BR102012030566A2

BR102012030566A2 - Conector tubular

Info

Publication number: BR102012030566A2
Application number: BRBR102012030566-6A
Authority: BR
Inventors: Joseph William Pallini Jr; Rockford Dee Lyle; Steven Matthew Wong
Original assignee: Vetco Gray Inc
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2015-01-27
Also published as: GB201221219D0; US8757671B2; MY155845A; GB2497193B; CN103132927B; AU2012258307A1; NO20121346A1; BR102012030566B1; US20130140813A1; GB2497193A; NO342759B1; AU2012258307B2; CN103132927A

Abstract

CONECTOR TUBULAR. Trata-se de um conjunto de coluna ascendente de tubos submarinos que conecta dois membros tubulares (41, 17) com o movimento axial de uma luva externa (35). O conjunto inclui um primeiro membro tubular (41) que tem uma extremidade (43), e um segundo membro tubular (17) que tem uma extremidade (19) com uma pluralidade de escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) separadas por fendas (25), o segundo membro tubular (17) coaxial com o primeiro membro tubular (41). A extremidade (19) do primeiro membro tubular (17) é inserida na extremidade (43) do segundo membro tubular (41). Uma luva externa (35) que tem um diâmetro interno (36) que engata um diâmetro externo (33) de cada escora de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23). O movimento axial da luva externa (35) relativo às escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) faz com que o diâmetro interno (36) da luva externa (35) interaja com o diâmetro externo (33) das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23), fazendo com que deste modo as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) contraiam radialmente. A contração radial das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) prende o primeiro membro tubular (41) ao segundo membro tubular (17) em uma posição enroscada.

Description

“CONECTOR TUBULAR” Antecedentes da Invenção Campo da Invenção Esta invenção se refere em general a perfuração e produção de poços de petróleo e gás e, em particular, a um esquema de um conector de acionamento deslizante para membros tubulares.

Breve Descrição da Técnica Relacionada A coluna ascendente de tubos é uma tubulação de grande diâmetro usada na perfuração, produção, exportação, importação, mineração, em alto mar e operações sem suporte para guiar as colunas de tubos, tais como colunas de perfuração ou colunas de produção, das plataformas marítimas para e da cabeça de poço submarina e para fornecer meios para circulação de fluido. A coluna de tubos é abaixada através da coluna ascendente de tubos. O fluido circula para baixo da plataforma através da coluna de tubos, para fora através da broca de perfuração, ou outro subconjunto, e retorna para a plataforma no espaço entre o diâmetro interno da coluna ascendente de tubos e o diâmetro externo da coluna de tubos. Forças ambientais provocadas por ondas, correntes, e o movimento da plataforma marítima, bem como forças internas provocadas pelo peso dos fluidos pesados, contribuem todas para as cargas substanciais aplicadas à coluna ascendente de tubos. Adicionalmente, colunas ascendentes de tubos de alta pressão, utilizando conjuntos de preventores de superfície, pode ser expostas a pressão total de furo de poço. A conexão entre cada junta sucessiva da coluna ascendente de tubos tem que ser capaz de suportar estas cargas. A técnica anterior enrosca o tubo de coluna ascendente de tubos ou conexões de junta com conectores tipo flange aparafusados ou com parafusos orientados radialmente que move cães de retenção para dentro e para fora de engate com um perfil no tubo da coluna ascendente de tubos.

Ambos estes métodos requerem manipulação de pessoas colocando com uma chave inglesa ou dispositivo tensionador de rebite, em grande proximidade às fendas de perfuração por períodos de tempo prolongados, e aumentando o nível de perigo de execução da tarefa.

Em outra realização da técnica anterior as extremidades de roscas fêmeas da coluna ascendente de tubos são formadas com bolsas e membros de travamento posicionados dentro das bolsas. Os membros de travamento têm um perfil que casa com um perfil em um extremidade de rosca macho da coluna ascendente de tubos adjacente. Este conjunto de coluna ascendente de tubos inclui um anel de carnes especial que é acionado por equipamento especializado na plataforma. O equipamento especializado faz com que o carne mova os membros de travamento para engatar com o perfil da extremidade de rosca macho para prender os tubos da coluna ascendente de tubos. Estes conjuntos de carnes podem aumentar significativamente o custo da plataforma devido aos custos de capital aumentados para o equipamento especial e membros de coluna ascendente de tubos mais caros. Portanto, uma junta de coluna ascendente de tubos que permite uma conexão robusta que possa ser rapidamente enroscada sem colocar pessoal em grande proximidade às fendas de perfuração por períodos de tempo prolongados e com um menor custo de capital deve ser desejável.

