fêmeas são unidas até a posição de acoplamento. Independente da seção roscada correspondente, o meio de conexão correspondente adi- cionalmente compreende uma câmara de rotação livre. Quando a posição de acoplamento tiver sido assumida, a seção roscada terá movido helicoidal- mente ao longo da seção roscada correspondente até a câmara de rotação livre. Nesta câmara de rotação livre, não há qualquer engate entre a seção roscada e a seção roscada correspondente, de modo que a seção roscada possa girar livremente na câmara de rotação livre pela rotação adicional do fuso. Isto indica que também com a rotação do fuso, a peça macho e a peça fêmea não são adicionalmente unidas depois da posição de acoplamento ter sido ocupada. Em vez disto, a seção roscada correspondente está girando na câmara de rotação livre e o fuso pode ser adicionalmente girado em qualquer modo desejado sem forças excessivamente grandes que surgem entre as peças macho e fêmea.

Os pinos de guia de cisalhamento ou outras peças com pontos de ruptura predeterminados que devem impedir a carga excessiva sobre a peça macho e a peça fêmea não são exigidos de acordo com a invenção.

Em princípio, é possível que a seção roscada seja formada em uma peça separada que é desprendivelmente conectada ao fuso apenas para girar a seção roscada com relação à seção roscada correspondente. Em uma concretização simplificada, contudo, a seção roscada pode ser con-

20 figurada essencialmente em uma extremidade livre do fuso.

Por via de regra, a peça fêmea é estacionariamente disposta, particularmente em um dispositivo submarino, tal como uma árvore de pro- dução submarina ou semelhante. A peça macho pode ser movida por um mergulhador ou um veículo por controle remoto, tal como um ROV, para a- proximar a peça fêmea para estabelecer a posição de acoplamento e, por- tanto, para conectar os membros de acoplamento de fluido. Do mesmo mo- do, a rotação correspondente do fuso pode ser executada por um mergulha- dor, um ROV, ou semelhante. Também é possível que o fuso apresente a- copiado ao mesmo um acionamento a controle remoto que produz o movi- mento rotacional correspondente tanto para estabelecer a posição do aco- plamento como (vide a descrição adicional) para liberar a posição de aco- plamento.

Para confiavelmente determinar a posição de acoplamento atra- vés de um contato correspondente das peças, a peça fêmea e a peça macho podem compreender placas de extremidade designadas mutuamente, a par- tir das quais os membros de acoplamento de fluido se projetam respectiva- mente na direção da outra placa de extremidade. Os membros de acopla- mento de fluido correspondente podem ser distribuídos, em particular, varia- velmente na placa de extremidade. Dentro das peças, os membros de aco- plamento de fluido são conectados às linhas de alimentação corresponden- tes.

Para poder dispor e sustentar o fuso na área da placa de extre- midade em uma maneira simples, é considerado vantajoso quando a placa de extremidade da peça macho compreende um furo de suporte substanci- almente central no qual o fuso é sustentado pelo menos rotativamente e se projeta com sua seção roscada de acordo com os membros de acoplamento. Neste caso, a seção roscada pode se projetar mais afastada do que os membros de acoplamento correspondentes, de modo que, antes de um con- tato dos vários membros de acoplamento de fluido da peça macho e da peça fêmea, um engate da seção roscada e da seção roscada correspondente já tenha sido estabelecido. Isto impede que os membros de acoplamento de fluido sejam possivelmente danificados, quando a pega macho e a pega fe- mea forem unidas, porque um contato do meio de conexao correspondente e primeiramente estabelecido.

O fuso pode ser sustentado no furo de suporte correspondente n§o apenas em uma maneira giravel, mas tambem axialmente deslocavel.

Por analogia, a placa de extremidade do alojamento da pega

f^mea Pode compreender um furo de atarraxamento com a segao roscada

correspondente na extensao da qual e disposta a camara de rota?ao livre. A

pos明ο de acoplamento e assim definida com ο simples atarraxar da segao

roscada na segao roscada correspondente na camara de rotagao livre e a

rotatividade livre da segao roscada na camara de rota9ao livre sendo subse-

quentemente realizada depois de a posigao de acoplamento ter sido ocupa- da.

Em principio, e possivel que a camara de rota转ο livre seja dis-

posta em uma parte traseira da pega femea, de modo que ela seja substan-

cialmente disposta fora da pega femea. Contudo, sera vantajoso para a pro-

teg§o do meio, quando a camara de rotagao livre for designada a pega fe- mea.

Em uma concretiza^ao adicional, a segao roscada correspon- dente e configurada como uma rosea interna e a segao roscada como uma rosea externa. Uma configuragao inversa tambem e possivel. Os flancos de rosea correspondentes podem ser formados como uma rosea trapezoidal, uma rosea em V，uma rosea chata, uma rosea arredondada, ou semelhante. As roscas podem ser roscas padr5es ou tambem roscas esquerdas e tam- bem roscas ovais.

