BR102019010067A2

BR102019010067A2 - BIPARTITE CYLINDRICAL SEALING EQUIPMENT FOR TELESCOPIC JOINT

Info

Publication number: BR102019010067A2
Application number: BR102019010067-2A
Authority: BR
Inventors: 6º § 4º da LPI e item 1.1 do Ato Normativo nº 127/97 Art.
Original assignee: Vrv Comercio De Equipamentos Hidraulicos E Mecanicos Ltda
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2020-12-01

Abstract

"equipamento cilíndrico bipartido de vedação para junta telescó pica ". compreende um corpo cilíndrico (10) bipartido (1) com faces nas laterais (15) fabricado a partir de chapas calandradas de aço, com um alojamento usinado (14) em toda face lateral e no interior do diâmetro do cilindro (1) para instalação dos elementos de vedação de borracha (3) e instalação do elemento de vedação de borracha especial (12), assim como as placas defletoras (11), sendo estas placas responsáveis pela estrutura rígida do elemento de vedação principal de borracha bipartido (12), quando todo conjunto é montado no interior do corpo cilíndrico bipartido (1) é instalada a tampa bipartida (2) com o anel de vedação retangular (4) em cima da flange superior do cilindro bipartido (1), de modo a manter o elemento 20 de vedação principal de borracha bipartido (12), dentro do alojamento (14), esta montagem é guiada com orientação de quatro pinos guias (27), para facilidade de montagem e alinhamento dos furos (28) para passagem dos parafusos sextavados (5) com arruelas (6), onde é realizado o torque dos parafusos sextavados (5) contra as porcas sextavadas (7) e suas respectivas arruelas (6), após esta montagem dos elementos de vedação interna (12), (3) é realizado a descida por cabos de aço fixado no olhal (31) de cada meia banda do corpo cilíndrico bipartido (1), este procedimento de descida é simétrico em volta do tubo de diâmetro menor, denominado barrilete interno (16) até chegar no perfil (20) da flange da junta telescópica (13) e ser montada as duas bandas (1)."split cylindrical sealing equipment for telescopic joint". comprises a cylindrical body (10) bipartite (1) with sides on the sides (15) manufactured from calendered steel sheets, with a machined housing (14) on all side and inside the diameter of the cylinder (1) for installation the rubber sealing elements (3) and installation of the special rubber sealing element (12), as well as the deflector plates (11), these plates being responsible for the rigid structure of the main split rubber sealing element (12), when the whole assembly is mounted inside the split cylindrical body (1) the split lid (2) with the rectangular sealing ring (4) is installed on top of the upper flange of the split cylinder (1), in order to keep the element 20 main sealing of split rubber (12), inside the housing (14), this assembly is guided with orientation of four guide pins (27), for easy assembly and alignment of the holes (28) for the passage of the hex screws (5) with washers (6), where it is the torque of the hex bolts (5) against the hex nuts (7) and their respective washers (6), after this assembly of the internal sealing elements (12), (3) the steel cables fixed in the eye are lowered (31) of each half band of the split cylindrical body (1), this descending procedure is symmetrical around the tube of smaller diameter, called inner barrel (16) until it reaches the profile (20) of the telescopic joint flange (13) and the two bands (1) be mounted.

Description

BIPARTITE CYLINDRICAL SEALING EQUIPMENT FOR TELESCOPIC JOINT

[001] A presente melhoria de invenção se refere a um equipamento cilíndrico bipartido de vedação para junta telescópica, que tem como objetivo garantir mais segurança operacional quanto ao vazamento de lama e fluidos oriundos da perfuração de poços de petróleo no oceano, representado um terceiro elemento de vedação, além dos dois existentes em uma junta telescópica, utilizada em operações de perfuração e completação de poços de petróleo.[001] The present invention improvement refers to a bipartite cylindrical sealing equipment for telescopic joints, which aims to ensure more operational safety regarding the leakage of mud and fluids from oil well drilling in the ocean, represented by a third element sealing, in addition to the two existing in a telescopic joint, used in drilling operations and completion of oil wells.

