BR112013021936B1 - Componente para uma haste de perfuração rotativa para um poço - Google Patents

Abstract

componente da haste de perfuração compreendendo um acoplador móvel e uma câmara de pressão. a presente invenção diz respeito a uma haste de perfuração rotativa para um poço. o componente (1) compreende um elemento tubular central, um primeiro (2) e um segundo (3) conectores todos compreendendo uma porção roscada (2a, 3a) que podem conectar o componente a um outro componente. pelo menos um dos ditos conectores compreende uma câmara (20) em comunicação com uma pressão fora da câmara. o dito conector compreende um acoplador de transmissão de sinal anular (40). o acoplador anular compreende um anel (50) tendo uma superfície de acoplamento anular (51). o dito acoplador compreende um suporte isolante (60) que deixa a superfície de acoplamento anular livre. o dito acoplador compreende uma superfície de pistão (70) axialmente oposta à superfície de acoplamento anular. o acoplador anular forma um pistão.

Description

COMPONENTE PARA UMA HASTE DE PERFURAÇÃO ROTATIVA PARA UM POÇO

[001] A invenção refere-se ao campo da pesquisa e campos de petróleo ou gás operacionais. Colunas de perfuração rotativas são usadas nesta, constituídas por componentes tubulares tais como colunas de perfuração padrão e colunas de perfuração possivelmente pesadas assim como outras tubulares. A expressão "coluna de perfuração" será usada aqui, mesmo se apenas um tubo estiver envolvido, para denotar a passagem para lama sob pressão de modo a acionar uma broca de perfuração no fundo do poço. A coluna de perfuração pode ser rotativa com respeito ao revestimento do poço.

[002] Mais particularmente, a invenção pertence a um componente tubular cabeado fornecido com um acoplador. Tais acopladores podem transmitir informação de uma extremidade de um componente à extremidade de um outro componente.

[003] De modo a fornecer uma melhor compreensão dos eventos que ocorrem no fundo de um furo, montagens de fundo do poço na vicinidade da broca podem ser fornecidas com instrumentos de medição. Os dados medidos são comunicados à superfície para processamento. Os dados são geralmente transferidos por intermédio de um cabo de comunicação alojado em uma linha de comunicação ao longo dos componentes e pela interação de meios de transmissão ou acopladores entre dois componentes sucessivos em suas respectivas extremidades. Transmissões de contato conhecidas estão sujeitas a desgaste e não podem garantir funcionamento suficiente. O uso de tais dispositivos é sensível a deformações grandes dos componentes tubulares em operação. Especialmente em suas junções mútuas, os componentes são submetidos à expansão, tensão, compressão, do-bramento, torção e/ou vibração.

[004] A invenção melhorará a situação.

[005] O componente da haste de perfuração rotativo para um poço compreende um elemento tubular central, um primeiro e um segundo conector. Cada conector compreende uma porção roscada para conectar o componente a um outro componente. Pelo menos um dos ditos conectores também compreende uma câmara em comunicação com uma pressão externa à câmara e um acoplador de transmissão de sinal anular. O acoplador anular compreende um anel tendo uma superfície de acoplamento anular. O acoplador anular compreende um suporte isolante deixando a superfície de acoplamento anular livre. O acoplador anular compreende uma superfície de pistão axialmente oposta à superfície de acoplamento anular. O acoplador anular forma um pistão. A superfície de pistão define a câmara. O acoplador é assim submetido à pressão da câmara formada em um lado do acoplador-pistão, enquanto a pressão na dita câmara é mantida em equilíbrio com o lado oposto do acoplador-pistão. Em operação, o acoplador é assim mantido em uma posição de acoplamento por compensação de pressão em qualquer lado do acoplador.

[006] O componente compreende um canal entre a câmara e uma superfície periférica do componente. Existe comunicação de fluido entre a câmara e o exterior desta para permitir o movimento do fluido e para reduzir qualquer diferença de pressão. A superfície periférica do componente pode ser incluída no furo do componente. A superfície periférica do componente pode ser incluída em uma superfície externa do componente.

[007] O acoplador anular tem uma esturra impermeável a fluido. A integridade do acoplador é assim preservada mesmo se o contato ocorre entre o envelope externo do acoplador e os fluidos, por exemplo lama de perfuração.

[008] O suporte isolante é fixado por união molecular e/ou mecâ-nica ao anel. Assim, a vida útil da montagem é melhorada.

[009] O acoplador anular compreende pelo menos um bloqueio parando a rotação com respeito ao dito conector. Indexação angular do acoplador no componente é assim controlada na montagem.

[0010] O conector compreende uma ranhura anular. A ranhura anular forma um cilindro. O acoplador é disposto no cilindro. O acoplador anular e o cilindro formam a câmara. A câmara é definida por pelo menos uma superfície côncava. A superfície côncava pode ser o acoplador anular. Em operação, o acoplador anular forma um pistão disposto em um cilindro formado neste caso pela ranhura anular. O espaço no fundo do cilindro, fechado pela superfície de pistão do acoplador, forma uma câmara de compensação de pressão.