Em ainda outra realização da técnica anterior, as extremidades da coluna ascendente de tubos são formadas com ranhuras. Um engaste, ou anel bipartido pode envolver as extremidades de coluna ascendente de tubos, e uma luva pode envolver o engaste ou anel bipartido. A luva terá uma rosca formada especialmente em um diâmetro interno que engata com uma rosca correspondente em um diâmetro externo do engaste ou anel bipartido. A rotação da luva relativa ao engaste ou anel bipartido contrai radialmente o engaste ou anel bipartido para acoplar as extremidades da coluna ascendente de tubos. Em realizações que usam um engaste, o engaste tem ranhuras no diâmetro interno que engatarão as ranhuras formadas nas extremidades da coluna ascendente de tubos. Em realizações que utilizam um anel bipartido, a contração radial do anel bipartido fará com que as ranhuras nas extremidades da coluna ascendente de tubos engatem. Nestas realizações, uma extremidade da coluna ascendente de tubos terá ranhuras em uma parte do diâmetro externo, e uma extremidade da coluna ascendente de tubos terá ranhuras em uma parte do diâmetro interno. Estes conjuntos de coluna ascendente de tubos requerem tempo de fabricação significativo para usinar componentes de engate complexos de engaste ou anel bipartido. Adicionalmente, a resistência da coluna ascendente de tubos pode ser limitada pela resistência do membro de engaste, um membro tipicamente formado com uma parede lateral mais fina e sujeito a maiores taxas de falha por fadiga. Ainda adicionalmente, o enroscamento destes conectores ainda requer a proximidade do trabalhador ao maquinário rotativo. Este é um risco significativo de ferimento no trabalhador. Portanto, uma junta de coluna ascendente de tubos que permita uma conexão robusta não limitada por um componente interposto que possa ser rapidamente enroscada sem componentes usinados complexos é desejável.

Descrição Resumida da Invenção Estes e outros problemas são geralmente resolvidos ou contornados, e vantagens técnicas são geralmente alcançadas, por realizações preferenciais da presente invenção que fornecem um conector de enroscamento rápido para membros tubulares de custo reduzido.

De acordo com uma realização da presente invenção, é revelado um conector tubular. O conector tubular inclui um primeiro membro tubular que tem um eixo geométrico e uma parte de extremidade com ranhuras formadas em um diâmetro externo da parte de extremidade. O conector tubular também inclui um segundo membro tubular que tem uma parte de extremidade com uma pluralidade de escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea separadas por fendas e ranhuras formadas em uma superfície interna das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea, em que o segundo membro tubular é coaxial com o primeiro membro tubular. As ranhuras do primeiro membro tubular ficam próximas às ranhuras do segundo membro tubular quando o primeiro membro tubular é inserido na extremidade do segundo membro tubular em uma posição inicial. O conector tubular adicionalmente inclui uma luva externa disposta em volta das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea. O movimento axial da luva externa relativo às escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea faz com que uma superfície interna da luva externa deslize de encontro à superfície externa das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea, fazendo com que as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea contraiam radialmente para engatar com as ranhuras na parte de extremidade do segundo membro tubular, deste modo prendendo o primeiro membro tubular ao segundo membro tubular em uma posição enrascada.

De acordo com outra realização da presente invenção, é revelado um conector tubular. O conector tubular inclui um primeiro membro tubular que tem um eixo geométrico e uma parte de extremidade com ranhuras formada em um diâmetro externo da parte de extremidade. O conector tubular também inclui um segundo membro tubular que tem uma parte de extremidade com uma pluralidade de escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea inclinadas para fora separadas por fendas, ranhuras formadas em uma superfície interna das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea, e uma superfície arqueada em uma superfície externa das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea, em que o segundo membro tubular é coaxial com o primeiro membro tubular. Uma profundidade das ranhuras do segundo membro tubular aumenta quando as ranhuras se aproximam da parte de extremidade do segundo membro tubular, e uma profundidade das ranhuras do primeiro membro tubular diminui quando as ranhuras se aproximam da parte de extremidade do primeiro membro tubular. As ranhuras do primeiro membro tubular ficam próximas às ranhuras do segundo membro tubular quando o primeiro membro tubular é inserido na extremidade do segundo membro tubular em uma posição inicial. O conector tubular adicionalmente inclui uma luva externa disposta em volta das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea e que tem uma superfície interna cônica. O movimento axial da luva externa relativo às escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea faz com que a superfície interna cônica da luva externa deslize de encontro à superfície externa das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea arqueadas, fazendo com que as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea contraiam radialmente para engatar com as ranhuras na parte de extremidade do segundo membro tubular, deste modo prendendo o primeiro membro tubular ao segundo membro tubular em uma posição enroscada.

De acordo com ainda outra realização da presente invenção, é revelado um método para unir membros tubulares. O método fornece um primeiro membro tubular que tem uma extremidade de rosca macho, e um segundo membro tubular que tem com um extremidade de rosca fêmea com escoras de estaleiramento vertical inclinadas para fora e uma luva móvel axialmente que tem uma superfície de carne interno. O método insere a extremidade de rosca macho do primeiro membro tubular na extremidade de rosca fêmea do segundo membro tubular para alinhar ranhuras confrontantes opostamente na extremidade de rosca fêmea e na extremidade de rosca macho em uma posição inicial. O método move a luva em uma superfície externa da extremidade de rosca fêmea axialmente em direção ao primeiro membro tubular para mover as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea da extremidade de rosca fêmea do segundo membro tubular para dentro para engatar com a extremidade de rosca macho do primeiro membro tubular para engatar totalmente as ranhuras confrontantes opostas e prender o primeiro membro tubular ao segundo membro tubular.

