BR102019013380A2

BR102019013380A2 - tubo, e, conexão de tubo

Info

Publication number: BR102019013380A2
Application number: BR102019013380A
Authority: BR
Inventors: Thomas Inglehart Lamont
Original assignee: Varco I/P Inc
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2019-12-31
Also published as: US11703170B2; AU2019204573A1; EP3587887A1; MX2019007711A; US20200003343A1; CA3045536A1; AU2019204573B2

Abstract

tubo, e, conexão de tubo. uma conexão de tubo pode incluir um componente fêmea com uma porção de vedação, um alargamento de restrição, e uma primeira seção de travamento e um componente macho com um bocal configurado para engatar de maneira vedante a porção de vedação, um cone restritivo para suportar o alargamento de restrição, e uma segunda seção de travamento.

Description

Campo Tecnológico [001] A presente revelação relaciona -se a um sistema e método para emendar, acoplar, ou conectar canalizações, tubulações, ou outros elementos alongados com um lúmen longitudinal. Mais particularmente, a presente revelação relaciona-se a um sistema e método para conectar tubulações de compósito, concreto, ou outra relativamente não dúctil. Ainda mais particularmente, a presente revelação relaciona-se a um sistema e método para conectar seções de tubo de compósito enquanto acomoda uma ampla faixa de orientações de tubo relativas, vedações de proteção, provendo uma clara indicação de uma conexão completada, e permitindo uma montagem fisicamente menos trabalhosa.

Fundamentos [002] A descrição dos fundamentos provida aqui é para o propósito de apresentar de maneira geral o contexto da revelação. O trabalho dos inventores presentemente nomeados, na medida em que é descrito nessa seção de fundamentos, bem como aspectos da descrição que podem de outro modo não se qualificar como técnica anterior no momento do depósito, não são expressamente nem implicitamente admitidos como técnica anterior contra a presente revelação.

[003] A tubulação de compósito continua a se tornar mais prevalente para projetos de tubulação incluindo sistemas de abastecimento de água subterrânea, sistemas de transporte de petróleo ou óleo bruto e semelhantes. Conexões entre segmentos de tubo de compósito têm, historicamente, incluído algumas configurações diferentes. Há conexões do tipo rosqueada 50, tais como aquela mostrada na FIG. 1, e juntas de chave de travamento em formato campanular 60 tais como aquela mostrada na FIG. 2. As conexões do tipo rosqueada se tornam apertadas e criam uma vedação quando elas são rosqueadas juntas a um ponto onde a conexão é apertada. Isso pode criar

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 8/35 / 19 problemas quando uma orientação em particular é desejada ou necessária para uma das seções de um tubo. Nessas situações, o tubo pode precisar ser desrosqueado ou desaparafusado para acomodar a orientação desejada, mas isso pode resultar em uma junta frouxa ou com vazamentos. A junta de chave de travamento em formato campanular pode acomodar melhor em relação à orientação do tubo, mas ela tem outras questões. Por exemplo, as juntas de travamento podem criar bordas relativamente afiadas que podem cortar, estragar, ou danificar a vedação conforme a porção macho é forçada na porção campanular fêmea. Além disso, as aberturas para os pinos de travamento podem não ser facilmente alinhadas com as juntas de chave de travamento. Além disso, a tendência de a vedação se pendurar sobre as juntas de chave de travamento pode tornar a conexão fisicamente difícil de se juntar. A última questão pode fazer com que o tubo pule conforme ele é montado, o que pode exacerbar adicionalmente a questão de alinhamento das aberturas para os pinos de travamento com as juntas de chave de travamento. Outros problemas ainda existem na técnica anterior.

[004] Dentre as diversas questões associadas com o projeto de sistemas de tubulação de compósito é o problema associado com o gerenciamento de altas pressões às vezes presentes nos sistemas de tubulação. Pressões internas dentro de um tubo criam tensões na parede do tubo que estão diretamente relacionadas com o diâmetro do tubo. Por conseguinte, conforme o diâmetro do tubo aumenta, as tensões na parede do tubo aumentam. Quando uma conexão é formada usando uma porção fêmea na forma de um tubo em formato campanular, e uma porção macho inserida na campânula, as tensões na campânula ou no gargalo da campânula podem se tornar significantemente altas. Por exemplo, na área 62 mostrada na FIG. 2, as tensões da parede na porção fêmea do tubo podem aumentar significantemente. Será apreciado que para fins de fluxo de fluido através do sistema de tubo e evitar estrangulamentos na conexão, o projeto da conexão

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 9/35 / 19 pode requerer que a área interna do tubo seja mantida na conexão. Quando a conexão envolve uma extremidade fêmea campanular e uma extremidade macho, a extremidade fêmea campanular naturalmente tem um diâmetro aumentado para receber a extremidade macho na qual a extremidade campanular acomoda o diâmetro de tubo interno, e a espessura da parede da extremidade macho. O aumento em tensões na parede do tubo na conexão pode ser difícil de se gerenciar por esses motivos.