Particularmente1 na produgao de petroleo, e parcialmente co- mum que a pega macho seja movida atraves de um Iabirinto preliminar, en- quanto e inserida na pega femea. Isto pode, por exemplo, ser realizado de acordo com a invengao, em que a pe?a femea compreende um receptaculo que e aberto para fora na diregao da pega macho, e ao Iongo do qual a pega macho e deslocada em diregao de insergao ate a posigao de acoplamento.

Nesta conexao, pode ser considerado como adicionalmente van- 10

15

tajoso, quando o receptáculo compreender um meio de guia que se estende na direção de inserção, ao longo do qual a peça macho é guiada em uma maneira não-rotacional, mas axialmente deslocável. Este meio de guia as- segura que os membros de acoplamento de fluido correspondentes sejam corretamente designados mutuamente na forma de ajuste preciso. Estes membros não são normalmente dispostos no centro da placa corresponden- te, mas são distribuídos sobre a superfície de placa correspondente.

Tal meio de guia pode ser realizado de maneira simples, em que o dito meio de guia compreende pelo menos uma fenda de guia ao longo da qual uma barra de guia é móvel, que está substancialmente se projetando para fora a partir da peça macho.

Tal barra de guia pode ser também configurada como uma cu- nha ou uma chaveta.

Naturalmente, também é possível que duas ou mais fendas de

guia sejam usadas como meios de guia com barras de guia corresponden- tes.

Para permitir uma designação exata entre a fenda de guia e a guia de maneira simples, quando a peça macho e a peça fêmea forem uni- das, o receptáculo poderá compreender uma expansão de inserção na área da abertura de recebimento. A dita expansão automaticamente centraliza a barra de guia com relação à fenda de guia com a aproximação à barra de guia e permite uma designação de ponto com precisão.

Quando o fuso for operado a partir de fora por um mergulhador, um ROV, ou semelhante, será possível que o fuso seja provido em sua ex- tremidade oposta à seção roscada com uma seção de engate para engate de um meio giratório. Tal meio giratório pode, por exemplo, ser uma ferra- menta manual que é operada por um mergulhador. Tal meio giratório pode também ser uma ferramenta automática de um ROV ou semelhante.

Um exemplo simples de tal seção de engate é uma seção de extremidade quadrada do fuso.

Para definir em uma maneira simples por cuja força a peça ma- cho e a peça fêmea se apoiam mutuamente na posição de acoplamento e os membros de acoplamento de fluido são acoplados entre si, o fuso pode ser acionado por força em uma direção oposta à placa de extremidade da peça macho. No caso de a seção roscada ser transformada na seção roscada correspondente e finalmente alcançar a câmara de rotação livre, a posição de acoplamento sendo ocupada neste momento, a força que atua então no fuso define as forças de suporte ou forças de contato entre a peça macho e a peça fêmea ou entre os membros de acoplamento de fluido.

Particularmente, deve ser dispensada atenção em que a atuação de força correspondente é determinada para o momento em que a peça ma- cho e a peça fêmea estão na posição de acoplamento. É possível que a atu- ação de força dependa da posição de atarraxamento da seção roscada no furo de atarraxamento. Isto significa que a atuação de força esteja aumen- tando durante o atarraxamento da seção roscada e a seção roscada corres- pondente até que a posição de acoplamento seja alcançada. Uma simples possibilidade de tal atuação com uma força é o uso

de pelo menos um elemento de mola que é sustentado entre o fuso e a peça macho restante. Naturalmente, outros tipos de atuação de força são também possíveis.

Para uma disposição simples do elemento de mola, uma câmara de recebimento de elemento de mola se estende parcialmente ao longo do fuso e o elemento de mola pode ser disposto entre uma extremidade de a- poio da dita câmara que está circundando o fuso e um batente de mola co- nectado ao dito fuso. O elemento de mola correspondente é aqui sustentado com suas extremidades na extremidade de apoio, por um lado, e o batente de mola, por outro lado. Como resultado, a atuação de força acontece em uma direção longe da placa de extremidade correspondente.

Com a rotação do fuso e o atarraxamento de seções roscadas e seções roscadas correspondentes, o fuso é deslocado axialmente com rela- ção à peça macho restante, de modo que a atuação de força seja assim va- riada de acordo através do elemento de mola. Isto poderá ser particularmen- te conseguido de maneira simples, quando o batente de mola variavelmente definir a câmara de recebimento de elemento de mola virada para a extremi- dade de apoio. Quando o batente de mola chegar mais perto da extremidade de apoio, o elemento de mola será, por exemplo, comprimido muito forte- mente. O elemento de mola pode ser aqui formado como uma mola de com- pressão helicoidal. Entretanto, outros tipos de molas podem também ser u- sados, por exemplo, molas de disco, molas quadradas, ou semelhantes. O elemento de mola pode ser selecionado dependendo da carga de trabalho e

do curso de conexão dos membros de acoplamento de fluido corresponden- te.

