BR102020025143A2 - SYSTEM, BALL VALVE ASSEMBLY AND METHOD - Google Patents
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Abstract
sistema, montagem de válvula de esfera e método. a presente invenção refere-se a montagem (200) para de válvula de esfera (1600); sistema e método, que incluem mecanismo de armazenamento de fluido (por exemplo, um acumulador), que absorve a pressão do fluido em excesso ventilada através da porta de comunicação. a montagem de válvula de esfera inclui um alojamento com uma passagem de fluido formada através do mesma, um assento localizado na passagem de fluido e uma entrada da passagem de fluido em um primeiro lado do assento para acoplar a montagem de válvula de esfera à porta de comunicação. a montagem de válvula de esfera inclui uma esfera com um furo formado através da mesma. a esfera é posicionada no assento e pode ser girada entre uma posição aberta que permite o fluxo através da passagem de fluido e uma posição fechada que impede o fluxo através da passagem de fluido. a montagem de válvula de esfera também inclui um acumulador disposto no alojamento e acoplado de maneira fluida à primeira passagem de fluido em um segundo lado do assento oposto ao primeiro lado.system, ball valve assembly and method. The present invention relates to assembly (200) for a ball valve (1600); system and method, which includes a fluid storage mechanism (eg, an accumulator) that absorbs excess fluid pressure vented through the communication port. the ball valve assembly includes a housing with a fluid passage formed therethrough, a seat located in the fluid passage, and a fluid passage inlet on a first side of the seat for coupling the ball valve assembly to the port of Communication. the ball valve assembly includes a ball with a hole formed therethrough. the ball is positioned on the seat and can be rotated between an open position that allows flow through the fluid passage and a closed position that prevents flow through the fluid passage. the ball valve assembly also includes an accumulator disposed in the housing and fluidly coupled to the first fluid passage on a second side of the seat opposite the first side.
Description
[001] As modalidades descritas neste documento referem-se, em geral, a operações de produção e perfuração de petróleo e gás, e de maneira específica, ao aumento da área das superfícies de interface dos alojamentos e conectores associados, gaxetas aprimoradas e dispositivos de retenção de gaxeta que permitem o mesmo.[001] The modalities described in this document refer, in general, to oil and gas production and drilling operations, and specifically, to the increase in the area of the interface surfaces of the associated housings and connectors, improved gaskets and devices for gasket retention that allow the same.
[002] Um poço submarino possui um alojamento localizado no leito submarino. O alojamento é definido por um elemento tubular que possui um furo. Um conector pode ser um elemento similarmente tubular com um furo. O conector pode ser abaixado de uma embarcação, localizada na superfície, em direção ao alojamento, onde o conector pode conectar o alojamento submarino à superfície acoplando-se ao exterior do alojamento. O alojamento pode ainda compreender um ou mais anteparos virados para cima em sua extremidade superior, os quais são operáveis para interligarem-se com um ou mais anteparos virados para baixo na extremidade inferior do conector. O corpo principal do conector pode compreender um recesso localizado radialmente para dentro a partir de um dos anteparos virados para baixo. Tanto o alojamento quanto o conector podem compreender um perfil com ranhura em seu diâmetro externo para permitir que um anel de travamento acople o alojamento e o conector um no outro de modo a criar uma montagem final.[002] A subsea well has an accommodation located in the subsea bed. The housing is defined by a tubular element that has a hole. A connector can be a similarly tubular element with a hole. The connector can be lowered from a vessel, located on the surface, towards the housing, where the connector can connect the subsea housing to the surface by mating with the exterior of the housing. The housing may further comprise one or more upwardly facing shields at its upper end which are operable to interconnect with one or more downwardly facing shields at the lower end of the connector. The main body of the connector may comprise a recess located radially inwardly from one of the downwardly facing bulkheads. Both the housing and connector may comprise a profile grooved on their outside diameter to allow a locking ring to engage the housing and connector together to create a final assembly.
[003] Um anel de vedação metálico, ou gaxeta, pode ser posicionado entre os elementos tubulares e vedar de modo flexível entre os elementos. As gaxetas estão disponíveis em uma variedade de configurações, tais como os tipos AX, BX, CX, DX, RX e VX. Uma gaxeta pode compreender uma superfície cônica superior e uma superfície cônica inferior que são operáveis para criar uma vedação quando a superfície cônica superior da gaxeta entrar em contato com uma superfície cônica virada para baixo do conector e a superfície cônica inferior da gaxeta entrar em contato com a superfície cônica virada para cima do alojamento. Tais gaxetas são geralmente construídas tendo uma ou mais nervuras, que se estendem radialmente para fora a partir da gaxeta. A uma ou mais nervuras podem permitir o alinhamento da gaxeta e podem interagir com um dispositivo de retenção para manter a posição da gaxeta entre os elementos tubulares durante as operações.[003] A metallic sealing ring, or gasket, can be positioned between the tubular elements and flexibly seal between the elements. Gaskets are available in a variety of configurations, such as types AX, BX, CX, DX, RX and VX. A gasket may comprise an upper conical surface and a lower conical surface that are operable to create a seal when the upper conical surface of the gasket contacts a downwardly conical surface of the connector and the lower conical surface of the gasket contacts the upward facing conical surface of the housing. Such gaskets are generally constructed having one or more ribs, which extend radially outward from the gasket. The one or more ribs can allow alignment of the gasket and can interact with a retaining device to maintain the position of the gasket between the tubular elements during operations.
[004] Um problema com as gaxetas que incluem uma ou mais nervuras é que as nervuras são projetadas para interligarem-se com um recesso formado dentro ou entre os elementos tubulares. Tal recesso reduz a área de superfície dos elementos tubulares, bem como a área da interface entre os elementos tubulares. Se aparecer um recesso no alojamento ou no conector de uma montagem de cabeças de poço, o recesso pode enfraquecer da montagem, tornando-o mais suscetível às forças associadas com a flexão e compressão da montagem. Perfurações de subsuperfície de alta pressão/alta temperatura (HP/HT), com temperaturas atingindo e excedendo 350° F (176,6°C) e pressões atingindo e excedendo 15,000 PSI, impõem demandas particularmente altas a todos os elementos da montagem. Portanto, qualquer redução na resistência, flexibilidade, ou ambas da montagem pode impactar a capacidade operacional da montagem e pode levar a consequências desagradáveis quando a montagem for submetida a cargas encontradas em locais submarinos adversos e em outros ambientes.[004] A problem with gaskets that include one or more ribs is that the ribs are designed to interconnect with a recess formed within or between the tubular elements. Such a recess reduces the surface area of the tubular elements as well as the area of the interface between the tubular elements. If a recess appears in the housing or connector of a wellhead assembly, the recess may weaken from the assembly, making it more susceptible to forces associated with the flexing and compression of the assembly. High pressure/high temperature (HP/HT) subsurface drilling, with temperatures reaching and exceeding 350° F (176.6°C) and pressures reaching and exceeding 15,000 PSI, place particularly high demands on all assembly elements. Therefore, any reduction in the strength, flexibility, or both of the assembly can impact the operational capability of the assembly and can lead to unpleasant consequences when the assembly is subjected to loads encountered in harsh subsea locations and other environments.
[005] A presente invenção foi projetada para aumentar a interface da área de superfície do alojamento e do conector nos anteparos desses elementos tubulares e, desse modo, aumentar a carga que os elementos tubulares conectados são capazes de suportar decorrentes das pressões e temperaturas do poço.[005] The present invention was designed to increase the interface of the surface area of the housing and the connector in the bulkheads of these tubular elements and thereby increase the load that the connected tubular elements are able to withstand due to well pressures and temperatures .
[006] Algumas modalidades exemplares específicas da presente invenção podem ser compreendidas por referência, em parte, à descrição a seguir e aos desenhos em anexo.[006] Some specific exemplary embodiments of the present invention may be understood by reference, in part, to the following description and attached drawings.
[007] A figura 1 é uma vista transversal lateral de uma montagem que compreende um alojamento, um conector, uma gaxeta e um anel de travamento, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[007] Figure 1 is a side cross-sectional view of an assembly comprising a housing, a connector, a gasket and a locking ring, according to one or more aspects of the present invention.
[008] A figura 2 é uma vista transversal lateral de uma montagem que compreende um alojamento, um conector e uma gaxeta, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[008] Figure 2 is a side cross-sectional view of an assembly comprising a housing, a connector and a gasket, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[009] A figura 3 é uma vista transversal lateral de uma montagem que compreende um alojamento, um conector e uma gaxeta, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[009] Figure 3 is a side cross-sectional view of an assembly comprising a housing, a connector and a gasket, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0010] A figura 4 é uma vista transversal lateral de uma montagem que compreende um alojamento, um conector e uma gaxeta, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0010] Figure 4 is a side cross-sectional view of an assembly comprising a housing, a connector and a gasket, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0011] A figura 5 é uma vista transversal lateral de uma montagem que compreende um alojamento, um conector e uma gaxeta, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0011] Figure 5 is a side cross-sectional view of an assembly comprising a housing, a connector and a gasket, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0012] A figura 6 é uma vista transversal lateral de uma montagem de poço durante o alinhamento de uma gaxeta e antes do contato entre os elementos tubulares, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0012] Figure 6 is a side cross-sectional view of a well assembly during alignment of a gasket and before contact between the tubular elements, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0013] A figura 7 é uma vista transversal lateral de uma montagem de poço depois de uma gaxeta ter se alinhado e os elementos tubulares terem contatado um ao outro, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0013] Figure 7 is a side cross-sectional view of a well assembly after a gasket has aligned and the tubular elements have contacted each other, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0014] As figuras 8A-C são vistas transversais laterais que ilustram uma progressão de contato entre uma gaxeta e os elementos tubulares enquanto a gaxeta alinha-se e os elementos tubulares contatam um ao outro.[0014] Figures 8A-C are side cross-sectional views illustrating a progression of contact between a gasket and the tubular elements while the gasket aligns and the tubular elements contact each other.
[0015] A figura 9 é uma vista transversal lateral de uma montagem tubular, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0015] Figure 9 is a side cross-sectional view of a tubular assembly, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0016] A figura 10 é uma vista transversal lateral de um alojamento, conector, gaxeta associada e montagem de retenção de gaxeta dda montagem tubular da figura 9, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0016] Figure 10 is a side cross-sectional view of a housing, connector, associated gasket and gasket retaining assembly of the tubular assembly of Figure 9, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0017] A figura 11 é uma vista transversal lateral aproximada da gaxeta e da montagem de retenção de gaxeta tirada ao longo das linhas tracejadas da figura 10 em uma configuração de desembarque, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0017] Figure 11 is an approximate side cross-sectional view of the gasket and the gasket retention assembly taken along the dashed lines of Figure 10 in a landing configuration, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0018] A figura 12 é uma vista transversal lateral aproximada da gaxeta e da montagem de retenção de gaxeta tirada ao longo das linhas tracejadas da figura 10 em uma configuração desembarcada, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0018] Figure 12 is an approximate side cross-sectional view of the gasket and the gasket retaining assembly taken along the dashed lines of Figure 10 in a landlocked configuration, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0019] A figura 13 é uma vista transversal lateral de um alojamento, conector, gaxeta associada e montagem de retenção de gaxeta de uma montagem tubular, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0019] Figure 13 is a side cross-sectional view of a housing, connector, associated gasket and gasket retainer assembly of a tubular assembly, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0020] A figura 14 é uma vista transversal lateral aproximada de uma gaxeta e uma montagem de retenção de gaxeta, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0020] Figure 14 is an approximate side cross-sectional view of a gasket and a gasket retention assembly, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0021] A figura 15 é uma vista parcial transversal lateral de uma montagem tubular que possui uma montagem de retenção de gaxeta e múltiplas entradas de penetração para um veículo remotamente operado (ROV), de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0021] Figure 15 is a partial cross-sectional side view of a tubular assembly having a gasket retainer assembly and multiple penetration inlets for a remotely operated vehicle (ROV) in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0022] A figura 16 é uma vista parcial transversal lateral de uma montagem tubular que possui uma montagem de retenção de gaxeta que é controlado por meio de uma linha de controle a partir da superfície, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0022] Figure 16 is a partial cross-sectional side view of a tubular assembly having a gasket retention assembly that is controlled by means of a control line from the surface, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0023] A figura 17 é uma vista transversal de uma montagem de válvula de esfera para uso as um mecanismo de fechamento em uma montagem de retenção de gaxeta, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0023] Figure 17 is a cross-sectional view of a ball valve assembly for use as a closure mechanism in a gasket retainer assembly, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0024] A figura 18 é uma vista transversal de um acumulador na montagem de válvula de esfera da figura 17, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0024] Figure 18 is a cross-sectional view of an accumulator in the ball valve assembly of Figure 17, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0025] A figura 19 é uma vista transversal da montagem de válvula de esfera da figura 17 tirada ao longo de uma seção transversal com desvio de 90°, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0025] Figure 19 is a cross-sectional view of the ball valve assembly of Figure 17 taken along a 90° offset cross section, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0026] A figura 20 é uma vista transversal de uma montagem de rotação esférico que pode ser usado da montagem de válvula de esfera da figura 19, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.[0026] Figure 20 is a cross-sectional view of a spherical rotation assembly that may be used of the ball valve assembly of Figure 19, in accordance with one or more aspects of the present invention.
[0027] A presente invenção soluciona uma ou mais das deficiências da técnica anterior ao prover sistemas e métodos para aumentar a área de superfície de interface de elementos tubulares, que inclui, mas não se limita aos montagens de alojamento submarinos, que podem incluir cabeças de poço, carretéis, adaptadores e conexões "blowout preventer" (antivazamento de fluido).[0027] The present invention addresses one or more of the shortcomings of the prior art by providing systems and methods for increasing the interface surface area of tubular elements, which includes, but is not limited to, subsea housing assemblies, which may include housing heads. well, spools, adapters and "blowout preventer" fittings.
[0028] Em uma ou mais modalidades, a área de superfície dos elementos tubulares pode ser aumentada removendo-se uma ou mais nervuras que se estendem a partir da gaxeta. De modo similar, a gaxeta pode ser reduzida em tamanho e espessura para permitir o aumento das áreas de superfície de interface dos elementos tubulares. Por exemplo, a área de contato dos elementos tubulares pode ser aumentada entre 10% e 40% em comparação com os modelos existentes removendo-se uma ou mais nervuras da gaxeta, o que pode aumentar proporcionalmente a capacidade de flexão e compressão da montagem completa de 10% até 40%.[0028] In one or more embodiments, the surface area of the tubular elements can be increased by removing one or more ribs extending from the gasket. Similarly, the gasket can be reduced in size and thickness to allow for increased interface surface areas of the tubular elements. For example, the contact area of the tubular elements can be increased between 10% and 40% compared to existing models by removing one or more ribs from the gasket, which can proportionally increase the flexural and compressive capacity of the complete assembly. 10% to 40%.