[002] Trata-se de um equipamento bipartido adicional que é instalado no flange superior de uma junta telescópica em operação, para atuar como uma terceira barreira de vedação em casos de falha dos sistemas originais da junta telescópica.[002] This is an additional bipartite equipment that is installed on the upper flange of a telescopic joint in operation, to act as a third sealing barrier in the event of failure of the original systems of the telescopic joint.

[003] A junta telescópica é um equipamento que fica instalada embaixo da plataforma ancorada por vários cabos de aços e atuando como um amortecedor de toda coluna de tubos que estão unidos entre si e em outros equipamentos por meio de parafusos ou sistemas de travamento mecânico até no fundo do oceano, na parte superior da junta telescópica existe uma flange com perfil de travamento mecânico que não atua quando a junta telescópica esta instalada e em operação, e é nesse perfil de travamento que é instalado equipamento cilíndrico bipartido de vedação, mesmo com a junta telescópica em operação não havendo necessidade de parada de produção.[003] The telescopic joint is an equipment that is installed under the platform anchored by several steel cables and acting as a damper of the entire column of tubes that are joined together and in other equipment by means of screws or mechanical locking systems until at the bottom of the ocean, at the top of the telescopic joint there is a flange with a mechanical locking profile that does not act when the telescopic joint is installed and in operation, and it is in this locking profile that two-part cylindrical sealing equipment is installed, even with the telescopic joint in operation with no need to stop production.

[004] O equipamento cilíndrico bipartido de vedação para junta telescópica assim como o sistema original da junta telescópica necessitam de ar comprimido com pressão de 100 psi para energização de uma câmara de borracha que irá promover a vedação, portanto as duas metades possuem entradas roscadas para conexão de mangueiras de ar comprimido assim como os sistemas de vedação originais da junta telescópica.[004] Bipartite cylindrical sealing equipment for telescopic joints as well as the original telescopic joint system require compressed air with a pressure of 100 psi to energize a rubber chamber that will promote the seal, so the two halves have threaded inlets for connection of compressed air hoses as well as the original sealing systems of the telescopic joint.

[005] Nas operações de perfuração ou completação de poços de petróleo no fundo do mar, são utilizados diversos tubos flangeados de diâmetro interno medindo 375mm, e são conectados uns aos outros através de parafusos ou sistemas de travamento mecânico,formado uma coluna de produção que uni a plataforma a cabeça do poço no leito do oceano, sendo a junta telescópica o último equipamento a ser instalado na coluna de produção funcionando com um amortecedor de toda coluna, e união entre a plataforma e toda coluna de produção, pois a junta telescópica esta ancorada a plataforma por vários cabos de aço e diversas mangueiras de comunicação hidráulica.[005] In the drilling or completion of oil wells on the seabed, several flanged tubes with an internal diameter measuring 375mm are used, and are connected to each other through screws or mechanical locking systems, forming a production column that unite the platform to the wellhead on the ocean floor, the telescopic joint being the last equipment to be installed on the production column working with a damper on the entire column, and union between the platform and the entire production column, since the telescopic joint is anchored to the platform by several steel cables and several hydraulic communication hoses.

[006] A compensação do balanço das ondas do mar realizada pela junta telescópica consiste no movimento longitudinal de um tubo de diâmetro menor denominado barrilete interno se deslocando dentro de um tubo de diâmetro maior denominado barrilete externo, existindo no interior da coluna de produção um composto químico denominado lama de perfuração, a base de betonita entre outros componentes químicos inibidores de corrosão, fungos e bactérias, essa lama de perfuração possui uma densidade controlada para conter a pressão surgente do poço e a pressão de retorno do próprio processo de perfuração das rochas do poço, de modo que o controle de vedação da junta telescópica é de suma importância para operação, pois caso ocorra a perda desse controle é inevitável o vazamento de lama de perfuração no mar com impactos ecológicos ao meio ambiente.[006] The compensation of the balance of the sea waves carried out by the telescopic joint consists of the longitudinal movement of a tube of smaller diameter called inner barrel moving inside a tube of larger diameter called outer barrel, with a compound inside the production column. chemical called drilling mud, based on betonite, among other chemical components that inhibit corrosion, fungi and bacteria, this drilling mud has a controlled density to contain the pressure arising from the well and the return pressure of the drilling process itself of the rocks of the well, so that the sealing control of the telescopic joint is of paramount importance for operation, as in the event of loss of this control, the drilling mud at sea with ecological impacts on the environment is inevitable.

