BR102012021032B1

BR102012021032B1 - Unidade móvel de usinagem para tubulações de petróleo

Info

Publication number: BR102012021032B1
Application number: BR102012021032-0A
Authority: BR
Inventors: Joelson dos Reis
Original assignee: Joelson Dos Reis Me
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2023-09-26
Also published as: BR102012021032A2

Abstract

unidade móvel de usinagem para tubulações de petróleo. trata-se de uma estrutura modular compartimentada, com adaptações internas e externas que permitem a instalação das ferramentas necessárias para a realização de trabalhos de usinagem em tubos de perfuração de poços de petróleo; sendo a principal ferramenta um torno mecânico (4) petroleiro, instalado de maneira estratégica, juntamente com outros componentes e ferramentas necessárias para a realização de um trabalho autônomo; sendo que o módulo (2) encontra-se instalado sobre uma carroceria (1) móvel, com rodas, permitindo o livre deslocamento do conjunto, por meio de seu acoplamento a um veículo automotor adequado; dita carroceria (1) possuindo, ainda, um guindaste (7) instalado em sua parte posterior; sendo que , de modo geral, o objeto é compreendido pelos seguintes componentes: carroceria (1); módulo (2); talha (3); torno mecânico (4); divisórias interna (5); dormitório (6); e, guindaste (7).

Description

Refere-se a presente invenção a uma unidade móvel de usinagem para tubulações de petróleo; mais especificamente uma estrutura que possibilita a execução de serviços de usinagem no campo, ou seja: na base de operação onde os serviços serão demandados sendo esta estrutura modular e compartimentada, com adaptações internas e externas que permitem a instalação das ferramentas necessárias para a realização de trabalhos de usinagem em tubos de perfuração de poços de petróleo. A principal ferramenta encontrada neste módulo é um torno mecânico petroleiro, instalado longitudinalmente em relação à carroceria, juntamente com outros componentes e ferramentas necessárias para a realização de um trabalho autônomo. O módulo encontra-se instalado sobre uma carroceria móvel, com rodas, permitindo o livre deslocamento do conjunto, por meio de seu acoplamento a um veículo automotor adequado. Tal carroceria possui ainda um guindaste na posição distai em relação ao torno, com a função de facilitar os procedimentos de usinagem a serem realizados em campo. Assim, torna-se possível levar o serviço de usinagem até o local de demanda, onde se encontram as tubulações de petróleo, ao invés de transportar tais tubulações até um centro de usinagem convencional, o que demandaria grande custo de transporte. Apresenta-se, portanto, um objeto com características peculiares, compreendido pela adaptação inteligente de componentes pré-existentes que resultou em um novo produto, capaz de suprir uma necessidade até então ávida.

ESTADO DA TÉCNICA

A descoberta de novas reservas de gás e petróleo na costa brasileira animou toda a cadeia envolvida no segmento petroquímica. Novos investimentos nessa área prometem aquecer a indústria por muitos anos, e os planos para elevar o Brasil à categoria de exportador de gás natural e petróleo são ambiciosos e animadores. Tal desafio abre novas perspectivas para o desenvolvimento de materiais e equipamentos mais eficientes, modernos e com novas características. Essa demanda crescente no setor de gás e petróleo também tende a tornar a usinagem um processo distinto, sendo necessário um atendimento cada vez mais especializado e de qualidade, além da sempre desejável redução dos custos de operação. Assim, observa-se a necessidade da oferta de serviços de usinagem capazes de proporcionar o melhor retorno em produtividade.

O termo usinagem compreende todo processo mecânico onde a peça é o resultado de um processo de remoção de material. Assim, compreende-se que podem existir vários processos de usinagem, entre eles: serramento, aplainamento, torneamento, fresamento, furação, brochamento, eletro erosão, entre outros. Além disso, a mecânica de usinagem engloba muitas máquinas, principalmente dentro da indústria metal mecânica. Dentre elas estão os tornos, as fresadoras, as retificadoras, as furadeiras, e etc.