De acordo com ainda outra realização da presente invenção, é revelado um conector tubular. O conector tubular inclui um primeiro membro tubular que tem um eixo geométrico e uma parte de extremidade com roscas formadas em um diâmetro externo da parte de extremidade, e um segundo membro tubular que tem uma parte de extremidade com uma pluralidade de escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea separadas por fendas e roscas formadas em uma superfície interna das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea, em que o segundo membro tubular fica coaxial com o primeiro membro tubular. As roscas do primeiro membro tubular ficam próximas às roscas do segundo membro tubular quando o primeiro membro tubular é inserido na extremidade do segundo membro tubular em uma posição inicial. Uma luva externa é disposta em volta das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea e tem uma superfície interna. O movimento axial da luva externa relativo às escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea faz com que a superfície interna da luva externa deslize de encontro à superfície externa das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea, fazendo com que as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea contraiam radialmente para engatar com as roscas na parte de extremidade do segundo membro tubular. Desta maneira o primeiro membro tubular prende ao segundo membro tubular em uma posição enroscada.

Uma vantagem de uma realização preferencial é que a mesma fornece um conector de enroscamento rápido para membros tubulares de custo reduzido. O conector pode ser enroscado sem uma chave inglesa ou dispositivo tensionador de rebite, colocar pessoal em grande proximidade às fendas de perfuração por períodos de tempo mais curtos, e diminuir o nível de perigo de executar a tarefa. Adicionalmente, o conector pode ser enroscado sem nenhuma volta, diminuindo significativamente o tempo requerido para enroscar a conexão. Ainda adicionalmente, a conexão não requer tempo extenso de usinagem intensiva de múltiplos componentes para fabricar a junta de coluna ascendente de tubos.

Breve Descrição das Figuras De modo que a maneira pela qual as características, vantagens e objetivos da invenção, bem como outros que se tornarão evidentes, são alcançados, e podem ser entendidos em mais detalhes, descrição mais particular da invenção sumarizada brevemente acima pode ser obtida por referência às realizações da mesma as quais são ilustradas nos desenhos em anexo que formam uma parte desta especificação. Deve ser observado, entretanto, que os desenhos ilustram apenas uma realização preferencial da invenção e, portanto não devem ser considerados limitantes de seu escopo uma vez que a invenção pode admitir outras realizações igualmente eficazes. A Figura 1 é uma representação esquemática de uma coluna ascendente de tubos que se estende entre um conjunto de cabeça de poço submarino e uma plataforma de superfície.

As Figuras 2 e 3 são vistas de corte lateral de uma junta para conectar dois tubulares da coluna ascendente de tubos da Figura 1. A Figura 4A é uma vista de corte da junta da Figura 2 tomada ao longo da linha 4A—4A. A Figura 4B é uma vista de corte da junta da Figura 3 tomada ao longo da linha 4B—4B.

Descrição Detalhada da Realização Preferencial A presente invenção agora será descrita mais completamente daqui para frente com referência aos desenhos em anexo que ilustram realizações da invenção. Esta invenção pode, entretanto, ser incorporada em muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como limitada às realizações ilustradas apresentadas neste documento. Em vez disso, estas realizações são fornecidas de modo que esta revelação seja profunda e completa, e que transmita completamente o escopo da invenção para os indivíduos versados na técnica. Números semelhantes se referem a elementos semelhantes por todas as figuras.

Na discussão a seguir, vários detalhes específicos são apresentados para fornecer um entendimento completo da presente invenção. Entretanto, ficará óbvio para os indivíduos versados na técnica que a presente invenção pode ser praticada sem estes detalhes específicos. Adicionalmente, para a maior parte, os detalhes com respeito à operação da sonda, conexões de conjuntos submarinos, uso de coluna ascendente de tubos, e assim por diante foram omitidos uma vez que estes detalhes não são considerados necessários para obter um completo entendimento da presente invenção, e são considerados como fazendo parte dos conhecimentos de indivíduos versados na técnica relevante.

Neste documento são descritos realizações de exemplos de conexão de tubulares para formar uma coluna de tubulares. Na Figura 1 é mostrado em uma vista lateral um exemplo de uma plataforma marítima 11 que tem uma coluna ascendente de tubos 13 submarina pendendo para conexão com um conjunto de cabeça de poço submarino 15 mostrada no fundo do mar. A coluna ascendente de tubos 13 pode ser formada de uma pluralidade de tubulares, por exemplo, um tubular inferior 17 e um tubular superior 41, que se estendem alguns milhares de metros entre a plataforma 11 e o conjunto de cabeça de poço submarino 15. Na realização da Figura 1, a coluna ascendente de tubos 13 é montada conectando tubulares 17, 41 em uma junta 18 da maneira descrita em mais detalhes abaixo.

