BR112012029869B1

BR112012029869B1 - conjunto flutuante

Info

Publication number: BR112012029869B1
Application number: BR112012029869-0A
Authority: BR
Inventors: Brad Groesbeck; James Martens; Jeffrey Arcement; John Jordan
Original assignee: Blackhawk Specialty Tools Llc
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2021-04-20
Also published as: WO2011149904A1; EP2576958A1; US20110290344A1; EP2576958B1; US20150136404A1; EP2576958A4; US9328585B2; AU2011258508B2; US8955543B2; AU2011258508A1; BR112012029869A2

Abstract

CONJUNTO FLUTUANTE [001 ]A presente invenção pertence a um conjunto flutuante (100) de grande orifício. Mais particularmente, a presente invenção pertence a um conjunto flutuante (100) de grande orifício que tem pelo menos uma válvula de lingueta. Mais particularmente ainda, a presente invenção pertence a um conjunto flutuante (100) que tem válvulas não metálicas e outros componentes, e ainda fornece uma classificação de pressão maior do que conjuntos flutuantes convencionais. O conjunto flutuante (100 ) compreende pelo menos um conjunto de válvulas (20, 40), em que cada um dos ditos pelo menos um conjunto de válvulas (20, 40) tem um corpo (21, 41), um orifício central de escoamento (22, 42) que se estende através dele e uma lingueta (120, 140) conectada articuladamente ao dito corpo (21, 41); um membro de assento (70) disposto em alinhamento axial com o dito orifício central de escoamento (22, 42), em que o dito membro de assento (70) se desloca em uma direção paralela ao eixo geométrico longitudinal do dito orifício central de escoamento (22, 42); e um elemento de retenção (80) que tem um a primeira extremidade e uma segunda extremidade, em que a dita primeira extremidade é conectada ao dito membro de assento (70) e a dita segunda extremidade é unida de forma liberável com a dita lingueta (120, 140) quando a dita lingueta (120,140) está em uma posição aberta.

Description

Campo da invenção

[0001] A presente invenção pertence a um conjunto flutuante de grande orifício. Mais particularmente, a presente invenção pertence a um conjunto flutuante de grande orifício que tem pelo menos uma válvula de lingueta. Mais particularmente ainda, a presente invenção pertence a um conjunto flutuante que tem válvulas não metálicas e outros componentes, e ainda fornece uma classificação de pressão maior do que conjuntos flutuantes convencionais.

Antecedentes da Invenção

[0002] A perfuração de um poço de petróleo ou gás frequentemente é obtida usando uma sonda de perfuração de superfície e tubo de perfuração tubular. Quando da instalação do tubo de perfuração (ou outros artefatos tubulares) para dentro de um poço, este tubo é tipicamente inserido em um furo de poço em uma quantidade de seções de comprimento aproximadamente iguais chamadas "juntas". Quando o tubo penetra mais fundo para dentro de um poço, juntas de tubo adicionais têm que ser adicionadas à sempre crescente "coluna de perfuração" na sonda de perfuração. Como tal, uma típica coluna de perfuração compreende uma pluralidade de seções ou juntas de tubo, cada uma das quais tem um orifício interno que se estende longitudinalmente.

[0003] Após um poço ser perfurado a uma profundidade desejada, um tubo de diâmetro relativamente grande conhecido como revestimento é tipicamente instalado e cimentado no lugar dentro do furo de poço. A cimentagem é executada por bombeamento um volume predeterminado de lama de cimento para dentro do poço usando bombas de alta pressão. A lama de cimento é tipicamente bombeada para baixo no orifício interno do revestimento, para fora da extremidade distal do revestimento, e de volta para cima em volta da superfície externa do revestimento. Após o volume de cimento predeterminado ser bombeado, um plugue ou conjunto rascador é tipicamente bombeado para baixo no orifício interno do revestimento usando lama de perfuração ou outro fluido a fim de retirar totalmente o cimento do orifício interno do revestimento. Desta maneira, a lama de cimento deixa o orifício interno do revestimento e entra no espaço anelar existente entre a superfície externa do revestimento e a superfície interna do furo de poço. Quando este cimento endurece, o mesmo deve beneficamente prender o revestimento no lugar e formar uma vedação para impedir que o fluido flua ao longo da superfície externa do revestimento. Em muitas operações de cimentagem convencionais, um aparelho conhecido como uma luva flutuante ou conjunto flutuante é frequentemente utilizado em ou próximo à extremidade de fundo (distal) da coluna de revestimento. Na maior parte dos casos, o conjunto flutuante compreende um comprimento curto de revestimento ou outro receptáculo tubular ajustado a um conjunto de válvulas de contrapressão, tal como uma válvula de lingueta, válvula de esfera carregada por mola ou outro tipo de mecanismo de fechamento. O conjunto de válvulas de contrapressão permite que a lama de cimento flua para fora da extremidade distal do revestimento, mas impede contracorrente da lama de cimento mais pesada para dentro do orifício interno do revestimento quando o bombeamento para. Sem esta luva flutuante, a lama de cimento pesada bombeada para dentro do espaço anelar em volta do exterior do revestimento pode provocar o efeito de tubo em U (U-tube) ou fluir inversamente de volta para dentro do orifício interno do revestimento, o que pode resultar em uma situação muito indesejável.

[0004] Sistemas de flutuação de autopreenchimento compreendem conjuntos de luva flutuantes especializados que têm sido conhecidos há muito e utilizados amplamente na indústria de petróleo e gás. Geralmente, sistemas de flutuação de autopreenchimento consistem de conjuntos de flutuação com uma ou mais válvula estilo lingueta conduzidas para dentro de um furo de poço em uma posição aberta, de modo que os fluidos de furo de poço possam fluir bidirecionalmente através do conjunto. Quando desejado, as ditas válvulas podem ser fechadas seletivamente através de mecanismo(s) de acionamento; estes mecanismos de acionamento podem incluir, por exemplo, aumentos de pressão e/ou taxa de fluxo através da coluna de revestimento. Um mecanismo de acionamento comum envolve inserção de um membro ou luva tubular através do(s) corpo(s) de válvula a fim de manter a(s) lingueta(s) aberta(s). Quando desejado, o membro tubular pode ser seletivamente retirado do conjunto através de uma esfera de acionamento ou outro item; com a luva fora do caminho, a(s) válvula(s) é(são) liberada(s) e fechada(s).