[007] No tubo de diâmetro maior denominado barrilete externo esta instalado dois elementos de vedação principal de borracha bipartido, em peças cilíndricas flangeadas originais da junta telescópica, que possuem um plano de manutenção definido pelas companhias para desmontagem, inspeção, reparo ou troca, de modo a garantir a constante operacionalidade do sistema de vedação da junta telescópica, esses dois elementos de vedação principal de borracha bipartido, trabalham de forma intercalada consistindo em um sistema de redundância, se caso um elementos de vedação principal de borracha bipartido falhe o outro atua imediatamente.[007] In the larger diameter tube called external barrel, two main sealing elements of bipartite rubber are installed, in original flanged cylindrical parts of the telescopic joint, which have a maintenance plan defined by the companies for disassembly, inspection, repair or exchange, of In order to guarantee the constant operability of the telescopic joint sealing system, these two split rubber main sealing elements work interchangeably consisting of a redundancy system, if one of the main split rubber sealing elements fails the other acts immediately .

[008] Basicamente o elemento de vedação principal de borracha bipartido que é parte integrante da junta telescópica é um selo de vedação de borracha, com insertos de aço de reforço que possui uma câmara pneumática onde injetado o ar comprimido levando esta câmara a se expandir promovendo a vedação em todo perímetro radial do diâmetro interno da flange e no diâmetro externo do tubo de diâmetro menor denominado barrilete interno, evitando assim o vazamento da lama de perfuração pela área anular entre a montagem do tubo de diâmetro menor denominado barrilete interno e o flange de instalação do elemento de vedação principal de borracha bipartido.[008] Basically the main sealing element of bipartite rubber that is an integral part of the telescopic joint is a rubber sealing seal, with reinforcing steel inserts that have a pneumatic chamber where injected compressed air causing this chamber to expand promoting the seal around the radial perimeter of the flange inner diameter and the outer diameter of the smaller diameter tube called the inner barrel, thus preventing leakage of the drilling mud through the annular area between the assembly of the smaller diameter tube called the inner barrel and the flange of installation of the main split rubber sealing element.

[009] É na mecânica de movimentação longitudinal, onde a junta telescópica atua como um amortecedor, compensando a variação do balanço das ondas do mar, devido o tubo de diâmetro menor denominado barrilete interno deslizar dentro do tubo de diâmetro maior denominado barrilete externo é que temos o problema mecânico de desgaste dessas duas vedações originais da junta telescópica, onde por vezes devido ao movimento longitudinal e fricção constante ocorrem as falhas do elemento de vedação principal de borracha bipartido, e a lama de perfuração é lançada no oceano em volumes pequenos quando controlado a tempo ou em grandes volumes, com efeito bastante impactante para o meio ambiente e parada de produção.[009] It is in the mechanics of longitudinal movement, where the telescopic joint acts as a shock absorber, compensating for the variation in the balance of the sea waves, due to the tube of smaller diameter called inner barrel sliding inside the tube of larger diameter called outer barrel is that we have the mechanical problem of wear of these two original seals of the telescopic joint, where sometimes due to longitudinal movement and constant friction, the failures of the two-part rubber main sealing element occur, and the drilling mud is thrown into the ocean in small volumes when controlled in time or in large volumes, with a very impactful effect on the environment and production stoppage.

