BR112012031239B1

BR112012031239B1 - “fechamento de segurança removível acionado por máquina para um membro tubular”

Info

Publication number: BR112012031239B1
Application number: BR112012031239-1A
Authority: BR
Inventors: Brian M. Gresh; Buddy A. Wilson
Original assignee: Tdw Delaware, Inc.
Priority date: 2012-01-23
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2020-03-17
Also published as: AR088959A1; CN103703288B; KR20140116978A; HUE026135T2; EA201391385A1; CO6680704A2; EP2593705B1; RS54093B1; AU2012258298B2; CN103703288A; EA025495B1; ZA201208807B; CA2797203A1; CA2797203C; CA3023235A1; WO2013022500A2; CA3023235C; DK2593705T3; BR112012031239A2; US20130186483A1

Abstract

fechamento de segurança removível acionado por máquina para um membro tubular a presente invenção refere-se de forma geral a fechamentos usados para fechar uma abertura em um membro tubular transportando um gás ou um líquido sob pressão. mais particularmente, se refere a fechamentos semipermanentes usados em conexão com operações de trepanação. o fechamento de segurança (10) removível acionado por máquina para um membro tubular, em que o fechamento inclui uma pluralidade de chapas (37) acionadas por came que reside acima de uma placa de came (25) de um corpo de tampão (20) do fechamento, a placa de came inclui furos de orientação (41) para receber pinos de orientação (61) respectivos de um fixador de tampão (60) girável, os pinos de orientação (61) do fixador de tampão (60) girável se engatam aos furos de orientação (41) da placa de came (25) e movem a pluralidade de chapas (37) acionadas por came entre uma primeira posição retraída e uma segunda posição expandida conforme o fixador de tampão (60) gira entre uma posição inicial e uma posição final.

Description

“FECHAMENTO DE SEGURANÇA REMOVÍVEL ACIONADO POR MÁQUINA PARA UM MEMBRO TUBULAR” Campo da Invenção [001] a presente invenção refere-se de forma geral a fechamentos usados para fechar uma abertura em um membro tubular transportando um gás ou um líquido sob pressão. Mais particularmente, se refere a fechamentos semipermanentes usados em conexão com operações de trepanação.

Antecedentes da Invenção [002] Em operações de trepanação, é frequentemente necessário fechar uma abertura em um membro tubular, ou permanentemente ou semi permanentemente, isto é, fechar uma abertura onde uma válvula não é necessária ou desejável. Um exemplo de um fechamento semipermanente acontece quando uma trepanação é feita em uma tubulação ou um recipiente através de uma adaptação conectada à tubulação ou ao recipiente. Na aplicação normal de trepanação como utilizada na indústria de petróleo, uma adaptação é soldada no exterior de um tubo que possui gás em fluxo ou líquido sob pressão. A adaptação inclui um flange em sua conexão de saída e uma máquina de trepanação é presa ao flange. Pelo uso de equipamento altamente especializado, um furo pode então ser furado pela parede do tubo enquanto um gás ou líquido continuam a fluir através dele para fornecer acesso ao interior do tubo. Este furo de acesso ou abertura pode ser usado(a) para inserir equipamento que bloqueia temporariamente fluxo ao longo do tubo enquanto reparos são feitos no tubo. Após os reparos estarem completos, o equipamento é removido, mas a abertura que fornece comunicação com o interior do tubo precisa ser fechada. Preferencialmente, o fechamento é feito de maneira que em uma data futura o acesso pode ser obtido novamente através da adaptação para o interior do tubo.

[003] Pelo fato de que o membro tubular está sob pressão, um membro de fechamento precisa estar em uma posição travada corretamente antes do membro de fechamento ser exposto à pressão atmosférica. Um membro de fechamento travado incorretamente pode explodir, causando ferimentos sérios a um operador ou outras pessoas próximas. Portanto, é de importância crítica que o operador saiba com certeza que o membro de fechamento está alinhado e travado corretamente antes de expor a área acima do membro de fechamento a pressão atmosférica, e que irá permanecer nesta posição alinhada e travada ao longo do tempo. Entretanto, devido aos desafios associados a tampões de terminação, sistemas acima de 50 centímetros e capazes de suportar pressões de até 272 kg, sem possuir qualquer rota de vazamento exceto através da gaxeta e permanecendo recuperáveis ainda não foram desenvolvidos. Adicionalmente, a capacidade de ajustar um tampão desse tamanho ou classe sem remover manualmente fixador do tampão nunca foi implantada. A instabilidade do tampão (devido ao comprimento limitado da ligação entre o fixador e o tampão) e o fluxo limitado pelo desvio desse sistema (pelo fato de que o desvio descarrega o fluído através de roscas casadas) impediram que um fixador acionado por máquina fosse usado para pressões maiores e tamanhos maiores. Finalmente, antirrotação ainda não foi implantada para tampões de terminação deste tamanho ou classe, assim como para tamanhos e classes menores. Sistemas de fechamento removível do estado da técnica dependem do atrito entre o anel em O e o flange para impedir o tampão de girar. Acontece uma economia inicial quando não se tem antirrotação, mas se tem maior economia a longo prazo quando se previne colisões pig com o tampão ou cupom e possuindo a segurança extra de antirrotação durante o processo de ajuste de tampão.

