BRPI0920302B1 - Aparelho de manipulação de tubo, e, método de tracionar um membro estrutural rotativo principal de um aparelho de manipulação de tubo. - Google Patents
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Abstract
aparelho de manipulação de tubo, e, método de tracionar um membro estrutural rotativo principal de um aparelho demanipulação de tubo um aparelho para um aparelho de manipulação de tubo (36) tem um membro estrutural rotativo principal (14) rotativo sobre um eixo de pivô relativo a uma plataforma ( 16) e se movendo de uma primeira posição a uma segunda posição. um mecanismo de tracionamento (36) é afixado ao membro estrutural rotativo principal. o mecanismo de tracionamento (36) aplica uma tração ao membro estrutural rotativo principal quando o membro estrutural rotativo principal está na segunda posição. o mecanismo de tracionamento tem um primeiro cabo (3 8) tendo uma extremidade presa adjacente a um topo do membro estrutural rotativo principal, e um segundo cabo tendo uma extremidade presa adjacente ao topo do membro estrutural rotativo principal. o primeiro e segundo cabos têm extremidades opostas presas a uma superficie fixa. o primeiro e segundo cabos se estendem angularmente para fora de uma frente do membro estrutural rotativo principal (14). o primeiro e segundo eixos se estendem angularmente para fora dos lados do membro estrutural rotativo principal.
Description
“APARELHO DE MANIPULAÇÃO DE TUBO, E, MÉTODO DE TRACIONAR UM MEMBRO ESTRUTURAL ROTATIVO PRINCIPAL DE UM APARELHO DE MANIPULAÇÃO DE TUBO”
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção relaciona-se a aparelho de manipulação de tubo. Mais particularmente, a presente invenção relaciona-se a aparelho de manipulação de tubo que tem um membro estrutural rotativo principal girando sobre um eixo de pivô. Mais particularmente, a presente invenção relaciona-se a controlar forças indesejáveis que são criadas ao posicionar um tubular a uma cabeça de poço. Mais particularmente, a presente invenção relaciona-se a aparelho para tracionar o membro estrutural rotativo principal do aparelho de manipulação de tubo.
FUNDAMENTO DA INVENÇÃO
Equipamentos de perfuração utilizaram vários métodos para transferir membros tubulares de uma cremalheira de tubo adjacente ao pavimento de perfuração para um 'buraco de rato' no pavimento de perfuração ou furo de poço para conexão a uma tubular ou coluna de tubular previamente transferida. O termo tubular como usado aqui inclui todas as formas de tubo, tubo de perfuração, colares de perfuração, camisa, revestimento, montagens de furo de fundo (BHA), e outros tipos de tubulares conhecidos na técnica.
Convencionalmente, equipamentos de perfuração utilizaram uma combinação dos guindastes de equipamento e o sistema viajante para transferir um tubular da cremalheira de tubo para uma posição vertical acima do centro do poço. A desvantagem óbvia com os sistemas da técnica anterior é que há um envolvimento manual significante em prender os elevadores de tubo ao tubular e mover o tubo da cremalheira de perfuração para a mesa rotativa na cabeça de poço. Esta operação de transferência manual na redondeza de trabalhadores é potencialmente perigosa e causou numerosos ferimentos em operações de perfuração. Ademais, o sistema de içamento pode permitir ao tubular entrar em contato com a passarela ou outras porções do equipamento quando o tubular é transferido da cremalheira de tubo ao pavimento de perfuração. Isto pode danificar o tubular e pode afetar a 5 integridade das conexões entre tubulares sucessivos no poço.
Um método de transferir tubo da cremalheira para a plataforma de poço inclui amarrar uma extremidade de uma linha no equipamento ao redor de um tubo selecionado na cremalheira de tubo. O tubo depois disso é erguido sobre a plataforma e a extremidade inferior dele é colocada no 10 'buraco de rato'. O 'buraco de rato' é simplesmente um recipiente cilíndrico alongado vertical adjacente à mesa rotativa que apóia o tubo temporariamente. Quando é necessário adicionar o tubo à coluna de perfuração, deslizamentos são presos sobre a coluna de perfuração na mesa rotativa, por esse meio apoiando o mesmo no furo de poço. O tubo é 15 desconectado do equipamento viajante, e os elevadores, ou o 'kelly', são conectados ao tubo no 'buraco de rato'. A seguir, o bloco viajante é elevado posicionando o tubo em cima da coluna de perfuração. Pinças são usadas para prender o tubo à extremidade superior da coluna de perfuração. Os elevadores de tubo de perfuração suspendem o tubo de perfuração de um colar, que é 20 formado ao redor de uma extremidade do tubo e não aperta o tubo, por esse meio permitindo movimento rotacional de tubo a fim de engatar por rosca o mesmo à coluna de perfuração.
Uma técnica anterior para mover juntas de camisa de cremalheiras adjacentes ao equipamento de perfuração inclui amarrar uma 25 linha do equipamento sobre uma extremidade de uma junta de camisa selecionada na cremalheira. A linha é elevada erguendo a junta de camisa para cima de uma rampa conduzindo à plataforma de equipamento. Quando o cabo ergue a camisa da cremalheira, a extremidade inferior da camisa balança pela plataforma de uma maneira perigosa. O perigo aumenta quando um sistema flutuante é usado em conexão com perfuração. Porque o cabo está amarrado ao redor da camisa a uma extremidade dele, a camisa não pendura verticalmente, mas ao invés se inclina um pouco. Um homem trabalhando sobre uma plataforma elevada acima do pavimento de equipamento deve segurar o topo da camisa e endireitá-lo fora enquanto a camisa é rosqueada na coluna de camisa na qual está suspenso no furo de poço por deslizamentos posicionados na mesa rotativa.
E desejável ser capaz de prender a camisa ou tubo posicionado em uma cremalheira adjacente a uma perfuração de poço, mover o mesmo em orientação vertical em cima do furo de poço, e depois disso abaixar o mesmo sobre a coluna suspensa no furo de poço.
No passado, vários dispositivos foram criados que movem mecanicamente um tubo de uma orientação horizontal para uma orientação vertical tal que o tubo orientado verticalmente possa ser instalado no furo de poço. Tipicamente, estes dispositivos utilizaram vários braços interconectados que estão associados com um membro estrutural rotativo principal. A fim de mover o tubo, uma sucessão de movimentos individuais das alavancas, braços, e outros componentes do membro estrutural rotativo principal deve ser executada de uma maneira coordenada para alcançar o resultado desejado. Tipicamente, uma ampla variedade de atuadores hidráulicos está conectada a cada um dos componentes para efetuar o movimento prescrito. Um mecanismo de controle complexo está conectado a cada um destes atuadores para alcançar o movimento desejado. Programação avançada é requerida do controlador a fim de coordenar os movimentos corretamente para alcançar este resultado desejado.
Infelizmente, com tais sistemas, os atuadores hidráulicos, junto com outros componentes, podem ser gastos com tempo. Além disso, a integridade hidráulica de cada um dos atuadores pode ficar comprometida com o passar do tempo. Como tal, variações pequenas em cada um dos atuadores podem ocorrer. Estas variações, quando elas ocorrem, podem fazer o mecanismo complexo bastante inexato. A falha de um componente hidráulico pode exacerbar os problemas associados com o alinhamento do tubo em uma orientação vertical. Ajustes da programação são freqüentemente necessários para continuar alcançando os resultados desejados. Fundamentalmente, quanto mais atuadores hidráulicos são incorporados em um tal sistema, mais provável é ter erros, inexatidões, e desvios no perfil de lança desejado do tubular. Tipicamente, operadores muito experimentados e instruídos são requeridos para efetuar esta operação de movimento de tubo. Isto adiciona significativamente ao custo associado com lança de tubo.
No passado, aparelho de manipulação de tubo não foi usado para a instalação de camisa. O problema associado com camisa é que as roscas da camisa são formadas sobre uma parede interna e sobre uma parede externa nas extremidades de cada uma das seções de camisa. Sempre que estas roscas são formadas, a espessura de parede relativamente fina da camisa é minimizada ademais. Adicionalmente, grande precisão é requerida para abrir as roscas corretamente de uma seção de camisa dentro das roscas de uma seção de camisa adjacente. A quantidade de precisão requerida para a lança da camisa por um aparelho de manipulação de tubo, no passado, não foi suficiente para alcançar o grau desejado de precisão para a instalação das seções de camisa na sua conexão rosqueada. A instalação imprópria de uma seção de camisa em outra seção de camisa pode danificar potencialmente as roscas associadas com tais seções de camisa. Adicionalmente, no passado, o aparelho de manipulação de tubo podería danificar potencialmente as seções de camisa de parede fina durante a lança. Como tal, uma necessidade se desenvolveu para adaptar um aparelho de manipulação de tubo para alcançar a quantidade desejada de precisão para a instalação de seções de camisa.