[0005] Como com virtualmente qualquer conjunto flutuante, após a lama de cimento ter sido bombeada e assentada, o conjunto flutuante frequentemente tem que ser perfurado para fora, tipicamente com uma broca PDC ou tipo cone rotativo. Como tal, a necessidade de construir conjuntos de luva flutuante de materiais perfurantes - tal como material compósito - é proeminente. Embora corpos de válvulas e linguetas de compósito tenham existido por algum tempo, tanto componentes ferrosos e metálicos não ferrosos continuam a ser usados na forma de pinos de cisalhamento, pinos de articulação, e molas de válvula. Adicionalmente, sistemas de autopreenchimento existentes têm capacidade limitada a nenhuma para ajustar as variáveis de ativação tal como, por exemplo, pressão de desativação e/ou taxa de fluxo. Estas considerações realçam a necessidade de aprimoramento nos conjuntos de flutuação existentes no estado da técnica. Adicionalmente, embora conjuntos de flutuação tenham sido conhecidos na técnica por algum tempo, muitas têm orifícios de fluxo interno relativamente pequenos. Como resultado, peças de rocha ou detritos que incluem, sem limitação, detritos suspensos dentro da lama de cimento pode ficar presos em o orifício interno do conjunto flutuante, deste modo impedindo o progresso das operações de cimentagem e criando uma condição perigosa. Adicionalmente, existem problemas com muitos conjuntos de válvulas flutuantes do estado da técnica, em termos tanto de acionamento como de capacidade para suportar o carregamento de pressão.

[0006] Portanto, existe uma necessidade por um conjunto flutuante de grande orifício durável, facilmente perfurável que tenha pelo menos um conjunto de válvulas de alta pressão confiável que possa suportar pressões significativas de furo de poço.

Descrição da Invenção

[0007] Na realização preferencial, a presente invenção compreende um conjunto flutuante tipo "autopreenchimento" que tem pelo menos uma válvula de lingueta curva composta para autopreencher uma coluna auxiliar de revestimento (liner) ou de revestimento durante funcionamento de tubulação de petróleo e gás e operações de cimentagem.

[0008] Considerando amplamente, a presente invenção compreende um conjunto flutuante tipo de autopreenchimento que tem um orifício central de escoamento que se estende longitudinalmente através dele. O conjunto flutuante da presente invenção compreende duas ou mais válvulas estilo lingueta de compósito curvo. Cada uma das ditas linguetas da presente invenção tem um intervalo de movimento de substancialmente 90°, e são fechadas através de uma mola de torção. Embora a dita mola de torção possa ter muitas realizações diferentes, na realização preferencial a dita mola é feita de material compósito e é disposta em volta da circunferência do corpo de válvula. Cada lingueta é conectada ao corpo de válvula através de um pino de articulação de compósito. As ditas linguetas são mantidas na posição aberta (ou "autopreenchimento") através de um mecanismo de deslocamento externo que não requer qualquer obstrução ou restrição através do orifício central de escoamento de qualquer conjunto de válvulas.

[0009] Na realização preferencial, o mecanismo de válvula da presente invenção é acionado seletivamente usando uma esfera flutuante (tal como, por exemplo, uma esfera construída de material fenólico) que pode encaixar beneficamente de encontro a um membro de assento de esfera correspondente posicionado abaixo das ditas válvulas. Quando a taxa de fluxo é estabelecida através do sistema, a esfera é bombeada para baixo e fica assentada no dito membro de assento formando uma restrição ao fluxo dentro do orifício central de escoamento do dito conjunto.

[0010] A pressão do fluido pode então ser aumentada acima da dita esfera assentada. Em uma pressão especificada predeterminada, pelo menos um pino de compósito romperá, permitindo deste modo que o dito membro de assento de esfera se desloque para baixo, para longe das válvulas. Este evento aciona o mecanismo que mantém as linguetas abertas, permitindo deste modo que as ditas válvulas fechem. Quando a pressão continua a aumentar acima da esfera, as pinças do membro de assento de esfera se separam, permitindo que a esfera passe através das ditas pinças abertas, e seja retirada do conjunto para dentro do furo de poço abaixo deste modo removendo a restrição do orifício central de escoamento do conjunto. O membro de assento de esfera com pinças permite a mudança tanto da quantidade de pinos de cisalhamento de compósito (permitindo deste modo o ajuste da pressão de ativação) como do tamanho da porta de fluxo (permitindo deste modo o ajuste da taxa de fluxo de ativação) do sistema.

[0011] De acordo com uma realização particularmente vantajosa da presente invenção, os corpos da lingueta e válvula são fabricados de resinas de alta temperatura moldadas por compressão em volta uma estrutura reforçada com carbono ou vidro para maior resistência. O perfil curvo de cada lingueta permite que o maior diâmetro interno (ID) possível seja mantido quando a válvula está na posição aberta, resultando em maiores taxas de fluxo de autopreenchimento e tolerância máxima a detritos através do orifício central de escoamento do conjunto.

[0012] Na realização preferencial, as molas de válvula da presente invenção compreendem molas únicas do tipo de torção reforçadas com carbono ou vidro. Os pinos de articulação e componentes do mecanismo de desativação são fabricados beneficamente de alavancas reforçadas de carbono ou vidro para altas forças de tensão e cisalhamento. O assento de esfera com pinças é fabricado como um compósito reforçado de alta temperatura envolvido por mandril. Os pinos de cisalhamento são grafite de granulação ultrafina ou compósito de resina uniforma. A esfera de acionamento é um fenólico de baixa densidade, que flutua na maior parte dos fluidos de furo de poço, mantendo a esfera longe do assento de esfera até que a ativação seja requerida deste modo reduzindo a probabilidade de entupir o orifício central de escoamento do conjunto com cascalho ou outro detrito de furo de poço. O sistema adicionalmente incorpora um retentor de esfera que pode ser removido para permitir que a esfera seja solta ou flutue no revestimento / coluna auxiliar de revestimento (liner) quando necessário.

Breve Descrição dos Desenhos

[0013] O sumário acima, bem como a descrição detalhada a seguir das realizações preferenciais, é mais bem entendido quando lido em conjunto com as figuras em anexo. Para o propósito de ilustração da invenção, as figuras mostram certas realizações preferenciais. É entendido, entretanto, que a invenção não é limitada a métodos e dispositivos específicos revelados. Adicionalmente, dimensões, materiais e nomes de peças são fornecidos apenas para propósitos de ilustração e não de limitação.

[0014] A FIGURA 1 representa uma vista de corte lateral do conjunto flutuante da presente invenção instalado em um furo de poço com duas válvulas de lingueta em uma posição totalmente aberta.

[0015] A FIGURA 2 representa uma vista detalhada de uma seção destacada do conjunto flutuante da presente invenção representado na FIGURA 1 com a lingueta superior na posição totalmente aberta.

[0016] A FIGURA 3 representa uma vista detalhada de uma seção destacada do conjunto flutuante da presente invenção representado na FIGURA 1 com a lingueta inferior na posição totalmente aberta.

[0017] A FIGURA 4 representa uma vista de corte lateral do conjunto flutuante da presente invenção instalado em um furo de poço com uma esfera de acionamento em uma posição assentada e as válvulas da presente invenção em uma posição aberta.

[0018] A FIGURA 5 representa uma vista detalhada de uma seção destacada do conjunto flutuante da presente invenção representado na FIGURA 4 com uma esfera de acionamento em uma posição assentada e a válvula inferior da presente invenção em uma posição aberta.