[0029] A gaxeta pode ser alinhada entre os elementos tubulares por segmentos afilados de alinhamento distal perto das extremidades verticais da gaxeta e por segmentos de alinhamento radialmente central na gaxeta. Em determinadas modalidades, a gaxeta pode incluir segmentos de alinhamento tanto distal quanto radialmente central operáveis para encaixe nos segmentos cônicos dos elementos tubulares e para garantir o alinhamento da gaxeta. Em outras modalidades, a gaxeta pode incluir os segmentos de alinhamento distal, mas não os segmentos de alinhamento radialmente central, enquanto em outras modalidades, a gaxeta pode incluir os segmentos de alinhamento radialmente central, mas não os segmentos de alinhamento distal. A gaxeta também pode incluir um anel dividido, uma configuração de aba e/ou outras configurações que seriam familiares para uma pessoa versada na técnica.[0029] The gasket can be aligned between the tubular elements by distally aligned tapered segments near the vertical ends of the gasket and by radially centrally aligned segments in the gasket. In certain embodiments, the gasket may include both distal and radially centrally operable alignment segments to engage the tapered segments of the tubular elements and to ensure alignment of the gasket. In other embodiments, the gasket may include the distal alignment segments but not the radially center alignment segments, while in other embodiments, the gasket may include the radially center alignment segments but not the distal alignment segments. The gasket can also include a split ring, a flap configuration and/or other configurations that would be familiar to a person skilled in the art.
[0030] As modalidades de acordo com a presente invenção também se referem a uma montagem aprimorada de retenção de gaxeta para conector/cabeças de poço. Ao contrário dos sistemas existentes de retenção de gaxeta, a montagem descrita não requer a formação de um grande recesso através do alojamento ou conector tubular. Em vez disso, a montagem descrita de retenção de gaxeta ocupa pouco espaço que ajuda a minimizar o impacto sobre a capacidade da cabeça de poço/conector garantindo uma grande superfície de contato na interface do alojamento e do conector.[0030] Embodiments according to the present invention also relate to an improved gasket retention assembly for connector/well heads. Unlike existing gasket retention systems, the assembly described does not require the formation of a large recess through the housing or tubular connector. Instead, the described gasket retention assembly takes up little space which helps to minimize the impact on wellhead/connector capacity by ensuring a large contact surface at the housing and connector interface.
[0031] Da montagem de retenção de gaxeta geralmente inclui uma porta formada através do conector tubular, um êmbolo propelido por mola disposto em um recesso do conector, com tal recesso sendo acoplado de maneira fluida à porta, e um mecanismo de retenção propelido por mola através do qual o êmbolo passa. O mecanismo de retenção propelido por mola interliga-se diretamente com uma gaxeta da montagem tubular para manter a gaxeta no lugar contra o conector da cabeça de poço. O mecanismo de retenção propelido por mola pode ser orientado de modo perpendicular ao êmbolo propelido por mola. a montagem de retenção de gaxeta também pode incluir uma válvula ou outro mecanismo de fechamento disposto em uma extremidade distal da porta para permitir o controle hidráulico específico da montagem de retenção de gaxeta. a montagem de retenção de gaxeta é energeticamente autônomo e pode ser operado sem manipulação manual (por exemplo, automaticamente ou por meio de entradas de controle hidráulico provenientes de um ROV ou linha de controle) para encaixar/desencaixar de modo seletivo a gaxeta de dentro do mecanismo de retenção. Isso permite a remoção e substituição relativamente fáceis da gaxeta da montagem de cabeças de poço na localização submarina usando um ROV.[0031] The gasket retainer assembly generally includes a port formed through the tubular connector, a spring-propelled plunger disposed in a recess in the connector, with such recess being fluidly coupled to the port, and a spring-propelled retaining mechanism through which the plunger passes. The spring-propelled retaining mechanism interlocks directly with a gasket on the tubular mount to hold the gasket in place against the wellhead connector. The spring-propelled retention mechanism can be oriented perpendicular to the spring-propelled plunger. the packing retainer assembly may also include a valve or other closing mechanism disposed at a distal end of the port to allow specific hydraulic control of the packing retainer assembly. the packing retainer assembly is energetically self-contained and can be operated without manual manipulation (eg, automatically or via hydraulic control inputs from an ROV or control line) to selectively engage/disengage the packing from within the retention mechanism. This allows for relatively easy removal and replacement of the wellhead assembly gasket at the subsea location using an ROV.
[0032] A presente invenção também se refere a uma montagem de válvula de esfera que pode ser usado com a montagem de retenção de gaxeta. a montagem de válvula de esfera inclui um mecanismo de armazenamento de fluido (por exemplo, um acumulador) que absorve pressão do fluido em excesso ventilada através da porta de comunicação da montagem de retenção de gaxeta quando a válvula de esfera está em uma posição aberta. Quando a montagem de válvula de esfera está fechado, a porta de comunicação através a montagem de retenção de gaxeta não é mais capaz de ventilar para a montagem de válvula de esfera e a pressão do fluido é presa na linha de comunicação de modo a permitir a remoção da gaxeta de dentro do conector quando a montagem de retenção de gaxeta não estiver mais encaixado na gaxeta. A válvula de esfera pode ser reaberta após a substituição da gaxeta, permitindo desse modo a comunicação de pressão entre a porta de comunicação e o acumulador para que o mecanismo de retenção de gaxeta possa encaixar-se novamente na gaxeta.[0032] The present invention also relates to a ball valve assembly that can be used with the packing retainer assembly. the ball valve assembly includes a fluid storage mechanism (eg, an accumulator) that absorbs excess fluid pressure vented through the gasket retention assembly communication port when the ball valve is in an open position. When the ball valve assembly is closed, the communication port through the gasket retention assembly is no longer able to vent to the ball valve assembly and fluid pressure is trapped in the communication line to allow for removal of the gasket from inside the connector when the gasket retainer assembly is no longer seated in the gasket. The ball valve can be re-opened after packing replacement, thereby allowing pressure communication between the communication port and the accumulator so that the packing retaining mechanism can re-engage with the packing.
[0033] Da montagem de válvula de esfera que foi descrito pode incluir um alojamento com uma primeira passagem de fluido formada através do mesmo, um assento disposto dentro da primeira passagem de fluido e uma entrada da primeira passagem de fluido em um primeiro lado do assento para acoplar de maneira fluida a montagem de válvula de esfera na linha de comunicação fluida. A montagem de válvula de esfera também pode incluir uma esfera com um furo formado através da mesma, no qual a esfera é posicionada no assento e pode ser girada entre uma posição aberta que permite o fluxo através da primeira passagem de fluido e uma posição fechada que impede o fluxo através da primeira passagem de fluido. A montagem de válvula de esfera também inclui um acumulador disposto no alojamento e acoplado de maneira fluida à primeira passagem de fluido em um segundo lado do assento oposto ao primeiro lado. A montagem de válvula de esfera que foi descrita provê um sistema fechado através do qual a pressão do fluido pode ser ventilada e retornada para a porta de comunicação sem ter a porta aberta para fluido externo.[0033] The ball valve assembly that has been described may include a housing with a first fluid passage formed therethrough, a seat disposed within the first fluid passage, and a first fluid passage inlet on a first side of the seat to fluidly couple the ball valve assembly to the fluid communication line. The ball valve assembly can also include a ball with a hole formed therethrough, in which the ball is positioned on the seat and can be rotated between an open position that allows flow through the first fluid passage and a closed position that prevents flow through the first fluid passage. The ball valve assembly also includes an accumulator disposed in the housing and fluidly coupled to the first fluid passage on a second side of the seat opposite the first side. The ball valve assembly that has been described provides a closed system through which fluid pressure can be vented and returned to the communication port without having the port open to external fluid.
[0034] A figura 1 é um diagrama que ilustra uma montagem 200 incluindo um alojamento 110, um conector 112 e uma gaxeta 105, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção. A montagem 200 pode incluir um alojamento tubular 110 com um furo central 150 que pode contatar um conector tubular 112, em que o conector 112 também possui um furo central 150. O alojamento 110 e o conector 112 podem ser presos por um anel de travamento 114. O anel de travamento 114 pode circundar o alojamento 110 e o corpo principal do conector 112. A gaxeta 105 pode incluir uma superfície cônica virada para cima, uma superfície cônica virada para baixo e um furo central 150. A gaxeta 105 pode criar uma vedação quando a superfície cônica virada para cima da gaxeta 105 contatar um anteparo cônico virado para baixo do conector 112 e a superfície cônica virada para baixo da gaxeta 105 contatar um anteparo cônico virado para cima do alojamento 110. Um dispositivo de retenção 125 pode assentar-se em um recesso na gaxeta 105. O dispositivo de retenção 125, que pode incluir uma vedação elastomérica (tal como um anel "O-ring", vedação em S, vedação Polypak ou vedação em T), um êmbolo, ou uma configuração mecânica, hidráulica ou de liberação autônoma de dispositivo de retenção, pode operar para manter a posição da gaxeta 105. Conforme ilustrado na figura 1, uma válvula antivazamentos 160 pode passar através do conector 112 para permitir o acúmulo de ar ou pressão do fluido atrás do dispositivo de retenção 125 de modo a liberar o dispositivo de retenção 125 e a gaxeta 105. O tamanho reduzido da gaxeta 105, em relação às implementações anteriores, pode permitir o contato entre todo o anteparo virado para baixo 132 do conector 112 e todo o anteparo virado para cima 130 do alojamento 110. O contato da área de superfície aumentada entre o alojamento 110 e o conector 112 na interface entre esses componentes aumenta a resistência, flexibilidade, ou ambas da montagem 100.[0034] Figure 1 is a diagram illustrating an assembly 200 including a
[0035] Em uma ou mais modalidades, as superfícies cônicas dos elementos tubulares podem incluir múltiplas superfícies cônicas separadas por degraus, ou transições, entre as superfícies cônicas. Esses degraus podem prover uma indicação visual para o operador assentar a gaxeta de forma adequada. De maneira alternativa, as múltiplas superfícies de vedação podem atuar de forma redundante para impedir vazamentos caso uma única vedação falhe. De maneira alternativa, uma ou mais dessas superfícies podem ajudar a alinhar a gaxeta em vez de, ou além disso de, atuar como superfícies de vedação. A figura 2 ilustra tal modalidade. O alojamento 110 e o conector 112 podem incluir múltiplas superfícies 316, 317, 318 e 320 separadas por degraus 314 e 315 entre os mesmos. Embora quatro superfícies cônicas 316, 317, 318 e 320 sejam mostradas em cada do alojamento 110 e no conector 112, outras quantidades ou arranjos dessas superfícies cônicas podem ser utilizados. A gaxeta 305 pode incluir múltiplos segmentos cônicos de vedação 311, 312 e 313 para vedar a gaxeta 305 em relação ao alojamento 110 e ao conector 112. Por exemplo, os segmentos cônicos de vedação 312 da gaxeta 305 geralmente podem vedar as superfícies cônicas 317 do alojamento 110 e do conector 112, enquanto os segmentos cônicos de vedação 311 da gaxeta 305 geralmente podem vedar as superfícies cônicas 316 do alojamento 110 e do conector 112. Além disso, os segmentos cônicos de vedação 313 da gaxeta 305 geralmente podem vedar as superfícies cônicas 318 do alojamento 110 e do conector 112. Uma ou mais de superfícies de gaxeta cônicas 311, 312 e 313 podem atuar de maneira alternativa ou adicional, para auxiliar no alinhamento da gaxeta 305 durante a instalação da gaxeta 305 e/ou o acionamento do conector. O conector 112 pode incluir uma seção vertical reta 319 ao longo de seu diâmetro interno. Tal seção vertical reta 319, conforme mostrado, pode estar localizada entre as superfícies cônicas 316, 317, 318 e 320 do alojamento 110 e do conector 112 quando o alojamento 110 e o conector 112 estiverem acoplados um ao outro.[0035] In one or more embodiments, the tapered surfaces of the tubular elements may include multiple tapered surfaces separated by steps, or transitions, between the tapered surfaces. These steps can provide a visual indication for the operator to properly seat the gasket. Alternatively, multiple sealing surfaces can act redundantly to prevent leakage if a single seal fails. Alternatively, one or more of these surfaces can help to align the gasket instead of, or in addition to, acting as sealing surfaces. Figure 2 illustrates this modality.