[010] O elemento de vedação principal de borracha bipartido é mantido energizado por um sistema pneumático através de mangueiras de ar comprimido para cada uma das duas linhas que alimentam os dois sistemas, porém por vezes não é raro ocorrer panes nestes sistemas de fornecimento de ar comprimido levando a operador ter que optar pelo elemento de vedação principal de borracha bipartido de reserva para cobrir aquela necessidade de emergência, neste caso a sonda fica provisoriamente sem um elemento de vedação principal de borracha bipartido, dependendo do reparo de outro, nesta situação é que entra a necessidade do equipamento cilíndrico bipartido de vedação para junta telescópica garantir maior segurança nas operações, e até mesmo rever os prazos de manutenção da junta telescópica que atualmente e muito rigoroso e mobiliza grande aparato de logística e operação para desmontagem de toda coluna e desembarque da junta telescópica para base de manutenção em terra.[010] The main two-part rubber sealing element is kept energized by a pneumatic system through compressed air hoses for each of the two lines that supply the two systems, but sometimes it is not uncommon to break these air supply systems compressed causing the operator to have to choose the reserve split rubber main seal element to cover that emergency need, in this case the probe is temporarily without a split rubber main seal element, depending on the repair of another one, in this situation it is that enters the need for bipartite cylindrical sealing equipment for telescopic joints to ensure greater safety in operations, and even to review the maintenance deadlines for the telescopic joint, which is currently very strict and mobilizes a great deal of logistics and operation for dismantling the entire column and unloading the telescopic joint for ground maintenance base.

DESCRIPTION OF THE ANNEXED DRAWINGS

[011] Para melhor ilustrar as características técnicas do equipamento cilíndrico de vedação para junta telescópica, segue abaixo alguns desenhos:[011] To better illustrate the technical characteristics of the cylindrical sealing equipment for telescopic joints, the following are some drawings:

[012] Figura (1) página 1/3, desenho em perspectiva explodida de todo conjunto mostrando as duas metades para visualização de todo conteúdo interno equipamento cilíndrico bipartido de vedação.[012] Figure (1) page 1/3, exploded perspective drawing of the whole set showing the two halves for viewing the entire internal content of two-part cylindrical sealing equipment.

[013] Figura (2) página 2/3, desenho ortogonal com vista frontal, mostrando a metade do equipamento cilíndrico bipartido de vedação com a tampa montada e presa por parafusos sextavados, arruelas e porcas sextavadas, também mostra as duas faces planas com o alojamento na face.[013] Figure (2) page 2/3, orthogonal design with front view, showing half of the bipartite cylindrical sealing equipment with the cover mounted and secured by hexagonal screws, washers and hexagon nuts, also shows the two flat faces with the face housing.

[014] Figura (3) página 2/3, desenho ortogonal com vista lateral, mostrando a metade do equipamento cilíndrico bipartido de vedação com os parafusos sextavados, arruelas e porcas sextavadas, pré montada na face plana de uma das metades, indicando que quando as duas metades são unidas e suas faces acopladas formam uma só peça.[014] Figure (3) page 2/3, orthogonal drawing with side view, showing half of the bipartite cylindrical sealing equipment with hexagonal screws, washers and hex nuts, pre-assembled on the flat face of one of the halves, indicating that when the two halves are joined and their coupled faces form one piece.

[015] Figura (4) página 2/3, desenho ortogonal com vista superior, mostrando a metade equipamento cilíndrico bipartido de vedação, destacando a tampa com a respectiva distribuição dos parafusos sextavados de fixação e a posição dos olhais de içamento distribuídos de forma a conferir prumo para o montagem durante a montagem.[015] Figure (4) page 2/3, orthogonal drawing with top view, showing the half split cylindrical sealing equipment, detaching the cover with the respective distribution of the hexagonal fixing screws and the position of the lifting eyes distributed so as to check plumb for assembly during assembly.

