BRPI1102935A2

BRPI1102935A2 - junta de reforÇo para colunas de risers utilizados na extraÇço de petràleo

Info

Publication number: BRPI1102935A2
Authority: BR
Inventors: Alejandro Andueza
Original assignee: Alejandro Andueza
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2013-07-16
Also published as: WO2013000048A1

Abstract

JUNTA DE REFORÇO PARA COLUNAS DE RISERS UTILIZADOS NA EXTRAÇçO DE PETRàLEO. Refere-se a uma junta (J) de reforço aplicada preferencialmente em cirlil pipe riser e sistemas similares, a qual é composta de três tubos (1, 3 e 11) montados rigidamente entre si por meio de conectores (4 e 12) que utilizam a rosca (5) para fins de fixação das referidas peças sendo dotados de dispositivo anti-rotacional (10) para evitar desmontagens acidentais.

Description

"JUNTA DE REFORÇO PARA COLUNAS DE RISERS UTILIZADOS NA EXTRAÇÃO DE PETRÓLEO"

Trata a presente solicitação de Patente de Invenção de uma inédita "JUNTA DE REFORÇO PARA COLUNAS DE RISERS UTILIZADOS NA EXTRAÇÃO DE PETRÓLEO" se refere a uma junta de reforço a ser aplicada em três peças montáveis localizadas na parte inferior de colunas de riser, como, por exemplo, drill pipe riser, capaz de suportar e melhor se comportar sob os elevados níveis de esforços de momento fletor e tração resultantes da movimentação da plataforma de petróleo ou navio sonda, pelas condições ambientais de correnteza/ ondas e por cargas operacionais de tração aplicadas com o objetivo de promover a estabilidade estrutural da coluna propriamente dita. EMBASAMENTO

Um campo petrolífero submarino requer instalações e conexões de equipamentos específicos, tais como os denominados tecnicamente de "Árvore de Natal Molhada (ANM)", "Ferramenta de Desconexão Rápida (FDR)", "Capa de Abandono (Tree Cap)" entre tantos outros equipamentos utilizados para o desenvolvimento da produção de petróleo.

Uma maneira usual de instalação, intervenção e recuperação da "Árvore de Natal Molhada", em atividades de exploração e completação de poços submarinos, é por meio de outro equipamento denominado drill pipe riser, constituído por uma coluna de tubos especiais e conectáveis entre si.

Operacionalmente, o drill pipe riser é submergido a partir de uma

plataforma

ou navio sonda petrolífero em que os tubos são sucessivamente conectados. Atualmente as colunas de drill pipe riser alcançam a profundidade de até 2500m com perspectiva de aumentar esse número para 3000 m ou mais. A parte inferior da coluna de drill pipe riser possui um dispositivo tecnicamente denominado de junta de reforço (stress joint) cuja finalidade é suportar as elevadas cargas já comentadas acima. A junta de reforço é normalmente de seção variável o que confere maior complacência estrutural.

ESTADO DA TÉCNICA

Atualmente, as juntas de reforço utilizadas em drill pipe riser consistem de peça única dotada na porção inferior de uma conexão flangeada ou conector mecânico ou hidráulico afim e, na porção superior uma conexão mecânica roscada ou de outro tipo. Em uma variação construtiva tais juntas também podem ser formatadas pela soldagem de várias partes. Normalmente, as juntas têm o comprimento variando entre 11m e 14m, porém nada impede comprimentos diferentes destes, desde que tecnicamente justificado.

Um inconveniente das juntas de reforço obtidas pela junção de várias partes, é relacionado à dificuldade de execução das soldas com materiais de alta resistência em que a dureza, após o procedimento de solda, deve ser controlada como, por exemplo, em aplicações que envolvam a presença de fluidos com gases corrosivos como o H2S e o CO2. Por sua vez, nestas condições (fluidos corrosivos), uma excelente alternativa consiste em revestir o diâmetro interno com ligas de material particularmente resistente a corrosão, como o inconel ou outro afim desde que diferente do material base utilizado na fabricação da junta. Dito material resistente a corrosão pode ser depositado por um processo tecnicamente denominado de cladding ou outro qualquer. No entanto, esse processo não é passível de utilização devido à dificuldade de execução técnica na fabricação quando a junta de reforço apresenta grande comprimento e diâmetro interno reduzido. O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patentes que versam sobre a matéria em apreço como, por exemplo, o PI0900164-6, "SISTEMA DE INTERLIGAÇÃO DE TUBULAÇÃO SEM APLICAÇÃO DE SOLDAS - VÁCUO ATÉ ALTA PRESSÃO" qu© se refere a um sistema que através do processo mecânico de interferência podem ser interligados tubos sujeitos a situações criticas desde vácuo a altas pressões. A interferência mecânica é decorrente da combinação do anel trava, canal no tubo para o anel trava, flange de ligação e flange de vedação, os quais compõem no conjunto um sistema rígido e mecanicamente seguro quando aplicado em tubulações.