Para tratar estes problemas e necessidades, Pedido US No. 11/923.451, depositado em 24 de outubro de 2007 pelo presente inventor, expõe um aparelho de manipulação de tubo que tem uma lança móvel articuladamente entre uma primeira posição e uma segunda posição, uma montagem de elevador conectada articuladamente à lança, um braço conectado articuladamente a uma extremidade à primeira porção da montagem de elevador e se estendendo para fora da mesma, um prendedor afixada a uma extremidade oposta do braço adequada para prender um diâmetro do tubo, uma ligação conectada articuladamente à montagem de elevador e articulável para se mover relativa ao movimento da lança entre a primeira e segunda posições, e um montante tendo uma extremidade conectada articuladamente à lança e uma extremidade oposta conectada articuladamente ao braço entre as extremidades do braço. A montagem de elevador tem uma primeira porção se estendendo para fora a um ângulo obtuso com respeito à segunda porção.
O aparelho de manipulação de tubo lança um tubo para uma cabeça de poço na segunda posição. Tubos podem ser de comprimentos e pesos extraordinários. Uma vez que o tubo esteja conectado a outro tubo na cabeça de poço, os prendedores do aparelho de manipulação de tubo liberam o tubo. Um problema associado com o aparelho de manipulação de tubo é que uma vez que os prendedores liberam o tubo na cabeça de poço, o aparelho salta para cima e longe da cabeça de poço. Isto é devido à liberação do peso massivo do tubo. Este recuo elástico causa tensões desnecessárias no aparelho de manipulação de tubo e pode causar dano estrutural ao aparelho, tais como rachadura e flexão. Na liberação do tubo, os prendedores e o braço do aparelho de manipulação de tubo podem ter um recuo elástico de até 25,4 cm. Isto cria picos grandes nas tensões na lança do aparelho de manipulação de tubo. Além de criar tensões desnecessárias na lança, o recuo elástico pode fazer o tubo ser inclinado na cabeça de poço. Além disso, a precisão do aparelho de manipulação de tubo diminui quando este recuo elástico ocorre. Assim, há uma necessidade para evitar o recuo elástico e minimizar a deflexão do aparelho que é causada pela liberação do tubo na cabeça de poço. Estes problemas também ocorrem quando a camisa é lançada à cabeça de poço pelo aparelho de manipulação de tubo.
No passado, várias patentes e pedidos de patente relacionam-se a aparelho e métodos para reforçar um aparelho de manipulação de tubo. Por exemplo, Pedido de Patente US No. 12/013.979, depositado em 14 de janeiro de 2008 pelo presente requerente, expõe um sistema de pré-carregamento para um aparelho de manipulação de tubo no qual um lança está montada articuladamente a uma extremidade a uma plataforma e em que um braço está interconectado a uma extremidade oposta da lança. O sistema de précarregamento tem um sistema de tracionamento com uma extremidade afixada ao braço e uma extremidade oposta montada fixamente para aplicar tração ao braço quando o braço tem uma carga aplicada a uma extremidade do braço oposta à lança. O sistema de tracionamento inclui uma primeira montagem de cabo tendo uma extremidade interconectada ao braço e uma extremidade oposta montada fixamente, e uma segunda montagem de cabo interconectada ao braço e tendo uma extremidade oposta montada fixamente. A primeira e segunda montagens de cabo se estendem de lados opostos do braço.
Patente US No. 3.177.944, emitida em 13 de abril de 1965 para R. N. Knight, descreve um mecanismo de cremalheira para equipamento de perfuração de terra que provê armazenamento horizontal de comprimentos de tubo em um lado e livre da torre de perfuração. Isto é alcançado por meio de um braço de transporte que é articulado para a base da torre de perfuração para movimento oscilante em um plano vertical. A extremidade exterior do braço trabalha entre uma posição substancialmente vertical, na qual pode aceitar um comprimento de tubo ou lança um comprimento de tubo para uma estação na torre de perfuração, e uma porção substancialmente horizontal, na qual o braço pode lançar um comprimento de tubo ou aceitar um comprimento de tubo de uma estação associada com meio de armazenamento em um lado da torre de perfuração.
Patente US No. 3.464.507, emitida em 2 de setembro de 1969 para E. L. Alexander et al., ensina um sistema de manipulação de tubo rotativo portátil. Este sistema inclui um mastro montado articuladamente e móvel entre uma posição de transporte reclinada para uma posição desejada nas operações de perfuração locais que podem ser a qualquer ângulo até vertical. O mastro tem guias para um mecanismo viajante que inclui um bloco móvel para cima e para baixo do mastro por operação de cabos passados do bloco viajante em cima de roldanas de bloco de coroa em um elaborador de trabalho. Um acionamento de perfuração de potência é levado pelo bloco viajante. Um elevador para tubo de perfuração é levado por braço montado oscilantemente relativo à unidade de potência. Pinças de potência, deslizamentos, e buchas de deslizamento são apoiadas adjacentes à extremidade inferior do mastro e adaptadas para terem um tubo de perfuração estender por eles de uma bucha de acionamento conectada a um acionamento de potência, por meio de que o tubo de perfuração é estendido na direção do furo a ser perfurado.
Patente US No. 3.633.771, emitida em 11 de janeiro de 1972 para Woolslayer et al., expõe um aparelho para mover tubo de perfuração dentro e fora de um torre de perfuração de poço de petróleo. Um suporte de tubo é preso por um reforço que está montado articuladamente a uma extremidade de uma lança. A lança balança o reforço em cima da mesa rotativa, por esse meio alinhando verticalmente o suporte de tubo com a coluna de perfuração. Quando ambos adicionar tubo e remover tubo da coluna de perfuração, todo movimento vertical do tubo é realizado pelo elevador suspenso do bloco viajante.
Patente US No. 3.860.122, emitida em 14 de janeiro de 1975 para L. C. Cemosek, descreve um aparelho para transferir um membro tubular, tal como um tubo, de uma área de armazenamento para uma plataforma de perfuração de poço de petróleo. O aparelho de posicionamento inclui um posicionador de tubo montado sobre uma plataforma para mover o tubo a uma posição de liberação, por meio de que o tubo pode ser liberado para ser abaixado a uma posição submergida. Um meio de carga está preso operativamente ou associado com a plataforma e meio de posicionamento a fim de mover o tubo em uma posição armazenada para uma posição de transferência na qual o tubo é transferido ao posicionador. O posicionador inclui um torre tendo um rasto de tubo montado articuladamente nela com montagens de braçadeira de tubo que são adaptadas para receber um comprimento de tubo. O rasto de tubo é móvel articuladamente por um mecanismo de potência hidráulico ou mecanismo de engrenagem entre uma posição de transferência, na qual tubo é movido às montagens de braçadeira e a posição de liberação, na qual o tubo é liberado para movimento a uma posição submergida.
Patente US No. 3.986.619, emitida em 19 de outubro de 1976 para Woolslayer et al, mostra um aparelho de manipulação de tubo para um torre de perfuração de poço de petróleo.
Neste aparelho, a extremidade interna da lança é apoiada articuladamente sobre um eixo horizontal em frente a um poço. Um meio de fixação está conectado articuladamente à extremidade exterior da lança sobre um eixo paralelo ao eixo horizontal a uma extremidade. O meio de fixação permite a extremidade livre do tubo de perfuração balançar pela lança quando a extremidade exterior da lança é elevada ou abaixada. Uma linha está conectada a uma extremidade com o bloco viajante que eleva e abaixa os elevadores e a outra extremidade para a lança para passar ao redor de roldanas.