[0036] O conector 112 também pode incluir um segmento afilado 321. O segmento afilado 321 pode auxiliar no alinhamento do conector 112 em relação ao alojamento 110. O segmento afilado 321 do conector 112 pode interligar-se com uma ou mais das superfícies de gaxeta cônicas 311, 312, ou 313 durante o acionamento para auxiliar no alinhamento da gaxeta 305. Em outras modalidades, o conector 112 pode não incluir o segmento afilado, mas sim apenas a seção vertical reta (por exemplo, conforme mostrado na figura 4 que possui a seção vertical reta 514). Em tais casos, a seção vertical reta 514 do conector 112 pode descer por toda a extensão e interligar-se diretamente com uma das superfícies cônicas (por exemplo, 511) do alojamento 110.The
[0037] Além disso, a gaxeta 305 pode ser projetada de modo a proteger as superfícies de vedação 320 do alojamento 110 e do conector 112 para uso com outros tipos de gaxetas que podem utilizar essas superfícies 320 para vedação. A gaxeta 305 é operável para aumentar o contato na área de superfície entre o alojamento 110 e o conector 112 na interface entre os elementos tubulares e para criar uma vedação na dita interface. A interface entre o alojamento 110 e o conector 112 pode ser modelada com uma funcionalidade de alinhamento 323 projetado para auxiliar no alinhamento do conector 112 com o alojamento 110 durante a instalação do conector 112 no alojamento 110. A funcionalidade de alinhamento 323 pode geralmente incluir uma porção côncava do conector, configurada para ser recebida em uma porção complementar em formato convexo do alojamento 110. A funcionalidade de alinhamento 323 pode ser especificamente projetada para garantir o alinhamento do conector 112 com o alojamento 110 antes de a gaxeta 305 sendo energizada.[0037] In addition, the
[0038] A figura 3 ilustra outra modalidade de alojamento, conector e gaxeta da presente invenção, que pode aumentar o contato na área de superfície entre o alojamento 110 e o conector 112 na interface entre os dois componentes. Conforme mostrado, o alojamento 110 e o conector 112 podem incluir superfícies modelada de modo similar 314, 315, 316, 317, 318 e 320 conforme aquelas descritas acima. Similar à gaxeta 305 da figura 2, a gaxeta 405 da figura 3 pode incluir múltiplos segmentos cônicos de vedação 411, 412, 413 para vedar a gaxeta 405 contra o alojamento 110 e o conector 112. Por exemplo, os segmentos cônicos de vedação 412 da gaxeta 405 podem geralmente vedar as superfícies cônicas 320 do alojamento 110 e do conector 112, enquanto os segmentos cônicos de vedação 411 da gaxeta 405 podem geralmente vedar as superfícies cônicas 316 do alojamento 110 e do conector 112. Além disso, os segmentos cônicos de vedação 413 da gaxeta 405 podem geralmente vedar as superfícies cônicas 318 do alojamento 110 e do conector 112. Uma ou mais das superfícies de gaxeta cônicas 411, 412 e 413 podem atuar de maneira alternativa, ou adicional, para auxiliar no alinhamento da gaxeta 405 durante a instalação da gaxeta 405 e/ou o acionamento do conector 112. Além disso, a gaxeta 405 pode ser projetada de modo a proteger as superfícies de vedação 317 do alojamento 110 e do conector 112 para uso com outros tipos de gaxetas que podem utilizar a superfície para vedação. A gaxeta 405 também pode incluir um recesso 430 localizado entre os elementos de vedação verticais 410. O recesso 430 pode ser operável para receber um dispositivo de retenção (não mostrado). A gaxeta 405 também pode incluir recessos adicionais 415 formados entre séries adjacentes dos segmentos cônicos de vedação 411 e 412, conforme mostrado.[0038] Figure 3 illustrates another mode of housing, connector and gasket of the present invention, which can increase the contact in the surface area between
[0039] A figura 4 ilustra outra modalidade de alojamento, conector e gaxeta da presente invenção. O alojamento 110 e o conector 112 podem incluir uma ou mais superfícies cônicas 511. O conector 112 pode incluir uma seção vertical reta 514 ao longo de seu diâmetro interno. Tal seção vertical reta 514, conforme mostrado, pode estar localizada entre as superfícies cônicas de vedação 511 do alojamento 110 e do conector 112 quando o alojamento 110 e o conector 112 forem acoplados um no outro. A seção vertical reta 514 do conector 112 pode interligar-se diretamente com a superfície cônica de vedação 511 do alojamento 110. Assim como a gaxeta 405 da figura 3, a gaxeta 505 da figura 4 pode incluir segmentos cônicos de vedação 515 para vedar as superfícies cônicas 511 do alojamento 110 e do conector 112 e segmentos verticais de vedação 510 para vedar a seção vertical reta 514 do conector 112 e um recesso 530. O recesso 530 pode geralmente ser disposto entre os dois segmentos verticais de vedação 510, conforme mostrado. O recesso 530 pode ser operável para receber um dispositivo de retenção (não mostrado). A gaxeta 505 também pode incluir uma extensão 520 que pode permanecer em contato com uma seção vertical reta 540 do alojamento 110.[0039] Figure 4 illustrates another mode of housing, connector and gasket of the present invention.
[0040] Conforme mostrado na figura 4, a extremidade do conector 112 que faceia o alojamento 110 pode incluir uma porção côncava 545, e a extremidade do alojamento 110 que faceia o conector 112 pode incluir uma porção convexa complementar 550. A porção côncava 545 do conector 112 pode ser modelada para encaixar-se diretamente sobre e em torno da porção convexa 550 do alojamento 110. Tal configuração pode ajudar no alinhamento do conector 112 com o alojamento 110 enquanto a conexão está sendo feita. As porções côncavas/convexas também podem facilitar uma maior área de superfície total da conexão entre as extremidades do alojamento 110 e o conector 112.[0040] As shown in Figure 4, the end of the
[0041] A figura 5 ilustra outra modalidade de alojamento, conector e gaxeta da presente invenção. O alojamento 110 e o conector 112 podem incluir múltiplas superfícies cônicas 611, 612 separadas por um degrau 613 entre os mesmos. Embora apenas duas superfícies cônicas 611, 612 sejam mostradas no alojamento 110 e no conector 112, outras quantidades ou arranjos dessas superfícies cônicas podem ser utilizados. Assim como a gaxeta 305 da figura 2, a gaxeta 605 da figura 5 pode incluir múltiplos segmentos de vedação escalonados 615, 617 projetados para interligarem-se diretamente com as superfícies cônicas correspondentes 611, 612 do alojamento 110 e do conector 112. A gaxeta 605 pode incluir um recesso 603 formado em si entre as séries opostas de segmentos cônicos de vedação 615, 617. O recesso 630 pode ser operável para receber um dispositivo de retenção 634. O dispositivo de retenção 634 pode ser operado de modo mecânico, hidráulico ou pneumático, e pode ser usado para manter de modo seletivo a gaxeta 605 no lugar ou para liberar a gaxeta 605 para que ela possa ser substituída. Exemplo de montagens de retenção de gaxeta que incluem tal dispositivo de retenção projetado para interligação com o recesso 630 na gaxeta 605 serão descritos em mais detalhes abaixo.[0041] Figure 5 illustrates another mode of housing, connector and gasket of the present invention.
[0042] As figuras 6 e 7 ilustram o alinhamento e a vedação de uma interface do alojamento 110 com o conector 112 usando uma gaxeta representativa 1005 de acordo com os aspectos da presente invenção. Conforme mostrado na figura 7, as áreas de superfície dos anteparos 1030, 1032 que compõem o alojamento 110 e o conector 112, respectivamente, são capazes de encaixar uma na outra e, desse modo, suportar demandas de carga muito maiores que as conexões existentes.[0042] Figures 6 and 7 illustrate the alignment and sealing of an interface of
[0043] Em uma ou mais modalidades, os elementos tubulares (o alojamento 110 e o conector 112) podem incluir múltiplos segmentos cônicos separados por um ou mais degraus, ou transições, localizadas entre os segmentos cônicos e a gaxeta 1005 podem incluir de modo similar múltiplos segmentos cônicos separados por um ou mais degraus, ou transições. Esses degraus podem prover uma indicação visual para o operador identificar a funcionalidade do dito segmento cônico. De maneira adicional, os degraus podem separar os segmentos cônicos por função, para determinar os segmentos cônicos que atuam como superfícies de vedação e os segmentos cônicos que atuam como superfícies de alinhamento.[0043] In one or more embodiments, the tubular elements (the
[0044] As figuras 6 e 7 ilustram uma tal modalidade. A gaxeta 1005 pode incluir uma pluralidade de segmentos cônicos de alinhamento 1015 e uma pluralidade de segmentos cônicos de vedação 1017 que podem ser separados por degraus. A gaxeta 1005 é operável para aumentar o contato na área de superfície entre o alojamento 110 e o conector 112 na interface entre esses componentes e para criar uma vedação na dita interface. Os segmentos de alinhamento 1015 podem permitir o alinhamento da gaxeta 1005 durante o contato inicial com os elementos tubulares 110, 112. Os segmentos de vedação 1017 da gaxeta 1005 só podem contatar os segmentos cônicos dos elementos tubulares 110, 112 depois de energizar parcialmente a gaxeta 1005 (por um meio mecânico, hidráulico, ou de qualquer outro tipo similar) e aplicar uma carga axial em ambas as extremidades da gaxeta 1005, como é feito durante o travamento do conector 112 no alojamento 110. Os segmentos de alinhamento 1015 da gaxeta 1005 podem ser operáveis para impedir o contato entre os segmentos de vedação 1017 da gaxeta 1005 e os segmentos cônicos de vedação dos elementos tubulares 110, 112 durante o alinhamento, para que o encaixe dos segmentos de vedação dos elementos tubulares com os segmentos de vedação 1017 da gaxeta ocorra apenas quando o alojamento 110, o conector 112 e a gaxeta 1005 estiverem alinhados de modo axial. Em tal modalidade, o contato inicial da gaxeta 1005 com o alojamento 110 e o conector 112 ocorre ao longo dos segmentos de alinhamento 1015 da gaxeta 1005. Esses segmentos de alinhamento 1015 guiam a gaxeta 1005 até o seu lugar quando os elementos tubulares 110, 112 são aproximados para criar a montagem 1000.[0044] Figures 6 and 7 illustrate such a modality.
[0045] Ao impedir o contato oblíquo entre os segmentos de vedação críticos 1017 da gaxeta 1005 e os elementos tubulares 110, 112, os segmentos de vedação 1017 da gaxeta 1005 podem evitar o desgaste até que a montagem 1000 esteja pronta para ser vedada. Os segmentos de alinhamento 1015 também podem minimizar a distância de deslizamento enquanto a gaxeta 1005 é alinhada. A gaxeta 1005 pode ainda incluir um recesso 330 que pode ser operável para receber um dispositivo de retenção (não mostrado).[0045] By preventing oblique contact between
[0046] A figura 7 ilustra a montagem 1000 depois de a gaxeta 1005 já ter se alinhado ao longo dos segmentos de alinhamento 1015 e de a gaxeta 1005 já ter criado uma vedação onde os segmentos de vedação 1017 contatam o alojamento 110 e o conector 112. O formato da gaxeta 1005 permite o contato entre todo o anteparo virado para cima 1030 do alojamento e todo o anteparo virado para baixo 1032 do conector 112.[0046] Figure 7 illustrates
[0047] As etapas de alinhamento, encaixe e vedação do alojamento 110 no conector 112 são ainda mostradas nas figuras 8A-C. Conforme descrito acima, o resultado líquido é um encaixe alojamento-conector que maximiza a capacidade de suportar cargas da montagem 1000. A modalidade ilustrada inclui uma gaxeta 905 que pode incluir ângulos incompatíveis nos segmentos cônicos 915 e 917. Os ângulos incompatíveis dos segmentos cônicos 915 e 917 podem garantir que os segmentos de vedação 917 não se encaixem de forma vedada no conector 112 e no alojamento 110 até que a gaxeta 905 esteja parcialmente energizada e precisamente alinhada dentro da montagem tubular. Os ângulos dos segmentos de alinhamento 915 podem ser menos íngremes do que os ângulos correspondentes dos segmentos de vedação 917 obtidos em relação ao eixo vertical. Como resultado, haverá menos interferência de mudança entre os segmentos de alinhamento 915 e o alojamento 110/conector 112 para um determinado comprimento de curso axial do conector 112 em direção ao alojamento 110. Tal mecanismo pode ser usado para permitir que o contato inicial ocorra nas superfícies 915 da gaxeta 905, mas pode resultar em uma maior interferência total nos segmentos de vedação 917. Visto que a interferência é proporcional à tensão contato vedante e, portanto, integridade da vedação, é importante que haja uma maior interferência nos segmentos de vedação 917 do que nos outros segmentos 915. Isso impede a superfície de vedação (ou seja, os segmentos de vedação 917) da gaxeta 905 de ser a primeira superfície a contatar o alojamento/conector, o que pode resultar na raspagem da superfície de vedação e, portanto, na degradação do desempenho da vedação.[0047] The steps of aligning, fitting and sealing the
[0048] Na figura 8A, os segmentos de alinhamento 915 da gaxeta 905 podem entrar em contato com o alojamento 110 e o conector 112, enquanto os segmentos de vedação 917 não entram em contato com os elementos tubulares 110, 112, conforme descrito acima. Por exemplo, quando a gaxeta 905 é inicialmente girada em relação aos elementos tubulares, os segmentos de alinhamento 915 da gaxeta 905 podem fazer o primeiro contato com os elementos tubulares 110, 112 e facilitar a rotação corretiva para alinhar a gaxeta 905. Enquanto a montagem 900 está alinhando-se, os segmentos de vedação 917 da gaxeta 905 podem ser postos em contato com os elementos tubulares 110, 112, enquanto os segmentos de alinhamento 915 podem permanecer em contato com os elementos tubulares 110, 112, conforme ilustrado na figura 8B. A gaxeta 905 pode criar uma vedação em que a gaxeta 905 contata os elementos tubulares 110, 112. Os segmentos cônicos de vedação 917 da gaxeta 905 podem ser energizados aproximando-se um do outro sob altas cargas de modo a comprimir de forma radial e tangencial a gaxeta 905 para gerar altas tensões de contato nos segmentos de vedação 917. As altas tensões de contato provêm uma vedação hermética contra fluido de alta pressão, tal como petróleo ou gás. Nesta modalidade, os segmentos de alinhamento 915 podem deixar de contatar os elementos tubulares 110, 112, enquanto os segmentos de vedação 917 permanecem em contato com os elementos tubulares 110, 112. Em outras modalidades, os segmentos de alinhamento 915 podem permanecer em contato durante e depois que a vedação é formada. Além disso, para vedar o fluido transportado através do furo, a vedação e conexão providas pela gaxeta 905 pode prover um caminho de carga para as forças geradas pela flexão e compressão da montagem. Uma gaxeta 905 que compreende um anel fino pode ser flexível para suportar a carga e a compressão do momento de flexão aplicadas pela conexão entre os elementos tubulares 110, 112.[0048] In Figure 8A, the
[0049] Em uma ou mais modalidades, a gaxeta descrita (por exemplo, 105, 305, 405, 505, 605, 905, 1005) pode incluir uma fina camada resistente à corrosão na ordem entre 0,001″ e 0,002″ de espessura aplicada ao corpo de metal da gaxeta. A camada resistente à corrosão pode ser de prata, estanho, molibdênio, dissulfeto, ou de um flouropolímero, tal como Xylan®. Esses materiais provêm resistência à corrosão e durabilidade adequadas em ambientes de alta pressão e temperatura elevada. Eles também provêm pouca fricção e proteção contra o desgaste adesivo severo. Pode ser mais fácil aplicar a camada resistente à corrosão sobre a gaxeta inteira (por exemplo, 105, 305, 405, 505, 605, 905, 1005) durante a fabricação, mas ela também pode ser aplicada de forma subsequente.[0049] In one or more embodiments, the gasket described (e.g. 105, 305, 405, 505, 605, 905, 1005) may include a thin corrosion resistant layer in the order of 0.001″ to 0.002″ in thickness applied to the gasket metal body. The corrosion resistant layer can be silver, tin, molybdenum, disulfide, or a fluoropolymer such as Xylan®. These materials provide adequate corrosion resistance and durability in high pressure and high temperature environments. They also provide low friction and protection from severe adhesive wear. It may be easier to apply the corrosion resistant layer over the entire gasket (eg 105, 305, 405, 505, 605, 905, 1005) during fabrication, but it can also be applied subsequently.