Descrição da Invenção [004] Similar a outros tampões de terminação removíveis, o propósito principal desta invenção é vedar temporariamente uma tubulação dentro de um flange de uma ramificação até que um flange cego seja instalado. As novas características de um fechamento de segurança removível feito de acordo com esta invenção e método para sua instalação melhoram a segurança e confiabilidade em relação aos outros tampões de terminação, especialmente para tampões acima de 50 centímetros. Estas novas características incluem: • fendas antirrotação no corpo de tampão e flange os quais se conectam. Isto resolve dois problemas. Primeiro, as fendas conectadas evitam que o tampão de gire durante sua instalação, uma vez que as s são ativadas pela máquina de trepanação e se movem para uma posição estendida. Uma vez que rotação de tampão é evitada, as chapas se ligam completamente ao flange após a barra de perfuração da máquina de trepanação ser girada no ângulo especificado. Segundo elas garantem que uma colisão pig com o cupom (caso uma ocorra) não seja causada pelo tampão conforme o tampão se desvia ao longo do tempo de sua posição ajustada inicial devido a vibração e flutuação de pressão. • um fixador de tampão que desconecta do corpo de tampão, mas permanece conectado à barra de perfuração da máquina de trepanação após o tampão ser ajustado. Isto evita que um operador tenha que se inclinar diretamente sobre o tampão enquanto está sob pressão para remover o fixador de tampão. • a capacidade de recuperar o tampão ajustado e pressurizado sem a necessidade de um operador estar posicionado diretamente sobre o tampão. Em uma realização da invenção, um parafuso de recuperação no topo da placa de came é usado como uma parada rotacional para que o fixador de tampão possa ser posicionado corretamente pela sensação da manivela manual da máquina de trepanação parar. Em outra realização, a parada rotacional é construída no cubo central do corpo de tampão para que o fixador de tampão possa ser posicionado corretamente, novamente pela sensação da manivela manual da máquina de trepanação parar. Ambos os meios de parada rotacional fornecem uma abertura rotacional ampla na qual o fixador de tampão pode ser orientado antes de o fixador ser abaixado no flange pela barra de perfuração da máquina de trepanação para recuperar o tampão. • a capacidade de desconectar o fixador de tampão do tampão sem ter que ativar a haste de retenção da máquina de trepanação durante o processo de ajuste de tampão. O fixador de tampão se desconecta do tampão ajustado apenas pela rotação da barra de perfuração. • o tampão é travado de modo rotacional à barra de perfuração até a barra de perfuração empurrar o tampão com força o bastante para comprimir um espaçador (preferencialmente um espaçador elastomérico) no tampão. Isto garante que as chapas não podem ser estendidas até o tampão ser empurrado contra uma saliência do flange que interrompe o movimento para baixo do tampão. • alinhamento facilitado do tampão com a barra de perfuração. Projetos do estado da técnica possuem um ponto de içamento que está deslocado em relação ao centro de gravidade do tampão. O ponto de içamento deslocado tornou a conjunção com a máquina de trepanação difícil. O novo tampão possui dois pontos de içamento que ficam em volta do centro de gravidade do tampão. Isto permite que o tampão seja alinhado à barra de perfuração antes de montar o tampão no fixador de tampão.

[005] Portanto, um aperfeiçoamento em fechamento de segurança removível acionado por máquina para um membro tubular de acordo com esta invenção inclui uma ou mais dentre as seguintes características: • uma pluralidade de chapas acionadas por came residindo acima de uma placa de came de um corpo de tampão do fechamento, sendo que a placa de came inclui furos de orientação para receber respectivos pinos de orientação de um fixador de tampão girável, os pinos de orientação do fixador de tampão girável se conectam aos furos de orientação da placa de came e movem a pluralidade de chapas acionadas por came entre uma primeira posição retraída e uma segunda posição expandida conforme o fixador de tampão girável gira entre uma posição inicial e uma posição final; • uma primeira fenda antirrotação localizada em uma superfície circunferencial externa do corpo de tampão e uma segunda fenda antirrotação localizada em uma superfície circunferencial interna de um flange de um membro tubular o qual recebe o corpo de tampão, a primeira e a segunda fendas antirrotação dispostas para conectarem-se entre si e evitar que o tampão gire, ou limitar significativamente sua rotação, conforme a pluralidade de chapas acionadas por came são movidas da primeira posição retraída para a segunda posição expandida (e por quanto tempo o tampão pressurizado e ajustado permanece no flange); • um fixador de tampão girável possuindo um fecho estático ou móvel que engata em um cubo central do corpo de tampão e ajuda a alinhar os pinos de orientação aos furos de orientação além de temporariamente e prender de forma livre o corpo de tampão do fixador de tampão girável; • na realização de fecho estático da invenção, não há necessidade de ativar a haste de retenção durante o processo de ajuste de tampão (acionamento da haste de retenção somente é necessário para instalação inicial do tampão na barra de perfuração e remoção final do fixador de tampão da barra de perfuração); • meios para prender o fixador de tampão girável a uma barra de perfuração de uma máquina de trepanação após a haste de retenção ser desenroscada, os meios para prender (p.ex., um conjunto de parafusos de ombro) habilitando o fixador de tampão girável a permanecer preso à barra de perfuração após o tampão ser ajustado, a haste de retenção ser desenroscada, e o fixador se soltar do corpo de tampão; • uma parada rotacional, que pode ser localizada em uma superfície superior da placa de came ou em uma superfície de cima de um cubo central do corpo de tampão, que evita que o fixador de tampão girável gire mais que 90° quando os respectivos pinos de orientação estão quase nivelados a uma superfície de cima da placa de came e não engatados aos furos de orientação e colocar os pinos de orientação respectivos em uma posição correta acima dos furos de orientação para recuperar o fechamento de dentro do flange do membro tubular; • uma parada de cubo evitando que o fixador gire 180° e posicionando um fecho (ou um conjunto de fechos) e pinos de orientação em uma fenda de fecho (ou fendas) e furos de orientação, respectivamente; • uma válvula de desvio deslocada do eixo geométrico central do corpo de tampão, a válvula de desvio quando fica na posição aberta permite fluxo de produto através da válvula de desvio e, portanto, do corpo de tampão, em que a válvula de desvio é disposta para travar a placa de came e evitar rotação da placa de came quando a pluralidade de chapas ativadas por came está na primeira posição retraída (ou quando totalmente estendidas), um dentre a pluralidade de furos de orientação permitindo a um pino de orientação do fixador de tampão girável engatar a válvula de desvio para destravar a placa de came e mover a válvula de desvio entre uma posição fechada e posição aberta, a válvula de desvio não descarregando produto sobre uma superfície externa circunferencial do corpo de tampão (p.ex., através das roscas), a placa de came mantendo a válvula de desvio na posição aberta em todas as posições de chapa exceto pela segunda posição totalmente estendida; e • um primeiro e um segundo ponto de içamento ao redor do centro de gravidade do corpo de tampão e permitindo que o corpo de tampão seja alinhado a uma barra de perfuração antes do corpo de tampão ser montado ao fixador de tampão girável.