Com referência à Figura 2, é mostrada uma vista de corte de junta 18 em uma posição inicial ou não enroscada. Um tubular inferior 17 tem uma extremidade de rosca fêmea 19 que define um rebordo voltado para baixo 21 em uma parte de diâmetro externo de tubular inferior 17. Como mostrado na Figura 4A, a extremidade de rosca fêmea 19 inclui uma pluralidade de escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 que tem fendas 25 interpostas entre cada escora de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23. As fendas 25 permitem que as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 contraiam radialmente como descrito em mais detalhes abaixo. As fendas 25 podem ser formadas de qualquer maneira adequada, tal como por corte, usinagem, fundição, ou algo semelhante, e pode se referir a um corte, canal, abertura, folga, ou qualquer outra abertura adequada para permitir uma diminuição no diâmetro interno de extremidade de rosca fêmea 19 em escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23. Na ilustração existem dezesseis escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23. Um indivíduo versado na técnica entenderá que podem ser usadas mais ou menos escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23. Um eixo geométrico 24 passa através de um centro da extremidade de rosca fêmea 19.

Com referência à Figura 2, as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 ficam axialmente sobre o rebordo voltado para baixo 21 e ficam adjacentes a um rebordo voltado para cima 27 formado no diâmetro interno do tubular inferior 17. As escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 são inclinadas para fora ou para longe do eixo geométrico 24. Na realização ilustrada, um lacre de nariz opcional 29 é disposto no rebordo voltado para cima 27. Um indivíduo versado na técnica entenderá que realizações sem lacre de nariz 29 são contempladas e incluídas nas realizações reveladas. Cada escora de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 tem roscas ou ranhuras 31 formadas em um diâmetro interno das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23. As ranhuras 31 se estendem de uma extremidade superior das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 em direção ao rebordo voltado para cima 27. Na realização ilustrada, as ranhuras 31 se estendem apenas parcialmente em direção ao rebordo voltado para cima 27. As ranhuras 31 são formadas em uma superfície cônica das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23. As ranhuras 31 podem ter uma profundidade crescente ao longo do comprimento das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 de modo que as ranhuras 31 em uma extremidade de escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 tenham uma profundidade maior do que as ranhuras 31 próximas ao rebordo voltado para cima 27. Na realização ilustrada, as ranhuras 31 são paralelas uma a outra e têm uma forma de dente de serra. Um indivíduo versado na técnica entenderá que as ranhuras 31 também podem compreender roscas adaptadas para engatar uma rosca correspondente como descrito em mais detalhes abaixo.

Em uma posição inicial, ilustrada na Figura 2, um diâmetro interno de cada escora de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 de extremidade de rosca fêmea 19 aumenta a partir do rebordo voltado para cima 27 para a extremidade de cada escora de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23. Uma parte da superfície externa 33 de cada escora de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 é maior do que um diâmetro externo da extremidade da rosca fêmea 19 no rebordo voltado para baixo 21 na posição inicial. A parte da superfície externa 33 se estende um comprimento de cada escora de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 aproximadamente igual a um comprimento das ranhuras 31 no diâmetro interno de cada escora de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23. Parte da superfície externa 33 pode afinar ou diminuir nas extremidades superior e inferior de parte da superfície externa 33. Na realização ilustrada, a parte da superfície externa 33 é curva e geralmente convexa tendo um raio R de eixo geométrico 24. O raio R define a forma convexa da parte da superfície externa 33. Um indivíduo versado na técnica entenderá que podem ser usadas outras curvaturas, afinamentos, ou ângulos para a parte da superfície externa 33. Por exemplo, a parte da superfície externa 33 pode ser uma superfície cônica com um diâmetro externo que aumenta a partir de um rebaixo 20 para a extremidade das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23. O rebaixo 20 é formado em um diâmetro externo das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 axialmente abaixo da parte da superfície externa 33. O rebaixo 20 define uma separação entre um diâmetro cilíndrico externo de escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 que se estende axialmente para cima do rebordo voltado para baixo 21 e parte da superfície externa 33. O rebaixo 20 também fornece uma parte flexível das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 que diminui a resistência radial das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 permitindo alguma flexão radial das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 como descrito em mais detalhes abaixo.