Sumário [005] Apresenta-se a seguir um sumário simplificado de uma ou mais modalidades da presente revelação a fim de prover um entendimento básico de tais modalidades. Esse sumário não é uma visão geral extensiva de todas as modalidades contempladas, e nem pretende-se identificar os elementos chave ou críticos de todas as modalidades, nem delinear o escopo de toda e qualquer modalidade.

[006] Em uma ou mais modalidades, uma conexão de tubo pode incluir um componente fêmea com uma porção de vedação, um alargamento de restrição, e uma primeira seção de travamento. A conexão de tubo pode também incluir um componente macho com um bocal configurado para engatar de maneira vedante a porção de vedação, um cone restritivo para suportar o alargamento de restrição, e uma segunda seção de travamento.

[007] Em uma ou mais modalidades, um tubo pode incluir um componente fêmea arranjado em uma extremidade do tubo e configurado para receber um componente macho. O componente fêmea pode incluir uma porção de vedação configurada para engate de vedação de um bocal de um componente macho. O componente fêmea pode também incluir um alargamento de restrição arranjado distalmente da porção de vedação e configurado para deter avanço adicional de um componente macho no componente fêmea. O componente fêmea pode também incluir uma seção de travamento configurada para prender um componente macho dentro de um

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 10/35 / 19 componente fêmea.

[008] Embora múltiplas modalidades sejam reveladas, outras modalidades da presente revelação tornar-se-ão ainda aparentes para aqueles versados na técnica a partir da seguinte descrição detalhada, que mostra e descreve modalidades ilustrativas da invenção. Como será percebido, as diversas modalidades da presente revelação são capazes de modificações em diversos aspectos óbvios, todos sem se afastar do espírito e escopo da presente revelação. Por conseguinte, os desenhos e descrição detalhada devem ser considerados como ilustrativos em natureza e não restritivos.

Breve Descrição dos Desenhos [009] Embora o relatório descritivo conclua com reivindicações particularmente apontando e reivindicando distintivamente a matéria que é considerada como formando as diversas modalidades da presente revelação, acredita-se que a invenção será melhor entendida a partir da seguinte descrição tomada em conjunto com as Figuras anexas, nas quais:

a FIG. 1 é uma vista lateral transversal de um componente fêmea de uma conexão de tubo incluindo uma vista lateral de um componente macho da conexão arranjado na mesma.

[0010] A FIG. 2 é uma vista lateral de uma conexão de tubo com o componente fêmea da conexão mostrado em seção transversal.

[0011] A FIG. 3 é uma vista lateral de uma conexão de tubo com o componente fêmea da conexão mostrado em seção transversal, de acordo com uma ou mais modalidades.

[0012] A FIG. 4 é uma vista lateral da conexão de tubo da FIG. 3, de acordo com uma ou mais modalidades.

[0013] A FIG. 5 é uma vista transversal de um componente fêmea da conexão de tubo da FIG. 3, de acordo com uma ou mais modalidades.

[0014] A FIG. 6 é uma vista lateral de um componente macho da conexão de tubo da FIG. 3, de acordo com uma ou mais modalidades.

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 11/35 / 19 [0015] A FIG. 7 é uma vista transversal parcial de uma conexão de tubo, de acordo com uma ou mais modalidades.

[0016] A FIG. 8 é um fluxograma de um método de conectar um par de segmentos de tubo.

Descrição Detalhada [0017] A presente revelação, em uma ou mais modalidades, relacionase a um sistema de conexão ou junta de tubo de alta pressão que permite liberdade em relação à orientação relativa de elementos conectados. O sistema pode também permitir a facilitação de inserção além de facilitação de alinhamento das aberturas chave. Como tal, o sistema presentemente revelado pode solucionar um ou mais dos vários problemas encontrados nos sistemas da técnica anterior, particularmente como ele se relaciona a sistemas de junta de tubo de compósito de alta pressão. Em particular, o sistema presentemente revelado pode ser particularmente útil com sistemas de tubo de compósito reforçado com fibra e pode permitir pressões excedendo 200 bar.

[0018] A FIG. 3 mostra uma vista lateral de uma conexão de tubo 100, de acordo com uma ou mais modalidades. A figura inclui uma vista lateral de um componente macho 104 da conexão e uma vista transversal de um componente fêmea 102 da conexão revelando como o componente macho 104 se encaixa dentro do componente fêmea 102. Deve ser apreciado que duas extremidades de conexão de uma seção de tubo 108 são mostradas e que seções de tubo podem ser formadas com uma extremidade fêmea e uma extremidade macho, duas extremidades fêmeas, ou com duas extremidades macho. A conexão de tubo 100 mostrada pode ser adequada para uso com tubulação de compósito e, em particular, tubulação de compósito de alta pressão. A conexão de tubo mostrada pode ser configurada para permitir qualquer orientação rotacional de um tubo em relação ao outro. A conexão pode ser montada sem danificar uma vedação e pode permitir facilitação física de montagem e um mecanismo para controlar o alinhamento de

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 12/35 / 19 mecanismos de travamento de conexão. Conforme mencionado, a conexão pode incluir um componente fêmea e um componente macho configurados para prover as vantagens acima listadas.