[0019] A FIGURA 6 representa uma vista de corte lateral do conjunto flutuante da presente invenção instalado em um furo de poço com uma esfera de acionamento em uma posição assentada e duas válvulas de lingueta em uma posição parcialmente fechada.

[0020] A FIGURA 7 representa uma vista detalhada de uma seção destacada do conjunto flutuante da presente invenção representado na FIGURA 6 com a lingueta superior em uma posição parcialmente fechada.

[0021] A FIGURA 8 representa uma vista detalhada de uma seção destacada do conjunto flutuante da presente invenção representado na FIGURA 6 com uma esfera de acionamento em uma posição assentada e a válvula inferior da presente invenção em uma posição parcialmente fechada.

[0022] A FIGURA 9 representa uma vista de corte lateral do conjunto flutuante da presente invenção instalado em um furo de poço com duas válvulas de lingueta em uma posição totalmente fechada.

[0023] A FIGURA 10 representa uma vista detalhada de uma seção destacada do conjunto flutuante da presente invenção representado na FIGURA 9 com a lingueta superior em uma posição totalmente fechada.

[0024] A FIGURA 11 representa uma vista detalhada de uma seção destacada do conjunto flutuante da presente invenção representado na FIGURA 9 com a lingueta inferior em uma posição totalmente fechada.

[0025] A FIGURA 12 representa uma vista em perspectiva explodida do conjunto flutuante da presente invenção.

[0026] A FIGURA 13 representa uma vista em perspectiva do conjunto flutuante da presente invenção.

[0027] A FIGURA 14 representa uma vista lateral de um conjunto flutuante da presente invenção.

[0028] A FIGURA 15 representa uma vista em perspectiva de um conjunto de válvulas da presente invenção em uma posição aberta.

[0029] A FIGURA 16 representa uma vista em perspectiva de um conjunto de válvulas da presente invenção em uma posição fechada

[0030] A FIGURA 17 representa uma vista longitudinal de um conjunto de válvulas da presente invenção com uma lingueta em uma posição aberta.

[0031] A FIGURA 18 representa uma vista em perspectiva de um membro de luva da presente invenção.

[0032] A FIGURA 19 representa uma vista em perspectiva de um membro de assento de esfera da presente invenção.

[0033] A FIGURA 20 representa uma vista em perspectiva de uma luva de retenção da presente invenção.

[0034] A FIGURA 21 representa uma vista em perspectiva de um receptáculo de fundo da presente invenção.

Descrição de Realizações da Invenção

[0035] A FIGURA 1 representa uma vista de corte lateral de conjunto flutuante do tipo “autopreenchimento” 100 da presente invenção instalado dentro de um furo de poço 320 que se estende para dentro da crosta terrestre. Como representado na FIGURA 1, o conjunto flutuante 100 é instalado próximo à extremidade de fundo (distal) da coluna de revestimento 300 que tem um orifício central de escoamento 301. Geralmente, o conjunto flutuante 100 da presente invenção permite que a lama de cimento flua para baixo no orifício central de escoamento 301 e para fora da extremidade distal aberta 302 de revestimento 300 e para dentro do espaço anelar 321 formado entre o furo de poço 320 e a superfície externa de revestimento 300. O conjunto flutuante 100 permite que a lama de cimento flua para fora da extremidade distal 302 de revestimento 300, ao mesmo tempo em que impede a contracorrente deste lama de cimento pesada para dentro do orifício central de escoamento 301 do revestimento 300 quando o bombeamento cessa. Sem o conjunto flutuante 100, a lama de cimento relativamente pesada bombeada para dentro do espaço anelar 321 pode "provocar o efeito de tubo em U (U-tube)" ou fluir inversamente de volta para dentro de orifício central de escoamento 301 de revestimento 300.

[0036] Como demonstrado em maiores detalhes abaixo, o conjunto flutuante 100 da presente invenção pode ser conduzido para dentro do furo de poço 320 na coluna de revestimento 300 em uma posição aberta, de modo que os fluidos de furo de poço possam passar bidirecionalmente através do dito conjunto de luva flutuante 100. Devido ao grande diâmetro externo sem restrições do dito conjunto de luva flutuante 100 quando o dito conjunto 100 está na dita posição aberta, são obtidas maiores taxas de fluxo de autopreenchimento e tolerância máxima a detritos através do dito conjunto flutuante 100.

[0037] Consequentemente, devido ao conjunto flutuante 100 da presente invenção não exibir as mesmas restrições que conjuntos flutuantes convencionais, é exercida menor pressão de sobrecarga de fluido no furo de poço 320 e quaisquer formações potencialmente sensíveis presentes no dito furo de poço 320 quando uma coluna de revestimento equipada com o conjunto flutuante 100 é baixada para dentro do dito furo de poço.

[0038] Com referência brevemente à FIGURA 12, que representa uma vista explodida do conjunto flutuante 100, o dito conjunto flutuante 100 geralmente compreende substituto de retentor de esfera 10, conjunto de válvulas superior 20, membro espaçador superior 30, conjunto de válvulas inferior 40, membro espaçador inferior 50, membro de luva 60, membro de assento de esfera móvel 70, luva de retenção 80 e receptáculo de fundo 90.

[0039] Com referência novamente à FIGURA 1, o substituto de retentor de esfera 10 é conectado ao conjunto de válvulas superior 20, que é por sua vez conectado ao membro espaçador superior 30. O conjunto de válvulas inferior 40 é conectado abaixo do membro espaçador superior 30, enquanto o membro espaçador inferior 50 é conectado abaixo do dito conjunto de válvulas inferior 40. O membro de luva 60 é recebido deslizantemente em volta da superfície externa do membro de assento de esfera 70. O membro de assento de esfera 70 é disposto deslizantemente dentro da luva de retenção 80 e receptáculo de fundo 90. Cada um dos elementos mencionados acima contém um orifício central de escoamento; os ditos orifícios de fluxo são alinhados e formam coletivamente um orifício central de escoamento que se estende substancialmente através do dito conjunto flutuante 100 ao longo de seu eixo geométrico longitudinal.

[0040] Na realização preferencial da presente invenção, o substituto de retentor 10, o conjunto de válvulas superior 20, o membro espaçador superior 30, o conjunto de válvulas inferior 40, o membro espaçador inferior 50, e o receptáculo de fundo 90 são dispostos concentricamente dentro do membro de luva externa 5; todos os ditos componentes são recebidos dentro da coluna de revestimento 300 próximos a extremidade distal 302. Adicionalmente, o substituto de retentor de esfera 10, o conjunto de válvulas superior 20, o membro espaçador superior 30, o conjunto de válvulas inferior 40, o membro espaçador inferior 50, o membro de luva 60, o membro de assento de esfera 70, a luva de retenção 80 e o receptáculo de fundo 90 são beneficamente de concepção modular, de modo que qualquer dos ditos componentes pode ser rápida e facilmente removido do dito conjunto, e reparado e/ou substituído, deste modo permitindo maior flexibilidade operacional.