Continuando com referência à Figura 2, a extremidade de rosca fêmea 19 também inclui uma luva de diâmetro externo 35. A luva 35 inclui uma saliência anelar em uma extremidade interna inferior da luva 35 que define um rebordo voltado para cima 37. Um diâmetro interno da luva 35 pode lacrar uma extremidade inferior da extremidade de rosca fêmea 19 próxima ao rebordo voltado para baixo 21 com um lacre 22. Um diâmetro interno superior cônico 36 da luva 35 diminui de um diâmetro interno máximo próximo a uma extremidade superior da luva 35 para um diâmetro interno mínimo próximo ao rebordo voltado para cima 37. A espessura da parede da luva 35 aumenta em um sentido para baixo. Um indivíduo versado na técnica entenderá que um ângulo de afinamento 38 formado pelo diâmetro interno cônico 36 da luva 35 pode ser qualquer ângulo adequado de modo que o movimento axial da luva 35 relativo ao membro tubular 17 possa provocar suficiente deflexão radial das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 como descrito em mais detalhes abaixo. O ângulo de afinamento 38 pode ser formado com uma superfície anelar paralela ao eixo geométrico 24. Em uma realização exemplificativa, o ângulo de afinamento 38 fica entre 1o e 30°. Em outra realização exemplificativa, o ângulo de afinamento 38 é de 4o. Na realização ilustrada, o diâmetro interno superior 36 se estende a partir de um local 39 afastado axialmente acima do rebordo voltado para cima 37 para um local afastado axialmente abaixo de uma ranhura 55, descrito em mais detalhes abaixo. O diâmetro interno da luva 35 é cilíndrico do local 39 para a saliência que forma o rebordo voltado para cima 37. O rebordo voltado para cima 37 não ficará em contato com o rebordo voltado para baixo 21. O diâmetro interno 36 da luva 35 contata parte da superfície externa 33 de cada escora de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23.

Um indivíduo versado na técnica entenderá que parte da superfície externa 33 pode ser cônica como descrita acima. Um indivíduo versado na técnica também entenderá que o diâmetro interno 36 pode ser cônico como ilustrada neste documento, ou pode ter uma curvatura convexa. Realizações incluem parte da superfície externa curva 33 pareada com diâmetro interno cônico 36 como mostrado, parte da superfície externa cônica 33 pareada com o diâmetro interno curvo 36, parte da superfície externa curva 33 pareada com diâmetro interno curvo 36, e parte da superfície externa cônica 33 pareada com diâmetro interno cônico 36. Um indivíduo versado na técnica entenderá que em cada realização, a parte da superfície externa 33 irá interagir com o diâmetro interno 36 de modo que o movimento axial da luva 35 provocará o movimento radial das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23. A luva 35 pode se mover axialmente relativa à extremidade de rosca fêmea 19. A luva 35 pode ser movida axialmente por qualquer meio adequado. Em uma realização exemplificativa, pode ser usada uma ferramenta de acionamento hidráulico capaz de agarrar a luva 35 com força suficiente para impedir deslizamento da luva 35 relativo à ferramenta de acionamento hidráulico. Por exemplo, a ferramenta de acionamento hidráulico pode aplicar uma força axial à luva 35 de aproximadamente 500 kips. Em outra realização, a luva 35 pode ter ranhuras, fendas, canais, ou algo semelhante formados em um diâmetro externo da luva 35. A ferramenta de acionamento hidráulico pode acoplar ou prender a estas ranhuras para aplicar uma força axial à luva 35 para acionar a junta 18. Um indivíduo versado na técnica reconhecerá que qualquer meio adequado para acionar a junta 18 movendo a luva 35 é contemplado e incluído nas realizações reveladas. O membro tubular superior 41 tem uma extremidade de rosca macho 43 que insere na extremidade de rosca fêmea 19 do membro tubular inferior 17. Na realização ilustrada, o membro tubular superior 41 e membro tubular inferior 17 são coaxiais com o eixo geométrico 24. A extremidade de rosca macho 43 tem um diâmetro interno equivalente ao diâmetro interno do membro tubular inferior 17 e um diâmetro externo menor do que o diâmetro interno da extremidade de rosca fêmea 19. Uma extremidade da extremidade de rosca macho 43 chegará ao lacre de nariz 29 ou, alternativamente, no rebordo voltado para cima 27. Um anel anelar 45 é formado em um diâmetro externo da extremidade de rosca macho 43 e define um rebordo voltado para baixo 46. O anel anelar 45 pode ser afastado da extremidade da extremidade de rosca macho 43 de modo que o anel anelar 45 fique axialmente sobre as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23. Na realização ilustrada, uma extremidade do diâmetro interno superior da luva 35 pode lacrar o anel anelar 45 com um lacre 48. A luva 35 tem uma parte de lacre superior 52 próxima ao lacre 48. A parte de lacre superior 52 tem um diâmetro interno substancialmente cilíndrico e um comprimento axial suficiente para permitir que a luva 35 lacrar no lacre 48 tanto na posição inicial como na posição enroscada. As ranhuras 47 são formadas em uma parte do diâmetro externo da extremidade de rosca macho 43. Como mostrado na Figura 4A, as ranhuras 47 ficam próximas a, mas não engatam as ranhuras 31 quando a extremidade de rosca macho 43 é inserida nas escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 da extremidade de rosca fêmea 19 na posição inicial. Com referência à Figura 2, as ranhuras 47 têm uma profundidade de rosca que aumenta se estendendo a partir da extremidade de extremidade de rosca macho 43 em direção ao anel anelar 45 de modo que as ranhuras 47 podem casar com as ranhuras 31. Em outra realização, as ranhuras 47 podem compreender roscas. Um indivíduo versado na técnica reconhecerá que a extremidade de rosca macho 43 pode ser inserida na extremidade de rosca fêmea 19 de modo que as roscas 31, 47 são deslocadas ou alinhadas de modo que as mesmas possam engrenar quando as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 são movidas radialmente para engatar com a extremidade de rosca macho 43 como descrito em mais detalhes abaixo.