[0019] Referindo-se às FIGS. 3 e 5, o componente fêmea 102 pode ser configurado para receber o componente macho 104. Adicionalmente, o componente fêmea 102 pode incluir recursos que cooperam com recursos correspondentes no componente macho que funcionam para controlar a posição longitudinal relativa dos componentes, permitem a facilitação de inserção do componente macho, vedam a conexão, e prendem a conexão. Os recursos podem também permitir liberdade de orientação relativa em torno de um eixo geométrico longitudinal. O componente fêmea 102 pode incluir uma porção de gargalo 110, uma porção de vedação 112, um alargamento de restrição 114, e uma seção de travamento 116. Cada uma dessas porções são descritas em detalhes na seguinte discussão, mas conforme mostrado nas FIGS. 3 e 5, as porções podem ser arranjadas em sequência que se estendem da porção plana da seção de tubo. Isto é, a porção de gargalo 110 pode se estender da porção plana e pode levar ao colar de vedação 112, que pode levar ao alargamento de restrição 114 e então à seção de travamento 116.

[0020] Como mostrado nas FIGS. 3 e 5, a porção de gargalo 110 do componente fêmea 102 pode incluir uma porção transicional configurada para aumentar o diâmetro interno do tubo para acomodar uma porção de bocal do componente macho que é descrita em mais detalhes abaixo. A porção de transição pode também ser configurada para desenvolver uma espessura de parede aumentada para acomodar o maior diâmetro interno e as maiores forças de parede associadas. A porção transicional pode incluir um diâmetro externo 118 que é maior que o diâmetro externo da seção de tubo e que é crescente conforme a porção transicional se estende em direção à extremidade do componente fêmea. A porção transicional pode contribuir para uma superfície externa em formato campanular da extremidade fêmea da seção de

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 13/35 / 19 tubo. A porção transicional pode incluir um diâmetro interno 120 que é maior que o diâmetro interno da seção de tubo e que é crescente conforme a porção transicional se estende em direção ao colar de vedação. O diâmetro interno da porção transicional pode aumentar para acomodar o bocal da porção macho enquanto mantém um diâmetro de fluxo interno. Como tal, o diâmetro interno da porção transicional em uma extremidade pode ser selecionado para manter o diâmetro de fluxo do tubo enquanto acomoda a espessura da parede da porção de bocal do componente macho. Conforme mostrado, o diâmetro externo crescente pode começar a uma distância mais interna em relação à extremidade do tubo que o local do diâmetro interno crescente. A posição relativa de onde os diâmetros crescentes começam pode prover uma espessura de parede aumentada.

[0021] A porção de vedação 112 do componente fêmea pode ser configurada para receber a porção de bocal do componente macho e prover uma superfície de vedação para vedação com a porção de bocal. Conforme mostrado, a porção de vedação 112 pode se estender da porção transicional por uma distância ligeiramente mais longa que a porção de bocal. O comprimento ligeiramente mais longo da porção de vedação pode garantir que a porção macho não desça contra a porção transicional antes de o alinhamento dos recursos de travamento ser atingido. A porção de vedação pode incluir um diâmetro interno constante 122 e pode incluir um diâmetro externo crescente 124 que pode permitir uma continuação linear de porção transicional em uma superfície externa do componente fêmea. O diâmetro interno pode ser selecionado para receber o bocal e pode ser igual ao diâmetro interno da porção transicional em sua extremidade distal. A superfície interna da porção de vedação pode ser relativamente lisa e pode prover uma superfície de vedação para uma gaxeta, O-ring, ou outra vedação arranjada no bocal da porção macho. O diâmetro interno constante através da porção de vedação e o diâmetro externo crescente podem criar uma espessura de parede crescente

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 14/35 / 19 em uma direção que se estendem em direção à extremidade da seção de tubo. [0022] O alargamento de restrição 114 do componente fêmea pode ser configurado para suportar o cone restritivo no componente macho e prover um ponto de restrição para a conexão. O alargamento de restrição pode incluir um diâmetro externo relativamente constante 126 e pode incluir um diâmetro interno 128 que aumenta da porção de vedação à porção de travamento. O diâmetro crescente pode prover uma superfície interna em formato cônico que pode atuar para suportar o cone restritivo no componente macho. A interface do alargamento de restrição no componente fêmea com o cone restritivo no componente macho pode prover uma clara indicação de engate total dos componentes de conexão. Ademais, o alargamento de restrição e o cone restritivo podem cada um ser posicionados para causar o alinhamento dos recursos de travamento da conexão. A combinação de um diâmetro interno crescente e um diâmetro externo constante pode criar uma espessura de parede decrescente em uma direção que se estende em direção à extremidade da seção de tubo.

[0023] A seção de travamento 116 pode ser configurada para permitir que o componente fêmea e o componente macho sejam presos um ao outro para prevenir desalojamento do componente macho do componente fêmea. Como mostrado nas FIGS. 3 e 5, a seção de travamento pode incluir um diâmetro externo substancialmente constante 130 igual ao diâmetro externo da porção de restrição de alargamento e igual ao maior diâmetro da porção de vedação. A seção de travamento pode também ter um diâmetro interno substancialmente constante 132 igual ao maior diâmetro do alargamento de restrição. O diâmetro externo e o diâmetro interno podem definir uma espessura de parede substancialmente constante. A seção de travamento pode ter um comprimento que pode ser selecionado para ser relativamente longo para acomodar uma série de recursos de travamento.