[0011] O anel inclui cobre com um teor de oxigênio baixo e condu-tividade alta. O anel compreende uma liga de cobre-berílio. O anel assim tem uma resistividade elétrica baixa e permite a transmissão de sinal com pequenas perdas de efeito de Joule.

[0012] O anel compreende pelo menos dois condutores separados por um meio dielétrico. Os dois condutores são assim eletricamente isolados e permitem a transmissão de sinal.

[0013] A dielétrica pode compreender pelo menos um dos componentes seguintes: politetrafluoroetileno (PTFE), perfluoroalcóxido (PFA), polieteretercetona (PEEK), ou sulfeto de polifenileno (PPS). Cada um destes componentes tem características particularmente vantajosas, dependendo das combinações de condições de operação, por exemplo a temperatura, a resistividade desejada, a resistência mecânica desejada, a expansão permitida, a resistência química necessária, as propriedades mecânicas e comportamento na montagem, etc.

[0014] A superfície de acoplamento anular pode ser substancialmente planar. A superfície de acoplamento pode ser substancialmente perpendicular ao eixo principal do acoplador. Assim, a fabricação é simplificada.

[0015] A superfície de acoplamento anular compreende pelo menos um chanfro. O chanfro pode compreender uma superfície cônica. No estado acoplado e no momento do acoplamento, os chanfros correspondentes facilitam o alinhamento do eixo principal do primeiro acoplador com o eixo principal do segundo acoplador.

[0016] O componente pode compreender um ânodo sacrificial disposto entre o suporte isolante e a superfície de acoplamento anular. Isto protege os materiais constituindo os condutores eletroquimica-mente. Isto é vantajoso em um ambiente quimicamente agressivo.

[0017] A superfície de acoplamento anular compreende pelo menos duas superfícies de contato elétrico distintas que são eletricamente conectadas. As zonas de contato de um dos condutores é dividida, e consequentemente uma pode formar um escudo eletromagnético para a outra. O confinamento do campo elétrico na estrutura é melhorado.

[0018] O acoplador anular pode compreender ainda uma superfície de pistão quase circular sobre o eixo do acoplador e um tampão para conectar o acoplador anular a um cabo. O tampão é configurado para manter a vedação entre a câmara e um alojamento para o dito cabo. A continuidade da conexão é assim garantida sobre uma porção angular do componente, retendo a integridade do cabo estendendo ao longo do comprimento do componente.

[0019] O acoplador pode ser móvel em translação no conector. Não existe assim nenhuma necessidade para uma vedação em torno do acoplador. A pressão é controlada. A separação entre dois acopladores de um par acoplado é assim controlada.

[0020] A superfície de pistão pode compreender uma superfície côncava. Isto melhora os efeitos de pressão iguais no acoplador.

[0021] O método para montar um componente da haste de perfuração para um poço compreendendo um elemento tubular central, um primeiro e um segundo conector todos compreendendo uma porção roscada que podem conectar o componente a um outro componente compreende posicionar um acoplador anular em um cilindro. O cilindro é localizado no primeiro conector do componente. A disposição relativa do acoplador anular e do cilindro forma uma câmara. A câmara está em comunicação com uma pressão externa à câmara. O acoplador anular compreende um anel fornecido com uma superfície anular. O acoplador anular compreende um suporte isolante fornecido com uma superfície de pistão.

[0022] O deslocamento do acoplador é assim minimizado mantendo-se uma pressão igual dos espaços localizados axialmente a qualquer lado do acoplador. A força a ser aplicada para reter o contato é minimizada.

[0023] O dispositivo e o método de montagem significam que a interação entre dois meios de transmissão dispostos respectivamente em um primeiro e um segundo componente pode ser preservada. A transmissão de informação entre o furo fundo e a superfície é assim facilitada.

[0024] Outras características e vantagens da invenção tornar-se-ão evidentes a partir de um exame da descrição detalhada seguinte e dos desenhos anexos em que:

[0025] • a Figura 1 é uma vista secional longitudinal de dois componentes tubulares;

[0026] • a Figura 2 é uma vista parcialmente secional detalhada de um conector;

[0027] • a Figura 3 é uma vista parcialmente secional detalhada de uma junção entre os conectores de dois componentes tubulares de acordo com uma variação; os acopladores não foram mostrados;

[0028] · a Figura 4 é uma vista em perspectiva de um acoplador anular;

[0029] • a Figura 5 é uma vista em perspectiva de um acoplador anular na orientação oposta àquela da Figura 4;

[0030] • a Figura 6 é uma vista em perspectiva de uma seção longitudinal de um par de acopladores acoplados;

[0031] • a Figura 7 é uma vista detalhada da Figura 6;

[0032] • a Figura 8 é uma vista diagramática parcial em seção longitudinal de um par de acopladores dispostos face a face;

[0033] • a Figura 9 é uma vista diagramática parcial em seção longitudinal do par de acopladores da Figura 8 no estado acoplado;

[0034] • a Figura 10 é uma vista parcial correspondendo à Figura 3 mostrando um par de acopladores montados e acoplados;

[0035] • a Figura 11 é uma vista detalhada da Figura 6;

[0036] • a Figura 12 é uma vista secional longitudinal passando através dos tampões dos dois acopladores da Figura 11 dispostos face a face;

[0037] • a Figura 13 é uma vista diagramática de um acoplador;

[0038] • a Figura 14 é uma vista diagramática parcial em seção longitudinal de um acoplador;

[0039] • a Figura 15 é uma vista correspondendo à Figura 8 de um par de acopladores capacitivos;

[0040] • a Figura 16 é uma vista de uma variação da Figura 15; e

[0041] • a Figura 17 é uma vista de uma variação da Figura 8.