Um anel de desbloqueio 49 pode ser interposto entre a extremidade de rosca macho 43 e a luva 35 axialmente sobre as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23. O anel de desbloqueio 49 inclui uma protrusão 51 com uma superfície inclinada 53 em uma parte interna próxima ao diâmetro externo da extremidade de rosca macho 43. A superfície inclinada 53 pode ser voltada para fora em direção à luva 35. Uma parte externa do anel de desbloqueio 49 se alojará dentro de uma ranhura 55 da luva 35. A ranhura 55 ficará axialmente abaixo da parte de lacre superior 52. Portanto, o movimento axial da luva 35 resultará no movimento axial do anel de desbloqueio 49. Quando na posição inicial da Figura 2, a protrusão 51 ficará interposta entre as ranhuras 31 e ranhuras 47, e o anel de desbloqueio 49 ficará axialmente afastado do rebordo voltado para baixo 46.

Com referência à Figura 3, é mostrada uma posição enroscada da junta 18. Na realização ilustrada, a luva 35 foi movida axialmente para cima relativa ao tubular inferior 17. O movimento axial da luva 35 relativo ao membro tubular inferior 17 fará com que o diâmetro interno cônico 36 da luva 35 deslize ao longo da parte superior da superfície externa 33, atuando como uma superfície de carne. Quando a parte superior da superfície externa 33 interage com o diâmetro interno 36, uma força radial resultante para dentro faz com que as escoras de estaleiramento vertical da extremidade de rosca fêmea 23 contraiam radialmente para dentro engatem as ranhuras 31 as ranhuras 47, deste modo prendendo o membro tubular inferior 17 ao membro tubular superior 41. Como mostrado na Figura 4B, as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 flexionam radialmente para dentro de modo que as ranhuras 47 e as ranhuras 31 engatam. Com referência à Figura 3, em uma realização exemplificativa, quando as escoras de estaleiramento vertical da extremidade de rosca fêmea 23 flexionam radialmente para dentro, o ângulo de contato entre a parte da superfície externa 33 e a parte de diâmetro interno 36 muda. Um indivíduo versado na técnica reconhecerá que extremidades que afinam ou curvas da parte da superfície externa 33 permite que as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea 23 mantenham o engate com o diâmetro interno 36 durante todo o movimento axial da luva 35 e contração radial das escoras de estaleiramento vertical da extremidade de rosca fêmea 23. Um indivíduo versado na técnica reconhecerá que o ângulo ou curvatura da extremidades da parte da superfície externa 33 pode variar dependendo do ângulo de diâmetro interno 36 da luva 35. Adicionalmente, as escoras de estaleiramento vertical da extremidade de rosca fêmea 23 desviam uma distância maior nas extremidades das escoras de estaleiramento vertical da extremidade de rosca fêmea 23 do que onde as escoras de estaleiramento vertical da extremidade de rosca fêmea 23 se unem ao membro tubular inferior 17 acima do rebordo voltado para baixo 21. Portanto, a profundidade aumentada das ranhuras 31, 47 permite o engate das ranhuras 31, 47 ao longo do comprimento inteiro das ranhuras 31, 47.

Quando a luva 35 se move axialmente para cima a ranhura 55 pode transportar o anel de desbloqueio 49 axialmente para cima até o topo do anel de desbloqueio 49 estar próximas a, mas não contata o rebordo voltado para baixo 46. A superfície inclinada 53 do anel de desbloqueio 49 se move para cima relativa às escoras de estaleiramento vertical da extremidade de rosca fêmea 23 o suficiente para permitir que as ranhuras 31 engrenem totalmente com as ranhuras 47. O movimento axial para cima da luva 35 é limitado pela interferência entre a parte de diâmetro interno 36 e a parte da superfície externa 33 como a parte de diâmetro interno 36 diminui em diâmetro quando a mesma se aproxima do local 39. Na realização exemplificativa, o rebordo voltado para cima 37 não contatará o rebordo voltado para baixo 21 quando na posição enroscada da Figura 3. Um indivíduo versado na técnica reconhecerá que nas posições não enroscadas e outras realizações alternativas, o rebordo voltado para baixo 21 pode contatar o rebordo voltado para cima 37. Quando as ranhuras 31 do membro tubular inferior 17 e as ranhuras 47 do membro tubular superior 41 estão totalmente engatadas, as ranhuras 31, 47 podem fazer com que os membros tubulares 41, 17 se movam axialmente em direção um ao outro, assegurando um lacre no lacre de nariz 29 entre os membros tubulares 41, 17.