[0024] Conforme mostrado na FIG. 4, os recursos de travamento 134

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 15/35 / 19 podem incluir uma série de orifícios escalonados 136 na superfície externa da seção de travamento 116. Cada um dos orifícios pode levar a um furo 138 que se estende através da espessura de parede da seção de travamento e levando à superfície interna. Em uma ou mais modalidades, o furo pode se estender ao longo de um eixo geométrico relativamente reto onde o eixo geométrico é substancialmente tangencial à superfície interna da seção de travamento. Em outras modalidades, o furo 138 pode se estender em ângulos alternativos em relação à superfície interna. Conforme o furo 138 se estende através da espessura de parede, o furo pode terminar em um orifício na superfície interna. A superfície interna pode incluir uma ranhura, canal, ou calha 140 em alinhamento com o furo 138 e que se estende total ou parcialmente em torno da superfície interna da seção de travamento. A ranhura, canal, ou calha 140 pode ser substancialmente perpendicular ao eixo geométrico da seção de tubo que forma um círculo. Alternativamente, uma ou mais das ranhuras, canais, ou calhas podem ser em formato de espiral, por exemplo. Os furos 138 podem ser adaptados para receber uma haste ou barra substancialmente arredondada e podem ter uma seção transversal substancialmente circular. A ranhura pode também ser adaptada para receber uma haste ou barra substancialmente arredondada e pode ter uma seção transversal substancialmente semicircular. Em outras modalidades, barras ou elementos de travamento quadrados, triangulares, ou em outros formatos podem ser usados e os orifícios, furos, e ranhuras podem ser conformados para acomodar esses formatos. Em ainda outras modalidades, os orifícios, furos, ou ranhuras podem ter um formato que não combina com o formato da barra sendo inserida de modo a aumentar o atrito ou a penetração da barra conforme ela entra e é presa no lugar.

[0025] Em uma ou mais modalidades, a seção de travamento 116 pode incluir 10 orifícios escalonados e furos e ranhuras correspondentes onde uma fileira de 5 orifícios é escalonada com outra fileira de 5 orifícios. Ainda outros números de orifícios, furos, e ranhuras podem ser providos dependendo

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 16/35 / 19 do tamanho do tubo, as pressões dentro do tubo, e as condições antecipadas. Por exemplo, em uma ou mais outras modalidades, 12, 14, 16, 18, ou 20 orifícios/furos/ranhuras podem ser providos. Em ainda outras modalidades, 2, 4, 6, ou 8 orifícios/furos/ranhuras podem ser providos. Em ainda outras modalidades, números ímpares similares às faixas mencionadas podem ser providos. Ainda outros números de orifícios/furos/ranhuras podem ser providos. Conforme mostrado, as ranhuras 140 na superfície interna da seção de travamento podem ser substancialmente igualmente espaçadas para se alinhar com os orifícios e furos. O espaçamento entre as ranhuras pode ser substancialmente ½ do espaçamento longitudinal dos orifícios em uma fileira em particular de modo que orifícios espaçados a uma distância X em cada fileira fazem com que as ranhuras sejam espaçadas a uma distância X/2 ao longo do comprimento da seção de travamento. Em uma ou mais modalidades, as ranhuras nas seções de travamento podem evitar o uso de rampas de compressão de gaxeta visto que o bocal de diâmetro relativamente pequeno pode permitir que o componente macho seja inserido no componente fêmea sem interferência com a gaxeta ou O-ring até que o bocal entre na porção de vedação do componente fêmea. Espaçamento de ranhura correntes onde as ranhuras incluem rampas de compressão pode ser na ordem de 4 a 5 vezes a largura da chave dúctil ou sua ranhura correspondente. Omitindo as rampas de compressão de gaxeta, os espaçamentos das ranhuras podem ser na ordem de 2 ½ vezes a largura da chave ou ranhura permitindo seções de travamento mais curtas que previamente usadas ou contempladas. Em uma ou mais modalidades, a razão da largura do compósito para a largura da chave pode ser otimizado combinando o desempenho de cisalhamento entre o compósito e o material chave selecionado. O espaçamento circunferencial das fileiras de orifícios pode ser espaçado a uma distância similar ao espaçamento dos orifícios em uma fileira.

[0026] Com referência continuada à FIG. 3 e com referência à FIG. 6,

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 17/35 / 19 o componente macho pode ser configurado para inserção no componente fêmea. Adicionalmente, a porção macho pode incluir recursos que cooperam com recursos correspondentes no componente fêmea que funcionam para controlar a posição longitudinal relativa dos componentes, permitem a facilitação de inserção do componente macho, vedam a conexão, e prendea conexão. Os recursos podem também permitir liberdade de orientação relativa em torno de um eixo geométrico longitudinal. O componente macho pode incluir uma porção de bocal 142, um cone restritivo 144, uma seção de travamento 146, e uma porção afilada 148. Cada uma dessas porções são descritas em detalhes na seguinte discussão, mas conforme mostrado nas FIGS. 3 e 6, as porções podem ser arranjadas em sequência se estendendo da porção plana da seção de tubo. Isto é, a porção afilada pode se estender da porção plana e pode levar à seção de travamento, que pode levar ao cone restritivo, e então à porção de bocal.