Focando de modo mais específico a utilização do torno mecânico, esta máquina-ferramenta permite usinar peças de forma geométrica de revolução. Elas operam fazendo girar a peça a usinar, enquanto uma ou diversas ferramentas de corte são pressionadas em um movimento regulável de avanço de encontro à superfície da peça, removendo material de acordo com as condições técnicas adequadas.

No setor produtivo de gás e petróleo, mais especifica mente no processo de perfuração de poços de petróleo, denomina-se tubo de perfuração o cilindro de aço(envoltório) colocado no buraco para assegurar a integridade estrutural do poço recém perfurado pela sonda de perfuração (broca). Os buracos são feitos na base do poço para permitir a passagem do petróleo pelo furo. O transporte tubular é o tipo de transporte mais seguro e eficiente no que se refere à transportação de petróleo bruto e gás natural. Na medida em que a profundidade de perfuração aumenta, faz-se necessário o acoplamento de novos tubos de perfuração, de modo a prolongar o alcance da broca instalada na extremidade do primeiro tubo. Este acoplamento é realizado por meio de equipamentos próprios, que fazem o rosqueamento entre os tubos de perfuração, ou seja, cada tubo apresenta seções rosqueáveis em suas extremidades, sendo estas realizadas por meio da usinagem em torno mecânico especializado.

PROBLEMAS DA TÉCNICA

É importante destacar, no entanto, que as tubulações de perfuração sofrem constantes desgastes durante o processo, devido à intensa força de atrito entre elas e a parede do poço de petróleo; além da elevada pressão e da alta temperatura, características do processo. Para contornar esse problema é necessária a contínua manutenção dos tubos de perfuração, sendo tal procedimento realizado por meio da usinagem em torno mecânico especializado, também chamado de torno mecânico petroleiro. Este processo envolve, principalmente, o torneamento externo e/ou interno das extremidades de cada tubo, a fim de confeccionar novas roscas para acoplamento dos mesmos. Em certos casos, também é preciso cortar fora as extremidades mais desgastadas, processo este também realizado no torno mecânico; sendo, em seguida, produzidas novas roscas.

Para que seja possível a retificação dos tubos de perfuração, conforme descrito acima, primeiro é necessário levar estes tubos até os centros de usinagem, estes muitas vezes localizados distantes do local de extração de petróleo. Assim, as empresas deste setor são obrigadas a investir grandes quantias no transporte destes materiais até as usinas de retificação. Estes custos são elevados principalmente pelo fato da grande quantidade de tubos a serem transportados e, também, por estarem normalmente localizados em locais de difícil acesso, longe das zonas urbanas.

SOLUÇÃO PROPOSTA

A presente invenção, UNIDADE MÓVEL DE USINAGEM PARA TUBULAÇÕES DE PETRÓLEO, foi desenvolvida no intuito de solucionar o problema relacionado ao custo de transporte das tubulações de petróleo, conforme apresentado no estado da técnica além de proporcionar mais segurança com menos tráfego de carretas nas rodovias. Trata-se de uma estrutura modular compartimentada, com adaptações internas e externas que permitem a instalação das ferramentas necessárias para a realização de trabalhos de usinagem. A principal característica deste objeto é o fato de ser instalado sobre uma carroceria móvel, com rodas, permitindo o livre deslocamento do conjunto, por meio de seu acoplamento a um veículo automotor adequado. Assim, torna-se possível levar o serviço de usinagem até o local de demanda, onde se encontram as tubulações de petróleo, ao invés de transportar tais tubulações até um centro de usinagem convencional.

A vantagem encontra-se no fato de ser muito mais fácil e barato levar o módulo de usinagem até o local de extração de petróleo, do que levar os tubos até o centro de usinagem. Apresenta-se, portanto, um objeto com características peculiares, compreendido pela adaptação inteligente de componentes pré- existentes que resultou em um novo produto, capaz de suprir uma necessidade até então ávida.