[0042] Os desenhos anexos são pelo menos parcialmente específicos em natureza e podem não apenas servir para concluir a invenção, mas também para contribuir para a definição se necessário.

[0043] Uma haste de perfuração pode compreender uma pluralidade de tubos, especialmente tubos padrão obtido por acoplamento, por soldagem, um primeiro conector (ou zona final macho/fêmea) de um tubo de comprimento grande e um segundo conector (ou zona final fêmea/macho) no lado oposto ao primeiro conector para formar conexões tubulares roscadas à prova de vazamento por acoplamento, e tubos possivelmente pesados. Um tubo pode ser de qualquer tipo de vários que condescendem com a especificação API 7 do American Petroleum Institute ou os projetos próprios do fabricante. A coluna de perfuração pode ser do tipo descrito nos documentos US 6 670 880, US 6 717 501, US 2005/0115717, US 2005/0092499, US 2006/0225926, FR 2 883 915, FR 2 936 554 ou FR 2 940 816.

[0044] O termo "substancialmente" como usado abaixo leva em consideração as tolerâncias usuais no campo técnico em consideração. O termo "no estado montado" como usado abaixo significa "os elementos constituindo o primeiro componente são montados juntos e prontos para serem montados com um segundo componente". O termo "ligado" é usado abaixo para significar "interagir com os elementos complementares de um segundo componente similar ao primeiro", os acopladores principalmente sendo intencionados a serem usados em pares e os componentes a serem montados juntos. O termo "frequência alta" ou "HF" como usado aqui significa frequências de 100 kHz ou mais.

[0045] O conector macho da coluna de perfuração compreende um roscamento macho fornecido em uma superfície externa, que é substancialmente cônica, por exemplo. O conector macho também compreende um furo, uma superfície externa, uma superfície anular, por exemplo substancialmente radial, entre o roscamento macho e a superfície externa, e uma superfície final, por exemplo substancialmente radial. O furo e a superfície externa podem ser corpos cilíndricos de revolução e ser concêntricos. A zona final macho é conectada ao corpo tubular ou porção central por intermédio de uma superfície interna substancialmente cônica e uma superfície externa substanci-almente cônica. O furo da porção central pode ter um diâmetro que é maior do que o diâmetro do furo da seção macho e da seção fêmea. O diâmetro externo da porção central pode ser menor do que o diâmetro da face externa do conector macho e do conector fêmea. O conector fêmea compreende superfícies internas que são pelo menos parcialmente complementares às superfícies do conector macho de modo que ele pode ser composto com um conector macho similar de um outro componente tubular da haste de perfuração.

[0046] Quando da escavação de um poço, uma haste de perfuração é colocada em suspensão no poço. A haste de perfuração é composta de componentes tubulares ligados juntos um depois do outro e compreende uma montagem de furo de fundo. Um componente pode incluir sensores de medição, medindo a pressão, temperatura, estresse, inclinação, resistividade, etc, por exemplo. A haste de perfuração pode compreender tubos de comprimento padrão, por exemplo 10 metros em comprimento, e componentes de instrumentação.

[0047] Um sistema de cabeamento pode ser usado para formar uma linha de comunicação de um conector ao outro de um componente, ver US 2006/0225926. Os dois conectores de um componente de perfuração podem todos ser equipados com um meio de transmissão ou acoplador. Os acopladores de um componente são conectados por cabeamento, substancialmente sobre o comprimento do componente. Um cabo é disposto em uma bainha ou tubo protetivo, juntos sendo denominados a linha de comunicação. A linha de comunicação é geralmente inserida em um furo fornecido na espessura dos conectores do componente. Em uma porção central do componente, a linha de comunicação é disposta no furo do dito componente porque a parede da porção central é mais fina do que as paredes dos conectores.

[0048] O dispositivo pode ser usado para melhorar o comportamento com o passar do tempo da transmissão de dados de um com-ponente a um outro. O acoplador para o componente da haste de perfuração é melhorado, tem menos desgaste, especialmente quando a haste de perfuração está sob estresse mecânico alto, sob tensão, sob compressão, sob torção e/ou quando do empenamento, e sob pressões variadas, tanto internas quanto externas, temperaturas variadas, vibrações e choques. O acoplador fornece melhor qualidade e uma melhor taxa de transmissão de dados.