[0027] Como mostrado nas FIGS. 3 e 6, a porção de bocal 142 pode ser arranjada em uma extremidade mais externa de uma seção de tubo. A porção de bocal 142 pode incluir um diâmetro interno 150 substancialmente constante que é substancialmente o mesmo que o diâmetro interno da seção de tubo. O diâmetro externo 152 pode também ser substancialmente constante e pode ser substancialmente o mesmo que o diâmetro externo da seção de tubo. Em uma ou mais modalidades, o diâmetro externo do bocal pode ser ligeiramente menor ou ligeiramente maior que o diâmetro externo da seção de tubo. Em qualquer caso, o diâmetro interno e o diâmetro externo podem definir uma espessura de parede do bocal. O bocal pode também incluir uma ranhura, canal, ou calha 154 em uma superfície externa do mesmo. A ranhura 154 pode ser uma ranhura substancialmente circular arranjada substancialmente perpendicular a um eixo geométrico longitudinal da seção de tubo e a ranhura pode ser substancialmente centralizada ao longo do comprimento do bocal. A ranhura 154 pode ser adaptada para receber uma

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 18/35 / 19 gaxeta ou O-ring ou outro elemento de vedação e pode ter uma seção transversal que combina com a seção transversal da gaxeta ou O-ring, por exemplo. Como tal, a seção transversal da ranhura 154 pode ser semicircular, em formato de v, quadrada, retangular, ou outro formato pode ser provido. O bocal 142 pode incluir uma única ranhura para uma única gaxeta ou O-ring conforme mostrado, ou múltiplas ranhuras podem ser providas. O bocal 142 pode ter um comprimento um pouco menor que o comprimento da porção de vedação do componente fêmea. Alternativamente, o bocal pode ter um comprimento igual a porção de vedação ou mais longo que a mesma. Em uma ou mais modalidades, a distância da ranhura para a extremidade proximal do bocal pode ser maior que a largura das ranhuras chave na seção de travamento de modo que o desassentamento da vedação do bocal ocorreria somente após as chaves/hastes cisalharem-se completamente ao meio.

[0028] A porção de cone restritivo 144 é também mostrada nas FIGS. 3 e 6. A porção de cone restritivo 144 do componente macho pode ser configurada para suportar o alargamento de restrição 114 do componente fêmea para deter o deslocamento para dentro do componente macho em relação ao componente fêmea. A porção de cone restritivo 144 pode ter um diâmetro externo variado 156 onde o diâmetro externo é o mesmo que o diâmetro externo do bocal em um lado distal da porção de cone restritivo e o diâmetro externo aumenta para um diâmetro maior na seção de travamento do componente macho. O diâmetro crescente podem criar uma superfície linear em formato cônico que pode substancialmente corresponder ou ser ligeiramente menor que a superfície em formato cônico do alargamento de restrição 114 do componente fêmea. A porção de cone restritivo pode incluir um diâmetro interno que é o mesmo que ou igual ao diâmetro interno do bocal. Alternativamente, a porção de cone restritivo pode ter um diâmetro interno diferente.

[0029] A seção de travamento 146 do componente macho pode ser

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 19/35 / 19 configurada para permitir que o componente fêmea e o componente macho sejam presos um ao outro para prevenir o desalojamento do componente macho do componente fêmea. Como mostrado nas FIGS. 3 e 6, a seção de travamento pode incluir um diâmetro externo substancialmente constante 158 igual ao maior diâmetro da porção de cone restritivo 144. A seção de travamento pode também ter um diâmetro interno substancialmente constante igual ao diâmetro interno do bocal e da porção de cone restritivo. O diâmetro externo e o diâmetro interno podem definir uma espessura de parede substancialmente constante. A seção de travamento pode ter um comprimento que pode ser selecionado para ser relativamente longo para acomodar uma série de recursos de travamento.

[0030] A seção de travamento 146 do componente macho pode incluir uma série de recursos de travamento na forma de ranhuras 160 em uma superfície externa da mesma. As ranhuras 160 podem corresponder em espaçamento e local às ranhuras na superfície interna da seção de travamento do componente fêmea. As ranhuras 160 podem ser substancialmente circulares se estendendo em torno da circunferência da seção de travamento do componente macho. As ranhuras 160 podem ser arranjadas substancialmente perpendiculares ao eixo geométrico longitudinal da seção de tubo. Alternativamente, as ranhuras podem ser espiralmente arranjadas para combinar com uma ranhura espiralmente arranjada em relação ao componente fêmea. Quanto às ranhuras no componente fêmea, o tamanho e formato transversal das ranhuras podem ser selecionado para acomodar o formato de uma haste a ser inserida nos orifícios/furos do componente fêmea. Quando o componente macho é inserido no componente fêmea, as ranhuras das respectivas seções de travamento pode se alinhar umas com as outras para estender os furos através do componente fêmea circunferencialmente em torno da seção de travamento do componente macho. A espessura da seção de travamento fêmea pode ser a mesma ou similar à espessura da seção de

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 20/35 / 19 travamento do componente macho.