[0050] A presente invenção pode ser útil para unir elementos tubulares usados na indústria de recuperação de hidrocarbonetos, e será ilustrada e explicada neste contexto. É válido observar, no entanto, que a invenção pode ser aplicada de forma mais genérica a outros contextos e ambientes nos quais os primeiro e segundos elementos tubulares devem ser unidos de forma vedada e possivelmente expostos a uma ampla faixa de temperaturas e pressões.[0050] The present invention can be useful for joining tubular elements used in the hydrocarbon recovery industry, and will be illustrated and explained in this context. It is worth noting, however, that the invention can be applied more generally to other contexts and environments in which the first and second tubular elements must be sealed together and possibly exposed to a wide range of temperatures and pressures.
[0051] Após a descrição do uso geral de uma gaxeta com capacidade de vedação aprimorada e uma montagem tubular que permite uma área de superfície aumentada nas superfícies dos componentes de interface de tubular, um sistema de retenção de gaxeta que pode ser usado com a montagem tubular será agora descrito.[0051] After describing the general use of a gasket with improved sealing capability and a tubular assembly that allows for increased surface area on the surfaces of tubular interface components, a gasket retention system that can be used with the assembly tubular will now be described.
[0052] A figura 9 ilustra uma montagem 200 (por exemplo, a montagem de cabeças de poço) que inclui um alojamento tubular 110, um conector tubular 112 e uma gaxeta 1105. Um furo central 150 estende-se através do alojamento 110, do conector 112 e da gaxeta 1105. O alojamento tubular 110 e o conector tubular 112 podem incluir um alojamento de cabeça de poço submarino e um conector de cabeça de poço submarino, respectivamente. No entanto, é válido observar que a montagem de retenção de gaxeta descrita pode ser utilizada de modo similar em outros contextos que envolvem um alojamento tubular acoplado a um conector tubular e vedado contra o conector tubular por meio de uma gaxeta.[0052] Figure 9 illustrates an assembly 200 (eg the wellhead assembly) that includes a
[0053] A montagem 200 que possui o alojamento 110 e o conector 112 é ilustrado como estando em uma configuração travada e vedada. Conforme ilustrado, o alojamento 110 e o conector 112 podem ser presos um no outro por meio de um anel de travamento 114. O anel de travamento 114 pode circundar o alojamento 110 e pelo menos o corpo principal do conector 112. A gaxeta 1105 pode incluir uma superfície cônica virada para cima e uma superfície cônica virada para baixo. Geralmente, a gaxeta 1105 pode criar uma vedação quando a superfície cônica virada para cima da gaxeta 1105 contata uma superfície cônica virada para baixo do conector 112 e a superfície cônica virada para baixo da gaxeta 1105 contata uma superfície cônica virada para cima do alojamento 110. A gaxeta 1105 pode ter alinhamento autônomo e relativamente fina. O tamanho reduzido da gaxeta 1105, comparado com implementações anteriores munidas de nervuras que se estendem radialmente, pode permitir o contato entre todos (ou quase todos) os anteparos virados para baixo 132 do conector 112 e todos (ou quase todos) os anteparos virados para cima 130 do alojamento, conforme descrito em detalhes acima com referência às figuras 1-8.[0053] The assembly 200 having the
[0054] A montagem 200 da figura 9 inclui uma montagem aprimorada de retenção de gaxeta 1100 que pode ser usada para reter a gaxeta 1105 em uma posição desejada em relação ao conector 112. A montagem de retenção de gaxeta 1100 pode ser energeticamente autônoma e permitir uma operação sem manipulação manual para conectar ou remover de modo seletivo a gaxeta 1105 de dentro do conector 112.The assembly 200 of Figure 9 includes an enhanced
[0055] As figuras 10-12 ilustram uma modalidade da montagem de retenção de gaxeta descrita 1100 que pode ser usada para reter a gaxeta 1105 em uma posição desejada dentro de uma montagem tubular maior 200. Conforme mostrado na figura 10, a montagem de retenção de gaxeta 1100 pode incluir uma porta 1102 formada através do conector 112 e proveniente de uma borda externa 1104 do conector 112 em uma extremidade de um êmbolo propelido por mola 1106 e um mecanismo de retenção propelido por mola 1108 em uma extremidade oposta. Conforme mostrado, a montagem de retenção de gaxeta 1100 também pode incluir um mecanismo de fechamento 1110 disposto na extremidade da porta 1102 que termina na borda externa 1104 do conector 112. O mecanismo de fechamento 1110 pode incluir qualquer tipo de dispositivo ou montagem que possa ser usado para impedir de modo seletivo um fluxo de fluido através da porta 1102. Por exemplo, o mecanismo de fechamento 1110 geralmente permite que uma extremidade da porta 1102 seja fechada ou aberta de modo seletivo dependendo da posição ou acionamento do mecanismo de fechamento 1110, impedindo ou permitindo desse modo o fluxo de fluido através da porta 1102. O mecanismo de fechamento 1110 pode incluir uma válvula acoplada de maneira fluida à porta 1102, uma válvula de verificação posicionada ao longo da porta 1102 ou um tampão separado que pode ser inserido em uma extremidade da porta 1102 para fechar a porta 1102 (e/ou removido da porta 1102 para abrir a porta 1102).[0055] Figures 10-12 illustrate an embodiment of the described
[0056] O mecanismo de fechamento 1110 pode ser acessível para um veículo remotamente operado (ROV) ou outro componente localizado fora da montagem tubular 200. Quando o mecanismo de fechamento 1110 é posicionado ou acionado para que a porta 1102 seja aberto para o fluxo de fluido, (por exemplo, a válvula está aberta, não há nenhum tampão na porta etc.), o mecanismo de fechamento 1110 pode permitir a ventilação de fluido/pressão a partir da porta 1102, ou pode permitir que as entradas de pressão de um dispositivo externo (por exemplo, ROV) fluam para dentro da porta 1102. Quando o mecanismo de fechamento 1110 é posicionado ou acionado para impedir o fluxo de fluido através da porta 1102 (por exemplo, a válvula é fechada, tampão está posicionado na porta), o mecanismo de fechamento 1110 pode impedir o fluxo de fluido/pressão entre a porta 1102 e os componentes externos. Em alguns casos, o mecanismo de fechamento 1110 pode incluir um sistema de válvula fechada com um mecanismo de armazenamento de fluido disposto no mesmo, para que a porta 1102 possa ser acoplado de modo fluido ao mecanismo de armazenamento de fluido quando a válvula estiver aberta. Uma modalidade de tal sistema de válvula fechada é descrita abaixo em detalhes com referência às figuras 17-20.[0056] The 1110 closure mechanism may be accessible to a remotely operated vehicle (ROV) or other component located outside the tubular assembly 200. When the 1110 closure mechanism is positioned or actuated so that the 1102 door is opened for the flow of fluid, (eg valve is open, there is no plug in port, etc.), closure mechanism 1110 may allow fluid/pressure venting from
[0057] O mecanismo de retenção 1108 pode encaixar-se diretamente na gaxeta 1105 para travar de modo eficaz a gaxeta 1105 na posição contra o conector 112. O êmbolo 1106 pode ser usado para encaixar ou desencaixar de modo seletivo o mecanismo de retenção 1108 da gaxeta 1105 para permitir a recuperação da gaxeta 1105 a partir do conector 112 quando desejado. Em alguns casos, o mecanismo de fechamento 1110 pode ajudar a controlar de modo hidráulico a posição do êmbolo 1106 para facilitar o encaixe ou desencaixe do mecanismo de retenção 1108 de dentro da gaxeta 1105. Vários arranjos diferentes do mecanismo de retenção 1108, êmbolo 1106 e/ou mecanismo de fechamento 1110 podem ser utilizados para encaixar e desencaixar de modo seletivo o mecanismo de retenção 1108 de dentro da gaxeta 1105 ao longo da operação da montagem de retenção de gaxeta 1100. Diferentes exemplos de arranjos funcionais da montagem de retenção de gaxeta 1100 serão descritos agora em mais detalhes.[0057]
[0058] As figuras 11 e 12 mostram uma vista aproximada das peças da montagem de retenção de gaxeta 1100 mostrado na figura 10. A figura 11 mostra a montagem 1100 em uma posição de desembarque antes de o conector 112 desembarcar no alojamento 110 e ser preso no alojamento 110 (por exemplo, por meio de um anel de travamento). A figura 12 mostra a montagem 1100 em uma posição desembarcada depois de o conector 112 já ter desembarcado com sucesso no alojamento 110 para que a gaxeta 1105 está vedando o espaço entre o conector 112 e o alojamento 110.[0058] Figures 11 and 12 show a close-up view of the parts of the
[0059] Conforme ilustrado, a montagem de retenção de gaxeta 1100 inclui o êmbolo 1106 com uma mola correspondente 1130 e o mecanismo de retenção 1108 com uma mola correspondente 1132. O mecanismo de retenção 1108 é disposto pelo menos parcialmente dentro de um recesso 1134 formado no conector 112. O recesso 1134 no conector 112 é geralmente formado em uma direção radial em relação a um eixo longitudinal (por exemplo, 1200 da figura 9) do furo (por exemplo, 150 da figura 9) através da montagem tubular (por exemplo, 200 da figura 9). Conforme mostrado, o recesso 1134 geralmente estende-se através de um diâmetro interno 1136 do conector 112. O mecanismo de retenção 1108 e sua mola correspondente 1132 são mantidos dentro do recesso 1134 formado no conector 112. Uma porção do êmbolo 1106 também passa através do recesso 1134.[0059] As illustrated, the
[0060] O mecanismo de retenção 1108 pode incluir um elemento de encaixe 1138, tal como um anteparo, trinco ou componente similar, projetado para encaixar-se em um perfil complementar 1140 (por exemplo, um recesso, anteparo, trinco etc.) em um diâmetro radialmente externo da gaxeta 1105. O elemento de encaixe 1138 é disposto em uma extremidade do mecanismo de retenção 1108 que se estende em uma direção radial a partir do recesso 1134 rumo à gaxeta 1105. Em uma extremidade oposta, o mecanismo de retenção 1108 está acoplado à mola 1132. A mola 1132 pode encostar-se em uma borda do recesso 1134 dentro do conector 112 para que a mola 1132 incline o mecanismo de retenção 1108 em uma direção radialmente para dentro rumo à gaxeta 1105.[0060]
[0061] O mecanismo de retenção 1108 inclui uma passagem 1142 formada através do mesmo. A passagem 1142 permite que o êmbolo propelido por mola 1106 passe inteiramente através do mecanismo de retenção 1108 e, consequentemente, através do recesso 1134 no conector 112. Conforme ilustrado, o êmbolo 1106 geralmente pode estender-se em uma direção que é paralela ao eixo longitudinal (por exemplo, 1200 da figura 9) do furo (por exemplo, 150 da figura 9) através da montagem tubular (por exemplo, 200 da figura 9). Sendo assim, o êmbolo propelido por mola 1106 e o mecanismo de retenção propelido por mola 1108 são posicionados perpendiculares um em relação ao outro, de modo que o êmbolo 1106 se estende pelo menos parcialmente através da passagem 1142 no mecanismo de retenção 1108. Conforme ilustrado, a passagem 1142 pode incluir paredes inclinadas.[0061] The
[0062] O êmbolo 1106 é disposto pelo menos parcialmente através de outro recesso 1144 formado no conector 112. O recesso 1144 no conector 112 é geralmente formado em uma direção longitudinal que é paralela ao eixo longitudinal (por exemplo, 1200 da figura 9) do furo (por exemplo, 150 da figura 9) através da montagem tubular (por exemplo, 200 da figura 9). Conforme mostrado, o recesso 1144 geralmente estende-se através do anteparo virado para baixo 132 do conector 112. O recesso 1144 cruza o recesso radialmente orientado 1134. O recesso 1144 pode formar uma porção da porta 1102 que se estende através do conector 112. O recesso 1144 pode ter um diâmetro ligeiramente maior do que o resto da porta 1102, de modo a prover um anteparo 1146 para manter a mola 1130 no lugar.[0062]
[0063] O êmbolo 1106 pode incluir uma extremidade de contato 1148 que se estende a partir do anteparo virado para baixo 132 do conector 112 em uma direção longitudinal rumo ao anteparo virado para cima 130 do alojamento 110. A extremidade de contato 1148 pode fazer o primeiro contato com o anteparo virado para cima 130 do alojamento 110 antes de o anteparo virado para baixo 132 do conector 112 contatar o anteparo virado para cima 130 do alojamento 110. Em uma extremidade oposta do êmbolo 1106 a partir da extremidade de contato 1148, o êmbolo 1106 está acoplado à mola 1130. A mola 1130 pode encostar-se no anteparo 1146 na borda do recesso 1144 para que a mola 1130 incline o êmbolo 1106 em uma direção longitudinalmente descendente rumo ao anteparo virado para cima 130 do alojamento 110.The
[0064] O êmbolo 1106 pode incluir uma seção mediana 1150 disposta adjacente à extremidade de contato 1148 ao longo do comprimento do êmbolo 1106. O êmbolo 1106 pode incluir uma porção caudal 1152 disposta adjacente à seção mediana 1150 ao longo do comprimento do êmbolo 1106, para que a seção mediana 1150 fique localizada entre a extremidade de contato 1148 e a porção caudal 1152. Conforme ilustrado, a seção mediana 1150 do êmbolo 1106 pode ter um diâmetro maior do que tanto a extremidade de contato 1148 quanto a porção caudal 1152 do êmbolo 1106. Parte do recesso 1144 pode ser dimensionada para acomodar o diâmetro maior da seção mediana 1150, enquanto outras partes do recesso (por exemplo, na mola ou extremidade "caudal") podem ser dimensionadas para acomodar apenas o diâmetro da porção caudal 1152 do êmbolo 1106, e não a seção mediana 1150. A porção com diâmetro maior do recesso 1144 pode estender-se apenas a partir de um ou ambos os lados do outro recesso 1134.[0064]