Como se pode constatar pelo documento acima, o sistema de interligação de tubulação aplicada é o mecânico que, por intermédio de anel de trava e flanges é que se uni uma tubulação à outra sem a aplicação de soldas, o caso da patente ora reivindicada compreende outro sistema de junção de tubulação diferente do extraído acima descrita, pois utiliza mecanismos de rosca e pino trava. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Trata de uma junta composta por três peças montadas com o auxílio de duas conexões mecânicas roscadas, ao invés de soldagem, devidamente vedadas para garantir a estanqueidade de líquidos e gases internos sob pressão de qualquer intensidade.

PRINCIPAIS VANTAGENS DA INVENÇÃO

> Possibilidade de fabricação da junta de reforço em varias partes através de conexões mecânicas roscadas eliminando a necessidade de utilização de processos de soldagem;

> Possibilidade de revestir a região exposta a fluido corrosivo com material resistente a corrosão por processo de cladding ou por qualquer outro processo de fabricação devido à redução do comprimento das peças que formam a junta de reforço facilitando desta forma o processo de fabricação;

> As conexões da junta de reforço são rígidas e sem folgas, permitindo a transmissão de cargas externas de força e de momento fletor através do equipamento com excelente comportamento a fadiga (carregamento cíclico);

> Complementarmente às cargas supracitadas a junta de reforço montada suporta cargas de pressão interna e/ou externa sendo estanque tanto para líquidos quanto para gases.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Para melhor explicar a invenção relacionam-se abaixo os desenhos que representam de forma ilustrativa e não limitativa.

Fig. 1: Vista em corte da junta de reforço para colunas de risers utilizadas na extração de petróleo;

Fig. 2: Detalhe em corte da conexão intermediária inferior da junta de reforço para colunas de risers utilizadas na extração de petróleo;

Fig. 3: Detalhe em corte da conexão intermediária superior da junta de reforço para colunas de risers utilizadas na extração de petróleo. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A "JUNTA DE REFORÇO PARA COLUNAS DE RISERS UTILIZADOS NA EXTRAÇÃO DE PETRÓLEO" refere-se a uma junta (J) de reforço aplicada preferencialmente em drill pipe riser e sistemas similares, a qual é composta de três tubos (1, 3 e 11) montados rigidamente entre si por meio de conectores (4 e 12) que utilizam a rosca (5) para fins de fixação das referidas peças sendo dotados de dispositivo anti-rotacional (10) para evitar desmontagens acidentais. Mais particularmente, a junta (J) de reforço pleiteada é constituída por três tubos (1, 3 e 11) acopláveis entre si, com as paredes externas de diâmetros escalonados num delineamento perimetral crescente de cima para baixo, favorecendo a estabilidade do conjunto apoiado em flange (2) ou dispositivo similar anexo ao tubo (1). A junção entre os tubos (1 e 3) é efetivada por meio de conexão intermediária inferior (4) cujo avanço interno (A) faz batente na face superior maior diâmetro (3') do tubo intermediário (3), bem como a rosca (5) compatível com a rosca (5') da extremidade superior do tubo (1) inferior. A estanqueidade da junção se dá, primeiramente, por meio de elementos vedantes (V) distribuídos em sedes inseridas entre as paredes dos tubos conectados. A estanqueidade do sistema é também garantida por uma vedação secundária metálica (7) que é energizada quando da montagem da conexão (4). Por fim, a estaticidade da conexão (4) em relação aos tubos (1 e 3) se dá graças a um dispositivo anti-rotacional (10) pinado na parede do tubo inferior. A montagem do tubo superior (11) ao tubo intermediário (3) se dá da mesma forma acima descrita, ou seja, pela conexão intermediária superior (12) cujo avanço interno (A) faz batente na face superior maior diâmetro (11') do tubo (11) e pela rosca (5) inserida na rosca (5') do tubo intermediário (3). A estanqueidade desta junção se dá, primeiramente, por meio de elementos vedantes (V) distribuídos em sedes inseridas entre as paredes dos tubos conectados e, como, já comentado pela vedação secundária metálica (7).

Em certas aplicações onde a junta de reforço está em contato com fluidos altamente corrosivos é necessário o revestimento do diâmetro interno com ligas de material com característica de alta resistência a corrosão que pode ser inconel (8) ou qualquer outro tipo de material diferente do material base utilizado na fabricação da junta de reforço.

Claims

1.) "JUNTA DE REFORÇO PARA COLUNAS DE RISERS UTILIZADOS NA EXTRAÇÃO DE PETRÓLEO" caracterizado por ser constituída por três tubos (1, 3 e 11) acopláveis entre si por meio de conexão intermediária inferior (4) e conexão intermediária superior (12) dotadas de dispositivo anti-rotacional (10).

2.) "JUNTA DE REFORÇO PARA COLUNAS DE RISERS UTILIZADOS NA EXTRAÇÃO DE PETRÓLEO" de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela interligação entre o tubo (1) e o tubo (3) ser feito pela conexão intermediária inferior (4) cujo avanço interno (A) faz batente no maior diâmetro (3') do tubo intermediário (3), bem como a rosca (5) compatível com a rosca (5') da extremidade superior do tubo (1) inferior.

3.) "JUNTA DE REFORÇO PARA COLUNAS DE RISERS UTILIZADOS NA EXTRAÇÃO DE PETRÓLEO" de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela interligação ente o tubo (11) e o tubo intermediário (3) se dar da mesma forma com a conexão intermediária superior (12).