[0041] Ainda com referência à FIGURA 1, o conjunto flutuante 100 da presente invenção compreende pelo menos dois conjuntos de válvula estilo lingueta curvos de compósito; na realização representada na FIGURA 1, o conjunto de válvulas superior 20 tem lingueta superior 120, enquanto o conjunto de válvulas inferior 40 tem lingueta inferior 140. Cada uma das ditas linguetas 120 e 140 da presente invenção tem um intervalo de movimento de aproximadamente 90°, e cada um é inclinado em uma posição fechada usando uma mola de torção como demonstrado em maiores detalhes abaixo. Na realização preferencial, as ditas linguetas 120 e 140 são montadas com 180 graus de defasagem uma relativa à outra; colocado de outra forma, uma lingueta é montada articuladamente para abrir de encontro a um lado do conjunto flutuante 100, enquanto a outra lingueta é montada articuladamente para abrir de encontro a um lado oposto (ou seja, deslocada 180 graus) do dito conjunto flutuante 100.

[0042] Como um resultado desta configuração das linguetas 120 e 140, pelo menos uma lingueta sempre estará no lado inferior do furo de poço 320 quando o conjunto flutuante 100 da presente invenção for usado em um poço desviado. Adicionalmente, a configuração da presente invenção permite testes de pressão independentes dos conjuntos de válvulas da presente invenção, que proporciona significativo aprimoramento de segurança com relação aos conjuntos de flutuação existentes do estado da técnica.

[0043] Como representado na FIGURA 1, a esfera de acionamento 110 é disposta dentro do substituto de retentor de esfera 10. Na realização preferencial, a esfera de acionamento 110 é construída de material de baixa densidade (tal como, por exemplo, um material fenólico), que permite que a dita esfera de acionamento 110 flutue nos fluidos de furo de poço, portanto evitando que a dita esfera 110 caia através da ferramenta e acione prematuramente o conjunto flutuante 100 quando este acionamento não é desejado. Adicionalmente, a dita esfera de acionamento 110 é impedida de flutuar para fora do conjunto flutuante 100 e é mantida dentro do substituto de retentor de esfera 10 usando pino de retenção de esfera opcional removível 11.

[0044] Conjuntos convencionais de luva flutuante tipicamente empregam uma esfera de acionamento que é retida em uma localização substancialmente central dentro do orifício de fluxo de cada conjunto. Entretanto, posicionar uma esfera de acionamento desta maneira restringe significativamente a área de seção transversal de fluxo através de um conjunto flutuante e, como resultado, a capacidade de sólidos ou outros materiais maiores para passar através do dito orifício central de escoamento. Ao contrário, a esfera de acionamento 110 da presente invenção permanece posicionada deslocada do centro do dito orifício central de escoamento do substituto de retentor de esfera 10 usando o pino de retenção 11. Como resultado deste posicionamento da esfera de acionamento 110, uma área maior do orifício central de escoamento do substituto de retentor de esfera 10 (e conjunto flutuante 100) permanece desobstruída, permitindo deste modo que maiores sólidos e/ou detritos fluam passando a dita esfera 110 do que os conjuntos convencionais do estado da técnica 100.

[0045] A FIGURA 2 representa uma vista detalhada da área destacada "2" do conjunto flutuante 100 da presente invenção representado na FIGURA 1. O conjunto de válvulas superior 20 compreende receptáculo da válvula superior 21 que tem o orifício central de escoamento 22 que se estende através dele. O conjunto de válvulas superior 20 é disposto concentricamente dentro da luva externa 5, que é por sua vez disposta concentricamente dentro do orifício central 301 da coluna de revestimento 300. A lingueta superior 120 é conectada articuladamente ao receptáculo da válvula superior 21 usando o pino de articulação superior 23.

[0046] A mola de torção 24 atua para impelir a lingueta superior 120 em direção à posição fechada (ou seja, uma posição em que a lingueta 120 gira em volta do pino de articulação superior 23 e veda o orifício central de escoamento 22 do receptáculo da válvula superior 21 de encontro à pressão do fluido de baixo para cima encaixando de encontro ao assento da válvula superior 25). Entretanto, como representado na FIGURA 2, a alavanca de bloqueio superior 130 é recebida deslizantemente dentro de um rebaixo 121 na lingueta superior 120. A dita alavanca de bloqueio superior 130 atua para resistir às forças aplicadas a lingueta superior 120 pela mola de torção 24, e deste modo impede que a lingueta superior 120 gire em volta do pino de articulação superior 23 e se mova para dentro do orifício central de escoamento 22 do receptáculo da válvula superior 21. Como representado na FIGURA 2, nesta posição a lingueta superior 120 é mantida em uma posição aberta de encontro a uma parede lateral do membro espaçador superior 30.

[0047] A FIGURA 3 representa uma vista detalhada de uma seção destacada do conjunto flutuante 100 da presente invenção representado na FIGURA 1 com a lingueta inferior 140 na posição totalmente aberta. O conjunto de válvulas inferior 40 compreende o receptáculo da válvula superior 41 que tem o orifício central de escoamento 42 que se estende através dele. O conjunto de válvulas inferior 40 é disposto concentricamente dentro da luva externa 5, que é por sua vez disposta concentricamente dentro da coluna de revestimento 300. A lingueta inferior 140 é conectada articuladamente ao receptáculo da válvula inferior 41 usando o pino de articulação inferior 43. A mola de torção 44 atua para impelir a lingueta inferior 140 em direção à posição fechada (ou seja, uma posição em que a lingueta 140 gira em volta do pino de articulação inferior 43 e veda o orifício central de escoamento 42 do receptáculo da válvula inferior 41 de encontro à pressão de baixo para cima encaixando de encontro ao assento da lingueta inferior 46). Entretanto, como representado na FIGURA 3, a alavanca de bloqueio inferior 150 é recebida deslizantemente dentro do rebaixo 141 na lingueta inferior 140. A dita alavanca de bloqueio inferior 150 atua para resistir às forças aplicadas a lingueta inferior 140 pela mola de torção 44, e deste modo impede que a lingueta inferior 140 gire em volta do pino de articulação inferior 43 e se mova para dentro do orifício central de escoamento 42 do receptáculo da válvula inferior 41. Nesta posição, a lingueta inferior 140 é mantida em uma posição aberta de encontro a uma parede lateral doe membro espaçador inferior 50.

[0048] Ainda com referência a FIGURA 3, o membro espaçador inferior 50 é conectado à base do conjunto de válvulas inferior 40, enquanto o receptáculo de fundo 90 é conectado à base do dito membro espaçador inferior 50. O receptáculo de fundo 90 tem o orifício central 91 que se estende através dele. A luva de retenção 80, que tem o orifício central 81, é conectada ao receptáculo de fundo 90. O membro de luva 60 tem o orifício central 61 que se estende através dele, e é recebido deslizantemente dentro do orifício central 91 o receptáculo de fundo 90. O membro de assento de esfera 70 que tem o orifício central 71 é conectado ao membro de luva 60, e é recebido concêntrica e deslizantemente dentro do orifício central 81 do elemento de retenção 80.