[0065] Um anel retentor de êmbolo 1154 pode ser posicionado dentro do recesso 1144 em uma posição próxima ao anteparo virado para baixo 132. O anel retentor de êmbolo 1154 pode ajudar a manter o êmbolo 1106 dentro do recesso 1144 durante o processo de desembarque, enquanto a seção mediana 1150 com o diâmetro maior é retida no lugar pelo anel retentor 1154.[0065] A
[0066] Um ou mais anéis "O-ring" 1156 ou outros elementos de vedação podem ser posicionados sobre o êmbolo 1106 para vedar um anular espaço entre o êmbolo 1106 e o conector 112. O um ou mais anéis "O-ring" 1156 geralmente proveem uma vedação fluida que impede o fluido e a pressão que está presente dentro da porta 1102 de fluirem para além do êmbolo 1106. Conforme ilustrado, um ou mais anéis "O-ring" 1156 podem ser posicionados sobre a porção caudal 1152 do êmbolo 1106.[0066] One or more O-
[0067] Na posição de desembarque da figura 11, a gaxeta 1105 é travada no conector 112 por meio da montagem de retenção de gaxeta 1100. De maneira específica, o elemento de encaixe 1138 (ou seja, anteparo) do mecanismo de retenção 1108 é encaixado no perfil correspondente 1140 da gaxeta 1105 para reter a gaxeta 1105 contra o conector 112. A mola 1132 mantém o mecanismo de retenção 1108 inclinado para fora de modo a manter a conexão com a gaxeta 1105, e a mola 1130 inclina o êmbolo 1106 em direção ao anteparo virado para cima 130 do alojamento 110 para que a extremidade de contato 1148 do êmbolo 1106 se estenda para fora do conector 112. Nos arranjos em que uma válvula ou outro mecanismo de fechamento 1110 está presente, a válvula pode ser retida em uma posição aberta durante o desembarque do conector 112 para permitir a ventilação de fluido na porta 1102.[0067] In the landing position of figure 11, the
[0068] Na posição desembarcada da figura 12, o anteparo virado para baixo 132 do conector 112 entra em contato com o anteparo virado para cima 130 do alojamento 110. No entanto, durante o processo de desembarque, a extremidade de contato 1148 do êmbolo 1106 pode contatar primeiro o anteparo virado para cima 130. O anteparo virado para cima 130 pode transmitir uma força reativa em uma direção para cima para a extremidade de contato 1148 do êmbolo 1106 enquanto o conector 112 continua a se mover para baixo. A força proveniente do anteparo virado para cima 130 pode pressionar o êmbolo 1106 para cima e comprimir a mola 1130 até o êmbolo inteiro 1106 ser posicionado dentro do recesso 1144, conforme mostrado na figura 12.[0068] In the disembarked position of Figure 12, the downwardly facing
[0069] À medida que o êmbolo 1106 é movido mais para dentro do conector 112, a seção mediana radialmente larga 1150 do êmbolo 1106 pode mover-se de uma posição próxima ao anel retentor de êmbolo 1154 para uma posição geralmente alinhada com o recesso 1134. Por causa das paredes inclinadas da passagem 1142 formada através do mecanismo de retenção 1108, uma borda principal da seção mediana do êmbolo 1150 pode contatar a parede inclinada em um lado (por exemplo, o lado radialmente externo) da passagem 1142 enquanto o êmbolo 1106 se move. O êmbolo 1106 pode transmitir uma força na direção longitudinal para a parede inclinada da passagem 1142 e essa força pode empurrar o mecanismo de retenção 1108 em uma direção radialmente para fora, visto que o mecanismo de retenção 1108 está preso pelo recesso radialmente orientado 1134. Mover o êmbolo 1106 e, consequentemente, o mecanismo de retenção 1108 desse modo pode retirar grande parte ou totalmente o mecanismo de retenção 1108 de dentro do recesso 1134, de modo que o mecanismo de retenção 1108 não esteja mais encaixado na gaxeta 1105. Na posição desembarcada da figura 12, a gaxeta 1105 é retida entre as superfícies inclinadas do alojamento tubular 110 e o conector 112. Conforme mostrado, a gaxeta 1105 pode não estar mais retida contra o conector 112 por meio da montagem de retenção de gaxeta 1100 quando a gaxeta 1105 está nessa posição desembarcada.[0069] As
[0070] Retornando para a figura 9, a seção transversal da montagem tubular 200 mostra a montagem de retenção de gaxeta 1100 em um lado do conector 112 e não no outro. É válido observar que a montagem tubular descrita 200 pode incluir múltiplos montagens de retenção de gaxeta 1100 (por exemplo, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ou mais) que possuem respectivos portas, êmbolos e mecanismos de retenção dispostos dentro do conector 112. As múltiplos montagens de retenção de gaxeta 1100 podem estar localizados em diferentes posições circunferenciais dentro do conector 112. As localizações dos montagens de retenção de gaxeta 1100 podem ser espaçadas de forma equidistante uma da outra em um arranjo circunferencial sobre o eixo longitudinal 1200 do furo 150.[0070] Returning to Figure 9, the cross section of the tubular assembly 200 shows the
[0071] Em outras modalidades, a montagem tubular 200 pode conter apenas uma montagem de retenção de gaxeta 1100 que possui uma porta, um êmbolo e um mecanismo de retenção. Neste caso, conforme mostrado na figura 9, a montagem tubular 200 pode incluir um ou mais elementos de retenção adicionais 1202 dispostos dentro de um ou mais recessos do conector 112. Por exemplo, um elemento de retenção 1202 pode ser disposto dentro do conector 112 em um lado oposto ada montagem de retenção de gaxeta 1100. No entanto, elementos de retenção similares 1202 podem ser dispostos em localizações circunferenciais adicionais ou alternativas dentro do conector 112.[0071] In other embodiments, the tubular assembly 200 may contain only a
[0072] O(s) elemento(s) de retenção 1202 pode incluir componentes similares àqueles usados na montagem de retenção de gaxeta 1100, mas sem incluir uma porta ou mecanismo de fechamento. De maneira específica, o(s) elemento(s) de retenção 1202 pode(podem) incluir um êmbolo propelido por mola e um mecanismo de retenção propelido por mola similares posicionados dentro de recessos correspondentes formados no conector. Esses componentes do elemento de retenção 1202 podem ser modelados, dispostos e projetados para funcionar conforme discutido em detalhes acima com referência ao êmbolo 1106 e ao mecanismo de retenção 1108 das figuras 10-12. Em outros casos, o(s) elemento(s) de retenção pode(podem) incluir um mecanismo de pino, conforme mostrado. O(s) elemento(s) de retenção 1202 pode(podem) pressionar a gaxeta 1105 a partir de uma ou mais posições circunferenciais diferentes da montagem de retenção de gaxeta 1100 para ajudar a manter a gaxeta 1105 no lugar contra o conector 112 durante as operações de desembarque. Após o desembarque do conector 112, o(s) elemento(s) de retenção, similar(es) à montagem de retenção de gaxeta 1100, pode(podem) ser automaticamente desativado(s) por meio da interação do êmbolo propelido por mola e do mecanismo de retenção para liberar a gaxeta 1105 do conector 112.[0072] Retainer(s) 1202 may include components similar to those used in the packing
[0073] A montagem de retenção de gaxeta 1100 que foi descrito possui um impacto muito pequeno sobre a montagem tubular total 200. Por exemplo, o recesso 1144 formado através do conector 112 é muito menor do que os recessos formados nos conectores/alojamentos existentes para facilitar a retenção da gaxeta. O recesso 1144 que se estende através do anteparo 132 do conector 112 pode ser formado por meio de aberturas perfuradas, em vez de grandes fendas serradas como é a prática corrente. Tal recesso com tamanho reduzido significa que uma maior área de superfície do anteparo virado para baixo 132 é capaz de contatar o anteparo virado para cima 130 do alojamento 110 quando o conector 112 é desembarcado, aumentando desse modo a capacidade de vedação do alojamento/conector.[0073] The
[0074] A montagem de retenção de gaxeta que foi descrito 1100 também permite operação sem manipulação manual ou hidráulica para recolher/liberar a gaxeta 1105 do conector 112. Por exemplo, na montagem de retenção de gaxeta 1100 das figuras 10-12, nenhuma ação é necessária para desembarcar ou recolher a gaxeta 1105 com o conector 112. O mecanismo de fechamento 1110 pode ser posicionado ou acionado de modo que a porta 1102 permaneça aberta para o fluxo de fluido tanto durante o desembarque quanto do recolhimento do conector 112 de modo a ventilar o fluido/pressão a partir da porta 1102. Como resultado de tal ventilação da porta 1102, o êmbolo 1106 é capaz de subir e descer livremente.[0074] The gasket retention assembly that was described 1100 also allows operation without manual or hydraulic manipulation to retract/
[0075] Conforme descrito acima, durante o desembarque, o alojamento 110 pode empurrar o êmbolo 1106, que pode subir, visto que a porta 1102 é ventilada. Esse movimento do êmbolo 1106 desencaixa o mecanismo de retenção 1108 da gaxeta 1105. De modo similar, para recolher o conector 112 e a gaxeta 1105 juntos, o conector 112 pode ser destravado do alojamento 110 e coletado. Enquanto o conector 112 é suspenso, a mola 1130 inclina o êmbolo 1106 de volta para sua posição original que se estende da borda do conector 112. O êmbolo 1106 é capaz de mover-se nessa direção devido à ventilação da porta 1102. Enquanto o êmbolo 1106 se move novamente para baixo, a seção mediana 1150 do êmbolo 1106 se afasta da passagem 1142 para que o êmbolo 1106 não empurre mais o mecanismo de retenção 1108 em direção à mola 1132. A mola 1132 inclina o mecanismo de retenção 1108 de volta em direção à gaxeta 1105 para que o elemento de encaixe 1138 do mecanismo de retenção 1108 se encaixe de novo na gaxeta 1105. Como resultado, o conector 112 pode ser reconectado à gaxeta 1105 para que a gaxeta 1105 seja recolhida com o conector 112 automaticamente durante a suspensão do conector 112. Tal recolhimento da gaxeta 1105 pode ser executado sem o uso de nenhum ROV ou operações de controle hidráulico.[0075] As described above, during disembarkation,
[0076] Em outros casos, pode ser desejável liberar a gaxeta 1105 do conector 112. Por exemplo, pode ser desejável liberar a gaxeta 1105 do conector 112 para que a gaxeta 1105 possa ser removida e substituída por meio de um ROV. Liberar a gaxeta 1105 da montagem de retenção de gaxeta 1100 das figuras 10-12 envolve primeiramente posicionar ou acionar o mecanismo de fechamento para que a porta 1102 seja fechado para o fluxo de fluido através do mesmo, destravar o conector 112 em relação ao alojamento 110 e em seguida, coletar o conector 112 no alojamento 110.[0076] In other cases, it may be desirable to release
[0077] Posicionamento ou acionamento do mecanismo de fechamento 1110 para impedir o fluxo de fluido através da porta 1102 prende o fluido acima do êmbolo 1106 (por exemplo, formando uma captura de pressão), o que faz a pressão dentro da porta 1102 permanecer constante. Isso impede o êmbolo 1106 de descer novamente em resposta à força da mola 1130 enquanto o conector 112 está sendo suspenso. Como resultado, o êmbolo 1106 pode ficar na mesma posição longitudinal dentro do recesso 1144 enquanto o conector 112 estiver suspenso. De modo similar, o mecanismo de retenção 1108 é retido na mesma posição (ou seja, desencaixado do perfil da gaxeta 1140) pelo êmbolo estacionário 1106.[0077] Positioning or actuating the closure mechanism 1110 to prevent fluid flow through
[0078] Depois do destravamento do conector 112 em relação ao alojamento 110 (por exemplo, por meio do anel de travamento 114), o conector 112 pode ser desprendido do alojamento 110 enquanto o dispositivo de retenção da gaxeta 1100 está na configuração fechada. Com o mecanismo de fechamento 1110 impedindo o fluxo de fluido através da porta 1102, o mecanismo de retenção 1108 pode não ser capaz de reconectar-se com o perfil da gaxeta 1140 durante tal movimento do conector 112. Como resultado, a gaxeta 1105 não se encontra mais fixada ao conector 112 e permanece em sua posição desembarcada contra o alojamento 110. A essa altura, a gaxeta 1105 pode ser removida da cabeça de poço 110 por meio de um ROV e substituída por outra gaxeta 1105 por meio do mesmo ROV ou de um diferente que opera no fundo do mar. Em seguida, o conector 112 pode ser desembarcado de volta na cabeça de poço 110. Para encaixar novamente a montagem de retenção de gaxeta 1100 com a nova gaxeta 1105, o mecanismo de fechamento 1110 é aberto de novo para permitir o fluxo de fluido através da porta 1102 e liberar o êmbolo 1106. Desse modo, a próxima vez que o conector 112 for removido, a montagem de retenção de gaxeta 1100 será energizada de novo para encaixar o perfil da gaxeta 1140 e recolher a gaxeta 1105.[0078] After unlocking the
[0079] O processo de abertura e fechamento do mecanismo de fechamento 1110 pode ser executado por um ROV que é controlado da superfície. O conector 112 pode incluir uma interface de ROV 1210 conforme ilustrado na figura 10, e a interface 1210 pode prover uma ou mais conexões entre um ROV externo que penetra na interface 1210 e do mecanismo de fechamento (por exemplo, válvula) 1110. O ROV pode penetrar na interface 1210 e enviar um sinal de controle (por exemplo, hidráulico, elétrico, pneumático) para a válvula 1110 projetado para acionar uma válvula ou dispor fisicamente um tampão na porta 1102 para acionar o mecanismo de fechamento 1110 entre as posições aberta e fechada.[0079] The opening and closing process of the 1110 closing mechanism can be performed by an ROV that is controlled from the surface.