FIGURAS RELACIONADAS

Para melhor compreensão da UNIDADE MÓVEL DE USINAGEM PARA TUBULAÇÃO DE PETRÓLEO faz-se referência às seguintes figuras anexas:

FIGURA 01: desenho ilustrativo do objeto, apresentado em perspectiva;

FIGURA 02: desenho ilustrativo, com vista em corte e perspectiva, da estrutura modular da unidade móvel de usinagem, apresentando seus componentes internos; FIGURA 03: desenho ilustrativo do objeto, em vista lateral;

FIGURA 04: desenho ilustrativo do objeto, em vista frontal;

FIGURA 05: desenho ilustrativo do objeto, em vista posterior;

FIGURA 06: desenho ilustrativo do objeto, em vista superior;

FIGURA 07:desenho ilustrativo do objeto módulo com talha em vista lateral;

FIGURA 08: desenho ilustrativo do objeto módulo com talha em vista superior.

DESCRIÇÃO DETALHADA

De acordo com as figuras apresentadas, o objeto da presente invenção é compreendido, de modo geral, pelos seguintes componentes: carroceria (1); módulo (2); talha (3); torno mecânico (4); divisória interna (5); dormitório (6); e, guindaste (7).

A carroceria (1) compreende um chassi com dois ou três eixos, sendo sua base estrutural formada por vigas metálicas e provida de calço e espaçadores específicos. Para seu acoplamento à longarina do caminhão podem-se utilizar grampos "U", placas de fixação ou talas específicas. Devido ao seu grande comprimento, para o controle de flexibilidade das vigas são utilizados tensores de aço, sendo dois pares por cada viga. No entanto é muito importante que os tensores sejam regulados para manter as vigas apenas retas, nunca com flecha negativa, ou seja, curvando as vigas para cima. Isto causaria prejuízo à tração, desequilíbrio nas frenagens, interferência na estabilidade e ilegalidade quanto à altura do pára-choque traseiro. A carroceria, portanto, é a base estrutural móvel onde serão instalados os demais componentes do objeto de patente, entre eles o módulo (2), o torno mecânico (4) e o guindaste (7).

O módulo (2) é um compartimento de metal destinado ao acondicionamento e transporte das ferramentas e demais adaptações necessárias para realização dos trabalhos de usinagem. Dentro dele encontram-se a talha (3), o torno mecânico (4), a divisória interna (5) e o dormitório (6); além de outras adaptações e utensílios necessários para uma melhor condição de trabalho, como, por exemplo, instalações elétricas para lâmpadas, ventilador, arcondicionado, geladeira e outros equipamentos, de acordo com a necessidade. Também podem ser instalados, nas paredes internas do módulo (2), diferentes tipos de suportes para apoio de equipamentos auxiliares ao trabalho de usinagem, como luneta, esteira, martelos, alicates, lixadeiras, furadeiras, talhadeiras, etc. Outras adaptações, como portas e janelas laterais, também podem ser incorporadas ao módulo (2), de modo a aumentar a ventilação interna e facilitar o acesso ao mesmo. O Módulo (2) também pode executar a usinagem de roscas em tubos de perfuração de petróleo no solo sem auxílio da carroceria (1), sem perda de capacidade produtiva ou de qualidade dos serviços, sendo que desta forma o módulo (2) é montado em conjunto com a talha (3) que fará a substituição do guindaste (7), conforme figura (07) e figura (08).

Atalha (3) encontra-se instalada na parte superior interna do módulo (2), ou seja, no teto. Trata-se de um aparelho constituído por um jogo de roldanas de diâmetros diferentes e destinado a levantar grandes pesos. Neste caso, a talha (3) será utilizada exclusivamente para o levantamento dos tubos de petróleo a serem usinados dentro do módulo (2), movimentando-os de maneira retilínea e perpendicular ao torno mecânico (4).

O torno mecânico (4), que se encontra instalado no interior do módulo (2), basicamente é composto de uma unidade em forma de caixa que sustenta uma estrutura chamada cabeçote fixo. A composição da máquina contém ainda duas superfícies orientadoras chamadas barramentos, que por exigências de durabilidade e precisão são temperadas e retificadas. O barramento é a base de um torno, pois sustenta a maioria de seus acessórios, como lunetas, cabeçote fixo e móvel etc. Através deste equipamento é possível confeccionar eixos, polias, pinos, roscas, peças cilíndricas internas e externas, além de cones, esferas e os mais diversos formatos. Com o acoplamento de diversos acessórios, alguns mais comuns, outros menos, o torno mecânico (4) pode ainda desempenhar as funções de outras máquinas ferramentas, como fresadora, plaina, retifica ou furadeira. No caso da presente invenção, o torno mecânico (4) será utilizado especifica mente para usinagem de tubos de petróleo, não sendo esta condição, porém, impeditiva para execução das demais tarefas apresentadas anteriormente.