Novamente deve ser indicado que, na posição de acoplamento, o elemento de mola irá aplicar a força correspondente que é, por exemplo, necessária para produzir as forças de vedação necessárias entre o membro de acoplamento de fluido. A atuação de força correspondente pode ser vari- ada pelos fabricantes de tais membros de acoplamento de fluido com rela- ção ao curso de conexão necessário ou outras exigências e predeterminada para a posição de acoplamento.

Para permitir tanto o movimento rotacional e axial do fuso com menos atrito, uma bucha de mancai pode ser disposta entre a extremidade de apoio e a extremidade aberta do furo de suporte pelo menos parcialmente na direção de fuso longitudinal.

Para permitir um contato da seção de engate em uma forma ori-

entada, particularmente no caso de um ROV, o fuso pode ser disposto subs- tancialmente a partir do bloqueio de mola para a seção de engate dentro de uma luva de recebimento da peça macho que é aberta em um lado. A dita luva de recebimento pode servir como um meio de acoplamento para um elemento de acoplamento correspondente do ROV (veículo operado remo- tamente). Esta designação assegura então uma designação correspondente da seção de engate e do meio giratório.

Poderia ser possível que devido a uma operação errônea do ROV, ou devido a vibrações do dispositivo submarino correspondente, ou semelhante, o fuso seja girado ou retrocedido independentemente, por meio do que o fuso deixa a câmara de rotação livre possivelmente com sua seção roscada e entra em engate com a seção roscada correspondente. Como uma conseqüência, a posição de acoplamento não mais definida em um modo claro e a impermeabilidade dos membros de acoplamento de fluido interconectados poderia ser assim afetada. Para impedir tal rotação contrá- ria, o fuso pode compreender uma seção de fixação de diâmetro reduzido perto da seção de engate. Esta seção de fixação impede um deslocamento axial involuntário do fuso ou uma rotação involuntária do fuso, por exemplo, com a conexão de um anel ou semelhante.

É possível que a seção de engate e a seção de fixação sejam substancialmente do mesmo diâmetro, e seja também possível que uma das seções apresente um diâmetro maior.

Também é concebível que um meio de rotação antirrecuo seja designado de maneira diferente ao fuso para impedir uma contrarrotação independente do fuso fora da posição de acoplamento.

Um exemplo considerado como sendo vantajoso nesta conexão é um meio de rotação antirrecuo que compreende pelo menos uma mola de travamento que, com uma disposição na posição de acoplamento, se apóia em um batente de mola que se projeta radialmente para fora que define a seção de fixação na direção do elemento de mola.

Se, nesta conexão, o fuso for movido com sua seção roscada para a câmara de rotação livre e a posição de acoplamento for assim ocupa- da, a mola de travamento automaticamente se encaixará atrás do batente de mola, de modo que o fuso não possa retroceder sem desprendimento da mola de travamento

Uma simples possibilidade de dispor a mola de travamento e também de engate do fuso pode ser vista na medida em que a mola de tra- vamento substancialmente se estende em uma direção transversal à direção longitudinal do fuso e é desprendivelmente presa às extremidades superior e inferior na luva de recebimento. Neste exemplo, ela compreende pelo menos duas pernas de mola que podem ser pressionadas a partir de fora para o fuso.

A mola de travamento pode ser substancialmente configurada na forma de U, as extremidades livres correspondentes das pernas de mola sendo desprendivelmente conectadas entre si por um pino dividido ou seme- lhante a um lado externo da luva de recebimento. Isto impede um desloca- mento ou desprendimento independente da mola de travamento.

Para particularmente permitir um desprendimento da mola de travamento por um meio de rotação do ROV, as pernas de mola podem compreender, particularmente na área do fuso, expansões orientadas na direção da seção de engate. Quando deslizado sobre a seção de engate, o meio de rotação se engata nas ditas expansões e expande a mola de trava- mento, de modo que não mais fique preso atrás do batente de mola. Pel° menos, a expansão pode aqui se projetar na direção da

seção de engate sobre a seção de fixação ao longo do fuso.

Uma simples concretização de um meio de rotação poderá ser construída, por exemplo, de tal modo a compreender uma seção tubular gi- rável que pode ser deslizada sobre a seção de engate em uma posição rota- cional, e é apenas com o impulso para a posição rotacional que o fuso pode ser girado pelo meio giratório. Antes que a posição rotacional seja alcança- da, a mola de travamento é aqui expandida.

Para simplificar a expansão da mola de travamento, a seção tu- bular pode ser provida em sua extremidade livre com uma borda de inserção na forma de cone que se estende obliquamente longe da dita extremidade radialmente para fora. Esta borda de inserção é inserível, independentemen- te da posição rotacional correspondente da seção tubular, nas expansões da perna de mola para expandir a mola de travamento.

É apenas em uma condição na qual a mola de travamento é ex- pandida até um grau adequado que o fuso é então girado, caso necessário. Para esta finalidade, em alguma distância a partir de sua extremidade livre, a seção tubular compreende uma seção giratória que recebe a seção de enga- te para rotação com a mesma. A distância entre a extremidade livre e a se- ção de engate é aqui configurada, de tal modo que a mola de travamento seja expandida em uma maneira confiável antes de a seção de engate ser recebida para rotação com a mesma.