[0049] O dispositivo pode ser capaz de ser adaptado a componentes tubulares existentes, visto que ele é capaz de ser ajustado durante operações de manutenção.

[0050] A produção de um alojamento em zonas que são mecanicamente não críticas para o tubo primário significa que testes de certificação e/ou conformidade caros podem ser dispensados. Como um exemplo, a integridade das superfícies de vedação é preservada.

[0051] O componente tubular 1 da haste de perfuração compreende um primeiro conector 2, um segundo conector 3 e uma porção central 9 estendendo ao longo de um eixo principal X1, ver a Figura 1. O componente tubular 1 é formado de uma estrutura e material à prova de vazamento. A sub-montagem formada pelos conectores 2, 3 e a porção central 9 neste caso é denominada o tubo primário 15. O termo "plano longitudinal" é usado para denotar um plano compreendendo o eixo principal X1 do componente 1. O termo "plano radial" é usado para denotar um plano substancialmente perpendicular ao eixo principal X1 do componente 1.

[0052] A dita porção central 9 é alongada em forma sobre um comprimento de 5 a 15 metros para componentes de comprimento grande, por exemplo um tubo de perfuração, e 1 a 5 metros para componentes curtos, por exemplo inserções gastas usadas na cabeça do poço. O diâmetro interno e externo pode variar ou ser constante ao longo da direção axial principal X1. As espessuras podem variar. O furo pode ser constante. O diâmetro interno pode, por exemplo, ser de 100 a 400 mm e o diâmetro externo pode ser de 130 a 500 mm.

[0053] A porção central 9 é formada de aço. A porção central 9 pode compreender uma liga de alumínio, titânio ou um compósito compreendendo um polímero cheio com fibras de reforço. A porção central 9 pode ser um tubo obtido por uma técnica de fundição contínua. O tubo primário 15 pode ser o resultado de soldagem por atrito de cada um dos conectores 2, 3 em qualquer lado do tubo que forma a porção central 9. As extremidades da porção central 9 podem ser espessadas de modo a aumentar a superfície de soldagem radial. O dito espessamento pode ser realizado no lado externo da parede que forma a porção central 9, deixando um furo de diâmetro constante. Neste caso, o conector 2 é macho e o conector 3 é fêmea. O primeiro conector 2 pode ser fêmea. O segundo conector 3 pode ser macho.

[0054] Na forma de realização mostrada na Figura 1, o componente 1 à esquerda compreende um conector macho 2. O componente 1 à direita compreende um conector fêmea 3. Isto é adequado para uma montagem de uma haste de perfuração compreendendo uma sucessão de componentes 1 do tipo macho-fêmea ou integral. Em uma outra forma de realização, os tubos primários 15 podem ter dois tipos distintos ligados em uma maneira alternativa e repetição ao longo de uma haste de perfuração, um componente compreendendo duas extremidades machos, depois um acoplamento compreendendo duas extremidades fêmeas. Isto é adequado para acoplar uma haste de perfuração compreendendo uma sucessão de componentes do tipo macho-macho e fêmea-fêmea.

[0055] O primeiro e segundo conectores 2, 3 são formados de aço. O primeiro e segundo conectores 2, 3 são geralmente tubulares em forma. O primeiro e segundo conectores 2, 3 são fixos em qualquer lado da porção central 9. Os ditos conectores 2, 3 têm um diâmetro externo que é maior do que aquele da porção central 9, em 110 % a 130 %, por exemplo. Os ditos conectores 2, 3 têm um diâmetro interno de menos do que aquele da porção central 9, em 90 % a 95 %, por exemplo. As superfícies externas 2a, 3a dos conectores 2, 3 compreendem um rebaixo cônico 16. O rebaixo cônico 16 é posicionado axialmente ao lado da porção central 9. O rebaixo cônico 16 é localizado entre a superfície externa 2a, 3a de diâmetro grande do conector 2, 3 e a superfície externa de diâmetro pequeno da porção central 9. A espessura da parede constituindo os conectores 2, 3 é geralmente substancialmente maior do que aquela da parede constituindo a porção central 9. Esta espessura em excesso significa que usinagem suplementar pode ser realizada. O conector 2 compreende um roscamento macho 12, em sua superfície externa 2a, no lado axialmente oposto à porção central 9. O conector 3 compreende um roscamento fêmea 13 em sua superfície interna no lado axialmente oposto à porção central 9. Em uma variação, o diâmetro interno das conectores 2, 3 pode ser levemente maior do que aquele da porção central 9.

[0056] Os conectores machos/fêmeas 2, 3 e mais particularmente seu respectivo roscamento macho/fêmea 12, 13, são adaptados para interagir por composição com um conector fêmea/macho 3, 2 de um segundo componente tubular 1 compatível intencionado a ser ligado ao primeiro componente 1 para formar uma haste de perfuração. O conector macho/fêmea 2, 3 geralmente compreende um rebaixo 17 que pode interagir com um outro rebaixo 17 do conector fêmea/macho 3, 2 correspondente do segundo componente tubular 1 complementar, por exemplo para parar a composição. O rebaixo 17 pode ser uma superfície de vedação anular.