Patente US No.4.172.684, emitida em 30 de outubro de 1979 para C. Jenkins, mostra um aparelho de manipulação de tubo em nível de pavimento que está montado no pavimento de um torre de perfuração de poço de petróleo. O aparelho inclui um apoio que é móvel sobre um eixo perpendicular à linha de centro de um poço sendo perfurado. Uma extremidade de um braço está montada articuladamente no apoio sobre um eixo transversal à linha de centro do poço. A extremidade oposta do braço leva um par de sapatas tendo assentos receptores de tubo se abrindo lateralmente enfrentando longe do braço. A extremidade livre do braço pode ser balançada para e longe da linha de centro de poço e o apoio de braço pode ser balançado para oscilar lateralmente o braço.
Patente US No. 4.403.666, emitida em 13 de setembro de 1983 para C. A. Willis, mostra pinças de auto-centragem e um braço de transferência para um aparelho de perfuração. As braçadeiras do braço de transferência são montadas resilientemente ao braço de transferência para prover movimento axial limitado das braçadeiras e por esse meio e um tubular de furo abaixo segurado. Um par de pinças hidráulicas, de auto-centragem, automáticas é provido para compor e desfazer conexões rosqueadas de tubulares.
Patente US No. 4.407.629, emitida em 4 de outubro de 1983 para C. A. Willis, ensina um aparelho de levantamento para tubulares de furo abaixo. Este aparelho de levantamento inclui duas braçadeiras montadas rotativamente que são rotativas entre uma posição de carregamento lateral para facilitar o carregamento e descarregamento na posição horizontal, e uma posição central, na qual um tubular apertado está alinhado com o eixo de perfuração quando a lança está na posição vertical. Um circuito de sequenciamento hidráulico automático é provido para girar automaticamente as braçadeiras na posição de lado carregamento sempre que a lança articulou com um tubular furo abaixo posicionado na braçadeira. Nesta posição, o tubular apertado está alinhado com uma placa de segurança montada na lança para prevenir um tubular apertado de deslizar das braçadeiras.
Patente US No. 4.492.501 provê um sistema de posicionamento de plataforma para uma operação de perfuração que inclui uma estrutura de apoio e um braço de transferência conectado articuladamente à estrutura de apoio para girar sobre um primeiro eixo. Este sistema de posicionamento de plataforma inclui uma plataforma que está conectada articuladamente à estrutura de apoio para girar sobre um segundo eixo, e haste que está montada entre o braço de transferência e a plataforma. A posição do braço e eixos de plataforma e o comprimento da haste são selecionados tal que o braço de transferência eleve automaticamente e progressivamente a plataforma para a posição elevada por meio da haste quando o braço de transferência se move à posição elevada. O braço de transferência abaixa automaticamente e progressivamente a plataforma à posição abaixada por meio da haste quando o braço de transferência se move à posição abaixada.
Patente US No. 4.595.066, emitida em 17 de junho de 1986 para Nelmark et al., provê um aparelho para controlar tubos de perfuração e usado em associação com furos de explosão. Este sistema permite a um tubo de perfuração ser conectado e desconectado mais facilmente a uma coluna de perfuração em um furo sendo perfurado a um ângulo. Um receptáculo é formado na extremidade inferior do portador que portas operadas hidraulicamente presas por uma trava operada hidraulicamente. Um portão perto da extremidade superior é operado pneumaticamente em resposta à operação hidráulica da trava de receptáculo.
Patente US No. 4.822.230, emitida em 18 de abril de 1989 para P. Slettedal, ensina um aparelho de manipulação de tubo que é adaptado para operações de perfuração automatizadas. Tubos de perfuração são manipulados entre posições substancialmente horizontal e vertical. O aparelho é usado com um dispositivo de perfuração montado de topo que é rotativo sobre um eixo substancialmente horizontal. O aparelho utiliza um reforço provido com braçadeiras para segurar e manipular tubos. O reforço está conectado rotativamente ao mesmo eixo como o dispositivo de perfuração. O reforço se move para cima ou para baixo com o dispositivo de perfuração. Uma unidade de montante está presa ao reforço para ser rotativa sobre um segundo eixo.
Patente US No. 4.834.604, emitida em 30 de maio de 1989 para Brittain et al., provê um aparelho e método de movimento de tubo para mover camisa ou tubo de uma posição horizontal adjacente a um poço para uma posição vertical em cima do furo de poço. A máquina inclui um lança móvel entre uma posição abaixada e uma posição elevada por um elevador hidráulico. Um reforço prende o tubo e segura o mesmo até que o tubo esteja posicionado verticalmente. Depois disso, um elevador hidráulico no reforço é atuado, por esse meio abaixando o tubo ou camisa sobre a coluna suspensa dentro do furo de poço e o tubo adicional ou junta de camisa é rosqueada a isso.
Patente US No. 4.708.581 emitida em 24 de novembro de 1987 para H. L. Adair, provê um método para posicionar um braço de transferência para o movimento de tubo de perfuração. Um mastro de perfuração e um braço de transferência estão montados a um primeiro eixo adjacente ao mastro para mover entre uma posição abaixada próximo nível de pavimento e uma posição superior alinhada com o mastro. Uma âncora de ponto de reação é fixada com respeito ao mastro de perfuração e espaçada do primeiro eixo. Uma ligação de comprimento fixo é montada articuladamente ao braço de transferência a um segundo eixo, espaçado do primeiro eixo, e um primeiro cilindro de estágio único é montado articuladamente a uma extremidade à extremidade distal da ligação e na outra extremidade ao braço de transferência. Um segundo cilindro hidráulico de estágio único está montado articuladamente a uma extremidade à extremidade distal da ligação e a outra extremidade ao ponto de reação.
Patente US No. 4.759.414, emitida em 26 de julho de 1988 para C. A. Willis, provê uma máquina de perfuração que inclui uma plataforma de superestrutura de perfuração que define dois corredores de plataforma paralelos espaçados à parte e uma plataforma. A plataforma apóia um elaborador de trabalhos montado sobre uma plataforma de elaboração de trabalho e uma lança de tubo está montada sobre uma plataforma de lança de tubo dimensionada para encaixar entre os corredores de plataforma da plataforma de subestrutura de perfuração. A plataforma de subestrutura de perfuração apóia quatro pernas que, em troca, apoiam uma plataforma de perfuração na qual está montada uma seção de mastro inferior. A plataforma de lança de tubo monta uma lança de tubo como também um acoplamento de lança, um motor, e uma bomba hidráulica adaptada para energizar o acoplamento de lança de tubo. Travas de posição mecânica retêm a plataforma superior em posição relativa em cima da plataforma inferior.
Patente US No. 5.458.454, emitida em 17 de outubro de 1995 para R. S. Sorokan, descreve um método de manipulação de tubo que é usado para mover tubulares usados de uma posição horizontal sobre uma cremalheira de tubo adjacente ao furo de poço a uma posição vertical em cima do centro de parede. Este método utiliza montagens de bíceps e antebraço e uma cabeça de prendedor para fixação ao tubular. O caminho do tubular sendo movido está perto do caminho convencional do tubular utilizando técnicas de transferência de cabo conhecidas para permitir acesso ao pavimento de perfuração pela porta V do equipamento de perfuração. Patente US No. 6.220.807 descreve aparelho para efetuar o método da Patente US No. 5.458.454.
Patente US No. 6.609.573, emitida em 26 de agosto de 2003 para H. W. F. Day, ensina um sistema de manipulação de tubo para uma estrutura fora da costa. O sistema de manipulação de tubo transfere os tubos de uma cremalheira de tubo horizontal adjacente ao pavimento de perfuração para uma orientação vertical em uma área recuada do pavimento de perfuração onde a coluna de perfuração é composta para baixar furo abaixo. O pavimento de perfuração em cantiléver é utilizado com o sistema de manipulação de tubo para economizar espaço de plataforma.
Patente US No. 6.705.414, emitida em 16 de março de 2004 para Simpson et al., descreve um sistema de transferência tubular para mover tubo entre uma posição horizontal significativa na passarela e uma posição substancialmente vertical na entrada de pavimento de equipamento. Feixes de tubulares individuais são movidos a uma área de processo onde uma máquina de posto compor/desfazer suporte compõe os suportes de tubulares. A máquina alinha e fixa as conexões e compõe a conexão ao torque correto. O suporte de tubular é então transferido da máquina a uma área de armazenamento de suporte. Um carro é movido na posição em cima da área de coleta para recobrar os suportes. Os suportes são segurados ao carro e o carro é movido de uma posição substancialmente horizontal a uma posição substancialmente vertical na entrada de pavimento de equipamento. Uma máquina de tubo vertical transfere os suportes ao equipamento viajante. O equipamento viajante compõe a conexão de suporte e o suporte é corrido no furo.