Breve Descrição dos Desenhos [006] A Figura 1 é uma vista isométrica de uma realização específica de um fechamento de segurança acionável e removível por máquina com antirrotação e fixador liberado por máquina feito de acordo com esta invenção. As fendas antirrotação fornecidas no corpo de tampão (veja também Figura 4B) se conectam àquelas no flange (veja também Figura 13) e evitam que o corpo de tampão gire, ou limita significativamente sua rotação, conforme a pluralidade de chapas acionadas por came são movidas entre uma primeira posição retraída e uma segunda posição expandida (veja Figura 3). As fendas também evitam rotação do corpo de tampão ajustado. Um primeiro e um segundo ponto de içamento ficam ao redor do centro de gravidade do corpo de tampão e permitem que o corpo de tampão seja alinhado a uma barra de perfuração antes do corpo de tampão ser montado no fixador de tampão girável.

[007] A Figura 2 é uma vista isométrica de seção transversal parcial do fechamento de segurança removível da Figura 1 com as chapas em uma primeira posição retraída. A válvula de desvio, a qual está deslocada do eixo geométrico central do corpo de tampão, trava a placa de came quando as chapas estão nesta primeira posição e evitam a rotação da placa de came. A válvula também trava a placa de came quando as chapas estão totalmente estendidas.

[008] A Figura 3 é uma vista de topo do fechamento de segurança removível da Figura 1. A placa de came permite que as chapas se movam entre uma primeira posição retraída e uma segunda posição expandida.

[009] A Figura 4A é uma vista isométrica do fechamento de segurança removível da Figura 1 com as chapas na segunda posição expandida e a válvula de desvio em sua posição totalmente fechada. Uma parada rotacional, na forma de um parafuso de recuperação localizado na superfície superior da placa de came, evita que o fixador de tampão girável da Figura 5 gire mais que 90° quando os pinos de orientação respectivos estão quase nivelados a uma superfície superior da placa de came e não estão engatados aos furos de orientação e posiciona os respectivos pinos de orientação em uma posição correta acima dos furos de orientação para recuperar o fechamento de dentro do membro tubular.

[010] A Figura 4B é uma vista isométrica do fechamento de segurança removível da Figura 1 com as chapas na primeira posição retraída.

[011] A Figura 5 é uma vista isométrica de seção transversal do fixador de tampão girável da Figura 1. O fixador inclui um fecho que engata um cubo central do corpo de tampão e temporariamente prende o corpo de tampão ao fixador de tampão girável. O fixador também inclui meios para prender o fixador de tampão girável a uma barra de perfuração de uma máquina de trepanação e permite que o fixador permaneça preso à barra de perfuração quando a pluralidade de chapas acionadas por came está na segunda posição expandida e o fecho é removido ou liberado do corpo de tampão.

[012] A Figura 6 é uma vista isométrica de seção transversal do fixador de tampão girável da Figura 1 preso à barra de perfuração com um fecho móvel na primeira posição estendida.

[013] A Figura 7 é uma vista isométrica de uma realização preferencial de um fechamento de segurança removível e acionado por máquina com antirrotação e fixador liberado por máquina feito de acordo com esta invenção. Ao contrário do fixador de tampão girável da Figura 1, o fixador desta realização inclui um fecho estático para prender o fixador ao corpo de tampão.