Para destravar os membros tubulares 17, 41, a luva 35 pode se mover axialmente na direção oposta. O movimento axial para baixo da luva 35 fará com que a protrusão 51 seja inserida nas ranhuras casadas 31, 47. A continuação do movimento para baixo forçará a protrusão 51 adicionalmente entre as ranhuras 31, 47, liberando as ranhuras 31 das escoras de estaleíramento vertical da extremidade de rosca fêmea 23 das ranhuras 47 da extremidade de rosca macho 43, deste modo desacoplando o tubular inferior 17 do tubular superior 41.

Como mostrado na Figura 3, seguindo o movimento axial da luva 35 para cima, a parte de lacre superior 52 se estenderá além do anel anelar 45. O diâmetro cilíndrico interno da luva 35 na parte de lacre superior 52 se estende um comprimento suficiente para manter o lacre entre o anel anelar 45, o lacre 48, e a luva 35.

Um indivíduo versado na técnica reconhecerá que seguindo o engate das ranhuras 31 do membro tubular 17 com as ranhuras 47 do membro tubular 41, forças de atrito entre a parte da superfície externa 33 das escoras de estaleíramento vertical da extremidade de rosca fêmea 23 e a parte de diâmetro interno 36 da luva 35 manterão o engate do tubular 17 e tubular 41 até que a luva 35 seja movida ativamente para a posição inicial da Figura 2. Adicionalmente, um dispositivo reserva de qualquer meio adequado pode ser usado para manter a posição axial da luva 35 relativa ao membro tubular 17 como mostrado na Figura 3.

Um indivíduo versado na técnica entenderá que embora os membros tubulares sejam referenciados como um membro tubular inferior e um membro tubular superior, não é necessário que os membros sejam montados ou posicionados relativos um ao outro como mostrado. Por exemplo, um primeiro membro tubular que tem extremidade de rosca macho 43 pode ficar axialmente abaixo de um segundo membro tubular que tem extremidade de rosca fêmea 19 e dos componentes descritos acima. A junta 18 pode então operar geralmente como descrito acima. Um indivíduo versado na técnica reconhecerá que este posicionamento é contemplado e incluído nas realizações reveladas.

Consequentemente, as realizações reveladas fornecem várias vantagens. Por exemplo, as realizações reveladas fornecem conector de enroscamento rápido de custo reduzido para membros tubulares. O conector pode ser enroscado sem uma chave inglesa ou dispositivo tensionador de rebite, colocando pessoal em grande proximidade às fendas de perfuração por períodos de tempo mais curtos, e diminuindo o nível de perigo de executar a tarefa. Ainda adicionalmente, a conexão usa um membro radialmente flexível para gerar uma força axial pré-carga maior do que sistemas de conexão tubular atuais que usam rotação e torque para enroscar. É entendido que a presente invenção pode tomar muitas formas e realizações. Consequentemente, algumas variações podem ser feitas no exposto acima sem se afastar do espírito ou escopo da invenção. Tendo, portanto descrito a presente invenção por referência a certas de suas realizações preferenciais, é observado que as realizações reveladas são ilustrativas em vez de limitantes em natureza e que uma ampla gama de variações, modificações, mudanças, e substituições são contempladas na revelação acima e, em algumas instâncias, algumas características da presente invenção podem ser empregadas sem um uso correspondente de outras características. Muitas destas variações e modificações podem ser consideradas óbvias e desejáveis pelos indivíduos versados na técnica baseados em uma revisão da descrição acima de realizações preferenciais. Consequentemente, é apropriado que as reivindicações em anexo sejam interpretadas amplamente e de uma maneira consistente com o escopo da invenção.

Claims

1. CONECTOR TUBULAR (18), sendo que o dito conector tubular compreende: um primeiro membro tubular (41) que tem um eixo geométrico (24) e uma parte de extremidade (43) com ranhuras (47) formadas em um diâmetro externo da parte de extremidade (43); um segundo membro tubular (17) que tem uma parte de extremidade (19) com uma pluralidade de escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) separadas por fendas (25) e ranhuras (31) formadas em uma superfície interna das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23), em que o segundo membro tubular (17) é coaxial com o primeiro membro tubular (41); em que as ranhuras (47) do primeiro membro tubular (41) são próximas às ranhuras (31) do segundo membro tubular (17) quando o primeiro membro tubular (41) é inserido na extremidade (19) do segundo membro tubular (17) em uma posição inicial; uma luva externa (35) disposta em volta das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) e que tem uma superfície interna (36); e em que o movimento axial da luva externa (35) relativo às escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) faz com que a superfície interna (36) da luva externa (35) deslize de encontro a uma superfície externa (33) das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (35), fazendo com que as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) contraiam radialmente para engatar com as ranhuras (47) na parte de extremidade (43) do segundo membro tubular (41), deste modo prendendo o primeiro membro tubular (17) ao segundo membro tubular (41) em uma posição enroscada.