[0057] O primeiro conector 2 do componente tubular 1 compreende uma ranhura anular 23, ver a Figura 2. A ranhura anular 23 é substancialmente circular com seu eixo substancialmente idêntico com o eixo principal X1 do componente tubular 1. A ranhura anular 23 é fornecida a partir do rebaixo 17. Nas formas de realização mostradas, os componentes tubulares 1 compreendem ranhuras anulares 23 em cada um de seus conectores 2, 3. A ranhura anular 23 compreende uma superfície de fundo 24. A ranhura anular 23 compreende uma superfície lateral interna 25. A ranhura anular 23 compreende uma superfície lateral externa 26. A sub-montagem compreendendo a superfície de fundo 24, a superfície lateral interna 25 e a superfície lateral externa 26 forma um cilindro 22. A ranhura anular 23 designa o espaço aberto do cilindro 22. A ranhura anular 23 pode ser definida pelo cilindro 22 e um plano contendo o rebaixo 17.

[0058] O componente tubular 1 compreende um canal 21, ver a Figura 2. O canal 21 compreende uma primeira boca 21a e uma segunda boca 21b. O canal 21 é disposto no primeiro conector 2 do componente 1. A primeira boca 21a do canal 21 comunica com a ranhura anular 23. A segunda boca 21b do canal 21 comunica externamente da ranhura anular 23. A segunda boca 21b do canal 21 pode ser localizada no furo do componente tubular 1. De acordo com uma opção que não é mostrada, a segunda boca 21b do canal 21 pode abrir na superfície externa 2a do conector 2. A primeira boca 21a do canal 21 pode abrir na superfície lateral interna 25. O canal 21 coloca a ranhura anular 23 em comunicação de fluido com um volume localizado fora da ranhura anular 23. Em outras palavras, o canal 21 mantém a pressão igual entre a ranhura anular 23 e um volume fora da ranhura anular 23 em operação. O canal 21, e mais precisamente sua primeira boca 21a, são arranjados de modo que sua abertura na ranhura anular 23 não é bloqueada em operação. Em operação, a boca 21a é livre. O canal 21 neste caso é substancialmente radial no componente 1. A boca 21a do canal 21 é próxima à superfície de fundo 24. O componente 1 pode compreender uma pluralidade de canais 21. Em uma forma de realização, a primeira boca 21a do canal 21 pode abrir na superfície de fundo 24, ver as Figuras 3 e 10. O canal 21 é depois parcialmente longitudinal.

[0059] A superfície de fundo 24 é substancialmente perpendicular ao eixo principal X1 do componente tubular 1. A superfície de fundo 24 está na forma de um colar. A superfície de fundo 24 pode ser planar ou cônica. A superfície de fundo 24 pode compreender uma ranhura em que a boca 21a do canal 21 é colocada. A ranhura pode ser retangular em seção.

[0060] A superfície lateral interna 25 é uma superfície de revolução tendo, como seu eixo central, um eixo que é substancialmente idêntico com o eixo principal X1. A superfície lateral interna 25 tem a forma de uma seção de um cilindro tendo o eixo principal X1 como seu eixo. O raio da dita seção cilíndrica é aquele do menor raio da ranhura anular 23. A superfície lateral interna 25 pode estender-se substancialmente perpendicularmente para a superfície de fundo 24. A conexão entre a superfície de fundo 24 e a superfície interna lateral 25 está em um ângulo reto. A conexão entre a superfície de fundo 24 e a superfície lateral interna 25 pode ser aguda ou obtusa. A conexão entre a superfície de fundo 24 e a superfície lateral interna 25 pode compreender um filete de conexão. A superfície lateral interna 25 pode ser cônica. A superfície lateral interna 25 pode compreender alívios para conter um acoplador 40.

[0061] A superfície lateral externa 26 é uma superfície de revolução tendo um eixo central que é substancialmente idêntico com o eixo principal X1. A superfície lateral externa 26 toma a forma de uma seção de um cilindro tendo o eixo principal X1 como seu eixo. O raio da dita seção cilíndrica é aquele do maior raio da ranhura anular 23. A superfície lateral externa 26 pode estender-se substancialmente perpendicularmente para a superfície de fundo 24. A conexão entre a su-perfície de fundo 24 e a superfície lateral externa 26 está em um ângulo reto. A conexão entre a superfície de fundo 24 e a superfície lateral externa 26 pode ser aguda ou obtusa. A conexão entre a superfície de fundo 24 e a superfície lateral externa 26 pode incluir um filete de conexão. A superfície lateral externa 26 pode ser cônica. A superfície lateral externa 26 pode compreender alívios para conter um acoplador 40.

[0062] Os termos "interno" e "externo" são usados visto que o raio de revolução da superfície lateral externa 26 é estritamente maior do que o raio de revolução da superfície lateral interna 25. As duas superfícies laterais 25, 26 da ranhura anular 23 são orientadas internamente da ranhura anular 23. A diferença no raio de revolução entre as superfícies laterais 25, 26 definem a largura da ranhura anular 23.