[014] A Figura 8 é uma vista isométrica de seção transversal parcial do fechamento de segurança removível da Figura 7 com as chapas em uma primeira posição retraída. A válvula de desvio, a qual é deslocada do eixo geométrico central do corpo de tampão, trava a placa de came quando as chapas estão nessa primeira posição e evita rotação da placa de came. Fendas no cubo central do corpo de tampão engatam ao fecho estático.

[015] A Figura 9 é uma vista de topo do fechamento de segurança da Figura 7. A placa de came permite que as chapas se movam entre uma primeira posição retraída e uma segunda posição expandida.

[016] A Figura 10A é uma vista isométrica do fechamento de segurança removível da Figura 7 com as chapas na segunda posição expandida e a válvula de desvio em sua posição totalmente fechada. Ao contrário do corpo de tampão da Figura 1, o corpo de tampão feito de acordo com esta realização não inclui a parada rotacional na forma do parafuso de recuperação (veja Figura 4A), mas, ao invés disso, faz uso das partes em relevo do cubo central para esse propósito. Quando o fecho fixado do fixador de tampão girável (veja Figura 11) se engata às fendas, os pinos de orientação do fixador são corretamente alinhados aos furos de orientação da placa de came.

[017] A Figura 10B é uma vista isométrica do fechamento de segurança removível da Figura 1 com as chapas na primeira posição retraída. Fendas antirrotação fornecidas no corpo de tampão se conectam a fendas no flange (veja Figuras 7 e 13) e evitam que o corpo de tampão gire, ou limitam significativamente sua rotação, conforme a pluralidade de chapas acionadas por came se move entre uma primeira posição retraída e uma segunda posição expandida (veja Figura 9).

[018] A Figura 11 é uma vista isométrica do fixador de tampão girável da Figura 7. O fixador inclui um fecho estático que engata um cubo central do corpo de tampão e prende temporariamente o corpo de tampão ao fixador de tampão girável. O fixador também inclui mecanismos para prender o fixador de tampão girável a uma barra de perfuração de uma máquina de trepanação e permite ao fixador a permanecer preso à barra de perfuração por todo o processo de ajuste de tampão.

[019] A Figura 12 é uma vista isométrica de seção transversal do fixador de tampão removível da Figura 7 preso à barra de perfuração.

[020] A Figura 13 é uma vista isométrica de um flange feito para uso com um fechamento de segurança removível das Figuras 1 e 7.

Elementos e Numeração de Elementos Usados nos Desenhos e Descrição de Realizações da Invenção ΓΞ ~ TV Z ΓΖΖ Fixador de tampão ou corpo de fixador 10 Fechamento de Segurança 60 , . ___________________________________________________de tampão____________________________ 20 Tampão ou Corpo de tampão_____________61 Pinos de Orientação__________________ Vedação Principal (Anel em O „„ ._ , ... , 21 t v 63 Fecho Movel _______circunferencial) 23 Superfície Inferior de Cubo_65 Mola de Fecho_ 25 Placa de Came__________________________67 Cavidade para Anel de Orientação 27 Superfície Superior de Placa de Came 69 Parafusos de ombro___________________ 28 Fenda de Came_________________________71 Êmbolo__________________________________ 29 Superfície Inferior de Placa de Came___73 Mola de Êmbolo_______________________ 31 Parafuso de Recuperação__________________75 Fecho Estático__________________________ 33 Cavidade de Desvio____________________80 Flange_______________________________ 37 Chapa ou Chapas________________________81 Diâmetro Interno_____________________ 38 Pino de Chapa_________________________83 Saliência_______________________________ 41 Furos de Orientação____________________85 Sulco de chapa_______________________ 43 Válvula de Desvio ou Desvio____________90 Meios Antirrotação___________________ 45 Mola de Desvio_________________________91 Fenda Antirrotação___________________ 49 Cubo central__________________________100 Barra de perfuração____________________ 50 Espaçador______________________________101 Anel de Orientação___________________ 51 Fenda Antirrotação_____________________103 Abas_________________________________ 53 Fenda__________________________________110 Anel de Içamento_____________________ 55 Sulco de fecho______________________________________________________________________ 57 Parada___________________________________________________________________________ 58 Haste de Retenção________________________________________________________________ 59 Afunilamento_____________________________________________________________________ Descrição de Realizações da Invenção [021] Um fechamento de segurança removível e acionado por máquina 10 feito de acordo com esta invenção possui meios antirrotação 90, um fixador de tampão liberado por máquina 60, e dois pontos de içamento 110 que ficam ao redor do centro de gravidade do tampão. Os meios antirrotação 90 são na forma de duas fendas 51, 91 (veja, p.ex., Figuras 1, 7 e 13) que se conectam e evitam que o corpo de tampão 20 do fechamento gire acima de uma determinada abertura rotacional durante o processo de ajuste do tampão e evita que o corpo de tampão 20 se mova ao longo do tempo quando está em sua posição de vedação final devido a vibração e diferenças de pressão. O fixador de tampão liberado por máquina 60 inclui um fecho estático ou móvel (ou conjunto de fechos) 63, 75. O fecho estático 63 interage com o corpo de tampão 20 de tal forma que se alinha aos pinos de orientação 61 do fixador 60 com os furos de orientação 41 da placa de came 25. Isto é especialmente útil quando o fechamento 10 está sendo removido do membro tubular. Na versão de fecho móvel (discutida abaixo), os pontos de içamento 110 permitem ao fechamento 10 ser facilmente alinhado à barra de perfuração 100 antes de montar o corpo de tampão 20 ao fixador de tampão 60.