[0080] Além disso, a interface 1210 pode prover em alguns casos uma conexão fluida direta entre um ROV externo que penetra na interface 1210 e da porta 1102. Por exemplo, um ROV pode ser capaz de penetrar na interface 1210 e conduzir o fluido pressurizado diretamente para dentro da porta 1102 quando o mecanismo de fechamento 1110 não for acionado para fechar a porta 1102. Desse modo, o ROV pode conduzir o fluido pressurizado para dentro da porta 1102 e ajudar a empurrar o êmbolo 1106 para baixo. Tal ação pode ser particularmente útil caso o êmbolo 1106 fique preso ou a mola 1130 não consiga empurrar o êmbolo 1106 para baixo de novo enquanto o conector 112 estiver desprendido do alojamento 110.[0080] In addition, the 1210 interface may in some cases provide a direct fluid connection between an external ROV that penetrates the 1210 interface and the 1102 port. For example, an ROV may be able to penetrate the 1210 interface and conduct the pressurized fluid directly into
[0081] A montagem de retenção de gaxeta 1100 das figuras 10-12 inclui um mecanismo de fechamento 1110. No entanto, outras modalidades da montagem de retenção de gaxeta que foi descrita 1100 podem não incluir nenhum tipo de válvula, tampão ou outro mecanismo de fechamento no conector 112. Por exemplo, a figura 13 ilustra uma montagem similar de retenção de gaxeta 1100 na qual a pressão dentro da montagem é simplesmente ventilada para fora do conector 112 por meio da porta 1102. A ventilação da pressão através da porta 1102 pode permitir que o êmbolo 1106 suba e desça livremente, conforme descrito em detalhes acima. Desse modo, o mecanismo de retenção 1108 está sempre atuando para reter a gaxeta 1105 dentro do conector 112 durante o movimento do conector 112. Em algumas modalidades, o mecanismo de retenção de gaxeta 1100 pode ser projetado para permitir que o êmbolo 1106 e o mecanismo de retenção 1108 liberem a gaxeta 1105 do conector 112 em resposta ao fluido pressurizado conduzido para dentro da porta 1102 (por exemplo, a partir de um ROV).[0081] The packing
[0082] Em outra modalidade da montagem tubular 200, o mecanismo de retenção de gaxeta 1100 pode ser projetada com um arranjo de êmbolo 1106 e mecanismo de retenção 1108 que é inverso ao arranjo descrito acima com referência às figuras 11 e 12. A figura 14 ilustra uma versão aproximada de tal mecanismo de retenção de gaxeta 1100. Todos os elementos da montagem de retenção de gaxeta 1100 podem ser iguais àqueles mostrados e descritos com referência às figuras 11 e 12, exceto o êmbolo 1106, a mola 1130 e o mecanismo de retenção 1108. Neste caso, a mola 1130 pode ser disposta na extremidade longitudinal descendente do recesso 1144 (por exemplo, posicionada contra o anel retentor 1154), para que o êmbolo 1106 fique localizado dentro do recesso 1144 na posição acima da mola 1130. No mecanismo de retenção 1108 da figura 14, as paredes da passagem 1142 podem ser inclinadas em uma direção diferente daquela do exemplo previamente descrito. De maneira específica, em vez de as paredes da passagem 1142 se inclinarem em uma direção geralmente para cima e radialmente para dentro (conforme mostrado nas figuras 11 e 12), as paredes da passagem 1142 na figura 14 podem inclinar-se em uma direção geralmente para cima e radialmente para fora.[0082] In another embodiment of the tubular assembly 200, the
[0083] Como resultado do formato diferente do mecanismo de retenção 1108 na figura 14, a montagem de retenção de gaxeta 1100 pode operar de forma distinta da montagem descrita acima com referência às figuras 11 e 12. Na montagem de retenção de gaxeta 1100 da figura 14, a mola 1130 pode inclinar o êmbolo em uma direção ascendente dentro do recesso 1144 para que a seção mediana 1150 do êmbolo 1106 fique apenas parcialmente localizada dentro do recesso 1134 e contate a extremidade superior da parede inclinada da passagem 1142. Essa é a posição padrão que a montagem de retenção de gaxeta 1100 pode assumir durante o desembarque do conector 112 e da gaxeta 1105 no alojamento 110. Nessa posição, o mecanismo de retenção 1108 encaixa-se diretamente no perfil da gaxeta 1140 para manter a gaxeta 1105 na posição contra o conector 112.[0083] As a result of the different shape of the
[0084] No sistema da figura 14, o conector 112 pode ser desembarcado no alojamento 110 sem a montagem de retenção de gaxeta 1100 liberar automaticamente a gaxeta 1105. Isso ocorre porque não há nenhuma extremidade de contato do êmbolo 1106 projetandose a partir do conector 112 em direção ao alojamento 110. Quando é desejado liberar a gaxeta 1105 do conector 112, a montagem de retenção de gaxeta 1100 pode ser desencaixada por meio de um ROV que penetra na interface 1210 da figura 10 e permite a entrada de fluido pressurizado pela porta 1102. Isso pode aumentar a pressão na porta 1102 ao ponto de a pressão forçar o êmbolo 1106 para baixo contra a força elástica da mola 1130.[0084] In the system of Figure 14,
[0085] À medida que o êmbolo 1106 é movido mais para baixo, a seção mediana radialmente grande 1150 do êmbolo 1106 pode moverse de uma posição relativamente superior no recesso 1144 para uma posição geralmente alinhada com o recesso entrecruzado 1134. Por causa das paredes inclinadas da passagem 1142 formada através do mecanismo de retenção 1108, uma borda principal da seção mediana do êmbolo 1150 pode contatar a parede inclinada em um lado (por exemplo, o lado radialmente externo) da passagem 1142 à medida que o êmbolo 1106 se move. O êmbolo 1106 pode transmitir uma força para a parede inclinada da passagem 1142, que por sua vez empurra o mecanismo de retenção 1108 em uma direção radialmente para fora contra a mola 1132. A moção do êmbolo 1106 e, consequentemente, do mecanismo de retenção 1108 é capaz de retirar o mecanismo de retenção 1108 de dentro do recesso 1134 de modo que o mecanismo de retenção 1108 não fique mais encaixado na gaxeta 1105.[0085] As
[0086] A gaxeta 1105 pode não estar mais retida contra o conector 112 por meio da montagem de retenção de gaxeta 1100 quando um ROV ou outro mecanismo de controle de fluido estiver aplicando pressão sobre a porta 1102. Em seguida, o mecanismo de fechamento (por exemplo, 1110 da figura 10) pode ser acionado fechado depois que a pressão for aplicada à porta 1102 para manter a gaxeta 1105 na posição liberada enquanto o conector 112 é removido da gaxeta 1105 e do alojamento 110. Isso permite que um ROV remova a gaxeta 1105 da montagem tubular e a substitua por uma nova gaxeta 1105. No entanto, nas modalidades em que um mecanismo de fechamento 1110 não está presente no conector 112, o ROV pode simplesmente permanecer conectado à interface e manter a pressão dentro da porta 1102 enquanto o conector 112 é desprendido do alojamento 110 e afastado da gaxeta desencaixada 1105.[0086]
[0087] Assim que a gaxeta 1105 tiver sido substituída, o ROV pode interligar-se com o conector 112 novamente para remover ou acionar o mecanismo de fechamento 1110 (se houver um) em uma posição aberta, ou pode simplesmente desencaixá-lo da interface 1210 (se não houver uma válvula), permitindo desse modo que a porta 1102 ventile o fluido pressurizado e que o êmbolo 1106 suba de novo. Esse movimento do êmbolo 1106 permite que o mecanismo de retenção 1108 retorne para sua posição encaixada, retendo a gaxeta 1105 no lugar contra o conector 112. Para recolher a gaxeta 1105 com o conector 112, nenhuma ação é necessária, visto que a montagem de retenção de gaxeta 1100 é propelida por mola a se encaixar com a gaxeta 1105.[0087] Once
[0088] A figura 15 ilustra uma modalidade da montagem tubular 200 em que o conector 112 inclui uma interface de ROV 1210 que permite a penetração do ROV 1300 no conector 112 e exerce múltiplas funções dentro da montagem tubular 200. A interface 1210 pode incluir múltiplas entradas hidráulicas, elétricas, pneumáticas ou de outro tipo 1302, 1304 e 1306 que comunicam sinais de controle ou fluido para a montagem tubular 200. Por exemplo, a entrada 1302 pode comunicar sinais hidráulicos, elétricos, pneumáticos ou outros sinais de controle do ROV 1300 para controlar a operação de um mecanismo de fechamento 1110 na montagem de retenção de gaxeta 1100, conforme descrito acima. A entrada 1304 pode conduzir fluido hidráulico do ROV 1300 diretamente para dentro da porta 1102 da montagem de retenção de gaxeta 1100, conforme descrito acima. A entrada 1306 pode comunicar sinais hidráulicos, elétricos, pneumáticos, ou outros tipos de sinais de controle do ROV 1300 para a montagem tubular 200 de modo a testar a gaxeta 1105. Outras entradas adicionais ou diferentes podem ser utilizadas na interface de ROV 1210. A interface 1210 pode incluir uma ou mais interfaces de conexão molhada que conectam de forma vedada o ROV 1300 a uma ou mais entradas no conector 112. Tal arranjo da interface 1210 pode permitir que o ROV 1300 simplesmente penetre no conector 112 uma vez e efetue múltiplas operações diferentes na montagem tubular 200, tais como testes na gaxeta 1105, e em seguida libere a gaxeta 1105.[0088] Figure 15 illustrates an embodiment of the tubular assembly 200 in which the
[0089] Embora as funções da montagem tubular 200 e, de maneira mais específica, da montagem de retenção de gaxeta 1100 tenham sido descritas acima como sendo controladas por entradas de um ROV, outras modalidades da montagem tubular 200 podem utilizar outros métodos para controlar a montagem de retenção de gaxeta 1100. Conforme mostrado na figura 16, por exemplo, o mecanismo de fechamento 1110 no conector 112 pode incluir uma válvula solenoide 1400 acoplada a um sistema de controle 1402. O sistema de controle 1402 pode receber sinais de controle elétricos da superfície por meio de uma linha de controle 1404 que se estende para cima a partir do conector 112. Após o recebimento de um sinal para abrir ou fechar a porta 1102, o sistema de controle 1402 pode enviar um sinal elétrico para acionar a válvula solenoide 1400 de maneira adequada.[0089] Although the functions of the tube assembly 200 and, more specifically, the
[0090] Conforme mencionado acima, o mecanismo de fechamento 1110 pode incluir um sistema de válvula fechada com um mecanismo de armazenamento de fluido disposto no mesmo. As figuras 17-20 proveem um exemplo detalhado de tal mecanismo de fechamento 1110, que é uma montagem de válvulas 1600 com um mecanismo de armazenamento de fluido 1602. Conforme mostrado na figura 17, a montagem de válvulas 1600 é uma montagem de válvula de esfera. A montagem de válvula de esfera 1600 pode incluir um alojamento 1604, uma primeira passagem de fluido 1606 (dentre várias outras linhas de fluido), um assento 1608, uma esfera 1610, um acionador de válvula 1612, o mecanismo de armazenamento de fluido 1602 e uma interface de penetração de ROV 1614. É válido observar que componentes adicionais ou diferentes daqueles ilustrados também podem estar presentes na montagem de válvula de esfera 1600.[0090] As mentioned above, the closure mechanism 1110 may include a closed valve system with a fluid storage mechanism disposed therein. Figures 17-20 provide a detailed example of such a closure mechanism 1110, which is a 1600 valve assembly with a 1602 fluid storage mechanism. As shown in figure 17, the 1600 valve assembly is a ball valve assembly. . The
[0091] Conforme ilustrado, o alojamento 1604 inclui uma primeira passagem de fluido 1606 formada através do mesmo. O assento 1608 está disposto dentro da primeira passagem de fluido 1606 e a esfera 1610 está localizada no assento 1608. A esfera 1610 inclui um furo 1616 formado através da mesma. A esfera 1610 está posicionada no assento 1608 e pode ser girada entre uma posição aberta e uma posição fechada. O assento 1608 provê superfícies de vedação para vedar a região entre uma superfície externa da esfera 1610 e as porções correspondentes da(s) passagem(s) de fluido formada através do alojamento 1604.[0091] As illustrated,
[0092] A esfera 1610 é mostrada na posição aberta na figura 17. Na posição aberta, a esfera 1610 é orientada para que o furo 1616 da esfera 1610 seja alinhado com a primeira passagem de fluido 1606. Quando a esfera 1610 é acionada para a posição fechada, a esfera 1610 pode ser girada por meio do acionador de válvula 1612 localizado sobre um eixo 1622 para que o furo 1616 da esfera 1610 não fique alinhado com a primeira passagem de fluido 1606. Por exemplo, na posição fechada, um eixo do furo 1616 da esfera 1610 pode ser orientado de modo perpendicular a um eixo da primeira passagem de fluido 1606.[0092] The ball 1610 is shown in the open position in Figure 17. In the open position, the ball 1610 is oriented so that the hole 1616 of the ball 1610 is aligned with the first fluid passage 1606. In the closed position, ball 1610 can be rotated by means of valve actuator 1612 located on a
[0093] Na figura 17 (que mostra apenas uma seção transversal da montagem de válvula de esfera 1600), a primeira passagem de fluido 1606 parece ser a única passagem de fluido do alojamento 1604 na qual a esfera 1610 e o assento 1608 estão localizados. Em algumas modalidades, o alojamento 1604 pode incluir apenas uma única passagem de fluido 1606 dentro da qual a esfera 1610 e o assento 1608 estão localizados. Em outras modalidades, o alojamento 1604 pode incluir pelo menos uma passagem de fluido adicional que cruza a primeira passagem de fluido 1606 no ponto em que a esfera 1610 e o assento 1608 estão localizados. Desse modo, enquanto a esfera 1610 é girada no assento 1608, a esfera pode ser alternada entre a posição aberta, em que a esfera 1610 abre a primeira passagem de fluido 1606 e uma posição fechada, em que a esfera 1610 fecha a primeira passagem de fluido 1606 e abre outra passagem de fluido.[0093] In Figure 17 (which shows only a cross section of the ball valve assembly 1600), the first fluid passage 1606 appears to be the only fluid passage of the
[0094] A figura 19 representa uma vista transversal opcional da montagem de válvula de esfera 1600 tirada de modo perpendicular à vista transversal da figura 17, mostrando que a esfera 1610 e o assento 1608 também podem estar localizados dentro de uma segunda passagem de fluido 1800 do alojamento 1604. A esfera 1610 é mostrada na posição fechada na figura 19. Conforme ilustrado, na "posição fechada", a esfera 1610 pode ser orientada para que o furo 1616 da esfera 1610 seja alinhado com a segunda passagem de fluido 1800. Quando a esfera 1610 está na posição fechada conforme mostrado, um eixo do furo 1616 da esfera 1610 pode ser orientado de modo perpendicular ao o eixo da primeira passagem de fluido (1606 da figura 17).[0094] Figure 19 represents an optional cross-sectional view of the
[0095] É válido observar que podem ser formadas ainda mais passagens de fluido adicionais através do alojamento 1604 para comutar o fluxo através do mesmo por meio da esfera giratória 1610. Por exemplo, o alojamento 1604 pode incluir três, quatro ou mais passagens de fluido que se cruzam na posição do assento 1608 e na esfera 1610 retida no assento 1608. O acionador 1612 pode ser usado para acionar a esfera 1610 entre várias orientações, nas quais o furo 1616 da esfera 1610 é alinhado com as diferentes passagens de fluido através do alojamento 1604.[0095] It is worth noting that even more additional fluid passages can be formed through the
[0096] Retornando para a figura 17, a primeira passagem de fluido 1606 pode formar um caminho de fluido entre a porta de comunicação 1102 formada através do conector 112 e o mecanismo de armazenamento de fluido 1602 da montagem de válvula de esfera 1600. Uma primeira porção 1618 da primeira passagem de fluido 1606 em um primeiro lado da esfera 1610 pode ser acoplada de maneira fluida à porta de comunicação 1102 no conector 112, enquanto uma segunda porção 1620 da primeira passagem de fluido 1606 em um segundo lado da esfera 1610 oposto ao primeiro lado pode ser acoplada de maneira fluida ao mecanismo de armazenamento de fluido 1602. Conforme ilustrado, toda a montagem de válvula de esfera 1600 pode ser acoplada a uma superfície do conector 112 para que a primeira passagem de fluido 1610 do alojamento 1604 fique alinhada com a porta de comunicação 1102 na localização em que a porta 1102 atinge a superfície externa do conector 112. A montagem de válvula de esfera 1600 pode ser aparafusada, ou fixada de outro modo, no conector 112 por meio de qualquer mecanismo de fixação desejável.[0096] Returning to Figure 17, the first fluid passage 1606 may form a fluid path between the
[0097] Quando a esfera 1610 está na posição aberta, conforme mostrado na figura 17, a esfera 1610 permite o fluxo de fluido através da primeira passagem de fluido 1606. Isso ocorre porque na posição aberta, as extremidades opostas do furo 1616 através da esfera 1610 são abertas para as primeira e segunda porções 1618 e 1620, respectivamente, da primeira passagem de fluido 1606. Quando a esfera 1610 está na posição fechada, a esfera 1610 impede o fluxo de fluido através da primeira passagem de fluido 1606. Isso ocorre porque na posição fechada, as extremidades opostas do furo 1616 através da esfera 1610 estão desalinhadas (e, portanto, fechadas para) com as primeira e segunda porções 1618 e 1620, respectivamente, da primeira passagem de fluido 1606.[0097] When the ball 1610 is in the open position, as shown in Figure 17, the ball 1610 allows fluid flow through the first fluid passage 1606. This is because in the open position, the opposite ends of the hole 1616 through the ball 1610 are open to the first and second portions 1618 and 1620, respectively, of the first fluid passage 1606. When the ball 1610 is in the closed position, the ball 1610 prevents fluid flow through the first fluid passage 1606. This is because in the closed position, the opposite ends of bore 1616 through ball 1610 are offset (and therefore closed to) with first and second portions 1618 and 1620, respectively, of first fluid passage 1606.