Concretizações vantajosas da invenção serão agora explicadas em maiores detalhes com referência às figuras conectadas ao desenho, no qual:

a Figura 1 é uma seção longitudinal através de uma concretiza- ção de um multiacoplador de acordo com a invenção;

a Figura 2 é uma ilustração ampliada de um detalhe de um dis-

positivo de rotação antirrecuo;

a Figura 3 é uma seção tomada ao longo da linha Ill-Illl da Figu- ra 2;

a Figura 4 é uma vista de topo de uma mola de travamento do dispositivo de rotação antirrecuo;

a Figura 5 é uma vista de topo em uma seção de engate de um

fuso;e

a Figura 6 é uma seção longitudinal através de um meio de rota- ção para conexão à seção de engate mostrada na Figura 5.

A Figura 1 mostra uma seção longitudinal através de uma con- cretização de um multiacoplador 1 da invenção. O dito multiacoplador é dis- posto com uma peça fêmea 3 em um dispositivo submarino 14, por exemplo, uma árvore de produção, ou semelhante, e serve como um componente na produção de petróleo ou gás. A peça fêmea 3 é presa ao dispositivo subma- rino correspondente 14 e compreende um receptáculo 19 que é aberto em um lado. Na área de sua abertura de recebimento 49, o dito receptáculo compreende expansões de inserção 50 que se estendem obliquamente radi- almente par fora.

Em sua extremidade oposta à abertura de recebimento 49, o receptáculo 19 compreende uma placa de extremidade 16 de um alojamen- to. Esta placa apresenta inúmeros membros de acoplamento de fluido 5 dis- postos na mesma, que se comunicam com linhas de fluido correspondentes 5a guiadas para o dispositivo submarino 14.

Aproximadamente no centro na placa de extremidade 16, é dis- posto um furo de atarraxamento com uma seção roscada correspondente 11 como uma rosca interna. Estes são parte de um meio de conexão corres- pondente 9 que (vide as observações feitas adiante) coopera com um meio de conexao 8 de uma pega macho 2. O furo de atarraxamento 18 se estende atraves de toda a espes- sura da placa de extremidade 16 e e conectado a uma camara de rotagao Iivre 12 da pega femea 3 no Iado traseiro da placa de extremidade 16 que e virada distante do receptaculo 19.

Um meio de guia 21, que compreende pelo menos uma barra de guia 23’ se estende substancialmente da expansao de insergao 50 ate a pla- ca de extremidade 16 que se estende ao Iongo do receptaculo 19 na diregao de insergao 20 para a pega macho 2.

Na Figura 1, a pe^a macho 2 ja foi inserida em parte no recepta- culo 19 da pega femea 3. Uma placa de extremidade compreende uma ra- nhura de guia 22 que, na posi^ao conectada, e presa ao redor da barra de guia 23 e forma um dispositivo de anti-rotagao e uma guia com a dita barra.

A pega macho 2 compreende um alojamento substancialmente cilindrico, ο dito alojamento compreende uma placa de extremidade corres- pondente 15 em seu Iado de inserQao orientado na direg§o na placa de ex- tremidade 16. A dita placa de extremidade 15 e Iigeiramente restabelecida com relagao as bordas externas do alojamento, com membros de acopla- mento de fluido correspondente 4 que se projetam da placa de extremidade 15. Os ditos membros estao em comunicagao com Iinhas de fluido corres- pondentes 4a no interior da pega macho 2.

Os membros de acoplamento de fluido 4 serao vedantemente conectados com membros de acoplamento de fluido 5, quando a pega ma- cho 2 for disposta na posigao de acoplamento 6.

Aproximadamente no centra da placa de extremidade 15，um fuso 7 e giratoriamente sustentado em um furo de suporte 17 como um meio de conexao 8 na pega macho 2. O fuso 7 se projeta da placa de extremidade na diregao do furo de atarraxamento 18 com uma se^ao roscada 10 dis- posta na extremidade Iivre 13. A dita segao roscada 10 se casa com a segao roscada correspondente 11 e e, por exemplo, configurada como uma rosea trapezoidal. A segao roscada e atarraxada no furo de atarraxamento 18 pela

segao roscada que e adicionalmente arrastada na diregao da segao roscada e pela rotação na direção rotacional 55. Neste processo, a placa de extremi- dade 15 é arrastada na direção da placa de extremidade 16 até que os membros de acoplamento de fluido correspondentes 4 e 5 entrem em conta- to.

A Figura 1 mostra a seção roscada 10 em linha partida na posi- ção de acoplamento 6 na qual os membros de acoplamento de fluido 4 e 5 estão firmemente conectados entre si.

Nesta posição de acoplamento 6, a seção roscada 10 é total- mente atarraxada através do furo de atarraxamento 18 e não está mais en- gatada com a seção roscada correspondente 11. Em vez disso, com a rota- ção adicional do fuso 7, a dita seção roscada 10 é disposta para ser livre- mente girável na câmara de rotação livre 12.