[022] O fechamento 10 é bem apropriado, em especial, para uso em sistemas de tampão de terminação acima de 50 centímetros (mas pode ser usado em sistemas de terminação menores). De forma similar ao fechamento descrito na Patente N°. US 8.001.988 para Wilson et al, a qual está aqui incorporada por referência, o fechamento 10 faz uso de uma pluralidade de chapas acionadas por came 37 que residem na superfície superior 27 da placa de came 25. As chapas 37 são acionadas pelo engate dos pinos de orientação 61 do fixador de tampão 60 com os furos de orientação 41 da placa de came e girando o fixador 60 (e, portanto, também a placa de came 25). Esta rotação move as chapas 37 entre uma primeira posição retraída e uma segunda posição estendida. O desvio 43 do corpo de tampão 20 evita que a placa de came 25 gire até que o desvio 43 seja pressionado por um dentre os pinos de orientação 61 do fixador 60. (O desvio 43 é aberto mesmo quando está na cavidade de desvio 33 da placa de came 25).

[023] Com o corpo de tampão 20 inserido em um flange 80 de uma adaptação de ramificação (ou outro membro tubular) e as chapas se estendem à segunda posição, as chapas 37 se engatam a um sulco 85 no flange 80 e travam o fechamento 10 em sua posição de vedação final dentro do flange 80. Os meios de vedação principal dentre o diâmetro interno 81 do flange 80 e do corpo de tampão 20 do fechamento 10 é um anel em O circunferencial 21. Para ajudar a garantir que o corpo de tampão 20 está posicionado na profundidade correta dentro do flange 80, uma saliência 83 no flange 80 interrompe o movimento para baixo do corpo de tampão 20 conforme o corpo 20 vai sendo abaixado pela barra de perfuração 100 de uma máquina de trepanação (não mostrado). Esta interrupção para baixo coloca as chapas acionadas por came 37 em linha com o sulco 85.

[024] Uma vez que o movimento para baixo do corpo de tampão 20 é suspenso pela saliência 83, a barra de perfuração 100 continua seu movimento para baixo até um espaçador 50 (veja Figura 8) ser comprimido e o fixador de tampão 60 sofre uma parada brusca com a superfície inferior do cubo 23 do corpo de tampão 20. Neste ponto (e ao contrário de fechamentos no estado da técnica), um dos pinos de orientação 61 no fixador de tampão 60 engatou ao desvio 43 e pressionou o desvio 43 o bastante para liberá-lo de uma cavidade 33 localizada na superfície inferior 29 da placa de came 25. Uma vez que o desvio 43 está livre da cavidade 33, a placa de came 25 está livre para girar 90° no sentido horário e as placas 37 podem ser estendidas para fora.

[025] Referindo-se agora às Figuras 1 a 6, em uma realização da invenção (“a realização de fecho móvel”) o fecho (ou fechos) 63 já está no sulco de fecho 55 desde o momento que o corpo de tampão 20 foi montado ao fixador 60. O fecho 63 permite remoção do fixador de tampão 60 do corpo de tampão 20 uma vez que o fechamento 10 é ajustado e está em sua posição de vedação final. A maneira de se conseguir isso é por desenroscar a haste de retenção 58 da máquina de trepanação. Quando desenroscada, uma mola de êmbolo empurra um êmbolo 71 se impulsiona ao encaixe 63. Em outra realização da invenção (“a realização de fecho estático”, ver Figuras 7 a 12), fecho estático 75 se alinha a uma fenda 53 quando o fecho estático 75 é girado e para pela parte de parada 57 do cubo central 49 que alinha os pinos de orientação 61 do fixador 60 com os furos de orientação 41 da placa de came 25 e permite recuperação do fechamento 10. Ao estender as chapas 37, a rotação de 90° da placa de came 25 e do fixador 60 alinham o fecho estático (ou fechos) 75 às fendas 53. A placa de came 25 para pelos pinos de chapa 38 alcançando o fim do movimento na fenda de came 28. O fixador 60 pode então ser desconectado do corpo de tampão 20 pela retração da barra de perfuração 100.

[026] Tanto no projeto de fecho estático quanto no de móvel, o desvio 43 desliza na superfície inferior 29 da placa de came 25 durante a rotação de 90° no sentido horário, até que o desvio 43 entra em contato com o próximo pino de orientação 61 no fixador 60. Uma vez que o fixador 60 se desprende do corpo de tampão 20, o desvio 43 fecha e trava a placa de came 25, evitando que a placa 25 gire. Isto, por sua vez, evita que as chapas estendidas 37 se movam para a primeira posição retraída. O desvio 43 permanece fechado e não pode ser aberto até que seja engatado mais uma vez pelos pinos de orientação 61 do fixador de tampão 60 durante o processo de remoção.