[0049] Como mostrado na configuração representada na FIGURA 3, o membro de assento de esfera 70 é preso de encontro ao movimento axial dentro do orifício central 81 da luva de retenção 80 usando pelo menos um pino de cisalhamento 160. O membro de assento de esfera 70 tem uma pluralidade de pinças 72 dispostas em sua extremidade inferior. As ditas pinças 72 têm cães 72a que se estendem para dentro do orifício central 71 do membro de assento de esfera 70, e atuam cooperativamente para formar um "assento" restringindo o diâmetro interno do dito orifício central 71.

[0050] A alavanca de bloqueio superior 130 e a alavanca de bloqueio inferior 150 são conectadas ao membro de luva 60 usando pinos de retenção da alavanca transversal 65. Na realização preferencial, os ditos pinos de retenção da alavanca 65 se estendem através dos orifícios transversais alinhados ao membro de luva 60 e a cada uma das ditas alavancas de bloqueio superior e inferior 130 e 150. A alavanca de bloqueio superior 130 é recebida deslizantemente dentro das perfurações de alavanca alinhadas 45 e 55 do conjunto de válvulas inferior 40 e membro espaçador inferior 50, respectivamente. As ditas perfurações de alavanca 45 e 55 são substancialmente paralelas aos eixos geométricos longitudinais do orifício central de escoamento 43 do conjunto de válvulas inferior 40 e orifício central do membro espaçador inferior 50.

[0051] A extremidade superior da alavanca de bloqueio inferior 150 é recebida deslizantemente dentro do rebaixo 141 na lingueta inferior 140. A dita alavanca de bloqueio inferior 150 atua para resistir às forças aplicadas a lingueta inferior 140 pela mola de torção 44, e deste modo impede que a lingueta inferior 140 gire em volta do pino de articulação inferior 43 e se mova para dentro do orifício central de escoamento 42 do receptáculo da válvula inferior 41. Nesta posição, a lingueta inferior 140 é mantida em uma posição aberta de encontro a uma parede lateral do membro espaçador inferior 50.

[0052] A FIGURA 4 representa uma vista de corte lateral de conjunto flutuante 100 da presente invenção instalado em um furo de poço 320 com a esfera de acionamento 110 em uma posição assentada no assento formado pela cooperação dos cães de pinça 72a. Deve ser observado que a esfera de acionamento flutuante 110 pode ser incluída dentro do conjunto flutuante 100 e mantida dentro do substituto de retentor de esfera 10 usando o pino de retenção 11 quando a coluna de revestimento 300 é conduzida para dentro do furo de poço 320. Alternativamente, o conjunto flutuante 100 pode ser conduzido para dentro do furo de poço 320 sem o pino de retenção 11 e esfera de acionamento 110. Uma vez que a coluna de revestimento 300 e o conjunto flutuante 100 estejam em uma posição desejada dentro de furo de poço 320, a esfera de acionamento 110 pode ser descida, lançada ou colocada de outra forma para dentro do orifício central 301 da coluna de revestimento 300 e bombeada furo abaixo para dentro do conjunto flutuante 100 até que a mesma seja por fim recebida no assento formado pela cooperação dos cães de pinça 72a das pinças 72.

[0053] A FIGURA 5 representa uma vista detalhada de uma área destacada 5 do conjunto flutuante 100 da presente invenção representado na FIGURA 4, com a esfera de acionamento 110 em uma posição assentada no assento formado pela cooperação dos cães de pinça 72a. O membro de assento de esfera 70 permanece preso de encontro ao movimento axial dentro do orifício central 81 da luva de retenção 80 pelos pinos de cisalhamento 160. Como tal, a alavanca de bloqueio inferior 150 permanece recebida dentro do rebaixo 141 na lingueta inferior 140, deste modo impede que a lingueta inferior 140 feche. Nesta posição, a lingueta inferior 140 é mantida em uma posição aberta de encontro a uma parede lateral do membro espaçador inferior 50. Embora não mostrado na FIGURA 5, a extremidade superior da alavanca de bloqueio superior 130 é recebida de forma similar deslizantemente dentro do rebaixo 121 na lingueta superior 120, deste modo impede que a lingueta superior 120 feche. Nesta posição, a lingueta superior 120 também é mantida em uma posição aberta de encontro a uma parede lateral do membro espaçador superior 30.

[0054] A FIGURA 6 representa uma vista de corte lateral do conjunto flutuante 100 da presente invenção instalado no furo de poço 320 com a esfera de acionamento 110 em uma posição assentada na cooperação dos cães de pinça 72a das pinças 72. Como mostrado na configuração representada na FIGURA 6, a pressão do fluido está sendo aplicada acima da esfera de acionamento 110, fazendo com que a força axial (para baixo) atue na esfera de acionamento 110 e, por sua vez, no membro de assento de esfera 70. Quando esta força alcança um nível desejado, os pinos de cisalhamento 160 (que são assentados a uma força predeterminada) rompem, permitindo deste modo o movimento axial de membro de assento de esfera 70 dentro de orifício central 81 da luva de retenção 80.

[0055] O movimento para baixo de membro do assento de esfera 70 provoca o movimento da luva 60 correspondente para baixo que, por sua vez, translada para movimento para baixo da alavanca de bloqueio superior 130 e da alavanca de bloqueio inferior 150 (cada uma das quais é conectada ao dito membro de luva 60 usando pinos de retenção da alavanca 65). Como resultado deste movimento para baixo, a extremidade superior da alavanca de bloqueio inferior 150 desencaixa do rebaixo 141 na lingueta inferior 140 ao mesmo tempo em que a extremidade superior da alavanca de bloqueio superior 130 desencaixa do rebaixo 121 na lingueta superior 120.

[0056] A FIGURA 7 representa uma vista detalhada de uma área destacada 7 do conjunto flutuante 100 representado na FIGURA 6 com a lingueta superior 120 em uma posição parcialmente fechada. Como representado na FIGURA 7, a extremidade superior da alavanca de bloqueio superior 130 foi desencaixada do rebaixo 121 na lingueta superior 120. Sem a dita alavanca de bloqueio superior 130 atuando para resistir às forças aplicadas a lingueta superior 120 pela mola de torção 24, a lingueta superior 120 é liberada para girar em volta do pino de articulação superior 23 e encaixar de encontro ao assento de lingueta 25 e vedar o orifício de fluxo 22 do receptáculo da válvula superior 21 de encontro à pressão de baixo para cima da dita lingueta 120.