[0098] O mecanismo de armazenamento de fluido 1602 na montagem de válvula de esfera 1600 está acoplado de maneira fluida a uma extremidade da passagem de fluido principal 1606. O mecanismo de armazenamento de fluido 1602 é usado para capturar saída de pressão através do furo de comunicação 1102 do conector 112 enquanto a válvula de esfera está aberta de modo que, após o fechamento da válvula de esfera, a pressão fique presa dentro do furo de comunicação 1102.[0098] The fluid storage mechanism 1602 in the
[0099] Conforme ilustrado, o mecanismo de armazenamento de fluido 1602 pode incluir um acumulador 1624 disposto no alojamento 1604. O acumulador 1624 pode ser um acumulador de nitrogênio. No entanto, é válido observar que outros tipos de acumuladores que retêm outros fluidos podem ser utilizados em outras modalidades. O acumulador 1624 é acoplado de maneira fluida à segunda porção 1620 da primeira passagem de fluido 1606 (por exemplo, por meio de uma linha de fluido 1626).[0099] As illustrated, fluid storage mechanism 1602 may include an
[00100] Uma descrição mais detalhada de um acumulador exemplar 1624 será provida agora. No entanto, é válido observar que outras configurações e arranjos possíveis dos componentes em um mecanismo de armazenamento de fluido 1602 podem ser utilizados na montagem de válvula de esfera 1600. Conforme ilustrado, o acumulador 1624 pode incluir uma câmara de fluido 1628 com uma primeira extremidade 1630 aberta para a linha de fluido 1626 que segue em direção à esfera 1610, um componente do tipo haste 1632 e um componente do pistão 1634 ambos dispostos na câmara de fluido 1628, e uma pluralidade de vedações 1636.[00100] A more detailed description of an exemplary 1624 accumulator will now be provided. However, it is worth noting that other possible configurations and arrangements of components in a fluid storage mechanism 1602 may be used in the
[00101] A câmara de fluido 1628 pode ser perfurada dentro do alojamento 1604 a partir de uma parede externa do alojamento 1604. A câmara de fluido 1628 pode incluir uma primeira extremidade 1630 e uma porção intermediária 1638. A porção intermediária 1638 da câmara de fluido 1628 pode ter um diâmetro maior do que a primeira extremidade 1630, e o alojamento 1604 inclui um anteparo 1640 que define a mudança no diâmetro entre a primeira extremidade 1630 e a porção intermediária 1638 da câmara 1628. O componente do pistão 1634 é disposto na porção intermediária 1638 da câmara de fluido 1628, podendo se mover de modo axial dentro da câmara de fluido 1628 em resposta às mudanças de pressão comunicadas para o acumulador 1624 a partir da primeira passagem de fluido 1606.[00101] The fluid chamber 1628 may be pierced within the
[00102] O componente do pistão 1634 pode ser um componente parcialmente oco e cilíndrico com uma primeira extremidade que faceia a primeira extremidade 1630 da câmara de fluido 1628 e uma segunda extremidade que faceia em direção ao componente do tipo haste 1632. A primeira extremidade do componente do pistão 1634 preenche toda a área transversal da porção intermediária 1638 da câmara de fluido 1628. A segunda extremidade do componente do pistão 1634 possui uma abertura que se estende longitudinalmente através de uma porção do componente do pistão 1634.[00102]
[00103] O componente do tipo haste 1632 geralmente inclui uma haste que se estende de modo axial através da abertura na segunda extremidade do componente do pistão 1634. Uma câmara interna 1642 é definida entre a extremidade do componente do tipo haste 1632 e uma parede interna 1644 do componente do pistão 1634, conforme mostrado. A haste é dimensionada para que o componente do pistão 1634 seja capaz de se mover de modo axial em relação ao componente do tipo haste 1632 em resposta a uma mudança de pressão que atua na primeira extremidade do pistão 1634. Tal movimento do componente do pistão 1634 em relação ao componente do tipo haste 1632 pode mudar o volume da câmara interna 1642, que retém o fluido do acumulador (por exemplo, nitrogênio). Uma ou mais vedações 1636 são dispostas na interface entre uma superfície externa do componente do pistão 1634 e uma parede interna da seção intermediária 1638 da câmara de fluido 1628. Uma ou mais vedações 1636 também são dispostas na interface entre um diâmetro externo do componente do tipo haste 1632 e um diâmetro interno da extremidade anular do componente do pistão 1634.[00103] Rod-
[00104] Na modalidade ilustrada, o componente do tipo haste 1632 também pode incluir uma seção com um diâmetro maior que é retida no lugar contra o alojamento 1604 (por exemplo, por meio de arruelas 1646 e um anteparo 1648 do alojamento 1604). Uma ou mais vedações 1636 são dispostas na interface entre uma superfície radialmente externa dessa porção com diâmetro maior do componente do tipo haste 1632 e uma superfície radialmente interna da câmara de fluido 1628. Embora a porção com diâmetro maior e a porção de haste do componente do tipo haste 1632 sejam ilustradas como sendo uma única peça integral de material, outras modalidades do acumulador 1624 podem incluir a porção de haste como sendo uma peça separada acoplada diretamente à porção com diâmetro maior para formar o componente do tipo haste 1632.[00104] In the illustrated embodiment, rod-
[00105] Conforme ilustrado, o componente do tipo haste 1628 pode ter uma porta 1650 perfurada ou formada de outro modo dentro de uma extremidade do componente do tipo haste 1628 que se estende a partir do alojamento 1604. A porta 1650 pode ser acoplada de maneira fluida à câmara interna 1642 por meio de uma linha de fluxo 1652 que se estende longitudinalmente através da porção de haste do componente do tipo haste 1632 durante a instalação inicial da montagem de válvula de esfera 1600. Isso permite que uma linha de enchimento externa 1653 seja recebida dentro da porta 1650 e usada para encher a câmara interna 1642 com o fluido do acumulador. Depois de encher a câmara interna 1642, um tampão (não mostrado) pode ser inserido na porta 1650 para manter o fluido dentro da câmara interna 1642.[00105] As illustrated, rod-like member 1628 may have a
[00106] Em operação, o acumulador 1624 armazena a pressão do fluido em resposta ao aumento de pressão na porta de comunicação 1102 do conector 112. Tal aumento de pressão pode ser causado pelo êmbolo (1106 da figura 10) da montagem de retenção de gaxeta (1100 da figura 10) sendo movido de modo axial mais para dentro da porta de comunicação 1102 em resposta ao conector de desembarque 112 no alojamento tubular correspondente (110 da figura 10). Quando a esfera 1610 está na posição aberta, o aumento de pressão do fluido da porta de comunicação 1102 aumenta a pressão na primeira passagem de fluido 1606, na linha de fluido 1626 e na primeira extremidade 1630 do acumulador 1624. O aumento de pressão age na primeira extremidade do componente do pistão 1634, empurrando desse modo o componente do pistão 1634 na direção do componente do tipo haste 1632 (seta 1700 na figura 18). Tal ação comprime a câmara de fluido interna 1642 para absorver a pressão que aumenta por meio do acumulador 1624. Desse modo, o acumulador 1624 absorve o excesso de pressão decorrente do assentamento do conector 112 no alojamento tubular.[00106] In operation,
[00107] Conforme descrito em detalhes acima, esse movimento do êmbolo (1106 da figura 10) dentro da porta de comunicação 1102 do conector 112 age para desconectar a gaxeta (1105 da figura 10) do conector 112. Quando for desejado remover o conector 112 da gaxeta (1105 da figura 10), a montagem de válvula de esfera 1600 pode ser fechada para que o fluxo de fluido através da primeira passagem de fluido 1606 seja bloqueado. Nesse momento, o acumulador 1624 ainda está armazenando o aumento de pressão do fluido. No entanto, visto que o acumulador 1624 é bloqueado pela porta de comunicação 1102 por meio da esfera fechada 1610, não é possível equalizar a pressão entre os dois quando o conector 112 é desprendido do alojamento tubular (110 da figura 10). A pressão do fluido é presa na porta de comunicação 1102 por meio da esfera fechada 1610, impedindo desse modo o êmbolo (1106 da figura 10) de ser retornado para sua posição original dentro da montagem de retenção de gaxeta (1100 da figura 10).[00107] As described in detail above, this movement of the plunger (1106 of figure 10) within the
[00108] Quando for desejado reconectar o conector 112 e a gaxeta (1105 da figura 10), a montagem de válvula de esfera 1600 pode ser reaberta para permitir o fluxo de fluido através da primeira passagem de fluido 1606. Nesse momento, o acumulador 1624 é acoplado de maneira fluida à porta de comunicação 1102 por meio da esfera aberta 1610, e é possível equalizar a pressão ao longo de todo o sistema quando o conector 112 é novamente desprendido do alojamento tubular (110 da figura 10). A pressão do fluido em excesso é comunicada a partir do acumulador 1624 através da porta de comunicação 1102 e entra em contato com uma superfície do êmbolo (1106 da figura 10) de modo a forçar o êmbolo de volta para sua posição original que se estende parcialmente da porta de comunicação 1102. Sendo assim, a montagem de retenção de gaxeta (1100 da figura 10) é capaz de reter a gaxeta (1105 da figura 10) com o conector 112 após remover o conector 112 na superfície.[00108] When it is desired to reconnect
[00109] Conforme mencionado acima, outros tipos e arranjos de acumulador 1624 podem ser utilizados em outras modalidades. Por exemplo, o componente do pistão pode ter um formato de haste que é recebida dentro de um componente em formato de cilindro em uma extremidade do alojamento 1604, em vez do contrário. A orientação do acumulador 1624 construído dentro do alojamento 1604 pode ser diferente em outras modalidades. Por exemplo, o acumulador 1624 pode estender-se para dentro a partir de qualquer porção lateral, superior ou inferior do alojamento 1604.[00109] As mentioned above, other types and arrangements of
[00110] O acionador de válvula 1612 da montagem de válvula de esfera 1600 pode incluir uma alavanca 1654 que se estende para fora a partir do alojamento 1604 da montagem de válvula de esfera 1600, a alavanca 1654 sendo acoplada à esfera 1610 para girar a esfera 1610. A rotação da alavanca 1654 pode causar diretamente a rotação da esfera 1610. A alavanca 1654 que se estende a partir do alojamento 1604 pode ser projetada para encaixar-se em um ROV para que o ROV seja capaz de girar a alavanca 1654 quando a abertura ou fechamento da montagem de válvula de esfera 1600 for desejado. O acionador de válvula 1612 também pode incluir um corpo 1656 recebido dentro do alojamento 1604 e que suporta a alavanca 1654 por meio de uma série de mancais 1658. Será compreendido que outros tipos ou arranjos particulares de acionador de válvula 1612 podem ser usados em outras modalidades.[00110] Valve actuator 1612 of
[00111] A montagem de válvula de esfera 1600 pode incluir pelo menos uma interface de penetração de ROV 1614. A interface de penetração de ROV 1614 pode ser projetada com um ou mais conectores e/ou vedações para receber uma entrada de penetração de um ROV que permite ao ROV aplicar pressão sobre uma linha de fluxo dentro da montagem de válvula de esfera 1600. A interface de penetração de ROV da figura 17, por exemplo, é acoplada de maneira fluida à segunda porção 1620 da primeira passagem de fluido 1606. Desse modo, se a montagem de retenção de gaxeta (1100 da figura 10) não conseguir retornar o êmbolo para sua posição inicial por meio da força da mola e da pressão que flui através da porta de comunicação 1102, um ROV poderá penetrar na interface de penetração de ROV 1614 da montagem aberto de válvula de esfera 1600 e aplicar uma pressão maior sobre a porta de comunicação 1102 para reajustar o êmbolo.[00111] The 1600 ball valve assembly can include at least one ROV penetration interface 1614. The ROV penetration interface 1614 can be designed with one or more connectors and/or seals to receive a penetration input from an ROV which allows the ROV to apply pressure to a flow line within the
[00112] Conforme mencionado acima, em algumas modalidades, a montagem de válvula de esfera 1600 pode incluir uma ou mais passagens adicionais de fluido através das quais a esfera 1610 permite/impede de modo seletivo o fluxo de fluido. A figura 19 ilustra uma vista transversal da montagem de válvula de esfera 1600 da figura 17 tirada em um ângulo de 90 graus (sobre o eixo 1622) a partir da vista transversal da figura 17. Tal imagem mostra a montagem de válvula de esfera 1600 quando a esfera 1610 está na posição fechada. Embora a esfera 1610 na posição fechada impeça o fluxo através da primeira passagem (1606 da figura 17), a esfera 1610 na posição fechada permite o fluxo através da segunda passagem de fluido 1800 formada através do alojamento 1604 conforme mostrado na figura 19.[00112] As mentioned above, in some embodiments,
[00113] A montagem de válvula de esfera 1600 pode incluir uma interface de penetração de ROV 1802 que é acoplada de maneira fluida à segunda passagem de fluido 1800. A segunda passagem de fluido 1800 pode formar um caminho de fluido entre a porta de comunicação 1102 formada através do conector 112 e a interface de penetração de ROV 1802 quando a esfera 1610 estiver na posição fechada. Uma primeira porção 1804 da segunda passagem de fluido 1800 em um primeiro lado da esfera 1610 pode ser acoplada de maneira fluida à primeira porção 1618 da primeira passagem de fluido 1606 (da figura 17) por meio de uma linha de fluxo 1806 formada através do alojamento 1604. Desse modo, a primeira porção 1804 da segunda passagem de fluido 1800 pode ser acoplada de maneira fluida à porta de comunicação 1102 no conector 112 (mostrado na figura 17), enquanto uma segunda porção 1808 da segunda passagem de fluido 1800 em um segundo lado da esfera 1610 oposto ao primeiro lado pode ser acoplada de maneira fluida à interface de penetração de ROV 1802.[00113] The