[0031 ] O tamanho da seção de travamento do componente macho, e o tamanho resultante da seção de travamento fêmea pode ser determinando por projeto de engenharia dando consideração às áreas de fluxo, propriedades dos materiais, pressões internas do projeto, e semelhantes. Em uma ou mais modalidades, a seção de travamento do componente macho pode ter um diâmetro interno igual ao diâmetro interno da seção de tubo e a espessura da parede na raiz da ranhura chave pode ser igual a ou maior que a espessura das parede do tubo. A espessura global da seção de travamento do componente macho pode então ser igual a ou maior que a espessura das parede do tubo mais ½ do tamanho/espessura da chave de travamento. O diâmetro externo da seção de travamento do componente macho pode ser igual ao diâmetro do tubo interno mais duas vezes a espessura da seção de travamento. O diâmetro interno da seção de travamento do componente fêmea pode ser substancialmente igual o ou ligeiramente maior que o diâmetro externo da seção de travamento do componente macho.

[0032] A porção afilada 148 pode ser configurada para transicionar do diâmetro da seção de travamento para o diâmetro da seção do tubo simples. Como tal, a porção afilada pode incluir um diâmetro externo 162 na seção de travamento igual ao diâmetro externo da seção de travamento e o diâmetro externo 162 pode diminuir ao longo de uma direção que se afasta da seção de travamento a um diâmetro igual ao diâmetro externo da seção de tubo. O comprimento da porção afilada pode ser relativamente curto provendo uma superfície externa cônica do tubo relativamente curta que pode se estender a partir do componente fêmea quando o componente macho é arranjado no mesmo. A porção afilada pode ter um diâmetro interno substancialmente constante que pode ser o mesmo ou similar ao diâmetro interno das outras porções do componente macho.

[0033] A conexão pode ser presa com uma ou mais hastes 164

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 21/35 / 19 inserindo-as e forçando-as nos furos 138 nas seções de travamento. As hastes podem incluir materiais maleáveis tais como aço, aço inoxidável, ligas de metal, plásticos, ou outros materiais. Em uma ou mais modalidades, náilon 6/6 pode ser usado. Outros materiais podem ainda ser também usados. Em uma ou mais modalidades, as hastes podem incluir uma ponta arredondada ou afilada permitindo-as a avançar mais suavemente através dos furos. Em uma ou mais modalidades, as hastes podem ter uma dimensão transversal (isto é, diâmetro ou outra dimensão) de aproximadamente 3/8, *Λ, ³A, ou 1 polegada, por exemplo. Barras de outro tamanho podem ainda ser providas.

[0034] Referindo-se agora à FIG. 7, outra modalidade de uma conexão de tubo 200 é mostrada. Nessa modalidade, diversos dos recursos da modalidade descritos com respeito às FIGS. 1-6 podem permanecer. Por exemplo, o componente fêmea 202 pode incluir uma porção de gargalo 210 e um colar de vedação 212. Contudo na presente modalidade, o alargamento de restrição 214 e a seção de travamento 216 podem ser combinados. Conforme mostrado, o alargamento de restrição 214 pode continuar por um grande comprimento e pode incluir furos 238 e ranhuras de travamento 240 semelhante à seção de travamento 116 na modalidade acima descrita. De maneira similar, o componente macho 204 pode incluir uma porção de bocal 242 e uma porção afilada 248. Contudo, o cone restritivo 244 e a seção de travamento 246 podem ser combinados para corresponder ao alargamento de restrição combinado 214 e a seção de travamento 216 do componente fêmea 202. Outras modificações das modalidades reveladas podem ser providas.

[0035] Em uso, o componente macho pode ser inserido no componente fêmea para formar uma conexão entre duas seções de tubo (302). Como pode ser apreciado a partir de uma revisão da FIG. 3, o bocal pode ser inserido na extremidade distal do componente fêmea e pode ser substancialmente livre de contato com a superfície interna da seção de travamento do componente fêmea visto que de o diâmetro relativamente