[0057] A FIGURA 8 representa uma vista detalhada de uma área destacada 8 do conjunto flutuante 100 da presente invenção representado na FIGURA 6. A esfera de acionamento 110 é recebida e assentada na cooperação dos cães de pinça 72a das pinças 72. A pressão do fluido aplicada acima da esfera de acionamento 110 faz com que a força axial (para baixo) atue na esfera de acionamento 110 e, por sua vez, no membro de assento de esfera 70. Quando esta força alcança um nível desejado, os pinos de cisalhamento 160 rompem, permitindo deste modo o movimento axial do membro de assento de esfera 70 dentro do orifício central 81 da luva de retenção 80. Este movimento para baixo do membro de assento de esfera 70 provoca movimento da luva 60 correspondente para baixo e da alavanca de bloqueio superior 130 e da alavanca de bloqueio inferior 150. Como resultado deste movimento para baixo, a extremidade superior da alavanca de bloqueio inferior 150 desencaixa do rebaixo 141 na lingueta inferior 140. Sem a dita alavanca de bloqueio inferior 150 atuando para resistir às forças aplicadas a lingueta inferior 140 pela mola de torção 44, a lingueta inferior 140 é liberada para girar em volta do pino de articulação inferior 43 e encaixar de encontro ao assento da lingueta inferior 46 para vedar o orifício central de escoamento 42 do receptáculo da válvula inferior 41.

[0058] A FIGURA 9 representa uma vista de corte lateral do conjunto flutuante 100 da presente invenção instalado no furo de poço 320. A pressão do fluido está sendo aplicada acima da esfera de acionamento 110, fazendo com que a força axial (para baixo) atue na esfera de acionamento 110 e, por sua vez, no membro de assento de esfera 70. Como representado nas FIGURAS 6 a 8 acima, movimento para baixo do membro de assento de esfera 70 provoca movimento para baixo da luva 60 correspondente que, por sua vez, translada para movimento para baixo da alavanca de bloqueio superior 130 e da alavanca de bloqueio inferior 150 (cada uma das quais é conectada ao membro de luva 60 usando pinos de retenção da alavanca 65). Quando esta pressão do fluido é aumentada, as pinças 72 se separam radialmente para fora, permitindo deste modo que a esfera de acionamento 110 seja retirada para fora do fundo do membro de assento de esfera 70.

[0059] Como mostrado na FIGURA 10, sem a alavanca de bloqueio superior 130 atuando para resistir às forças aplicadas a lingueta superior 120 pela mola de torção 24, a lingueta superior 120 é liberada para girar em volta do pino de articulação superior 23, por fim encaixando e vedando de encontro à lingueta superior 25 e vedando o orifício central de escoamento 22 do receptáculo da válvula superior 21 de encontro à pressão de baixo para cima.

[0060] De maneira similar, como representado na FIGURA 11, sem a dita alavanca de bloqueio inferior 150 recebida dentro do rebaixo 141 da lingueta 140 e atuando para resistir às forças aplicadas a lingueta inferior 140 pela mola de torção 44, a lingueta inferior 140 é liberada para girar em volta do pino de articulação inferior 43, por fim vedando de encontro ao assento da lingueta inferior 46 e vedando o orifício central de escoamento 42 do receptáculo da válvula inferior 41 de encontro à pressão de baixo para cima.

[0061] A FIGURA 12 representa uma vista em perspectiva explodida do conjunto flutuante 100 da presente invenção que compreende substituto de retentor de esfera 10, conjunto de válvula superior 20, membro espaçador superior 30, conjunto de válvula inferior 40, membro espaçador inferior 50, membro de luva 60, membro de assento de esfera 70, luva de retenção 80 e receptáculo de fundo 90.

[0062] O substituto de retentor de esfera 10 tem o orifício central 12 que se estende através do dito substituto, bem como orifícios transversais alinhados 13 que se estendem através das paredes laterais do substituto de retentor de esfera 10. Os orifícios transversais 13 são alinhados uns com os outros e orientados substancialmente de forma perpendicular ao eixo geométrico longitudinal do orifício central 12. Após a esfera de acionamento 110 ser instalada no orifício central 12, o pino de retenção 11 pode ser instalado nos ditos orifícios transversais 13. O dito pino de retenção 11 impedirá que a esfera de acionamento flutuante 110 flutue para fora do conjunto flutuante 100 quando o dito conjunto estiver sendo baixado para dentro de um furo de poço. O anel de vedação 14 pode ser instalado entre o substituto de retentor de esfera 10 e o conjunto de válvulas superior; na realização preferencial, o dito o anel de vedação 14 pode ser feito de borracha ou outro material elastomérico vedante.

[0063] O conjunto de válvulas superior 20 compreende o receptáculo da válvula superior 21 que tem o orifício central de escoamento 22 que se estende através dele. A lingueta superior 120 é conectada articuladamente ao receptáculo da válvula superior 21 usando o pino de articulação superior 23. A mola de torção 24 atua para impelir a lingueta superior 120 em direção à posição fechada (ou seja, uma posição em que a lingueta 120 gira em volta do pino de articulação superior 23 e veda o orifício central de escoamento 22 do receptáculo da válvula superior 21). O elemento de vedação da lingueta superior 122 pode formar uma vedação de pressão de fluido quando a lingueta 120 está fechada, e pode ser feito de borracha ou outro material elastomérico vedante.

[0064] O membro espaçador superior 30 que tem o orifício central 31 é situado abaixo do conjunto de válvulas superior 20. Quando a lingueta superior 120 está na posição aberta, a dita lingueta superior 120 se estende para dentro do orifício central 31 do membro espaçador superior 30.

[0065] O conjunto de válvulas inferior 40, conectado sob o membro espaçador superior 30, compreende o receptáculo da válvula inferior 41 que tem o orifício central de escoamento 42 que se estende através dele. A lingueta inferior 140 é conectada articuladamente ao receptáculo da válvula inferior 41 usando o pino de articulação inferior 43. A mola de torção 44 atua para impelir a lingueta inferior 140 em direção à posição fechada (ou seja, uma posição em que a lingueta 140 gira em volta do pino de articulação inferior 43 e veda o orifício central de escoamento 42 do receptáculo da válvula inferior 41). O elemento de vedação da lingueta inferior 142 pode formar uma vedação da pressão do fluido quando a lingueta 140 está fechada, e pode ser feita de borracha ou outro material elastomérico vedante.

[0066] O membro espaçador inferior 50 que tem o orifício central 51 é situado abaixo do conjunto de válvulas inferior 40. Quando a lingueta inferior 140 está na posição aberta, a dita lingueta inferior 140 se estende para dentro do orifício central 51 do membro espaçador inferior 50.

[0067] O receptáculo de fundo 90 tem o orifício central 91 que se estende através dele. A luva de retenção 80, que tem o orifício central 81, é conectada ao receptáculo de fundo 90. O membro de luva 60 tem o orifício central 61 que se estende através dele, e é recebido deslizantemente dentro do orifício central 91 do receptáculo de fundo 90. O membro de assento de esfera 70 que tem o orifício central 71 é conectado ao membro de luva 60, e é concêntrico e recebido deslizantemente dentro do orifício central 81 do elemento de retenção 80.