[016] Figura (5) página 3/3, desenho ortogonal ilustrando toda coluna de produção composta por tubos flangeados, interligados entre si por parafusos ou sistemas de travas mecânicas que ligam a plataforma e poço de petróleo.[016] Figure (5) page 3/3, orthogonal drawing illustrating the entire production column composed of flanged tubes, interconnected by screws or mechanical locking systems that connect the platform and oil well.

[017] Figura (6) página 3/3, desenho de uma junta telescópica mostrando os dois elementos de vedação principal de borracha bipartido originais de projeto instalados em seus respectivos alojamentos e mostrando também o equipamento cilíndrico bipartido de vedação instalado no perfil da flange superior como uma terceira barreira de vedação.[017] Figure (6) page 3/3, drawing of a telescopic joint showing the two original design split rubber main sealing elements installed in their respective housings and also showing the split sealing cylindrical equipment installed on the upper flange profile as a third fence barrier.

DESCRIPTION OF FACTIONING

[018] O equipamento cilíndrico bipartido de vedação para junta telescópica é composto por vários itens conforme a figura 1, onde temos dois cilindros bipartidos (1); duas tampas bipartidas (2); dois jogos de elementos de vedação de borracha (3); dois elementos de vedação de borracha perfil retangular (4); um conjunto de parafusos de cabeça sextavada (5); um conjunto de arruelas (6); um conjunto de porcas sextavadas (7); um conjunto de parafusos de cabeça sextavada (8); um conjunto de arruelas (9); um conjunto de porcas sextavadas (10); duas placas refletoras bipartida (11) dois elemento de vedação principal de borracha bipartido (12) sendo que os dois itens (11) e (12) são itens originais da junta telescópica (13), que são fornecidos pelo cliente para ser montado no alojamento (14) do equipamento cilíndrico bipartido de vedação.[018] The two-part cylindrical sealing equipment for a telescopic joint consists of several items according to figure 1, where we have two split cylinders (1); two split lids (2); two sets of rubber sealing elements (3); two rectangular profile rubber sealing elements (4); a set of hexagon head screws (5); a set of washers (6); a set of hex nuts (7); a set of hexagon head screws (8); a set of washers (9); a set of hex nuts (10); two split reflective plates (11) two split rubber main sealing element (12) the two items (11) and (12) being original items of the telescopic joint (13), which are supplied by the customer to be mounted in the housing (14) of the bipartite cylindrical sealing equipment.

[019] Após esta breve descrição das peças que compõem o equipamento cilíndrico bipartido de vedação descrevemos a montagem e funcionamento, onde os dois cilindros bipartidos (1) são montados em volta da junta telescópica (13) que é composta por um tubo de diâmetro menor, denominado barrilete interno (16) e um tubo de diâmetro maior denominado barrilete externo (17), que possui um flange (18) na extremidade superior (19), com perfil externo (20), que servirá de ancoragem para o equipamento cilíndrico bipartido de vedação onde já esta previamente montado os dois jogos de elementos de vedação de borracha (3), e as duas placas defletoras bipartida (11) e dois elemento de vedação principal de borracha bipartido (12), as tampas bipartidas (2) elementos de vedação de borracha perfil retangular (4); os parafusos de cabeça sextavada (5) as arruelas (6); as porcas sextavadas (7), torqueados, temos então as duas bandas do equipamento cilíndrico bipartido de vedação.[019] After this brief description of the parts that make up the split cylindrical sealing equipment, we describe the assembly and operation, where the two split cylinders (1) are mounted around the telescopic joint (13) which is made up of a smaller diameter tube , called inner barrel (16) and a larger diameter tube called outer barrel (17), which has a flange (18) at the upper end (19), with an external profile (20), which will serve as anchorage for the split cylindrical equipment the two sets of rubber sealing elements (3), and the two split baffle plates (11) and two main rubber sealing elements (12), the split caps (2) rectangular profile rubber seal (4); the hex head screws (5) the washers (6); the hexagon nuts (7), twisted, then we have the two bands of the bipartite cylindrical sealing equipment.