[027] Antes de ajustar o fechamento 10, na realização de fecho móvel, o fixador de tampão 60 é montado à barra de perfuração 100 da máquina de trepanação com a haste de retenção 58 e é empurrado firmemente no afunilamento 59 da máquina. O fixador 60 possui duas cavidades que engatam em um anel de orientação 101 que trava o fixador 60 de modo rotacional a barra de perfuração 100. Dois parafusos de ombro 69 (ou meios para prender similares, incluindo meios de conexão rápida) são montados através do lado da barra de perfuração 0100 e mantém o fixador 60 montado na barra de perfuração 100 após o corpo de tampão 20 ser ajustado. A haste de retenção 58 empurra um êmbolo 71 dentro do fixador 60 que permite ao fecho móvel 63 se estender pela mola de fecho 65. O fecho 63 se engata ao sulco 55 no cubo central 49 do corpo de tampão 20 quando o corpo de tampão 20 é empurrado no fixador 60.

[028] Na realização de fecho estático, o fixador de tampão 60 é montado no corpo de tampão 20 pelo alinhamento do fecho (ou fechos) 75 com as fendas 53 enquanto as chapas 37 estão em uma segunda posição estendida. O fixador 60 é empurrado manualmente ao corpo de tampão 20, dessa forma engatando os quatro furos de orientação 41 na placa de came 25. O desvio 42 é parcialmente comprimido quando o fixador 60 alcança o espaçador 50. O fixador 60 é então girado 90° em sentido anti-horário usando uma chave. Durante esta rotação, o desvio 43 é comprimido adicionalmente por um chanfro (não mostrado) na superfície inferior 29 da placa de came 25 e é então trincado ou travado na cavidade 33 na placa de came 25 quando as chapas 37 estão totalmente retraídas. O corpo de tampão 20 e fixador 60 são então montados à máquina de trepanação com a haste de retenção da máquina de trepanação 58 e entra no afunilamento 59 da máquina. O fixador 60 possui duas cavidades 67 que engatam o anel de orientação 101 e travam o fixador 60 de modo rotacional com a barra de perfuração 100. Nesta realização, não há necessidade do êmbolo 71 e mola de fecho 65. O fecho estático 75 trabalha como uma chave paralisada em relação ao projeto de fenda 53 e parada 57 do cubo central. As paradas 57 ajudam a medir o fecho 75 e posicioná-lo em relação às fendas 53 enquanto recupera o fechamento 10.

[029] O fixador de tampão 60 possui quadro pinos de orientação 61 os quais precisam ser alinhados a quatro furos 41 na placa de came 25. (Note que um dos furos 41 reside sobre o desvio 43 e que o desvio 43 não é concêntrico ao corpo de tampão 20). A capacidade para autoalinhar os pinos 61 aos furos 41 durante remoção do fechamento 10 sem a necessidade de um operador se inclinar diretamente sobre o fechamento 10 é um dos benefícios e características únicas da invenção. Na realização de fecho móvel, este alinhamento ocorre antes do fecho móvel alcançar o sulco 55 no cubo central 49. Uma parada rotacional na forma de um parafuso de recuperação 59 interfere em um dos pinos de orientação 61 conforme o fixador de tampão 60 é girado. Quando o fixador 60 para, o operador sabe que os pinos de orientação 61 estão alinhados aos furos de orientação 41. Na realização de fecho estático, o fecho estático 75 é parado pelas paradas 57 e recebido pelas fendas 53 no cubo central 49 do corpo de tampão 20, dessa forma alinhando os pinos 61 aos furos 41. Em ambas as realizações, a placa de came 25 ainda está travada pelo desvio 43 neste ponto até o fixador 60 ser empurrado ao corpo de tampão 20, neste ponto o espaçador de uretano é comprimido e um dos pinos de orientação empurra o desvio 43, comprimindo a mola de desvio 45 e liberando a placa de came 25.

[030] Como explicado anteriormente, com o desvio 43 comprimido para ser uniforme à superfície inferior 29 da placa de came 25, o fixador pode girar 90° no sentido horário para estender as chapas 37. Durante esta rotação, o desvio 43 desliza na superfície inferior 29 da placa de came 25 e então realiza contato do próximo pino de orientação 41 no fixador de tampão 60. Este próximo pino de orientação 41 mantém o desvio 43 aberto enquanto o fecho 63 ou 75 ainda está engatado ao cubo central 49. Na realização de fecho móvel, desenroscar a haste de retenção permite ao êmbolo 71 do fixador 60 ser empurrado pela mola de êmbolo 73. Quando o êmbolo 71 é empurrado, ele puxa o fecho móvel 63 para dentro para permitir ao fixador 60 ser retirado do corpo de tampão 20. Pelo fato de que o fixador 60 não está mais preso à barra de perfuração 100 com a haste de retenção, os dois parafusos de ombro 69 mantêm a máquina de trepanação conectada ao fixador 60. Quando o fixador 60 é levantado do corpo de tampão 20, o desvio 43 fecha, interfere na placa de came 25 e retém as chapas 37 na posição totalmente estendida.

Ajustar o Fechamento [031] O método para ajustar o fechamento 10 é similar, mas não idêntico, a ambas as realizações ilustradas aqui. Para a realização de fecho móvel, o fixador de tampão 60 é instalado no fim da barra de perfuração 100 da máquina de trepanação. O corpo de tampão 20 é então montado ao fixador 60. Para a realização de fecho estático, o fixador de tampão 60 é instalado no corpo de tampão 20 e então montado na barra de perfuração 100 da máquina de trepanação. A máquina de trepanação é instalada na válvula (não mostrada) sobre o flange 80 com o corpo de tampão 20 propriamente orientado de forma que suas fendas antirrotação 51 se engatam às fendas antirrotação 91 do flange 80. O corpo de tampão 20 é abaixado no flange 80 por estender a barra de perfuração 100 até o corpo de tampão 20 parar na saliência 83 no flange 80.