A posição de acoplamento 6 pode também ser definida adicio- nalmente pelo contato mútuo das placas de extremidade 15 e 16.

O fuso 7 se estende da seção roscada 10 através do furo de su- porte 17 e adicionalmente através da peça macho 2 até a extremidade tra- seira 24. Na dita extremidade 24, uma seção de engate 25 é, por exemplo, configurada na forma de um quadrado que pode ser trazido para comunica- ção com um meio de rotação 26 (vide também a Figura 6), para girar o fuso 7 na direção rotacional 55 ou também na direção rotacional inversa.

Próximo à seção de engate 25, o fuso 7 compreende uma seção de fixação 34.

A seção de fixação 34 é definida em uma extremidade por um batente de mola 37 e apresenta um diâmetro menor do que a parte do fuso 7 adjacente ao batente de mola 37.

Na direção para a seção roscada 10, um batente de mola adi- cional 30 é disposto subsequente ao batente de mola 37 no fuso na forma, por exemplo, de um rolamento de esferas, ou semelhante. O dito batente de mola adicional 30 variavelmente define uma câmera de recebimento de ele- mento de mola 28 que se estende até uma extremidade de apoio 29. A câ- mara de recebimento de elemento de mola 28 apresenta disposto na mesma um elemento de mola 27 que é sustentado com uma extremidade na extre- midade de apoio 29 e com sua outra extremidade no batente de mola adi- cional 30. Na concretização ilustrada, o elemento de mola 27 é uma mola de compressão helicoidal que atua sobre o fuso 7 com uma força em uma dire- ção oposta à direção de inserção 20.

Seguindo a extremidade de apoio 29, uma bucha de mancai 32

se estende em torno do fuso 7 para redução do atrito, a bucha de mancai se estendendo quase até a extremidade aberta 31 do furo de suporte 17.

O fuso 7 é girável não apenas no furo de suporte 17, mas tam- bém axialmente deslocável na direção de inserção 20 e também sustentado de tal modo que seja retraído ou girado de volta para fora da posição de a - coplamento 6.

Na área da seção de fixação 34 e na seção de engate 25, o fuso 7 é disposto dentro de uma luva de recebimento 33 da peça macho 2. A dita luva circunda o fuso 7 de forma concêntrica e se estende aproximadamente até a extremidade 24 na direção longitudinal 38 do fuso 7. A luva de recebi- mento 33 serve para receber um membro de acoplamento (não mostrado) de um ROV (veículo operado remotamente - submarino de operação), ou semelhante, e depois de o dito membro de acoplamento ter sido inserido, um meio de rotação correspondente 26 de tal veículo é deslizado sobre a extre- midade 24 do fuso 7.

A Figura 2 mostra o fuso 7 na área da seção de fixação 34 com um meio de rotação antirrecuo correspondente 35. O dito meio de rotação antirrecuo 35 compreende uma mola de travamento 36, vide também a Figu- ra 3, que corresponde a uma seção tomada ao longo da linha Ill-Ill da Figura 2. Esta mola de travamento 36 tem substancialmente a forma de U com du- as pernas de mola 41 e 42. Estas são interconectadas na extremidade supe- rior 39, as pernas de mola sendo inseridas através de aberturas 53 a partir de cima na Figura 1 na luva de recebimento 33. No interior da luva de rece- bimento 33, as pernas de mola 41 e 42 são substancialmente dispostas em lados opostos do fuso 7 no dito fuso, as pernas de mola na dita área se es- tendendo ligeiramente para fora na forma curva para um melhor contato.

Na Figura 2, o fuso 7 é disposto na posição de acoplamento 6. Nesta posição de acoplamento, cada das pernas de mola 41 e 42 é presa atrás do batente de mola 37; vide também a Figura 1. Desse modo, sem uma expansão das pernas de mola 41, 41, é impedido um deslocamento axial independente ou contrarrotação do fuso 7 em uma direção oposta à direção de inserção 20.

As pernas de mola 41, 42 são guiadas com suas extremidades inferiores livres 40 através de aberturas correspondentes 54 da luva de re- cebimento 33 no lado externo das mesmas. Um pino dividido 61 é inserido nas aberturas correspondentes 52 de cada perna de mola 41, 42 para fixar a mola de travamento 36 na disposição de acordo com as Figuras 2 e 3.

Em seus lados longitudinais orientados na direção da seção de engate 25, vide também a Figura 1, cada das pernas de mola 41, 42 apre- senta uma expansão 43 que se estende em uma direção para a seção de engate 25 obliquamente para fora. Estas são mostradas nas Figuras 2 e 4. Estas expansões 43 satisfazem a inserção de uma extremidade

livre 46 do meio de rotação 26, vide também Figura 6. O meio de rotação 26 é disposto em um ROV ou semelhante (não mostrado). Também é possível que este meio de rotação 26 seja manipulado por um mergulhador.