[0063] A superfície lateral interna 25 e a superfície lateral externa 26 são substancialmente paralelas com respeito uma à outra. A superfície lateral interna 25, a superfície lateral externa 26 e a superfície de fundo 24 são substancialmente concêntricas com o eixo principal X1.

[0064] O primeiro conector 2 pode ser composto de pelo menos duas partes montadas, ver a Figura 2. O primeiro conector 2 pode compreender uma porção maciça 4 e um anel interno 5. A porção maciça 4 compreende a superfície de fundo 24 e a superfície lateral externa 26. O anel interno 5 compreende a superfície lateral interna 25. A porção maciça 4 e o anel interno 5 todos compreendem uma porção do rebaixo 17; eles são mutualmente axialmente alinhados. Em uma forma de realização, o canal 21 é substancialmente radialmente localizado no anel interno 5. Esta forma de realização significa que o canal 21 pode ser usinado em uma parte, neste caso o anel interno 5, antes de montá-lo, neste caso com a porção maciça 4. Em operação, a ranhura anular 23 está na mesmo pressão como o interior do componente 1.

[0065] De acordo com uma outra forma de realização que não é mostrada, a ranhura anular 23 pode ser formada no conector 2 introduzindo-se um revestimento em um furo do conector 2. A superfície lateral externa 26 é incluída em uma seção do dito furo que é deixada livre. A superfície lateral interna 25 é incluída no dito revestimento. A superfície de fundo 24 pode ser incluída no dito conector 2 ou no dito revestimento. Esta forma de realização significa que o canal 21 pode ser usinado em um parte, neste caso o revestimento, antes que ele seja montado com o conector 2. Em operação, a ranhura anular 23 está na mesma pressão como o interior do componente 1.

[0066] Em um outro modo, não mostrado, o canal 21 é fornecido na porção maciça 4. A primeira boca 21a abre na superfície de fundo 24 ou na superfície lateral externa 26. A segunda boca 21b abre na superfície externa 2a do conector 2. Em operação, a ranhura anular 23 está na mesma pressão como o exterior do componente 1. Alternativamente, o primeiro conector 2 pode estar em uma peça única.

[0067] A ranhura anular 23 pode estar substancialmente faceando uma outro ranhura anular 23 de um segundo componente tubular 1 montado com o primeiro componente tubular 1, ver a Figura 3.

[0068] Na Figura 3, as ranhuras anulares 23 são mostradas vazias para facilitar a interpretação do desenho. No estado montado, a porção roscada 12 de um primeiro conector 2 de um primeiro componente 1 interage com uma porção roscada 13 de um segundo conector 3 de um segundo componente tubular 1. Os rebaixos 17 de cada um dos componentes tubulares 1 faceiam entre si. As ranhuras anulares 23 de cada um dos componentes tubulares 1 são substancialmente radialmente alinhadas. As ranhuras anulares 23 de cada um dos componentes tubulares 1 substancialmente faceiam entre si. Os cilindros 22 de cada um dos componentes tubulares 1 substancialmente faceiam entre si. As superfícies lateral interna 25 e lateral externa 26 de cada um dos componentes tubulares 1 são substancialmente e respectivamente radialmente alinhadas. As superfícies lateral interna 25 e lateral externa 26 de cada um dos componentes tubulares 1 são substancialmente e respectivamente contínuas entre si. O ajuste de interferência de dois componentes tubulares 1 por composição por intermédio de suas porções roscadas 12, 13 significa que os rebaixos 17 estão em contato de interferência mútua.

[0069] O componente tubular 1 inclui o acoplador anular 40. O acoplador anular 40 é um acoplador de transmissão de sinal. O acoplador anular 40 pode ser um acoplador sem contato. O acoplador anular 40 pode ser um acoplador capacitivo. O acoplador anular 40 pode ser um acoplador com contato elétrico ou contato direto. As Figuras 4 a 14 mostram exemplos de acopladores de contato 40. O acoplador anular 40 pode transmitir energia. O acoplador 40 mostrado nas Figuras 4 e 5 tem dimensões adequadas para ser inserido na ranhura anular 23. O acoplador anular 40 compreende um anel 50. O acoplador anular 40 compreende um suporte isolante 60. O suporte isolante 60 é fixo parcialmente em torno do anel 50 por união molecular ou mecânica. A união molecular pode, por exemplo, ser adesão. O acoplador anular 40 compreende um eixo principal de revolução X2. No estado montado do acoplador anular 40, o eixo principal X2 do acoplador 40 é substancialmente alinhado com o eixo principal de revolução X1 do componente 1.

[0070] O anel 50 tem uma superfície de acoplamento anular 51. No estado acoplado, a superfície de acoplamento anular 51 é orientada para uma segunda superfície de acoplamento anular 51 de um segundo acoplador anular 40 localizado em um segundo componente 1 intencionado a ser montado com o primeiro componente 1. A superfície de acoplamento anular 51 pode ser pelo menos parcialmente uma superfície de contato elétrico. A superfície de acoplamento anular 51 é substancialmente radial. A superfície anular 51 pode ser planar. A superfície anular 51 pode ser substancialmente alinhada com o rebaixo 17 no estado montado no conector 2.