[00114] A interface de penetração de ROV 1802 pode ser projetada com um ou mais conectores e/ou vedações para receber uma entrada de penetração de um ROV que permite ao ROV aplicar pressão sobre uma linha de fluxo dentro da montagem de válvula de esfera 1600. A interface de penetração de ROV 1802 da figura 19, por exemplo, é acoplada de maneira fluida à segunda porção 1808 da segunda passagem de fluido 1800. Desse modo, se for desejável retornar o êmbolo para sua posição inicial enquanto a esfera 1610 permanece na posição fechada, um ROV poderá penetrar na interface de penetração de ROV 1802 da montagem fechada de válvula de esfera 1600 e aplicar uma maior pressão na porta de comunicação 1102 para reajustar o êmbolo.[00114] The 1802 ROV penetration interface can be designed with one or more connectors and/or seals to receive a penetration inlet from an ROV that allows the ROV to apply pressure over a flow line within the 1600 ball valve assembly The ROV penetration interface 1802 of Figure 19, for example, is fluidly coupled to the second portion 1808 of the
[00115] Conforme ilustrado na figura 19, a montagem de válvula de esfera 1600 pode ser equipada com uma montagem de rotação esférico 1810 que facilita a transição suave da esfera 1610 entre as posições aberta e fechada em resposta à rotação do acionador de válvula 1612. A montagem de rotação esférico 1810 pode ser posicionada em uma porção da segunda passagem de fluido 1800, conforme ilustrado. De maneira específica, a montagem de rotação esférico 1810 pode estar localizada na primeira porção 1804 da segunda passagem de fluido 1800 da montagem de válvula de esfera 1600. No entanto, em outra modalidade, a montagem de rotação esférico 1810 pode ser posicionada na primeira passagem de fluido 1606 da montagem de válvula de esfera 1600.[00115] As illustrated in Figure 19, the
[00116] A montagem de rotação esférico 1810 pode incluir um corpo 1812, um pistão 1814 com um furo 1816 formado através do mesmo e um mecanismo de inclinação 1818. Na figura 19, o mecanismo de inclinação 1818 inclui arruelas Belleville. Na montagem de rotação esférico 1810, o corpo 1812 pode ser preso em relação ao alojamento 1604. Por exemplo, o corpo 1812 pode incluir uma porção de flange que é recebida em um rebaixo do alojamento 1604 e mantida no lugar por uma tampa 1820 aparafusada na parte externa do alojamento 1604. Uma extremidade do pistão 1814 se estende por dentro de um furo formado através do corpo 1812 e é móvel em uma direção axial para estender-se mais para dentro do furo do corpo 1812 quando necessário, de modo facilitar a rotação da esfera 1610. Uma extremidade oposta do pistão 1814 encaixa-se na esfera 1610. O furo 1816 através do pistão 1814 forma uma porção da passagem de fluido (por exemplo, 1800 da figura 19).[00116] The 1810 spherical rotation assembly may include a
[00117] O mecanismo de inclinação 1818 pode ser disposto entre o pistão 1814 e o corpo 1812 e configurado para inclinar o pistão 1814 na direção da esfera 1610 para manter a extremidade do pistão 1814 encaixada na esfera 1610. O pistão 1814 é móvel de modo axial em relação ao corpo 1812 e à segunda passagem de fluido 1800, e o pistão 1814 é mantido em um encaixe flutuante contra a esfera 1610 por meio do mecanismo de inclinação 1818 disposto entre o corpo 1812 e o pistão 1814. Conforme a esfera 1610 é girada, o movimento da esfera 1610 contra o pistão 1814 pode fazer o pistão 1814 ser movido de modo axial através do corpo 1812 para permitir um movimento mais fácil da esfera 1610 entre as posições aberta e fechada, visto que uma vez na posição aberta ou fechada, a esfera 1610 é encaixada de forma vedada no assento 1608. O mecanismo de inclinação 1818 pode retornar o pistão 1814 para sua posição inicial encaixado na esfera 1610 assim que a esfera 1610 parar de girar.[00117]
[00118] Outros tipos e arranjos de montagens de rotação esféricos 1810 podem ser usados em outras modalidades da montagem de válvula de esfera 1600. Por exemplo, a figura 20 ilustra outra modalidade da montagem de rotação esférica 1810. Nesta modalidade, a montagem de rotação esférica 1810 ainda inclui um corpo 1812, um pistão 1814 com um furo 1816 e um mecanismo de inclinação 1818. Na figura 20, o mecanismo de inclinação é uma mola disposta entre a extremidade do pistão 1814 e um anteparo do corpo 1812.[00118] Other types and arrangements of 1810 ball rotation mounts can be used in other embodiments of the 1600 ball valve assembly. For example, figure 20 illustrates another embodiment of the 1810 ball rotation assembly. spherical 1810 further includes a
[00119] A montagem de válvula de esfera descrita 1600 pode controlar a abertura e o fechamento seletivos da porta de comunicação dentro de um componente, tal como uma montagem de retenção de gaxeta de um componente tubular submarino. A montagem de válvula de esfera 1600 permite à porta de comunicação ventilar a pressão do fluido para o mecanismo de armazenamento de fluido 1602 (por exemplo, acumulador) quando a válvula de esfera está aberta, e impede a comunicação de pressão através da porta quando a válvula de esfera está fechada. Desse modo, a montagem de válvula de esfera 1600 provê um sistema totalmente fechado para ventilar e retornar a pressão do fluido para a porta de comunicação sem expor a porta de comunicação ao fluido externo. O sistema de retenção de gaxeta é, portanto, capaz de ser operado sem nenhum problema relacionado com poeiras ou partículas sólidas provenientes do fluido externo obstruindo a porta de comunicação ou com a exposição dos componentes internos a materiais corrosivos.[00119] The described
[00120] É válido observar que a montagem de válvula de esfera descrita 1600 que compreende um mecanismo de bordo para armazenamento de fluido 1602 pode ser utilizado em outros contextos diferentes daqueles que envolvem um sistema de retenção de gaxeta. Por exemplo, a montagem de válvula de esfera 1600 pode ser usada dentro de sistemas de válvula de controle de fundo de poço onde o fluido de controle é tipicamente bombeado para dentro e para fora. O mecanismo de armazenamento de fluido 1602 na montagem de válvula de esfera 1600 pode permitir o suprimento de fluido para várias funções no fundo de poço ou o controle do acúmulo de fluido dentro dos sistemas de válvula de controle.[00120] It is worth noting that the described
[00121] Embora modalidades específicas da presente invenção tenham sido descritas neste documento em alguns detalhes, deve ser compreendido que a intenção é apenas de descrever os vários aspectos da invenção, e não de limitar o escopo da invenção conforme definido nas reivindicações a seguir. Desse modo, pessoas versadas na técnica compreenderão que a modalidade mostrada e descrita é exemplar e que várias outras substituições, alterações e modificações, o que inclui, mas não se limita àquelas alternativas de modelo especificamente discutidas neste documento, podem ser feitas na prática da invenção sem desvio do espírito e escopo da invenção.[00121] Although specific embodiments of the present invention have been described herein in some detail, it should be understood that the intent is only to describe the various aspects of the invention, and not to limit the scope of the invention as defined in the following claims. Accordingly, persons skilled in the art will understand that the embodiment shown and described is exemplary and that various other substitutions, changes and modifications, including, but not limited to, those model alternatives specifically discussed herein, can be made in the practice of the invention. without departing from the spirit and scope of the invention.
Claims (26)
um elemento tubular com a porta de comunicação fluida formado através do mesmo;
uma montagem de válvula de esfera acoplada ao elemento tubular, a montagem de válvula de esfera compreendendo:
um alojamento que compreende uma primeira passagem de fluido, em que uma primeira porção da primeira passagem de fluido é acoplada de maneira fluida à porta de comunicação fluida no elemento tubular;
um assento disposto dentro da primeira passagem de fluido;
uma esfera com um furo formado através da mesma, em que a esfera é posicionada no assento e pode ser girada entre uma posição aberta que permite o fluxo através da primeira passagem de fluido e uma posição fechada que impede o fluxo através da primeira passagem de fluido; e
um acumulador disposto no alojamento e acoplado de maneira fluida a uma segunda porção da primeira passagem de fluido localizado em um lado oposto do assento a partir da primeira porção.System, characterized by the fact that it comprises:
a tubular member with the fluid communication port formed therethrough;
a ball valve assembly coupled to the tubular member, the ball valve assembly comprising:
a housing comprising a first fluid passage, wherein a first portion of the first fluid passage is fluidly coupled to the fluid communication port on the tubular member;
a seat disposed within the first fluid passage;
a ball with a hole formed therethrough, wherein the ball is positioned on the seat and can be rotated between an open position that allows flow through the first fluid passage and a closed position that prevents flow through the first fluid passage ; and
an accumulator disposed in the housing and fluidly coupled to a second portion of the first fluid passage located on an opposite side of the seat from the first portion.
um alojamento que compreende uma primeira passagem de fluido;
um assento disposto dentro da primeira passagem de fluido;
uma entrada da primeira passagem de fluido em um primeiro lado do assento para acoplar de maneira fluida a montagem de válvula de esfera a uma linha de comunicação fluida externa;
uma esfera com um furo formado através da mesma, em que a esfera é posicionada no assento e pode ser girada entre uma posição aberta que permite o fluxo através da primeira passagem de fluido e uma posição fechada que impede o fluxo através da primeira passagem de fluido; e
um acumulador disposto no alojamento e acoplado de maneira fluida à primeira passagem de fluido em um segundo lado do assento oposto ao primeiro lado.Ball valve assembly, characterized by the fact that it comprises:
a housing comprising a first fluid passage;
a seat disposed within the first fluid passage;
a first fluid passage inlet on a first side of the seat for fluidly coupling the ball valve assembly to an external fluid communication line;
a ball with a hole formed therethrough, wherein the ball is positioned on the seat and can be rotated between an open position that allows flow through the first fluid passage and a closed position that prevents flow through the first fluid passage ; and
an accumulator disposed in the housing and fluidly coupled to the first fluid passage on a second side of the seat opposite the first side.
a primeira passagem de fluido compreende uma primeira porção no primeiro lado do assento e uma segunda porção em um segundo lado do assento;
a segunda passagem de fluido compreende uma primeira porção em um terceiro lado do assento e uma segunda porção em um quarto lado do assento; e
a primeira porção da segunda passagem de fluido é acoplada de maneira fluida à primeira porção da primeira passagem de fluido.Ball valve assembly, according to claim 13, characterized in that:
the first fluid passage comprises a first portion on the first seat side and a second portion on a second seat side;
the second fluid passage comprises a first portion on a third side of the seat and a second portion on a fourth side of the seat; and
the first portion of the second fluid passage is fluidly coupled to the first portion of the first fluid passage.
um alojamento que compreende uma primeira passagem de fluido, em que a primeira passagem de fluido é acoplada de maneira fluida à porta no elemento tubular;
um assento disposto na primeira passagem de fluido;
uma esfera com um furo formado através da mesma, em que a esfera pode ser girada entre uma posição aberta que permite o fluxo através da primeira passagem de fluido e uma posição fechada que impede o fluxo através da primeira passagem de fluido; e
um acumulador acoplado à primeira passagem de fluido em um lado oposto do assento a partir da porta;
transferir a pressão que aumenta através da primeira passagem de fluido para o acumulador;
comprimir um pistão do acumulador em resposta ao aumento de pressão;
fechar a montagem de válvula de esfera para prender a pressão dentro da porta; e
mover o elemento tubular enquanto a montagem de válvula de esfera é fechada.Method, characterized in that it comprises: receiving an increasing pressure through the port in a tubular element, wherein the tubular element is coupled to a ball valve assembly, the ball valve assembly comprising:
a housing comprising a first fluid passage, wherein the first fluid passage is fluidly coupled to the port on the tubular member;
a seat disposed in the first fluid passage;
a ball with a hole formed therethrough, wherein the ball is rotatable between an open position that allows flow through the first fluid passage and a closed position that prevents flow through the first fluid passage; and
an accumulator coupled to the first fluid passage on an opposite side of the seat from the door;
transferring the rising pressure through the first fluid passage to the accumulator;
compressing an accumulator piston in response to increased pressure;
close the ball valve assembly to trap pressure inside the port; and
move the tubular element while the ball valve assembly is closed.
abrir a montagem de válvula de esfera;
mover o elemento tubular enquanto a montagem de válvula de esfera é aberta; e
permitir que o componente se mova de modo axial dentro da porta durante o movimento do elemento tubular.Method, according to claim 22, characterized in that it comprises:
open ball valve assembly;
moving the tubular element while the ball valve assembly is opened; and
allowing the component to move axially within the port during movement of the tubular element.
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