Na extremidade livre 46, o meio de rotação 26, que apresenta uma seção tubular 44 na porção ilustrada, compreende uma borda de inser- ção na forma de cone 47 que é direcionada obliquamente radialmente para fora e longe da mola de travamento 36. Quando a seção tubular 44 for co- nectada na seção de engate 25, a dita borda entrará primeiro em engate com as expansões 43 das pernas de mola 41, 42 e servirá para expandir as pernas de mola correspondentes. Se a extremidade livre 46 for disposta na posição rotacional 45, vide Figura 5, as pernas de mola 41, 42 serão expan- didas, de tal modo que elas não mais sejam fixadas atrás do batente de mo- la 37.

Ao mesmo tempo, na posição rotacional 45, uma seção de rota- ção 48 no interior da seção tubular 44 está em contato com a seção de en- gate 25 para rotação com a mesma, de modo que seja possível girar o fuso 7 na direção de contrarrotação e assim retrair o fuso da posição de acopla- mento 6.

O fuso 7 pode ser aqui girado ou retrocedido por tal tempo longo até que a seção roscada 10 tenha sido desatarraxada da seção roscada cor- respondente 11 e possa assim deixar o furo de atarraxamento 18. Durante este desatarraxamento do furo de atarraxamento 18, os membros de aco- plamento de fluido 4, 5 são também separados da peça macho 2 e da peça fêmea 3. Subseqüentemente, a peça macho pode ser totalmente retirada do receptáculo 19 e poderá ser transportada, por exemplo, para manutenção ou troca, para a superfície do oceano. A função do multiacoplador, de acordo com a invenção, será a-

gora explicada em algumas palavras com referência aos desenhos.

Na Figura 1, a peça macho 2 já é introduzida para uma peça principal no receptáculo 19 da peça fêmea 3 por meio, por exemplo, de um veículo correspondente, tal como um ROV. O alinhamento exato das duas partes é conseguido, por um lado, através da expansão de inserção 50 na área da abertura de recebimento 49 e subseqüentemente através do engate do meio de guia 21. Este alinhamento também realiza uma designação exata dos vários membros de acoplamento de fluido 4, 5 e também da seção ros- cada 10 com relação à seção roscada correspondente 13. Com o desloca- mento adicional da peça macho 2 na direção de inserção 20, um primeiro contato da seção roscada 10 com a seção roscada correspondente 11 é es- tabelecido na extremidade. Pelo menos, é a partir desse momento em diante que o fuso 7 é então girado pelo meio de rotação 26. Este fuso pode tam- bém ser operado pelo veículo (ROV), por um mergulhador, ou também por um meio de acionamento da peça macho. No caso de a peça macho apre- sentar um meio de acionamento de sua propriedade para rotação do fuso 7, isto poderá ser, por exemplo, executado por controle remoto.

Com a rotação do fuso 7, a seção roscada e a seção roscada correspondente serão atarraxadas até que a seção roscada 10 fique dispos- ta por meio do movimento de avanço desejado totalmente na câmara de ro- tação livre 12. Tão logo a seção roscada 10 tenha deixado a seção roscada correspondente 12 adiante, os membros de acoplamento de fluido 4, 5 e também a peça macho e a peça fêmea 2, 3 são dispostos na posição de a-

coplamento correspondente 6.

Durante o atarraxamento da seção roscada 10 na seção roscada correspondente 11, o elemento de mola 27 foi comprimido até certo grau, e este grau de compressão também determina a força que atua sobre o fuso 7 em uma direção oposta à direção de inserção 20 e, nesta conexão, também a força de acoplamento dos membros de acoplamento de fluido correspon- dentes 4, 5. Este acionamento com uma força é variável e ajustável através de uma seção correspondente do elemento de mola ou do comprimento da seção roscada com relação à seção roscada correspondente.

Depois de a seção roscada correspondente 10 ter sido disposta na câmara de rotação livre 12, a atuação de força correspondente será man- tida constante. Uma rotação adicional do fuso 7 depois de a posição de aco- plamento 7 já ter sido alcançada não cria quaisquer forças adicionais porque a seção roscada 10 está livremente girando na câmara de rotação livre 12.

Quando a posição de acoplamento 6 for alcançada, as pernas de mola 41, 42 simultaneamente se encaixarão atrás do batente de mola 37. Isto exclui um deslocamento axial independente pela rotação do fuso 7 devi- do, por exemplo, à vibração, ou semelhante. Para mover a peça macho 2 fora da posição de acoplamento 6

novamente, o meio de rotação 26 é usado de acordo com a Figura 6. Este meio é provido em sua extremidade livre com a borda de inserção na forma de cone 47 que primeiramente se ajusta em contato com as expansões cor- respondentes 43 de cada perna de mola 41, 42 e expande as pernas de mo- Ia. Esta operação de expansão é executada a tal ponto em que as pernas de mola não mais estejam em contato com o batente de mola 37. Tão logo isto tenha sido conseguido, a seção de rotação 48 e a seção de engate 25 são contatadas para rotação, de modo a permitir uma contrarrotação do fuso 7 com a seção roscada 10 fora da câmara de rotação livre 12 através do furo de atarraxamento 18 até a posição mostrada na Figura 1. Nesta posição, os membros de acoplamento de fluido correspondentes 4, 5 são novamente separados entre si e a peça macho 2 pode ser totalmente puxada para fora da peça fêmea 3.