[0071] A superfície de acoplamento anular 51 de um acoplador anular 40 pode compreender pelo menos um chanfro 42, ver as Figuras 8 a 10 e 15 a 17. Os chanfros 42 são anulares. Os chanfros 42 formam superfícies substancialmente cônicas com um eixo substancialmente idêntico com o eixo principal X2. Os chanfros 42 podem ser localizados na margem interna e/ou externa da superfície de acoplamento anular 51. Os chanfros 42 da superfície de acoplamento anular 51 são arranjados de modo a serem complementares com os chanfros 42 de uma superfície de acoplamento anular 51 de um segundo acoplador anular complementar 40 do primeiro componente tubular 1. Em outras palavras, a montagem formada montando-se dois acopladores anulares complementares 40 é simétrica em um plano perpendicular ao seus eixos principais X2 com a exceção dos chanfros 42. Os dois acopladores anulares correspondentes 40 podem ser substancialmente similares com a exceção dos chanfros 42 e/ou podem ter outras formas de centralização complementares.

[0072] O suporte isolante 60 é anular com um eixo que é substancialmente idêntico com o eixo principal X2. O suporte isolante 60 compreende uma concavidade anular. A dita concavidade anular envolve o anel 50, deixando a superfície de acoplamento anular 51 livre. A dita concavidade compreende uma superfície acoplada ao anel 50. O suporte isolante 60 compreende uma superfície interna 61. O suporte isolante 60 compreende uma superfície externa 62.

[0073] A superfície interna 61 é uma superfície de revolução tendo um eixo de revolução substancialmente idêntico com aquele do eixo principal X2, por exemplo uma seção cilíndrica. O raio da dita seção cilíndrica é igual ao raio pequeno do suporte isolante 60. No estado montado, a superfície interna 61 é intencionada a entrar em contato com a superfície lateral interna 25 da ranhura anular 23.

[0074] A superfície externa 62 é uma superfície de revolução com um eixo de revolução substancialmente idêntico com o eixo principal X2, por exemplo uma seção cilíndrica. O raio da dita seção cilíndrica é igual ao raio grande do suporte isolante 60. No estado montado, a superfície externa 62 é intencionada a entrar em contato com a superfície lateral externa 26 da ranhura anular 23.

[0075] Os termos "interno" e "externo" são usados porque o raio de revolução da superfície externa 62 é estritamente maior do que o raio de revolução da superfície interna 61. As duas superfícies, interna e externa, 61, 62 do suporte isolante 60 estendem-se substancialmente paralelas entre si. A diferença no raio de revolução entre as superfícies interna 61 e externa 62 definem a largura do acoplador anular 40. Esta diferença no raio é menor do que a diferença no raio de revolução entre a superfície lateral interna 25 e a superfície lateral externa 26 da ranhura anular 23.

[0076] O suporte isolante 60 pode ser ligado ao anel 50. O suporte isolante 60 pode ser aderido ao anel 50. O acoplador anular 40 tem uma esturra impermeável a fluido. O suporte isolante 60 tem uma estrutura deformável, com pelo menos uma estrutura para a qual a deformação predomina sobre a redução de volume. O suporte isolante 60 compreende um material deformável, com pelo menos um material para o qual a deformação predomina sobre a redução de volume. O suporte isolante pode, por exemplo, ser principalmente composto de elastômero. O suporte isolante 60 pode ser levemente isolante de modo a impedir o acúmulo de cargas eletrostáticas, por exemplo com um enchedor de carbono, ou ele pode ser altamente isolante.

[0077] O suporte isolante 60 compreende uma superfície de pistão 70, ver a Figura 6. A superfície de pistão 70 é uma superfície localiza-da entre as superfícies interna 61 e externa 62. A superfície de pistão 70 compreende uma porção central circundada por chanfros para as superfícies interna 61 e externa 62. A dita porção central da superfície de pistão 70 pode ser côncava. A superfície de pistão 70 é axialmente oposta à superfície de acoplamento anular 51. A superfície de pistão 70 compreende uma zona na forma de um colar aproximadamente circular. O acoplador 40 compreende um tampão 80, ver as Figuras 11 e 12. A circularidade da superfície de pistão 70 é interrompida pelo tampão 80. O tampão 80 angularmente completa a forma de colar da superfície de pistão 70. A superfície de pistão 70 é uma superfície de revolução com o eixo X2. A superfície de pistão 70 conecta à superfície interna 61 por intermédio de sua borda de menor raio. A superfície de pistão 70 conecta à superfície externa 62 por intermédio de sua borda de maior raio. A superfície de pistão 70 é intencionada a facear a superfície de fundo 24 da ranhura anular 23 no estado montado.

[0078] As superfícies interna 61 e externa 62, a superfície de pistão 70, a superfície de acoplamento 51 e o acoplador anular 40 são substancialmente concêntricos.