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 22/35 / 19 pequeno do bocal em relação ao diâmetro interno da seção de travamento (304). O componente macho pode ser avançado adicionalmente no componente fêmea relativamente de maneira livre e de maneira geral sem resistência (306). Quando a extremidade distal da seção de travamento do componente macho alcança a extremidade distal da seção de travamento do componente fêmea (310), a interface entre as duas seção de travamento pode funcionar para centralizar o componente macho dentro do componente fêmea e alinhar o bocal com a porção de vedação do componente fêmea (308). Conforme o componente macho é avançado adicionalmente dentro do componente fêmea, gaxeta ou O-ring no bocal pode ser retido com segurança longe da superfície interna do componente fêmea devido ao seu menor diâmetro e a função de centralização das seções de travamento (312). O componente macho pode ser avançado totalmente no componente fêmea até que a porção de cone restritivo do componente macho suporte o alargamento de restrição do componente fêmea (314). Quando isso ocorre, o bocal do componente macho pode ser avançado dentro da porção de vedação do componente fêmea. Durante esse processo, a gaxeta ou O-ring pode ser comprimido pela porção de vedação e avanço do componente macho pode ser resistido por atrito entre a gaxeta ou O-ring e a porção de vedação (316). Contudo, o componente macho pode ser impulsionado adicionalmente no componente fêmea até que o cone restritivo suporte o alargamento de restrição, que pode deter avanço adicional do componente macho (318). Como tal, o avanço excessivo do componente macho pode ser evitado por meio de força aumentada para superar o atrito dos elementos de vedação. Uma vez inserido e/ou durante inserção, o componente macho e/ou o componente fêmea pode(m) ser girado(s) em torno de um eixo geométrico longitudinal para chegar a uma orientação desejada sem consideração à orientação do componente fêmea ou macho adjacente (320). Isto é, as duas seções de tubo podem ser arranjadas em qualquer ângulo rotacional relativo

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 23/35 / 19 em torno do eixo geométrico longitudinal que se estende através da junta. As duas seções de tubo podem ser presas e/ou travadas no lugar alinhando hastes com os orifícios na superfície externa do componente fêmea, avançando as hastes através dos furos e adicionalmente nas ranhuras dos componentes fêmea e macho (322). Deve ser apreciado que as ranhuras na superfície interna do componente fêmea e as ranhuras na superfície externa do componente macho podem funcionar como uma extensão dos furos em torno da circunferência da seção de travamento do componente macho. As barras de deformação que ocorrem conforme elas são conduzidas nos furos podem criar um encaixe por pressão da barras permitindo que elas sejam substancialmente presas uma vez conduzidas.

[0036] A presente conexão pode ser altamente vantajosa para conexões de tubo de alta pressão e/ou tubo de compósito. Os diâmetros de tubo aos quais essa conexão pode ser aplicável pode incluir diâmetros de tubo na faixa de 2 polegadas a 96 polegadas ou de 8 polegadas a 40 polegadas, ou de 12 polegadas a 24 polegadas. Outros tubos de diâmetro incluindo diâmetros de tubo que são menores que os tamanhos de tubo listados ou maiores que os tamanhos de tubo listados podem ser providos. Além disso, tamanhos fraccionais em vez de tamanhos inteiros pode também podem providos. A conexão pode ser adequada para pressões na faixa de até e excedendo 200 bar. Em uma ou mais modalidades, a conexão pode ser adequada para faixas de pressão na faixa de 10 bar a 300 bar ou de 50 bar a 200 bar ou 75 bar a 125 bar. A pressão adequada pode ser uma função do diâmetro do tubo e, como tal, maiores pressões podem ser adequadas para tubo de menor diâmetro e pressões mais baixas podem ser adequadas para tubo de maior diâmetro.

[0037] Em uma ou mais modalidades, a conexão de tubo presentemente revelada pode ser livre de rosqueamento e como tal, pode não ser submetida a afrouxamento quando uma das seções de tubo é girada em

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 24/35 / 19 relação à outra. Ademais, limitações no desrosqueamento podem ser evitadas de uma vez.

[0038] No presente pedido, o uso dos termos distal e proximal devem ser considerados em relação ao corpo principal da seção de tubo. Como tal, uma porção da conexão que é distal a outra porção significa que aquela porção é mais próxima da extremidade da seção de tubo. De maneira similar, uma porção da conexão que é proximal é mais próxima da seção de tubo em si. À luz disso, ao revisar a discussão da conexão, uma porção que é distal para o componente macho pode corresponder a porções que são relativamente proximais para o componente fêmea.

[0039] Embora um fluxograma ou diagrama de blocos possa ilustrar um método como compreendendo etapas sequenciais ou um processo como tendo uma ordem em particular de operações, muitas das etapas ou operações no(s) fluxograma(s) ou diagrama(s) de blocos ilustrados aqui podem ser realizadas em paralelo ou ao mesmo tempo, e o(s) fluxograma(s) ou diagrama(s) de blocos deve(m) ser lido(s) no contexto das diversas modalidades da presente revelação. Adicionalmente, a ordem das etapas do método ou operações de processos ilustrados em um fluxograma ou diagrama de blocos pode ser rearranjada para algumas modalidades. De maneira similar, um método ou processo ilustrado em um fluxograma ou diagrama de blocos poderia ter etapas ou operações adicionais não incluídas no mesmo ou menos etapas ou operações que aquelas mostradas. Ademais, uma etapa do método pode corresponder a um método, uma função, um procedimento, um sub-rotina, um subprograma, etc.