Deve ser adicionalmente notado que o meio de rotação 36 para atarraxar a seção roscada na seção roscada correspondente pode ser um meio que difere do meio de rotação correspondente 26 para desprender a peça macho. Durante a operação de atarraxamento, por exemplo, não é ne- cessária nenhuma expansão simultânea das pernas de mola 41, 42, de mo- do que seja essencialmente apenas o contato entre a seção de rotação 8 e a seção de engate 26 que tenha que ser estabelecido para poder transmitir uma força rotacional correspondente ao fuso 7. Enquanto a invenção pode ser suscetível a várias modificações

e formas alternativas, concretizações específicas foram mostradas por meio de exemplo nos desenhos e foram descritas em detalhes aqui. Contudo, de- ve ser entendido que a invenção não se destina a ser limitada às formas es- pecíficas descritas. A invenção deve cobrir todas as modificações, equiva- lentes, e alternativas que estejam dentro do espírito e escopo da invenção, conforme definido pelas seguintes reivindicações anexas. Adicionalmente, o uso do termo "presente invenção" ou "invenção" refere-se, em geral, a con- cretizações exemplificativas da invenção reivindicada e, assim, os descrito- res subsequentes não são necessariamente exigências para cada concreti- zação abrangida pelas reivindicações deste pedido.

Claims

1. Multiacoplador (1), particularmente para produção submarina de gás ou petróleo, que compreende pelo menos uma peça macho e uma peça fêmea (2, 3), cada das ditas peças compreendendo uma pluralidade de membros de acoplamento de fluido (4, 5) que podem ser designados mutu- amente e que serão engatados entre si, quando a peça macho e a peça fê- mea (2, 3) estiverem na posição de acoplamento (6), uma peça (2, 3) com- preendendo um meio de conexão (8) incluindo um fuso (7), cujo meio de co- nexão na posição de acoplamento (6) está engatado com um meio de cone- xão correspondente (9) na outra peça (3, 2), caracterizado pelo fato de o meio de conexão (8) compreender uma seção roscada (10) girável pelo dito fuso (7) e o meio de conexão correspondente (9) compreendendo uma se- ção roscada correspondente (11) e uma câmara de rotação livre (12), a se- ção rosada (10) sendo helicoidalmente móvel ao longo da seção roscada correspondente (11) na câmara de rotação livre (12) enquanto ocupa a posi- ção de acoplamento (6).

2. Multiacoplador, de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de a seção roscada (10) ser substancialmente formada na ex- tremidade livre (13) do fuso (7).

3. Multiacoplador, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, carac- terizado pelo fato de a peça fêmea (3) ser estacionariamente disposta parti- cularmente em um dispositivo submarino (14), tal como uma árvore de pro- dução submarina ou semelhante, e a peça macho (2) ser móvel particular- mente por um mergulhador, um veículo a controle remoto (ROV), ou seme- lhante.

4. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de a peça macho e a peça fêmea (2, 3) compreenderem placas de extremidade (15,16) designadas mutuamente, a partir das quais os membros de acoplamento de fluido (4, 5) se projetam para respectivamente a outra placa de extremidade (16, 15).

5. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de a placa de extremidade (15) da pega macho (2) compreender um furo de suporte substancialmente central (17) no qual ο fuso (7) e pelo menos giratoriamente sustentado e a partir do qual ele se projeta com sua se?ao roscada (10) consequentemente na dire- 9§o das pe^as de acoplamento de fluido (4).

6. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- qoes anteriores, caracterizado pelo fato de a placa de extremidade (16) do alojamento da pe^a femea (3) compreender um furo de atarraxamento (18) com a segao roscada correspondente (11) na extensao da qual e disposta a camara de rotagao Iivre (12).

7. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- g5es anteriores, caracterizado pelo fato de a camara de rotagao Iivre (12) apresentar a pega macho (3) designada a mesma.

8. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ςδββ anteriores, caracterizado pelo fato de a pega femea (3) compreender um receptaculo (19) que e aberto para fora na diregao da pega macho (2) e ao Iongo do qual a pega macho (2) e deslocavel na diregao de insergao (20) na posigao de acoplamento (6).

9. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- goes anteriores, caracterizado pelo fato de ο receptaculo (19) apresentar um meio de guia (21) que se estende na diregao de insergao (20) e ao Iongo do qual a pega macho (2) e guiada para ser nao rotacional, mas axialmente deslocavel.

10. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- g5es anteriores, caracterizado pelo fato de ο meio de guia (21) compreender pelo menos uma fenda de guia (22) ao Iongo da qual uma barra de guia (23) e movel, a qual se projeta substancialmente radialmente para ο Iado de fora da pe?a macho (2).

11. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- goes anteriores, caracterizado pelo fato de ο receptaculo compreender uma expansao de insergao (50) na area da abertura de recebimento (49).

12. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- goes anteriores, caracterizado pelo fato de, em sua extremidade (24) oposta à seção roscada (10), o fuso 7 compreender uma seção de engate (25) para o engate de um meio de rotação (26).

13. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de o fuso (7) ser acionado com uma força em uma direção oposta à placa de extremidade (15).

14. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de a atuação com uma força depen- der da posição de atarraxamento da seção roscada (10) no furo de atarra- xamento (18).

15. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de pelo menos um elemento de mola (27) ser sustentado para atuação de força entre o fuso (7) e a peça macho (2).

16. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de uma câmara de recebimento de elemento de mola (28) se estender parcialmente ao longo do fuso (7) e do elemento de mola (27) ser disposto entre uma extremidade de batente (29) da câmara (28) que circunda o fuso (7) e um batente de mola (30) conectado ao fuso (7).

17. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de o elemento de mola (27) ser con- figurado como uma mola de compressão helicoidal.

18. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de uma bucha de mancai (32) ser disposta entre a extremidade de contato (29) e a extremidade aberta (31) do furo de suporte (17) pelo menos parcialmente na direção de fuso longitudinal (38) de uma bucha de mancai (32).

19. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de o fuso (7) ser disposto substanci- almente do batente de mola (30) para a seção de engate (25) dentro de uma luva de recebimento (33) da peça macho (2) que é aberta em um lado.

20. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de o fuso (7) compreender uma se- ção de fixação (34) de diâmetro reduzido próximo da seção de engate (25).

21. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de a seção de engate (25) e a seção de fixação (34) apresentarem substancialmente o mesmo diâmetro.

22. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de o fuso (7) apresentar designado ao mesmo um meio de rotação antirrecuo (35) para impedir uma rotação independente do fuso fora da posição de acoplamento (6).

23. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de o meio de rotação antirrecuo (35) compreender uma mola de travamento (36) que, quando o fuso (7) for dis- posto na posição de acoplamento (6), se apóia em um batente de mola que se projeta radialmente para fora (37) que limita a seção de fixação (34) na direção do elemento de mola (27).

24. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de a mola de travamento (36) se estender substancialmente em uma direção transversal à direção de fuso longitudinal (38) e ser desprendivelmente presa nas extremidades superior e inferior (39, 40) na luva de recebimento (33), a mola compreendendo pelo menos duas pernas de mola (41, 42) que podem ser pressionadas do lado de fora para o fuso (7).

25. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de as pernas de mola (41, 42) apre- sentarem expansões (43) particularmente na área do fuso (7) na direção da seção de engate (25).

26. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de pelo menos as expansões (43) na direção da seção de engate (25) se projetarem sobre a seção de fixação (34) ao longo do fuso (7).

27. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de o meio de rotação (26) compre- ender uma seção tubular girável (44) adaptada para ser deslizada na seção de engate (25) até uma posição rotacional (45).

28. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de a seção tubular (44) ser provida em sua extremidade livre (46) com uma borda de inserção (47) que se esten- de obliquamente longe da dita extremidade radialmente para o lado de fora.

29. Multiacoplador, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de a seção tubular (44) ser provida em alguma distância a partir de sua extremidade livre (46) com uma seção de rotação (48) que é conectada para rotação com a seção de engate (25) na posição rotacional (45).

30. Multiacoplador (1) para conexão de uma pluralidade de membros de acoplamento de fluido (4, 5) que é disposta em duas partes de cavilha desprendivelmente interconectadas (2, 3) e interconectada na posi- ção de acoplamento (6) das ditas peças, caracterizado pelo fato de, para unir as partes de cavilha (2, 3) na posição de acoplamento, as peças de ca- vilha apresentarem, cada qual, meios de conexão (8, 9) adaptados para se- rem atarraxados entre si, que, na posição de acoplamento (6), são dispostos entre si em uma posição de rotação livre e são impedidos de independente- mente deixar a posição de acoplamento.

31. Acoplador (1) que compreende pelo menos uma peça macho e uma peça fêmea (2, 3) desprendivelmente conectadas entre si na posição de acoplamento (6) enquanto simultaneamente estão em contato com uma pluralidade de membros de acoplamento de fluido (4, 5), uma peça (2, 3) que compreende um fuso giratoriamente suspenso (7) que se projeta na di- reção da outra peça (3, 2) com uma seção roscada (10) e que, quando as peças (2, 3) forem unidas, entrará em contato com a seção roscada corres- pondente (11) formada na outra parte (3, 2) e será adaptada para ser atarra- xada a dita seção para estabelecer a posição de acoplamento, em que, de- pois de a posição de acoplamento (6) ter sido alcançada, a seção roscada (10) continuará a ser livremente girável em uma câmara de rotação livre (12) seguindo a seção roscada correspondente (11) na direção de inserção (20).