Patente US No. 6.779.614, emitida em 24 de agosto de 2004 para M. S. Oser, mostra outro sistema e método para transferir tubo. Um transporte de tubo é usado para mover uma junta de tubo a uma primeira posição e então erguer para cima para uma segunda posição superior.
E um objetivo da presente invenção prover um aparelho e método para aumentar a integridade estrutural de um membro estrutural rotativo principal de um aparelho de manipulação de tubo ao lançar um tubo para uma cabeça de poço.
E outro objetivo da presente invenção prover um aparelho e método para reforçar um membro estrutural rotativo principal de um aparelho de manipulação de tubo que minimiza a quantidade de calibração exigida a fim de mover o tubo de uma orientação horizontal para uma orientação vertical.
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E outro objetivo da presente invenção prover um aparelho e método para reforçar um membro estrutural rotativo principal de um aparelho de manipulação de tubo que opera dentro de um único grau de liberdade para mover o tubo sem ajustes entre os componentes.
Ainda é outro objetivo da presente invenção prover um aparelho e método para reforçar o membro estrutural rotativo principal de um aparelho de manipulação de tubo que minimiza o número de componentes adicionados ao aparelho para realizar tal reforço.
E outro objetivo da presente invenção prover um aparelho e método para reforçar um aparelho de manipulação de tubo que previne dano dos componentes do aparelho de manipulação de tubo.
E outro objetivo da presente invenção prover um aparelho e método para reforçar um aparelho de manipulação de tubo que previne movimentos laterais ou transversais do aparelho de manipulação de tubo.
E outro objetivo da presente invenção prover um aparelho e método para reforço que alcança maior precessão na lança e isolamento de tubo e/ou camisa.
E outro objetivo da presente invenção prover um aparelho e método para reforçar um aparelho de manipulação de tubo que aumenta a rigidez estrutural do aparelho.
E outro objetivo da presente invenção prover um aparelho e método para reforçar tubo que serve para minimizar o peso e tamanho dos componentes do membro estrutural rotativo principal de um aparelho de manipulação de tubo.
Estes e outros objetivos e vantagens da presente invenção se tomarão aparentes de uma leitura da especificação associada e reivindicações anexas.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção é um aparelho de manipulação de tubo que tem uma plataforma, e um membro estrutural rotativo principal girando sobre um eixo de pivô relativo a uma plataforma. O membro estrutural rotativo principal se move entre uma primeira posição e uma segunda posição. Um meio de tracionamento está afixado adjacente a uma extremidade superior do membro estrutural rotativo principal. O meio de tracionamento aplica uma tração ao membro estrutural rotativo principal quando o membro estrutural rotativo principal está na segunda posição.
Na concretização preferida, o meio de tracionamento inclui um primeiro cabo tendo uma extremidade adjacente a um topo do membro estrutural rotativo principal, e um segundo cabo tendo uma extremidade adjacente ao topo do membro estrutural rotativo principal. O primeiro e segundo cabos se estendem angularmente para fora de uma frente de dito membro estrutural rotativo principal. O primeiro cabo tem uma extremidade oposta presa a uma superfície fixa. O segundo cabo tem uma extremidade oposta presa à superfície fixa. O primeiro cabo se estende angularmente para fora de um lado do membro estrutural rotativo principal. O segundo cabo se estende angularmente para fora de um lado oposto do membro estrutural rotativo principal. O primeiro e segundo cabos tracionam o membro estrutural rotativo principal na segunda posição. O primeiro e segundo cabos estão frouxos quando o membro estrutural rotativo principal está na primeira posição.
Em uma primeira concretização alternativa, o meio de tracionamento inclui um primeiro cabo tendo uma extremidade presa adjacente a um topo do membro estrutural rotativo principal, e um segundo cabo tendo uma extremidade presa adjacente ao topo do membro estrutural rotativo principal. O primeiro cabo tem uma extremidade oposta presa a uma superfície fixa. O segundo cabo tem uma extremidade oposta presa à superfície fixa. O primeiro e segundo cabos se estendem angularmente para fora de uma frente de dito membro estrutural rotativo principal. O primeiro e segundo cabos são presos à superfície fixa em alinhamento com o membro estrutural rotativo principal. O primeiro cabo é geralmente paralelo ao lado do membro estrutural rotativo principal. O segundo cabo é geralmente paralelo ao lado oposto do membro estrutural rotativo principal.
Em uma segunda concretização alternativa, o meio de tracionamento inclui um primeiro cabo tendo uma extremidade adjacente a um topo do membro estrutural rotativo principal, e um segundo cabo tendo uma extremidade presa adjacente ao topo do membro estrutural rotativo principal. O primeiro cabo tem uma extremidade oposta presa a uma superfície fixa. O segundo cabo tem uma extremidade oposta presa à superfície fixa. O primeiro e segundo cabos são presos à superfície fixa ao longo do eixo de pivô do membro estrutural rotativo principal. O primeiro cabo se estende angularmente para fora de um lado do membro estrutural rotativo principal. O segundo cabo se estendendo angularmente para fora de um lado oposto do membro estrutural rotativo principal. O primeiro e segundo cabos tracionam o membro estrutural rotativo principal na segunda posição. O primeiro e segundo cabos estão frouxos quando o membro estrutural rotativo principal está na primeira posição.
Em uma terceira concretização alternativa, o meio de tracionamento inclui um primeiro cabo tendo uma extremidade adjacente a um topo do membro estrutural rotativo principal, e um segundo cabo tendo uma extremidade adjacente ao topo do membro estrutural rotativo principal. O primeiro cabo tem uma extremidade oposta presa em um local perto de um fundo do membro estrutural rotativo principal. O segundo cabo tem uma extremidade oposta presa em um local perto do fundo do membro estrutural rotativo principal. O segundo cabo é preso ao lado do membro estrutural rotativo principal oposto ao primeiro cabo. O primeiro e segundo cabos tracionam o membro estrutural rotativo principal na segunda posição. O primeiro e segundo cabos estão frouxos quando o membro estrutural rotativo principal está na primeira posição.
A presente invenção é um método para tracionar um membro estrutural rotativo principal de um aparelho de manipulação de tubo, onde o membro estrutural rotativo principal gira sobre um eixo de pivô de uma primeira posição para uma segunda posição. O método inclui as etapas de prender uma extremidade de um primeiro cabo adjacente a um topo do membro estrutural rotativo principal, prender uma extremidade de um segundo cabo adjacente ao topo do membro estrutural rotativo principal, e tracionar o membro estrutural rotativo principal na segunda posição com o primeiro e segundo cabos.
O método preferido ademais inclui as etapas de prender uma extremidade oposta do primeiro cabo à superfície fixa, prender uma extremidade oposta do segundo cabo à superfície fixa, estender o primeiro cabo angularmente para fora de um lado do membro estrutural rotativo principal, e estender o segundo cabo angularmente para fora de um lado oposto do membro estrutural rotativo principal.
Em uma primeira concretização alternativa, o método ademais inclui a etapa de prender uma extremidade oposta do primeiro cabo a uma superfície fixa, prender uma extremidade oposta do segundo cabo à superfície fixa, e estender o primeiro e segundo cabos em alinhamento com o membro estrutural rotativo principal.
Em uma segunda concretização alternativa, o método ademais inclui as etapas de prender uma extremidade oposta do primeiro cabo a uma superfície fixa, prender uma extremidade oposta do segundo cabo a uma superfície fixa, estender o primeiro cabo angularmente para fora de um lado do membro estrutural rotativo principal, estender o segundo cabo angularmente para fora de um lado oposto do membro estrutural rotativo principal, e prender o primeiro e segundo cabos ao longo do eixo de pivô do membro estrutural rotativo principal.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Figura 1 mostra uma vista de elevação lateral da concretização preferida do aparelho da presente invenção, com o aparelho de manipulação de tubo em uma primeira posição.
Figura 2 mostra uma vista de elevação lateral da concretização preferida do aparelho da presente invenção, com o aparelho de manipulação de tubo em uma segunda posição.
Figura 3 mostra uma vista de elevação dianteira da concretização preferida do aparelho da presente invenção.
Figura 4 mostra uma vista de elevação lateral da primeira concretização alternativa do aparelho da presente invenção, com o aparelho de manipulação de tubo em uma primeira posição.