[0040] Como usado aqui, os termos “substancialmente” ou “de maneira geral” referem-se à extensão ou grau completo ou quase completo de uma ação, característica, propriedade, estado, estrutura, item, ou resultado. Por exemplo, um objeto que é “substancialmente” ou “de maneira geral” encerrado significaria que o objeto é completamente encerrado ou quase

Petição 870190059829, de 27/06/2019, pág. 25/35 / 19 completamente encerrado. O grau exato permissível de desvio de completude absoluta pode em alguns casos depender do contexto em específico. Contudo, falando de maneira geral, a proximidade de conclusão será de modo a ter de maneira geral o mesmo resultado global que se conclusão absoluta e total fosse obtida. O uso de “substancialmente” ou “de maneira geral” é igualmente aplicável quando usados em uma conotação negativa para referir-se à falta completa ou quase completa de uma ação, característica, propriedade, estado, estrutura, item, ou resultado. Por exemplo, um elemento, combinação, modalidade, ou composição que é “substancialmente livre de” ou “de maneira geral livre de” um elemento pode ainda na realidade conter tal elemento desde que não haja de maneira geral nenhum efeito significante do mesmo.

[0041] Na descrição anterior diversas modalidades da presente revelação foram apresentadas para fins de ilustração e descrição. Não se pretende que elas sejam exaustivas ou limitem a invenção à forma precisa revelada. Modificações óbvias ou variações são possíveis à luz dos ensinamentos acima. As diversas modalidades foram escolhidas e descritas para prover a melhor ilustração dos princípios da revelação e sua aplicação prática, e possibilitar que um versado na técnica utilize as diversas modalidades com diversas modificações conforme sejam adequadas ao uso em particular contemplado. Todas as tais modificações e variações estão dentro do escopo da presente revelação conforme determinado pelas reivindicações anexas quando interpretadas de acordo com a amplitude de direito que elas tem de forma justa, legal e equitativa.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Tubo, caracterizado pelo fato de que compreende:

um componente fêmea arranjado em uma extremidade do tubo e configurado para receber um componente macho, o componente fêmea compreendendo:

uma porção de vedação configurada para engate de vedação de um bocal de um componente macho;

um alargamento de restrição arranjado distalmente da porção de vedação e configurado para deter avanço adicional de um componente macho no componente fêmea; e uma seção de travamento configurada para prender um componente macho dentro de um componente fêmea.
2. Tubo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção de vedação compreende um diâmetro interno que é substancialmente constante ao longo de um comprimento longitudinal da porção de vedação.
3. Tubo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o diâmetro interno da porção de vedação é substancialmente similar a um diâmetro externo do tubo.
4. Tubo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o alargamento de restrição compreende uma superfície interna do componente fêmea com um primeiro diâmetro próximo à porção de vedação e um segundo diâmetro distal ao primeiro diâmetro e em que o segundo diâmetro é maior que o primeiro diâmetro.
5. Tubo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a superfície interna do alargamento de restrição compreende uma forma cônica.
6. Tubo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a seção de travamento compreende uma pluralidade de orifícios

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2 / 3 em uma superfície externa da mesma e levando a uma pluralidade de furos que se estendem através da parede da seção de travamento a uma superfície interna da mesma.
7. Tubo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a superfície interna da seção de travamento compreende uma pluralidade de ranhuras que se alinham com a pluralidade de furos.
8. Tubo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente outro componente fêmea arranjado em uma extremidade oposta do tubo.
9. Tubo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um componente macho arranjado em uma extremidade oposta do tubo.
10. Tubo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que no componente macho compreende:

um bocal configurado para engate de vedação com a porção de vedação de outro componente fêmea;

um cone restritivo configurado para suportar engate com um alargamento de restrição do outro componente fêmea; e uma seção de travamento para prender o componente macho no outro componente fêmea.
11. Tubo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção de travamento é incorporada no alargamento de restrição.
12. Conexão de tubo, caracterizado pelo fato de que compreendendo:

um componente fêmea com uma porção de vedação, um alargamento de restrição, e uma primeira seção de travamento; e um componente macho com um bocal configurado para engatar de maneira vedante a porção de vedação, um cone restritivo para suportar o alargamento de restrição, e uma segunda seção de travamento.

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13. Conexão de tubo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o bocal tem um diâmetro externo substancialmente menor que um diâmetro interno da primeira seção de travamento.
14. Conexão de tubo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o alargamento de restrição compreende um lúmen em formato cônico configurado para suportar engate com o cone restritivo.
15. Conexão de tubo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a primeira seção de travamento e a segunda seção de travamento compreendem ranhuras para receber hastes de travamento.
16. Conexão de tubo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que suportar engate do alargamento de restrição com o cone restritivo causa alinhamento das ranhuras na primeira seção de travamento com as ranhuras na segunda seção de travamento.
17. Conexão de tubo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a primeira seção de travamento compreende uma pluralidade de furos que se estendem de uma superfície externa a uma superfície interna e configurados para receber hastes de travamento.
18. Conexão de tubo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que cada um da pluralidade de furos se alinha com uma das ranhuras.
19. Conexão de tubo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de furos são arranjados tangenciais à superfície interna da primeira seção de travamento.
20. Conexão de tubo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o bocal compreende uma ranhura para uma gaxeta para vedação contra a porção de vedação do componente fêmea.