A divisória interna (5) é compreendida por uma parede de fibra de vidro ou material similar, com recorte retangular central para instalação de porta, podendo esta ser corrediça, sanfonada ou de abertura convencional. A função da divisória (5) é separar a área de trabalho, onde se encontra o torno mecânico (4), da área de descanso dos operários, o dormitório (6). Devido se tratar de uma unidade móvel de usinagem, não basta apenas compreender os equipamentos de trabalho, sendo também necessário transportar os profissionais especializados nesse serviço. Para tanto, tem-se o dormitório (6), onde se deve incorporar, basicamente, uma cama beliche, uma geladeira, um ar-condicionado ou ventilador, um armário e pontos de energia para lâmpadas e outros equipamentos de uso pessoal. A princípio, o dormitório (6) tem capacidade para duas pessoas, sendo estas suficientes para execução do serviço de usinagem. No entanto, dependendo da necessidade, podem ser transportados mais funcionários, bastando reservar uma área maior para o dormitório (6), além do acréscimo de alguns dos utensílios pessoais já citados.

O guindaste (7) é um equipamento com sistema hidráulico para movimentação, içamento, remoção de equipamentos e outros. Possui um braço hidráulico telescópico e é usado para cargas e descargas em geral, que possam ser amarrados e içados. Encontra-se instalado na parte posterior da carroceria (1), o que permite carregar, transportar e descarregar os tubos de petróleo. Para içamento das peças normalmente são usadas cintas especiais para cargas, cabos de aço ou correntes.

A diferença entre o guindaste (7) e a talha (3) está no tipo de trabalho a ser realizado. Apesar de ambos serem usados para içamento de carga, o guindaste (7) é responsável por erguer e transportar os tubos de petróleo localizados ao redor para a parte frontal do módulo, onde será acoplado ao gancho da talha (3). Esta, por sua vez, executará o movimento de içamento e retilíneo de cada tubo de petróleo, em direção ao cabeçote do torno mecânico (4), podendo esta tarefa ser realizada com o auxílio de uma luneta e/ou esteira, equipamentos comumente utilizados no campo da usinagem e que podem ser facilmente transportados pela unidade móvel de usinagem.

Quanto à energia necessária para realização do trabalho de usinagem, a unidade móvel possui seu próprio gerador de energia, sendo este alimentado por óleo diesel ou combustível similar. Tal gerador produz a energia necessária para o funcionamento de um motor elétrico, também agregado à unidade móvel de usinagem. Este motor elétrico, por sua vez, alimenta as bombas hidráulicas do guindaste e da talha, além de promover o funcionamento do torno mecânico. Portanto, trata-se de um sistema autossuficiente, que depende apenas do abastecimento convencional de combustível.

Claims

1 - UNIDADE MÓVEL DE USINAGEM PARA TUBULAÇÕES DE PETRÓLEO, caracterizado por possibilitar a execução de serviços de usinagem no campo, ou seja, na base de operação onde os serviços serão demandados, compreendendo uma estrutura modular compartimentada, com adaptações internas e externas que permitem a instalação das ferramentas necessárias para a realização de trabalhos de usinagem em tubos de perfuração de poços de petróleo; sendo a principal ferramenta um torno mecânico (4) petroleiro, instalado longitudinalmente em relação à carroceria, juntamente com outros componentes e ferramentas necessárias para a realização de um trabalho autônomo; sendo que o módulo (2) se encontra instalado sobre uma carroceria (1) móvel, com rodas, permitindo o livre deslocamento do conjunto, por meio de seu acoplamento a um veículo automotor adequado; dita carroceria (1) possuindo um guindaste (7) instalado na parte posterior; sendo que, de modo geral, o objeto é compreendido pelos seguintes componentes: carroceria (1); módulo (2); talha (3); torno mecânico (4); divisória interna (5); dormitório (6); e, guindaste (7).