Figura 5 mostra uma vista de elevação lateral da primeira concretização alternativa do aparelho da presente invenção, com o aparelho de manipulação de tubo na segunda posição.
Figura 6 mostra uma vista de elevação dianteira da primeira concretização alternativa da presente invenção.
Figura 7 mostra uma vista de perspectiva lateral de uma segunda concretização alternativa do aparelho da presente invenção, com o aparelho de manipulação de tubo na primeira posição.
Figura 8 mostra uma vista de elevação lateral da segunda concretização alternativa da presente invenção, com o aparelho de manipulação de tubo na segunda posição.
Figura 9 mostra uma vista de elevação dianteira da segunda concretização alternativa da presente invenção.
Figura 10 mostra uma vista de elevação lateral de uma terceira concretização alternativa da presente invenção, com o aparelho de manipulação de tubo na primeira posição.
Figura 11 mostra uma vista de elevação lateral da terceira concretização alternativa da presente invenção, com o aparelho de manipulação de tubo na segunda posição.
Figura 12 mostra uma vista de elevação dianteira da terceira concretização alternativa da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Se referindo à Figura 1, é mostrada uma vista de elevação lateral da concretização preferida do aparelho de manipulação de tubo 36 da presente invenção. O aparelho de manipulação de tubo 36 está montado sobre uma plataforma 16 que é apoiada sobre o leito 12 de um veículo, tal como um caminhão. O aparelho de manipulação de tubo 36 em particular inclui um membro estrutural rotativo principal 14, que é móvel articuladamente entre uma primeira posição e uma segunda posição. Uma montagem de alavanca 10 está conectada articuladamente ao membro estrutural rotativo principal 14. Um braço 20 está conectado articuladamente a uma extremidade da montagem de alavanca 10 oposta ao membro estrutural rotativo principal 16. Um meio de preensão 11 está conectado fixamente a uma extremidade oposta do braço 20 oposto à montagem de alavanca 10. O meio de preensão 11 inclui um corpo 17 e prendedores 13.
Na presente invenção, o membro estrutural rotativo principal 14 é um vigamento estrutural de braços, membros atravessados e vigas. Em particular, na presente invenção, o membro estrutural rotativo principal 14 é configurado para ter um interior aberto tal que o tubo poderá ser erguido de um modo a atravessar o interior do membro estrutural rotativo principal 14. Como tal, o topo 26 do membro estrutural rotativo principal 14 deveria ser reforçado fortemente para prover a integridade estrutural necessária ao membro estrutural rotativo principal 14. Uma alça se estende para fora de um lado do membro estrutural rotativo principal 14. Esta alça é adequada para conexão articulável à montagem de alavanca 10. O membro estrutural rotativo principal 14 está conectado articuladamente ao fundo 28 a um local na plataforma 16. A conexão articulável a fundo 28 do membro estrutural rotativo principal 14 está localizada em relação deslocada e acima da conexão articulável da ligação com a plataforma 16. Um membro de armação pequeno se estende para fora do lado do membro estrutural rotativo principal 14 oposto à ligação. Esta montagem de armação tem uma conexão articulável com a um montante. Este arranjo único da montagem de alavanca 2 facilita a habilidade da presente invenção para efetuar o movimento do tubo 82 entre a orientação horizontal e a orientação vertical.
O braço 20 tem uma extremidade conectada articuladamente à montagem de alavanca 10. A extremidade oposta do braço 20 está conectada ao meio de preensão 11. Em particular, um par de conexões de pino engata em uma superfície do corpo 17 do meio de preensão 11 para posicionar fixamente o meio de preensão 11 com respeito à extremidade do braço 20. As conexões de pino podem ser na natureza de parafusos, ou outros prendedores, para conectar fortemente o corpo 17 do meio de preensão 11 com o braço 20. Os parafusos associados com conexões de pino podem ser removidos tal que outro meio de preensão 11 possa ser afixado à extremidade do braço 20. Como tal, a aparelho de manipulação de tubo 36 da presente invenção pode ser adaptável a vários tamanhos de tubo 82 e várias alturas de equipamentos de perfuração 22.
O meio de preensão 11 inclui o corpo 17 com os prendedores 13 transladáveis ao longo do comprimento do corpo 17. Esta translação vertical dos prendedores 13 permite ao tubo 82 ser movido corretamente para cima e para baixo uma vez que a orientação vertical do tubo 82 seja alcançada. Os prendedores 13 estão na natureza de prendedores convencionais que podem abrir e fechar para engatar no diâmetro exterior do tubo 82, como desejado.
A ligação é um membro alongado que se estende da conexão articulável à conexão de articulável da montagem de alavanca 10. A ligação é não extensível e se estende geralmente adjacente ao lado oposto do membro estrutural rotativo principal 14 daquele do braço 20. A ligação geralmente se moverá relativa ao movimento do membro estrutural rotativo principal 14. O montante está conectado articuladamente ao vigamento pequeno associado com membro estrutural rotativo principal 14 e também conectado articuladamente a um local ao longo do braço 20 entre as extremidades disso. O montante provê apoio estrutural ao braço 20 e também facilita o movimento desejado do braço 20 durante o movimento do tubo 82 entre a orientação horizontal e a orientação vertical.
Atuadores têm uma extremidade conectada à plataforma 16 e uma extremidade oposta conectada ao membro estrutural rotativo principal 14 em um local acima da extremidade. Quando os atuadores são ativados, eles articularão finalmente o membro estrutural rotativo principal 14 para cima da orientação horizontal para uma posição além de vertical para fazer o tubo 18 alcançar uma orientação vertical. Dentro do conceito da presente invenção, um único atuador hidráulico pode ser utilizado em vez do par de atuadores hidráulicos.
O equipamento de perfuração 22 é ilustrado como tendo um tubo de perfuração 24 se estendendo para cima para ter uma extremidade acima do pavimento de perfuração 100. Quando o tubo 82 está em sua orientação vertical, o movimento transladável dos prendedores 13 pode ser utilizado para fazer a extremidade do tubo 82 engatar com a caixa do tubo de perfuração 24.
Na presente invenção, o movimento coordenado de cada um dos membros não extensíveis do aparelho 36 é alcançado com dimensionamento próprio e relações angulares. Em essência, a presente invenção provê uma ligação de quatro barras entre os vários componentes. Como resultado, o movimento do tubo de perfuração 82 entre uma orientação horizontal e uma orientação vertical pode ser alcançado puramente pela mecânica associada com os vários componentes. Só um único atuador hidráulico pode ser necessário para alcançar este movimento desejado. Não precisa ser movimento coordenado de atuadores hidráulicos. Os atuadores hidráulicos só são usados para a articulação do membro estrutural rotativo principal 14. Porque a plataforma 16 está localizada no leito de um veículo 15, o veículo 15 pode ser manobrado no lugar para alinhar corretamente com a linha de centro do tubo de perfuração 24 do equipamento de perfuração 22. Uma vez que o alinhamento correto seja alcançado pelo veículo 15, o aparelho 36 pode ser operado para mover efetivamente o tubo de perfuração 82 para sua posição desejada. As montagens de prendedor 11 da presente invenção permitem ao tubo de perfuração 82 ser movido para cima e para baixo pela fixação própria do tubo de perfuração 24. A presente invenção é adaptável a várias ligações de tubo 82.
Vários tipos de meio de preensão 11 podem ser instalados na extremidade do braço 20 para acomodar corretamente comprimentos mais longos de tubo 82. Como tal, em vez dos mecanismos de controle complexos que são requeridos com sistemas da técnica anterior, a presente invenção alcança seus resultados por simples manobra do veículo 15, junto com operação dos cilindros hidráulicos. Todos os outros acoplamentos e movimento do tubo 82 são alcançados puramente por causa das conexões mecânicas entre os vários componentes. Como tal, a presente invenção assegura uma auto-centragem precisa do tubo 82 com respeito ao tubo de conexão desejado. Isto é realizado com só um único grau de liberdade no sistema de manipulação de tubo.