[0068] O membro de assento de esfera 70 é preso de encontro ao movimento axial dentro do orifício central 81 da luva de retenção 80 usando pinos de cisalhamento 160. O membro de assento de esfera 70 tem uma pluralidade de pinças 72 dispostas em sua extremidade inferior. As ditas pinças 72 tem cooperação com os cães 72a que se estendem para dentro do orifício central 71 do membro de assento de esfera 70, e atuam cooperativamente para formar um "assento" restringindo o diâmetro interno do dito orifício central 71.

[0069] A alavanca de bloqueio superior 130 tem o orifício transversal 131, enquanto a alavanca de bloqueio inferior 150 tem o orifício transversal 151. Na realização preferencial, os ditos pinos de retenção da alavanca 65 se estendem através dos orifícios transversais alinhados no membro de luva 60, bem como perfurações alinhadas 131 e 151 das ditas alavancas de bloqueio superior e inferior 130 e 150, respectivamente. Embora não seja representado claramente na FIGURA 12, a alavanca de bloqueio superior 130 é recebida deslizantemente dentro da perfuração das alavancas alinhadas 45 e 55 do conjunto de válvulas inferior 40 e do membro espaçador inferior 50, respectivamente. As ditas perfurações das alavancas 45 e 55 são orientadas substancialmente paralelas aos eixos geométricos longitudinais do orifício central de escoamento 43 do conjunto de válvulas inferior 40 e orifício central do membro espaçador inferior 50.

[0070] A FIGURA 13 representa uma vista em perspectiva da conjunto flutuante 100 da presente invenção montado, enquanto a FIGURA 14 representa uma vista lateral do dito conjunto flutuante 100 da presente invenção montado. Na realização preferencial da presente invenção, o conjunto flutuante 100 é disposto concentricamente dentro de um membro de luva externa (tal como o membro de luva externa 5 na FIGURA 1, não mostrado na FIGURA 14). A dita luva externa 5, juntamente com o conjunto flutuante 100, é recebida dentro de uma coluna de revestimento (tal como coluna de revestimento 300 na FIGURA 1).

[0071] A FIGURA 15 representa uma vista em perspectiva doe conjunto de válvulas superior 20 da presente invenção coma lingueta 120 em uma posição totalmente aberta. Na realização preferencial da presente invenção, receptáculo da válvula superior 21 e lingueta 120 são fabricados de resinas de alta temperatura moldadas por compressão em volta uma estrutura reforçada por carbono ou vidro para maior resistência. O receptáculo da válvula 21 também tem fenda de mola 26 para receber a mola de torção 24. A lingueta 120 tem rebaixo de extremidade 121, bem como um perfil curvo com superfície de vedação côncava 123 e superfície traseira convexa 124. A FIGURA 16 representa uma vista em perspectiva do conjunto de válvulas superior 20 da presente invenção com a lingueta 120 em uma posição totalmente fechada.

[0072] A FIGURA 17 representa uma vista longitudinal do conjunto de válvulas superior 20 da presente invenção com a lingueta 120 em uma posição totalmente aberta. A forma curva da lingueta 120 (e 140) permite que o maior diâmetro interno possível (ID) seja mantido quando os conjuntos de válvulas 20 e 40 estão na posição aberta (ou seja, quando as linguetas 120 e 140 estão abertas), resultando em maior taxa de fluxos de autopreenchimento e tolerância máxima a detritos através do orifício central do conjunto flutuante 100. Adicionalmente, o desenho curvo das linguetas 120 e 140 proporciona classificações de pressão significativamente maiores para as válvulas da presente invenção comparadas aos conjuntos de válvulas do estado da técnica.

[0073] A FIGURA 18 representa um vista em perspectiva lateral do membro de luva 60 da presente invenção. O membro de luva 60 tem uma pluralidade de orifícios transversais 62 para receber os pinos de retenção da alavanca 65, bem como aba interna 63 e cães internos 64. O membro de luva 60 também pode ter um membro de vedação 66 em volta de sua circunferência externa.

[0074] A FIGURA 19 representa uma vista em perspectiva lateral do membro de assento de esfera 70 da presente invenção. O membro de assento de esfera 70 é geralmente de forma cilíndrica, e tem uma pluralidade de pinças 72 dispostas em sua extremidade inferior. As ditas pinças 72 têm cães 72a que se estendem para dentro do orifício central 71 do membro de assento de esfera 70, e atuam cooperativamente para formar um "assento" restringindo o diâmetro interno do dito orifício central 71. O membro de assento de esfera 70 também tem uma pluralidade de orifícios transversais 73 para receber pinos de cisalhamento 160, bem como aba superior 74 e cães 75 que se estendem radialmente para fora do dito membro de assento de esfera 70.

[0075] A FIGURA 20 representa uma vista em perspectiva lateral do membro de luva de retenção 80 da presente invenção. O membro de luva de retenção tem o orifício central 81, cães 82 que se estendem radialmente para fora, e uma pluralidade de orifícios transversais 83 que se estendem através do dito membro de luva de retenção 80 para receber os pinos de cisalhamento 160. A FIGURA 21 representa um vista em perspectiva lateral do receptáculo de fundo 90 da presente invenção. O receptáculo de fundo 90 é substancialmente cilíndrico e tem o orifício central 91 e cães internos 92.

[0076] Com referência agora a operação da realização preferencial, as válvulas de conjunto flutuante 100 são acionadas seletivamente usando uma esfera de acionamento flutuante 110 (a título de ilustração, mas não de limitação, construída de material fenólico) que pode encaixar beneficamente de encontro a um assento de esfera com pinças correspondente formado pela cooperação dos cães de pinça 72a posicionado abaixo das ditas válvulas. Quando a taxa de fluxo é estabelecida através do sistema, a dita esfera de acionamento é recebida no dito assento, formando uma restrição substancialmente completa ao fluxo através do orifício central de escoamento do dito conjunto flutuante 100.

[0077] Quando desejado, a pressão do fluido pode então ser aumentada acima da dita esfera assentada 110. Em uma pressão especificada predeterminada, força suficiente atuará sobre pelo menos um pino de cisalhamento de compósito fazendo com que este pino rompa, permitindo deste modo que o membro de assento de esfera 70 se desloque para baixo, para longe das válvulas. Este deslocamento aciona o mecanismo que mantém as linguetas 120 e 140 abertas, permitindo deste modo que as ditas linguetas fechem. Quando a pressão continua a aumentar acima da esfera de acionamento 110, as pinças 72 do membro de assento de esfera 70 se afastam radialmente, permitindo que a esfera de acionamento 110 passe através das ditas pinças abertas 72 e seja retirada do conjunto flutuante 100 para dentro do furo de poço 320 abaixo. O assento de esfera com pinças da presente invenção permite mudança tanto da quantidade de pinos de cisalhamento de compósitos (deste modo permitindo o ajuste da pressão de ativação) como do tamanho da porta de fluxo (deste modo permitindo o ajuste da taxa de fluxo de ativação) do sistema. De acordo com uma realização particularmente vantajosa da presente invenção, as linguetas 120 e 140, bem como os corpos de válvula 21 e 41, são fabricados de resinas de alta temperatura moldadas por compressão em volta de uma estrutura reforçada com carbono ou vidro para maior resistência. O perfil curvo das ditas linguetas permite que o maior diâmetro interno possível (ID) seja mantido quando as válvulas estão na posição aberta; esta falta de restrição resulta em maior taxa de fluxos autopreenchimento e tolerância máxima a detritos através do orifício central do dito conjunto flutuante.