[032] O corpo de tampão 20 é girado em sentido anti-horário para verificar se as fendas antirrotação 51, 91 estão engatadas uma a outra. A barra de perfuração 100 deve empurrar um corpo de tampão 20 e girar 90° em sentido horário para estender as chapas 37 no sulco 85 do flange 80. A manivela (não mostrada) sofre uma parada brusca quando as chapas 37 estão totalmente estendidas. Para a realização de fecho estático, a barra de perfuração 100 é então girada aproximadamente 27° (três voltas da manivela) em sentido anti-horário e o corpo de tampão 20 é parado para verificar que as chapas 37 estão estendidas no sulco 85.

[033] A barra de perfuração 100 é então girada em sentido horário de forma que as chapas 37 estão novamente em posição totalmente estendida. O fixador 60 é então levantado do corpo de tampão 20. Para a realização de fecho móvel, as chapas 37 são verificadas por engate enquanto estão totalmente estendidas. A haste de retenção 58 é então desenroscada e a barra de perfuração 100 é retraída, dessa forma puxando o fixador de tampão 60 do corpo de tampão 20. A pressão é aliviada da parte de cima do corpo de tampão 20 e, uma vez que é verificado que o desvio 43 não está vazando, a barra de perfuração é retraída através da válvula. A máquina de trepanação é removida da cadeia e o fixador 60 é removido da barra de perfuração 100. A válvula é substituída por um flange cego (não mostrado) para uma vedação permanente.

Recuperar o Fechamento [034] O método para recuperar fechamento 10 é substancialmente o mesmo para ambas as realizações ilustradas aqui. O fixador de tampão 60 é instalado na extremidade da barra de perfuração 100 de uma máquina de trepanação. As abas do anel de orientação 103 da barra de perfuração 100 são orientadas seguindo a direção da tubulação. A máquina de trepanação é então instalada na válvula sobre a adaptação e a pressão é equalizada através de uma linha de 5 centímetros conectada à tubulação (não mostrada), o fixador de tampão 60 é abaixado ao se estender a barra de perfuração da máquina de trepanação 100 até o fixador 60 (na realização de fecho estático) entrar em contato com a extremidade superior 21 do corpo de tampão 20 ou (na realização de fecho móvel) os pinos de orientação do fixador 61 entrarem em contato com a superfície superior 27 da placa de came 25. A barra de perfuração 100 é então girada até o fecho estático 75 parar nas paradas rotacionais 57 construídas no cubo central 49 do corpo de tampão 20 (ou, no caso da realização de fecho móvel, até um dos pinos de orientação 61 entra em contato com o parafuso de recuperação 31 localizado na superfície superior 27 da placa de came 25). A barra de perfuração 100 é então avançada até o fixador 60 parar contra o cubo 49 e um dos pinos de orientação 61 empurrar o desvio 43, destravando a placa de came 25. A barra de perfuração 100 é então girada em sentido anti-horário para retrair as chapas 37 do sulco 85 no flange 80, até uma parada brusca ser sentida. A barra de perfuração 100 é retraída, empurrando o fechamento 10 e fixador 60 até a válvula. A válvula é fechada, a máquina de trepanação é removida da pilha, e o fechamento 10 e o fixador 60 são removidos da máquina de trepanação.

Reivindicações

Claims

1. FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10) REMOVÍVEL ACIONADO POR MÁQUINA PARA UM MEMBRO TUBULAR, caracterizado pelo fechamento incluir uma pluralidade de chapas (37) acionadas por came que reside acima de uma placa de came (25) de um corpo de tampão (20) do fechamento, a placa de came (25) inclui furos de orientação (41)_para receber pinos de orientação (61) respectivos de um fixador de tampão (60) girável, os pinos de orientação (61) do fixador de tampão (60) girável se engatam aos furos de orientação (41) da placa de came (25) e movem a pluralidade de chapas (37) acionadas por came entre uma primeira posição retraída e uma segunda posição expandida conforme o fixador de tampão (60) gira entre uma posição inicial e uma posição final, sendo que o fechamento de segurança (10) compreende: o fixador de tampão (60) girável possuindo um fecho (63); o corpo de tampão (20) possuindo um cubo central (49) com meios para receber o fecho (63); uma válvula de desvio, localizada dentro do corpo de tampão (20); e uma primeira (51) e uma segunda fendas antirrotação (91), sendo que a primeira fenda antirrotação (51) é localizada em uma superfície circunferencial externa do corpo de tampão (20), a segunda fenda antirrotação (91) é localizada em uma superfície circunferencial interna de um flange (80) de um membro tubular o qual recebe o corpo de tampão (20); em que o fecho (63) quando recebido pelos meios de recebimento alinha pelo menos um dentre os pinos de orientação (61) do fixador de tampão (60) girável acima de um furo de orientação (41) respectivo da placa de came (25), a primeira e a segundas fenda antirrotação dispostas para se conectar entre si e evitar rotação relativa do corpo de tampão (20) em relação ao flange (80) quando o corpo de tampão (20) está em uma posição de vedação final; e em que a válvula de desvio, quando numa posição fechada interfere com o movimento da pluralidade de chapas (37) acionadas por came.

2. FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10) REMOVÍVEL ACIONADO POR MÁQUINA PARA UM MEMBRO TUBULAR, caracterizado pelo fechamento incluir uma pluralidade de chapas (37) acionadas por came residindo sobre uma placa de came (25) de um corpo de tampão (20) do fechamento, a placa de came (25) inclui furos de orientação (41) para receber pinos de orientação (61) respectivos de um fixador de tampão (60) girável, os pinos de orientação (61) do fixador de tampão (60) girável se engatam aos furos de orientação (41) da placa de came (25) e movem a pluralidade de chapas (37) acionadas por came entre uma primeira posição retraída e uma segunda posição expandida conforme o fixador de tampão (60) girável gira entre uma posição inicial e uma posição final, sendo que o fechamento de segurança (10) compreende: o fixador de tampão (60) girável que possui um fecho (63); o corpo de tampão (20) que possui um cubo central (49) com meios para receber o fecho (63); e uma válvula de desvio (43); em que o fecho (63) quando recebido pelos meios de recebimento alinha pelo menos um dentre os pinos de orientação (61) do fixador de tampão (60) girável sobre um respectivo furo de orientação da placa de came (25); e em que a válvula de desvio (43), quando numa posição fechada interfere com o movimento da pluralidade de chapas (37) acionadas por came.

3. FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender, ainda, uma parada rotacional, em que a parada rotacional alinha pelo menos um dentre os pinos de orientação (61) do fixador de tampão (60) girável acima de um furo de orientação (41) respectivo da placa de came (25) antes do fecho (63) se engatar aos meios de recebimento.

4. FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela parada rotacional ser localizada em uma superfície superior (27) da placa de came (25).

5. FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela parada rotacional ser localizada em uma superfície superior do corpo de tampão (20).

6. FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fecho (63) ser um fecho estático (75).

7. FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender, ainda, meios para prender temporariamente o fixador de tampão (60) girável a uma barra de perfuração (100) de uma máquina de trepanação.

8. FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela válvula de desvio (43) ser excêntrica ao corpo de tampão (20).

9. FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender, ainda, uma primeira e uma segunda fendas antirrotação (51, 91); sendo que a primeira fenda antirrotação (51) está localizada em uma superfície circunferencial externa do corpo de tampão (20); a segunda fenda antirrotação (91) está localizada em uma superfície circunferencial interna de um flange (80) de um membro tubular o qual recebe o corpo de tampão (20); a primeira e a segunda fendas antirrotação (51, 91) dispostas para conectarem-se entre si.

10 . FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10) REMOVÍVEL ACIONADO POR MÁQUINA PARA UM MEMBRO TUBULAR, caracterizado pelo fechamento incluir uma pluralidade de chapas (37) acionadas por came residindo sobre uma placa de came (25) de um corpo de tampão (20) do fechamento, a placa de came (25) inclui furos de orientação (41) para receber respectivos pinos de orientação (61) de um fixador de tampão (60) girável, os pinos de orientação (61) do fixador de tampão (60) girável engatam os furos de orientação (41) de placa de came (25) e movem a pluralidade de chapas (37) acionadas por came entre uma primeira posição retraída e uma segunda posição expandida conforme o fixador de tampão (60) gira entre uma posição inicial e uma posição final, sendo que o fechamento de segurança (10) compreende: uma primeira e uma segunda fendas antirrotação (51, 91); a primeira fenda antirrotação (51) sendo localizada em uma superfície circunferencial externa do corpo de tampão (20); a segunda fenda antirrotação (91) sendo localizada em uma superfície circunferencial interna de um flange de um membro tubular que recebe o corpo de tampão (20); a primeira e a segunda fendas antirrotação (51, 91) dispostas para conectarem-se entre si e evitar rotação relativa do corpo de tampão (20) em relação ao flange quando o corpo de tampão (20) está em uma posição de vedação final; uma válvula de desvio (43), em que a válvula de desvio (43) quando numa posição fechada interfere com o movimento da pluralidade de chapas (37) acionadas por came.

11 . FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender, ainda: o fixador de tampão (60) girável que possui um fecho (63); e o corpo de tampão (20) que possui um cubo central (49) com meios para receber o fecho (63); em que o fecho (63) quando recebido pelos meios de recebimento alinha pelo menos um dentre os pinos de orientação (61) do fixador de tampão (60) girável acima de um furo de orientação (41) respectivo da placa de came (25).

12 . FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender, ainda, uma parada rotacional, em que a parada rotacional alinha pelo menos um dentre os pinos de orientação (61) do fixador de tampão (60) girável acima de um furo de orientação respectivo da placa de came (25) antes do fecho (63) engatar aos meios de recebimento.

13 . FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela parada rotacional ser localizada em uma superfície superior (27) da placa de came (25).

14 . FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela parada rotacional ser localizada em uma superfície superior do corpo de tampão (20).

15 . FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fecho (63) ser um fecho estático (75).

16 . FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender, ainda, meios para prender temporariamente o fixador de tampão (60) a uma barra de perfuração (100) de uma máquina de trepanação.

17 . FECHAMENTO DE SEGURANÇA (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela válvula de desvio (43) ser excêntrica ao corpo de tampão (20).