[020] Quando as duas metades são unidas em volta de tubo de diâmetro menor denominado barrilete interno (16) e em volta do tubo de diâmetro maior denominado barrilete externo (17) as duas faces planas (15) comprimidas uma contra a outra, e nestas faces existem canais (25) onde esta instalado os elementos de vedação (3) estas faces planas (15) são montadas com orientação de quatro pinos guias (21) que encaixam nos furos da face oposta (22), de forma a guiar a montagem das duas bandas (1), neste momento o elementos de vedação de borracha (3) e esmagado na compressão quando da aplicação de torque no parafusos (8), porcas (10) e arruelas (9), quanto unidos as duas bandas de modo a formar o equipamento em si, são conectadas mangueiras de ar comprimido (24) carregadas de pressão nos pontos (23) no corpo do equipamento cilíndrico bipartido de vedação.[020] When the two halves are joined around a tube of smaller diameter called inner barrel (16) and around the tube of larger diameter called outer barrel (17) the two flat faces (15) pressed together, and on these faces there are channels (25) where the sealing elements are installed (3) these flat faces (15) are mounted with four guide pins (21) that fit the holes on the opposite face (22), in order to guide the assembly of the two bands (1), at this moment the rubber sealing elements (3) and crushed in the compression when torque is applied to the screws (8), nuts (10) and washers (9), when united the two bands of in order to form the equipment itself, compressed air hoses (24) are loaded with pressure at the points (23) on the body of the split sealing cylindrical equipment.

[021] Quando a pressão é injetada no ponto (23), ocorre uma força pneumática que passa pela placa defletora (11) empurrando o elemento de vedação principal de borracha bipartido (12) contra o tubo de diâmetro menor, denominado barrilete interno (16), ocorrendo assim a vedação em todo perímetro do diâmetro menor, denominado barrilete interno (16).[021] When the pressure is injected at the point (23), a pneumatic force occurs that passes through the deflector plate (11), pushing the main split rubber sealing element (12) against the smaller diameter tube, called inner barrel (16 ), thus sealing the entire perimeter of the smallest diameter, called the inner barrel (16).

[022] sendo que o sistema só permanece vedando mediante a pressão constante no anular (26), a montagem do equipamento cilíndrico bipartido de vedação para junta telescópica é realizada com auxilio de olhais (31) instalados na tampa bipartida (2) em pontos geometricamente distribuídos de modo que quando içadas as bandas do equipamento cilíndrico bipartido de vedação, estas bandas fiquem em posição de equilíbrio e de prumo de modo que a montagem possa ocorrer sem interferência.[022] Since the system only remains sealing by means of constant pressure in the annular (26), the assembly of the two-part cylindrical sealing equipment for the telescopic joint is performed with the aid of eyes (31) installed in the two-part cover (2) in geometrically points distributed so that when the bands of the two-part cylindrical sealing equipment are lifted, these bands are in a position of balance and plumb so that the assembly can take place without interference.

Claims

Characterized by a bipartite cylindrical body with sides on the sides made of steel, with a housing on all sides and inside the diameter of the cylinder for installing the rubber sealing element and installing the special rubber sealing element.

Characterized by the economy in the assembly operation in the telescopic joint, as it does not require the production stop to be assembled, generating less operational complexity and mitigating operational risks.

Characterized by the low need for maintenance and low cost in terms of preventive maintenance, since the disassembly operation is low cost and easy to operate.

Characterized by the fact that it does not require the disassembly of the telescopic joint for its installation, since two-part cylindrical sealing equipment is lifted under the platform floor always on the plume, through steel cables, so that the two halves are perfectly aligned for assembly around the tube and flange of the telescopic joint.

Characterized by the use of the same model as the two-part rubber main sealing element, supplied by the manufacturer of the telescopic joint. Ensuring the interchangeability of the sets.

Characterized by preventive efficiency as a third containment barrier in case of loss of control of the original sealing systems of the telescopic joint, thus contributing as an element of prevention and ecological safety e.