2 - UNIDADE MÓVEL DE USINAGEM PARA TUBULAÇÕES DE PETRÓLEO, de acordo com reivindicação 1, caracterizado por apresentar uma carroceria (1) compreendida por um chassi com três eixos, com rodas; sendo sua base estrutural formada por vigas metálicas e provida de calço e espaçadores específicos; dita carroceria (1) podendo ser acoplada à longarina do caminhão por meio de grampos "U", placas de fixação ou talas específicas; conferindo, assim, uma base estrutural móvel onde serão instalados os demais componentes do objeto de patente, entre eles o módulo (2), o torno mecânico (4) e o guindaste (7).

3 - UNIDADE MÓVEL DE USINAGEM PARA TUBULAÇÕES DE PETRÓLEO, de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato da carroceria (1) utilizar tensores de aço para o controle de flexibilidade das vigas, sendo dois pares por viga, devendo estes tensores serem regulados para manterem as vigas sempre retas.

4 - UNIDADE MÓVEL DE USINAGEM PARA TUBULAÇÕES DE PETRÓLEO, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato do módulo (2) compreender um compartimento de metal destinado ao acondicionamento e transporte das ferramentas e demais adaptações para realização dos trabalhos de usinagem; sendo que, dentro desse módulo (2) encontram-se a talha (3), o torno mecânico (4), a divisória interna (5) e o dormitório (6), além de outras adaptações e utensílios de uso comum, como instalações elétricas para lâmpadas, ventilador, ar-condicionado, geladeira e outros equipamentos; também podendo ser instalados, nas paredes internas do módulo (2), suportes para apoio de equipamentos auxiliares ao trabalho de usinagem; além de adaptações, como portas e janelas laterais, para aumentar a ventilação interna e facilitar o acesso ao módulo (2).

5 - UNIDADE MÓVEL DE USINAGEM PARA TUBULAÇÕES DE PETRÓLEO, de acordo com reivindicação 1, caracterizado por apresentar uma talha (3) instalada na parte superior interna do módulo (2); sendo um aparelho constituído por roldanas de diâmetros diferentes e responsável pelo levantamento dos tubos de petróleo a serem usinados dentro do módulo (2), movimentando-os de maneira retilínea e perpendicular ao cabeçote do torno mecânico (4).

6 - UNIDADE MÓVEL DE USINAGEM PARA TUBULAÇÕES DE PETRÓLEO, de acordo com reivindicação 1, caracterizado por um torno mecânico (4) instalado no interior do módulo (2), composto de uma unidade em forma de caixa que sustenta uma estrutura chamada cabeçote fixo; sendo que a composição da máquina contém duas superfícies orientadoras chamadas barramento, que formam a base do torno, pois sustenta a maioria de seus acessórios, como lunetas, cabeçote fixo e móvel, etc.; sendo o presente torno mecânico (4) utilizado para usinagem de tubos de petróleo.

7 - UNIDADE MÓVEL DE USINAGEM PARA TUBULAÇÕES DE PETRÓLEO, de acordo com reivindicação 1, caracterizado por apresentar uma divisória interna (5) compreendida por uma parede de fibra de vidro ou material similar, com recorte retangular central para instalação de porta, podendo esta ser corrediça, sanfonada ou de abertura convencional; sendo dita divisória (5) responsável por separar a área de trabalho, onde se encontra o torno mecânico (4), da área de descanso dos operários, o dormitório (6); onde se encontra, basicamente, uma cama beliche, uma geladeira, um ar-condicionado ou ventilador, um armário e 5 pontos de energia para lâmpadas e outros equipamentos.

8 - UNIDADE MÓVEL DE USINAGEM PARA TUBULAÇÕES DE PETRÓLEO, de acordo com reivindicação 1, caracterizado por compreender um guindaste (7) com braço hidráulico telescópico instalado na posição distai em relação ao torno (4), o que permite carregar, transportar e descarregar os tubos de petróleo; sendo que, para içamento das peças são normalmente usadas cintas especiais para cargas, cabos de aço ou correntes.