Ainda se referindo à Figura 1, o aparelho de manipulação de tubo 36 está em uma primeira posição. O prendedor 17 aperta um tubular 82 em uma orientação horizontal. O tubular 82 podem ser qualquer estrutura tubular usada de perfuração, tal como tubo ou camisa. O meio de tracionamento do aparelho 36 está preso ao membro estrutural rotativo principal 14. O meio de tracionamento tem um primeiro cabo 38. A extremidade 40 do primeiro cabo 38 é fixada adjacente a um topo 26 do membro estrutural rotativo principal 14. Uma extremidade oposta 42 do primeiro cabo 38 é presa a uma superfície fixa. Na Figura 1, a superfície fixa é a plataforma 16. Porém, a presente invenção contempla que a superfície fixa poderia ser o pavimento 80 ou qualquer outra estrutura em uma posição fixa relativa ao membro estrutural rotativo principal 14. Quando o aparelho de manipulação de tubo 12 está na primeira posição, o meio de tracionamento do aparelho 36 está frouxo. O primeiro cabo 38 pode ser visto como folga na Figura 1. O aparelho de manipulação de tubo 12 está colocado tipicamente próximo a um poço de petróleo 22. O poço de petróleo é colocado em cima do poço de cabeça 24. O aparelho de manipulação de tubo 12 está tipicamente localizado a uma altura menos que a altura da cabeça de poço 24.
Se referindo à Figura 2, é mostrada uma vista de elevação lateral da concretização preferida do aparelho 36, com o aparelho de manipulação de tubo 12 em uma segunda posição. Na segunda posição, o membro estrutural rotativo principal 14 de aparelho de controle de tubo 12 está em uma orientação aproximadamente vertical. O braço 20 do aparelho de manipulação de tubo 12 se estende para fora do membro estrutural rotativo principal 14 de forma que o prendedor 17 segure o tubular 82 em uma orientação vertical acima da cabeça de poço 24. O primeiro cabo 38 pode ser visto como tendo extremidade 40 fixada adjacente ao topo 26 do membro estrutural rotativo principal 14 e extremidade oposta 42 fixada à superfície fixa, a plataforma 16. O primeiro cabo 38 e um segundo cabo (não mostrado) se estendem angularmente para fora de uma frente 30 do membro estrutural rotativo principal 14. Ter o primeiro cabo 38 e segundo cabo (não mostrado) se estendendo para fora da frente 30 do membro estrutural rotativo principal 14 previne movimento adiante e para trás do membro estrutural rotativo principal 14 enquanto lançando o tubular 82 à cabeça de poço 24. Pode ser visto na Figura 2 que o primeiro cabo 38 e segundo cabo (não mostrado) tracionam o membro estrutural rotativo principal 14 quando o membro estrutural rotativo principal 14 está na segunda posição. O cabo de tração 38 dá ao membro estrutural rotativo principal 14 rigidez estrutural contra movimento adiante e para trás. O cabo de tração 38 provê integridade estrutural ao membro estrutural rotativo principal 14 na segunda posição. Isto permite ao membro estrutural rotativo principal 14 ser formado de um peso mais leve e de componentes menores e mais leves.
Se referindo à Figura 3, é mostrada uma vista de elevação dianteira da concretização preferida do aparelho 36 da presente invenção, tomada ao longo de linha de visada 3-3 da Figura 2. O primeiro cabo 38 do aparelho 36 tem extremidade 40 conectada a um topo 26 do membro estrutural rotativo principal 14 e uma extremidade 42 oposta fixada à superfície fixa da plataforma 16. O segundo cabo 44 do aparelho 36 tem uma extremidade 46 conectada a um topo 26 do membro estrutural rotativo principal 14 e uma extremidade 48 oposta conectada à superfície fixa da plataforma 16. O membro estrutural rotativo principal 14 na Figura 3 está na segunda posição, que significa que o membro estrutural rotativo principal 14 está em uma orientação substancialmente vertical. O braço 20 do aparelho de manipulação de tubo 12 pode ser visto como conectado articuladamente ao membro estrutural rotativo principal 14. O membro estrutural rotativo principal 14 está conectado articuladamente à plataforma 16 pelo eixo de pivô
18. O primeiro cabo 38 se estende angularmente para fora de um lado 32 do membro estrutural rotativo principal 14. O segundo cabo 44 se estende angularmente para fora de um lado oposto 34 do membro estrutural rotativo principal 14. O primeiro e segundo cabos 38 e 44 tracionam o membro estrutural rotativo principal 14 quando o membro estrutural rotativo principal 14 está na orientação vertical da segunda posição. O primeiro e segundo cabos 38 e 44 previnem movimento lateral ou transversal do membro estrutural rotativo principal 14 devido a rajadas de vento e outras forças de lado concedidas no membro estrutural rotativo principal 14. Porque o primeiro e segundo cabos 38 e 44 angulam para fora do membro estrutural rotativo principal 14, eles previnem tal movimento de lado do membro estrutural rotativo principal 14.
Outra vantagem de ter o primeiro e segundo cabos 38 e 44 angulando para fora da frente 30 do membro estrutural rotativo principal 14 é que os cabos 38 e 44 tracionam o membro estrutural rotativo principal 14 e ajudam a prevenir recuo elástico do membro estrutural rotativo principal 14 que pode ocorrer quando os prendedores 17 do aparelho de manipulação de tubo 12 liberam o tubular 82 na cabeça de poço 24.
Se referindo à Figura 4, é mostrada uma vista de elevação lateral da primeira concretização alternativa do aparelho 50 da presente invenção, com o aparelho de manipulação de tubo 12 entre uma primeiro posição. O primeiro cabo 52 do aparelho 50 pode ser visto como frouxo quando o aparelho de manipulação de tubo 12 está na primeira posição. A extremidade 54 do primeiro cabo 52 é presa ao topo 26 do membro estrutural rotativo principal 14. A extremidade 56 oposta do primeiro cabo 52 é presa a uma superfície fixa, tal como a plataforma 16, em alinhamento com o eixo de pivô 18 do membro estrutural rotativo principal 14.
Se referindo à Figura 5, é mostrada uma vista de elevação lateral da primeira concretização alternativa do aparelho 50 da presente invenção, com o aparelho de manipulação de tubo 12 na segunda posição. Na segunda posição, o membro estrutural rotativo principal 14 do aparelho de manipulação de tubo 12 está em uma orientação vertical. O braço 20 do aparelho de manipulação de tubo 12 se estende para fora do membro estrutural rotativo principal 14 de forma que o prendedor 17 segure o tubular 82 em uma orientação vertical sobre a cabeça de poço 24. Quando o aparelho de manipulação de tubo 12 está na segunda posição, o primeiro cabo 52 traciona o membro estrutural rotativo principal 14. Porque o cabo 52 está alinhado com o eixo de pivô 18 do membro estrutural rotativo principal 14, o cabo 52 ajuda a prevenir movimento adiante e para trás do membro estrutural rotativo principal 14. O cabo tracionado 30 adiciona rigidez ao membro estrutural rotativo principal 14 para ajudar a prevenir movimento lateral ou transversal do membro estrutural rotativo principal 14 enquanto lançando o tubular 82 à cabeça de poço 24.
Se referindo à Figura 6, é mostrada uma vista de elevação « 10 dianteira da primeira concretização alternativa do aparelho 50 da presente invenção, tomada ao longo da linha 6-6 da Figura 5. O primeiro cabo 52 do aparelho 50 tem uma extremidade 54 fixada a um topo 26 do membro estrutural rotativo principal 14 e uma extremidade oposta 56 fixada à plataforma 16, que é uma superfície fixa. O segundo cabo 58 do aparelho 50 15 tem uma extremidade 60 fixada ao topo 26 do membro estrutural rotativo principal 14 e uma extremidade oposta 62 fixada à plataforma 16. Extremidade 54 do primeiro cabo 52 é fixada ao lado 32 do membro estrutural rotativo principal 14. Extremidade 60 do segundo cabo 58 é presa a um lado oposto 34 do membro estrutural rotativo principal 14. O primeiro 20 cabo 52 se estende angularmente para fora do lado 32 do membro estrutural rotativo principal 14. O segundo cabo 58 se estende angularmente para fora do lado oposto 34 do membro estrutural rotativo principal 14. O primeiro e segundo cabos 52 e 58 são mostrados na Figura 6 como tracionando o membro estrutural rotativo principal 14. A natureza angulada para fora do 25 primeiro e segundo cabos 52 e 58 traciona o membro estrutural rotativo principal 14 para prevenir movimento de lado do membro estrutural rotativo principal 14 devido a rajadas de vento e outras forças de lado concedidas no membro estrutural rotativo principal 14. Extremidades opostas 52 e 56 do primeiro e segundo cabos 52 e 58, respectivamente, estão localizadas ademais a uma distância dos lados 32 e 34 do membro estrutural rotativo principal 14 mais distante que a distância das extremidades 54 e 60 dos cabos 52 e 58, respectivamente. O local das extremidades 56 e 62 do primeiro e segundo cabos 52 e 58, respectivamente, ao longo do eixo de pivô 18 do membro estrutural rotativo principal 14 ajuda a prevenir recuo elástico do membro estrutural rotativo principal 14 quando o aparelho de manipulação de tubo 12 libera o tubular 82 na cabeça de poço 24.