[0078] Adicionalmente, a configuração do mecanismo de válvulas que incluem, sem limitação a forma de linguetas curvas 120 e 140, proporciona classificações de pressão significativamente maiores para as válvulas da presente invenção comparadas às válvulas dos conjuntos existentes do estado da técnica.

[0079] Na realização preferencial, as molas de válvula 24 e 44 são molas do tipo de torção únicas reforçadas com carbono ou vidro. Os pinos de articulação 23 e 43, bem como outros componentes do mecanismo de ativação, são compreendidos de alavancas reforçadas de carbono ou vidro para grandes forças de tensão e cisalhamento. O membro de assento com pinças de esfera 70 também é fabricado como um compósito reforçado de alta temperatura envolvido por mandril. Os pinos de cisalhamento 160 são grafite de granulação ultrafina ou compósito de resina uniforme, que não são afetados pela temperatura como pinos de cisalhamento metálicos convencionais. A esfera de acionamento 110 é beneficamente construída de um material fenólico de baixa densidade, que flutua na maior parte dos fluidos de furo de poço, mantendo a esfera longe do membro de assento de esfera 70 enquanto desejado, deste modo reduzindo a probabilidade de entupir o orifício central de escoamento do conjunto com cascalho ou outro detrito de furo de poço.

[0080] Devido à configuração dos componentes da presente invenção, e particularmente membro de luva 60, membro de assento de esfera 70, luva de retenção 80 e receptáculo de fundo 90, os ditos componentes podes ser fácil e rapidamente removidos, reparados e/ou substituídos sem ferramentas especializadas, inclusive no campo. A título de ilustração, mas não de limitação, o membro de assento de esfera 70 pode ser intercambiado a fim de mudar a força dos membros de pinça 70, deste modo afetando as pressões de funcionamento da ferramenta. Esta característica torna o conjunto flutuante da presente invenção significativamente mais versátil do que outros conjuntos de flutuação existentes do estado da técnica.

[0081] A invenção descrita acima tem uma quantidade de características particulares que devem preferencialmente ser empregadas em combinação, embora cada uma seja útil separadamente sem se afastar do escopo da invenção. Embora a realização preferencial da presente invenção seja mostrada e descrita neste documento, deve ser entendido que a invenção pode ser incorporada de outras formas diferentes das especificamente ilustradas ou descritas neste documento, e que podem ser feitas certas mudanças na forma e disposição das peças e na maneira específica de praticar a invenção dentro de da ideia e princípios subjacentes da invenção.

Claims

1. Conjunto flutuante, caracterizado pelo fato de compreender: a. um conjunto de válvulas superior (20) tendo um corpo (21), um orifício central de escoamento (22) cilíndrico estendendo através dele e uma lingueta (120) conectada articuladamente ao dito corpo (21); b. um conjunto de válvulas inferior (40) tendo um corpo (41), um orifício central de escoamento (42) cilíndrico estendendo através dele alinhado com o orifício central de escoamento (42) do dito conjunto de válvulas superior (20) e uma lingueta (140) conectada articuladamente ao dito corpo (41); c. um membro de assento (70) disposto abaixo do dito conjunto de válvulas inferior (40), sendo que o dito membro de assento (70) se desloca em uma direção paralela ao eixo geométrico longitudinal dos ditos orifícios centrais de escoamento alinhados (22, 42); d. um primeiro elemento de retenção (130) tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, sendo que a dita primeira extremidade é conectada ao dito membro de assento (70), e a dita segunda extremidade é unida de forma liberável à lingueta (120) do dito conjunto de válvulas superior (20) quando a dita lingueta (120) está em uma posição aberta; e e. um segundo elemento de retenção (150) tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, sendo que a dita primeira extremidade é conectada ao dito membro de assento (70) e a dita segunda extremidade é unida de forma liberável à lingueta (140) do dito conjunto de válvulas inferior (40) quando a dita lingueta (140) está em uma posição aberta.

2. Conjunto flutuante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma esfera de acionamento (110).

3. Conjunto flutuante, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a dita esfera de acionamento (110) ser flutuante.

4. Conjunto flutuante, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de a dita esfera de acionamento (110) ser construída de um material fenólico de baixa densidade.

5. Conjunto flutuante, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a dita esfera de acionamento (110) ser retida dentro do dito conjunto flutuante (100) deslocada do eixo geométrico central dos ditos orifícios centrais de escoamento alinhados (22, 42).

6. Conjunto flutuante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os ditos conjuntos de válvulas (20, 40) serem construídos de material não metálico.

7. Conjunto flutuante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as ditas linguetas (120, 140) serem construídas de material não metálico.

8. Conjunto flutuante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as ditas linguetas (120, 140) compreender cada uma, uma superfície de vedação (123) e uma superfície não vedante (124) e a dita superfície não vedante (124) tendo uma forma convexa.

9. Conjunto flutuante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as ditas linguetas (120, 140) não se estenderem dentro dos ditos orifícios centrais de escoamento alinhados (22, 42) dos ditos conjuntos de válvulas superior (20) e inferior (40) quando as ditas linguetas (120, 140) estão em uma posição aberta.

10. Conjunto flutuante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a conexão articulada (23) da dita lingueta (120) do dito conjunto de válvulas superior (20) ficar fora de fase com a conexão articulada (43) da dita lingueta (140) do dito conjunto de válvulas inferior (40).

11. Conjunto flutuante, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de as ditas conexões articuladas (23, 43) serem defasadas em 180 graus uma em relação à outra.

12. Conjunto flutuante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dito membro de assento (70) compreender adicionalmente um corpo cilíndrico tendo um orifício central de escoamento (71) estendendo através dele e uma pluralidade de pinças (72) cooperativas que definem o dito assento (70).

13. Conjunto flutuante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um elemento de retenção de esfera (80) compreendendo: a. um receptáculo cilíndrico tendo um orifício central de escoamento (12) estendendo através dele; b. um primeiro orifício transversal (13) estendendo através do dito receptáculo cilíndrico; c. um segundo orifício transversal (13) estendendo através do dito receptáculo cilíndrico e em alinhamento com o dito primeiro orifício transversal (13); e d. um membro alongado (11) estendendo através do dito primeiro e segundo orifícios transversais (13) através do dito orifício central de escoamento (12).

14. Conjunto flutuante, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o dito membro alongado (11) dividir em dois o dito orifício central de escoamento (12) do dito receptáculo cilíndrico.