2. CONECTOR TUBULAR (18), de acordo com a reivindicação 1, sendo que o dito conector tubular compreende: uma profundidade das ranhuras do segundo membro tubular (47) aumenta quando as ranhuras (47) se aproximam da extremidade do segundo membro tubular; e uma profundidade das ranhuras do primeiro membro tubular (31) diminui quando as ranhuras (31) se aproximam da extremidade do primeiro membro tubular.

3. CONECTOR TUBULAR (18), de acordo com a reivindicação 1, sendo que o dito conector tubular compreende adicionalmente: um anel de desbloqueio (49) interposto entre o primeiro membro tubular (17) e a luva externa (35); em que o anel de desbloqueio (49) é preso à luva externa (35) para movimento com a mesma; em que o anel de desbloqueio (49) tem uma protrusão (51) que se estende a partir de um fundo do anel de desbloqueio (49); em que o movimento axial da luva externa (35) em um primeiro sentido para mover as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) da posição inicial para a posição enroscada move o anel de desbloqueio (49) no primeiro sentido; e em que o movimento axial da luva externa (35) em um segundo sentido para mover as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) da posição atarraxada para inicial move o anel de desbloqueio (49) no segundo sentido, interpondo a protrusão (51) entre as ranhuras (47, 31) do primeiro e segundo membros tubulares (41, 17) para separar o primeiro e segundo membros tubulares (41, 17).

4. CONECTOR TUBULAR (18), de acordo com a reivindicação 1, sendo que o dito conector tubular compreende adicionalmente um lacre (48) entre a parte de extremidade (43) do primeiro membro tubular (41) da luva externa (35).

5. CONECTOR TUBULAR (18), de acordo com a reivindicação 1, sendo que o dito conector tubular compreende adicionalmente um lacre (22) entre a parte de extremidade (19) do segundo membro tubular (17) e a luva externa (35).

6. CONECTOR TUBULAR (18), de acordo com a reivindicação 1, sendo que o dito conector tubular compreende adicionalmente um lacre de nariz (29) interposto entre a parte de extremidade (43) do primeiro membro tubular (41) e a parte de extremidade (19) do segundo membro tubular (17).

7. CONECTOR TUBULAR (18), de acordo com a reivindicação 1, sendo que o dito conector tubular compreende que a superfície externa (33) das escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) seja arqueada.

8. CONECTOR TUBULAR (18), de acordo com a reivindicação 1, sendo que o dito conector tubular compreende que a superfície interna (36) da luva externa (35) seja cônica.

9. CONECTOR TUBULAR (18), de acordo com a reivindicação 8, sendo que o dito conector tubular compreende que a luva externa (35) tenha uma superfície interna cilíndrica que se estende a partir da superfície cônica (36) em um sentido para longe da parte de extremidade (43) do primeiro membro tubular (41).

10. MÉTODO PARA UNIR MEMBROS TUBULARES (41, 17) que compreende as etapas de: (a) fornecer um primeiro membro tubular () (b) fornecer um segundo membro tubular (17) que tem uma extremidade de rosca fêmea (19) com escoras de estaleiramento vertical inclinadas para fora (23) e uma luva móvel axialmente (35) que tem uma superfície de came interna (36); (c) inserir a extremidade de rosca macho (43) do primeiro membro tubular (41) na extremidade de rosca fêmea (19) do segundo membro tubular (17) para fazer com que ranhuras confrontantes (31, 47) sobre a extremidade de rosca fêmea (19) e a extremidade de rosca macho (43) fiquem próximas entre si em uma posição inicial; e (d) mover a luva (35) sobre uma superfície externa (33) da extremidade de rosca fêmea (19) axialmente voltada para o primeiro membro tubular (41) para mover as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) da extremidade de rosca fêmea (19) do segundo membro tubular (17) interiormente para engate com a extremidade de rosca macho (43) do primeiro membro tubular (41) para engatar plenamente as ranhuras confrontantes (47, 31) e prende o primeiro membro tubular (41) ao segundo membro tubular (17).

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, em que a etapa (c) compreende adicionalmente colocar um lacre de bico (29) sobre um rebordo voltado para cima (27) do segundo membro tubular (17) de modo que o lacre de bico (29) lacra se ao primeiro membro tubular (17) e ao segundo membro tubular (41) após o primeiro membro tubular (17) ser inserido no segundo membro tubular (41) e as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) se engatam à extremidade de rosca macho (43) em uma posição enroscada.

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, que compreende adicionalmente: fornecer um anel de desbloqueio (49) interposto entre o primeiro membro tubular (17) e a luva externa (35) e uma primeira extremidade que reside dentro de uma ranhura de diâmetro interno (55) da luva externa (35); e mover a luva externa (35) axialmente em uma direção para mover as escoras de estaleiramento vertical de extremidade de rosca fêmea (23) da posição enroscada para posição inicial para mover o anel de desbloqueio (49) axialmente para baixo, interpondo uma protuberância (51) entre as ranhuras (47, 31) do primeiro e do segundo membros tubulares (41, 17) para separar o primeiro e o segundo membros tubulares (41, 17).