Se referindo à Figura 7, é mostrada uma vista de elevação lateral de uma segunda concretização alternativa do aparelho 64 da presente • 10 invenção. O aparelho de manipulação de tubo 12 é mostrado na primeira posição. O primeiro cabo 66 do aparelho 64 é mostrado como frouxo quando o aparelho de manipulação de tubo 12 está na primeira posição. A extremidade 68 do primeiro cabo 66 é presa ao topo 26 do membro estrutural rotativo principal 14. A extremidade oposta 70 do primeiro cabo 66 é presa a uma superfície fixa. A superfície fixa na Figura 7 é o pavimento 80. A superfície fixa também pode ser qualquer outra superfície que seja estacionária, tal como a plataforma 16. E importante que o primeiro cabo 66 do aparelho 64 esteja frouxo quando o aparelho de manipulação de tubo 12 está na primeira posição de forma que o aparelho de manipulação de tubo 12 possa se mover facilmente de uma primeira posição a uma segunda posição. Extremidade 70 do primeiro cabo 66 está conectada ao pavimento 80 em frente ao eixo de pivô 18 do membro estrutural rotativo principal 14.
Se referindo à Figura 8, é mostrada uma vista de elevação lateral da segunda concretização alternativa do aparelho 64 da presente invenção, com o aparelho de manipulação de tubo 12 na segunda posição. Na segunda posição, o membro estrutural rotativo principal 14 do aparelho de manipulação de tubo 12 está em uma orientação substancialmente vertical. O braço 20 do aparelho de manipulação de tubo 12 se estende angularmente para fora do membro estrutural rotativo principal 14 de forma que o prendedor 17 segure o tubular 82 em uma orientação vertical em cima da cabeça de poço 24. O primeiro cabo 66 do aparelho 64 pode ser visto como angularmente para fora da frente 30 do membro estrutural rotativo principal
14. Porque o primeiro cabo 66 angula para fora, o primeiro cabo 66 adiciona rigidez estrutural ao membro estrutural rotativo principal 14 para prevenir movimento para trás e dianteiro do membro estrutural rotativo principal 14 ao lançar o tubular 82 para a cabeça de poço 24. Além disso, o primeiro cabo 66 ajuda a prevenir recuo elástico do membro estrutural rotativo principal 14 que às vezes ocorre quando o prendedor 17 do aparelho de manipulação de tubo 12 libera o tubular 82 na cabeça de poço 24.
Se referindo à Figura 9, é mostrada uma vista de elevação dianteira da segunda concretização alternativa do aparelho 64 da presente invenção, tomada ao longo da linha 9-9 da Figura 8. O primeiro cabo 66 do aparelho 64 tem uma extremidade presa ao topo 26 de membro estrutural rotativo principal 14 e em extremidade oposta 70 fixada ao pavimento 80 em frente ao membro estrutural rotativo principal 14 do aparelho de manipulação de tubo 12. O segundo cabo 72 do aparelho 64 tem uma extremidade 74 na fixada ao topo 26 do membro estrutural rotativo principal 14 e uma extremidade oposta 76 fixada ao pavimento 80 em frente da plataforma 16 o membro estrutural rotativo principal 14 do aparelho de manipulação de tubo 12. O primeiro e segundo cabos 66 e 72 da segunda concretização alternativa do aparelho 64 não angulam para fora do membro estrutural rotativo principal
14. Ao invés, o primeiro cabo 66 é paralelo ao lado 32 do membro estrutural rotativo principal 14. O segundo cabo 72 é paralelo ao lado oposto 34 do membro estrutural rotativo principal 14. Estender o primeiro e segundo cabos 66 e 72 paralelos aos lados 32 e 34 do membro estrutural rotativo principal 14, respectivamente, adiciona rigidez ao membro estrutural rotativo principal 14 para ajudar a prevenir movimento de lado do membro estrutural rotativo principal 14 devido a rajadas de vento e outras forças transversais.
Se referindo à Figura 10, é mostrada uma vista de elevação lateral de uma terceira concretização alternativa do aparelho 78, com o aparelho de manipulação de tubo 12 na primeira posição. Na terceira concretização alternativa, o primeiro cabo 80 do aparelho 78 tem uma 5 extremidade 81 fixada ao topo 26 do membro estrutural rotativo principal 14 e uma extremidade oposta 84 fixada a um fundo 28 do membro estrutural rotativo principal 14. Assim, ambas as extremidades 81 e 84 do cabo 80 são presas ao membro estrutural rotativo principal 14. Quer dizer, nem a *
extremidade 81 ou 84 é presa a uma superfície fixa. Porque nem a 10 extremidade 81 ou 84 é fixada a uma superfície fixa, o cabo 80 é tracionado quando o membro estrutural rotativo principal 14 está na primeira posição. A tração do primeiro cabo 80 adiciona rigidez ao membro estrutural rotativo principal 14 quando na primeira posição.
Se referindo à Figura 11, é mostrada uma vista de elevação lateral da terceira concretização alternativa do aparelho 78, com o aparelho de manipulação de tubo 12 na segunda posição. Na segunda posição, o membro estrutural rotativo principal 14 do aparelho de manipulação de tubo 12 está em uma orientação vertical. O braço 20 se estende para fora do membro estrutural rotativo principal 14 de forma que o prendedor 17 do aparelho de manipulação de tubo 12 segure o tubular 82 em uma orientação vertical acima da cabeça de poço 24 do poço de petróleo 22. O primeiro cabo 80 é tracionado quando o aparelho de manipulação de tubo 12 está na segunda posição. Assim, o primeiro cabo 80 traciona o membro estrutural rotativo principal 14 continuamente quando o membro estrutural rotativo principal se move entre a primeira posição e a segunda posição.
Se referindo à Figura 12, é mostrada uma vista de elevação dianteira da terceira concretização alternativa do aparelho 78 da presente invenção, tomada ao longo da linha 12-12 da Figura 11.0 primeiro cabo 80 do aparelho 78 tem uma extremidade 81 fixada a um topo 26 do membro estrutural rotativo principal 14 e uma extremidade oposta 84 fixada ao fundo 28 do membro estrutural rotativo principal 14. O segundo cabo 86 tem uma extremidade 88 fixada ao topo 26 do membro estrutural rotativo principal 14 e uma extremidade oposta 90 fixada ao fundo 28 do membro estrutural rotativo 5 principal 14. Os cabos 80 e 86 tracionam continuamente o membro estrutural rotativo principal 14 quando o membro estrutural rotativo principal se move entre a primeira posição e a segunda posição. Cabo 80 é paralelo ao lado 32 do membro estrutural rotativo principal 14. O cabo 86 é paralelo ao lado 34 oposto do membro estrutural rotativo principal 14. A tração dos cabos 80 e 86 10 provê rigidez ao membro estrutural rotativo principal 14 para ajudar a prevenir movimentos de lado do membro estrutural rotativo principal 14 devido a várias forças concedidas no membro estrutural rotativo principal ao lançar tubulares para uma cabeça de poço.
As várias concretizações discutidas acima de tudo adicionam rigidez estrutural ao membro estrutural rotativo principal 14 do aparelho de manipulação de tubo 12. As concretizações preferidas mostradas nas Figuras 1-3 adicionam a maioria da rigidez ao membro estrutural rotativo principal 14 porque os cabos 38 e 44 se estendem angularmente para fora da frente 30 do membro estrutural rotativo principal 14 e do lado 32 e 34 do membro 20 estrutural rotativo principal 14. Os cabos 52 e 58 da primeira concretização alternativa estão alinhados com o cabo de pivô 18 do membro estrutural rotativo principal 14. Os cabos 52 e 58 se estendem angularmente para fora dos lados 32 e 34 do membro estrutural rotativo principal 14. Portanto, os cabos 52 e 58 da primeira concretização alternativa previnem movimentos de 25 lado a uma maior extração que eles previnem movimentos adiante e para trás do membro estrutural rotativo principal 14. Os cabos 52 e 58 adicionam rigidez estrutural ao membro estrutural rotativo principal 14 e são uma alternativa viável à concretização preferida no evento que os cabos 52 e 58 não podem ser estendidos em frente ao membro estrutural rotativo principal
14. Os cabos 66 e 72 da segunda concretização alternativa se estendem angularmente para fora da frente 30 do membro estrutural rotativo principal 14. Os cabos 66 e 72 são paralelos ao lado 32 e 34 do membro estrutural rotativo principal 14, respectivamente. Assim, os cabos 66 e 72 da segunda concretização alternativa previnem movimento adiante e para trás do membro estrutural rotativo principal 14 a uma maior extração do que eles previnem movimento de lado do membro estrutural rotativo principal 14. A orientação dos cabos 66 e 72 na segunda concretização alternativa é uma alternativa à concretização preferida no caso que não é prático angular para fora os cabos 66 e 72 do lado 32 e 34 do membro estrutural rotativo principal 14. Os cabos 80 e 86 da primeira concretização alternativa são presos ao membro estrutural rotativo principal 14, mas não são presos a uma superfície fixa. Os cabos 80 e 86 adicionam rigidez ao membro estrutural rotativo principal 14 para ajudar a prevenir movimento adiante e para trás e de lado do membro estrutural rotativo principal 14. A terceira concretização alternativa de cabos 80 e 86 é uma alternativa viável à concretização preferida no caso que os cabos 80 e 86 não podem ser presos a uma superfície fixa.
O membro estrutural rotativo principal 14 pode ser uma lança. O membro estrutural rotativo principal 14 gira por lançamento do tubo 18 e alcança entre 45° - 90° de rotação.
A exposição e descrição precedentes da invenção são ilustrativas e explicativas dela. Várias mudanças nos detalhes da construção ilustrada e método podem ser feitas dentro da extração das reivindicações sem partir do verdadeiro espírito da invenção. A presente invenção só deveria ser limitada pelas reivindicações seguintes e seus equivalentes legais.
Claims (15)
- REIVINDICAÇÕES1. Aparelho de manipulação de tubo, o aparelho compreendendo:uma plataforma (6);um membro estrutural rotativo principal (14) girando sobre um eixo de pivô relativo à5 plataforma, dito membro estrutural rotativo principal se movendo entre uma primeira posição e uma segunda posição;um braço (20) preso articuladamente a dito membro estrutural rotativo principal;um meio de prender (11) interconectado a uma extremidade do dito braço oposta ao dito membro estrutural rotativo principal, dito meio de prender para prender um tubular (82) 10 no mesmo, dito braço se estendendo para fora de dito membro estrutural rotativo principal quando dito membro estrutural rotativo principal está na dita segunda posição, dito membro estrutural rotativo principal sendo uma haste;o aparelho sendo caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:um meio de tracionamento afixado adjacente a uma extremidade superior do dito15 membro estrutural rotativo principal, dito meio de tracionamento para aplicar tração ao dito membro estrutural rotativo principal quando dito membro estrutural rotativo principal está na segunda posição e para não aplicar tração ao dito membro estrutural rotativo principal quando dito membro estrutural rotativo principal está na primeira posição.
- 2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de20 tracionamento compreende:um primeiro cabo (38) tendo uma extremidade (40) presa adjacente a um topo do dito membro estrutural rotativo principal (14), dito primeiro cabo tendo uma extremidade oposta (42) presa em um local perto de um fundo do dito membro estrutural rotativo principal; e um segundo cabo (44) tendo uma extremidade (46) presa adjacente ao dito topo do25 dito membro estrutural rotativo principal, dito segundo cabo tendo uma extremidade oposta (48) presa em um local perto de dito fundo de dito membro estrutural rotativo principal; ePetição 870190004012, de 14/01/2019, pág. 8/11 em que ditos primeiro e segundo cabos tracionam o membro estrutural rotativo principal na dita segunda posição, ditos primeiro e segundo cabos estando frouxos quando dito membro estrutural rotativo principal está na dita primeira posição.
- 3. Aparelho de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que dito segundo cabo (44) está preso a um lado (34) do dito membro estrutural rotativo principal (14) oposto ao dito primeiro cabo.
- 4. Aparelho de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que ditos primeiro e segundo cabos (38, 44) estão presos em um local em frente a dito membro estrutural rotativo principal (14).
- 5. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito meio de tracionamento compreender:um primeiro cabo (38) tendo uma extremidade presa adjacente a um topo (26) do dito membro estrutural rotativo principal (14), dito primeiro cabo tendo uma extremidade oposta presa a uma superficie fixa (16) longe do dito membro estrutural rotativo principal;um segundo cabo (44) tendo uma extremidade presa adjacente ao dito topo de dito membro estrutural rotativo principal, dito segundo cabo tendo uma extremidade oposta presa à dita superfície fixa; e em que os dito primeiro e segundo cabos tracionam o membro estrutural rotativo principal na segunda posição, ditos primeiro e segundo cabos estando frouxos quando dito membro estrutural rotativo principal está na dita primeira posição.
- 6. Aparelho de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os dito primeiro e segundo cabos (38, 44) estão presos à dita superfície fixa (16) ao longo do eixo de pivô do membro estrutural rotativo principal (14).
- 7. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que dito primeiro cabo (38) se estende angularmente para fora a partir de um lado (32) do dito membroPetição 870190004012, de 14/01/2019, pág. 9/11 estrutural rotativo principal (14), dito segundo cabo (44) se estendendo angularmente para fora a partir de um lado oposto (34) do dito membro estrutural rotativo principal.
- 8. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que ditos primeiro e segundo cabos (38, 44) tracionam o membro estrutural rotativo principal (14) na segunda posição, ditos primeiro e segundo cabos estando frouxos quando dito membro estrutural rotativo principal está na dita primeira posição.
- 9. Aparelho de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que ditos primeiro e segundo cabos (38, 44) se estendem angularmente para fora a partir de uma frente do dito membro estrutural rotativo principal (14).
- 10. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que dito primeiro cabo (38) se estende angularmente para fora a partir de um lado (32) do dito membro estrutural rotativo principal (14), dito segundo cabo (44) se estendendo angularmente para fora a partir de um lado oposto (34) do dito membro estrutural rotativo principal.
- 11. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que ditos primeiro e segundo cabos (38, 44) estão presos à dita superfície fixa (16) em alinhamento com dito membro estrutural rotativo principal (14), dito primeiro cabo sendo paralelo ao dito lado (32) do dito membro estrutural rotativo principal, dito segundo cabo sendo paralelo ao dito lado oposto (34) do dito membro estrutural rotativo principal.
- 12. Método para tracionar um membro estrutural rotativo principal (14) de um aparelho de manipulação de tubo (12), o membro estrutural rotativo principal rotaciona sobre um eixo de pivô (18) a partir de uma primeira posição para uma segunda posição, o método caracterizado pelo fato de compreender:fixar um primeiro cabo (38) adjacente a um topo (26) do membro estrutural rotativo principal;fixar dito primeiro cabo a um local fixo (16) perto de um fundo do membro estrutural rotativo principal;Petição 870190004012, de 14/01/2019, pág. 10/11 fixar um segundo cabo (44) adjacente ao dito topo do membro estrutural rotativo principal;fixar dito segundo cabo a um local fixo (16) perto de dito fundo (28) do membro estrutural rotativo principal; e tracionar o membro estrutural rotativo principal na segunda posição com dito primeiro e segundo cabos e não aplicar tração ao dito membro estrutural rotativo principal na primeira posição com ditos primeiro e segundo cabos.
- 13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente:estender dito primeiro cabo (28) angularmente para fora a partir de um lado (32) do membro estrutural rotativo principal (14); e estender dito segundo cabo (44) angularmente para fora a partir de um lado (34) oposto do membro estrutural rotativo principal.
- 14. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que dito local fixo (16) é alinhado com o eixo de pivô (18) do membro estrutural rotativo principal (14).
- 15. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente:estender um braço (20) para fora do membro estrutural rotativo principal (14) quando o membro estrutural rotativo principal está na segunda posição;prender um tubo (82) com prendedores (17) em uma extremidade de dito braço (20) quando o membro estrutural rotativo principal está na primeira posição; e liberar dito tubo de ditos prendedores quando o membro estrutural rotativo principal está na segunda posição.
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