[0079] O acoplador anular 40 pode compreender um ou mais bloqueios anti-rotação 41, ver as Figuras 4 e 5. Os bloqueios anti-rotação 41 constituem projeções da superfície externa 62. Os bloqueios anti-rotação 41 neste caso estão na forma de nervuras substancialmente paralelas ao eixo principal X2. Os bloqueios anti-rotação 41 neste caso saiam da superfície externa 62 do suporte isolante 60. Alternativamente ou em uma maneira complementar, os bloqueios anti-rotação 41 podem sair da superfície interna 61 e/ou sair da superfície de pistão 70. Pode haver, por exemplo, um total de seis bloqueios anti-rotação 41. Os bloqueios anti-rotação 41 podem ser espaçados equidistantemente sobre a circunferência do acoplador anular 40. A superfície lateral externa 26 da ranhura anular 23 compreende alojamentos anti-rotação 27. Os alojamentos anti-rotação 27 compreendem recessos, neste caso na superfície lateral externa 26. No caso de bloqueios anti-rotação 41 que saem da superfície interna 61 e/ou da superfície de pistão 70, os alojamentos anti-rotação 27 compreendem recessos na superfície lateral interna 25 e/ou na superfície de fundo 24. Os alojamentos anti-rotação 27 correspondem em forma com os bloqueios anti-rotação 41 do acoplador anular 40. A interação entre os bloqueios anti-rotação 41 e os alojamentos anti-rotação 27 significam que o acoplador anular 40 pode ser indexado angularmente na ranhura anular 23. A interação entre os bloqueios anti-rotação 41 e os alojamentos anti-rotação 27 limita a rotação do acoplador anular 40 na ranhura anular 23.

[0080] Nos parágrafos que seguem, a organização espacial mútua dos elementos incluídos no acoplador 40 é descrita em seção em um plano que compreende o eixo principal X2 ou plano longitudinal, ver as Figuras 7 a 10.

[0081] O anel 50 compreende um condutor central 52. O condutor central 52 compreende um material condutivo. O condutor central 52 pode compreender cobre com um teor de oxigênio baixo e condutivi-dade alta. O condutor central 52 pode compreender uma liga de cobre-berílio. O condutor central 52 também pode compreender um material de condutividade baixa, por exemplo aço inoxidável, em que uma camada de material condutivo é depositada. O condutor central 52 está localizado de modo substancialmente equidistante da superfície interna 61 e a superfície externa 62. O condutor central 52 pode estar localizado substancialmente no centro da seção do acoplador 40 em um plano longitudinal. O condutor central 52 pode compreender o fio neutro do anel 50. Em um acoplador de contato, o condutor central 52 compreende uma superfície de contato elétrico 55. A superfície de contato elétrico 55 é central com respeito à superfície de acoplamento anular 51. A superfície de contato central 55 está disposta na superfície de acoplamento anular 51. No estado ligado, a superfície de contato central 55 é intencionada a entrar em contato com uma outra superfície de contato central 55 de um outro acoplador anular 40 correspondente disposta no segundo componente tubular 1.

[0082] O anel 50 compreende um meio dielétrico 54. O meio dielé-trico 54 é composto de um material dielétrico. O meio dielétrico 54 pode compreender um ou mais materiais selecionados de politetrafluoro-etileno (PTFE), perfluoroalcóxido (PFA), polieteretercetona (PEEK) e sulfeto de polifenileno (PPS). O meio dielétrico 54 envolve o condutor central 52 na circunferência do acoplador 40, deixando a superfície de contato central 55 do condutor central 52 livre. A forma do meio dielétrico 54 se iguala com aquela do condutor central 52 além da superfície de acoplamento anular 51. O meio dielétrico 54 está em contato com uma superfície interna, uma superfície externa e uma superfície axialmente oposta à superfície de contato central 55 do condutor central 52. O meio dielétrico 54 eletricamente isola o condutor central 52 do seu ambiente com a exceção da superfície de contato central 55. Em seção longitudinal, o meio dielétrico 54 tem a forma de uma camada protetiva, isolante para o condutor central 52. A dita camada tem uma espessura pré-selecionada. A dita espessura do meio dielétrico 54, no plano da seção longitudinal, é constante neste caso. O meio dielétrico 54 compreende superfícies livres 59. As superfícies livres 59 estão dispostas na superfície de acoplamento anular 51. Em um plano de seção longitudinal, as superfícies livres 59 estão localizadas em cada lado da superfície de contato central 55. As superfícies livres 59 neste caso são alinhadas com a superfície de contato central 55. As superfícies livres 59 podem ser levemente retrocedidas na direção do interior do anel 50 com respeito à superfície de contato central 55. No estado montado e ligado, as superfícies livres 59 estão localizadas vol-tadas para as outras superfícies livres 59 de um segundo acoplador anular 40 disposto no segundo componente tubular 1. O meio dielétri-co 54 fornece estabilidade entre o condutor central 52 e o restante do acoplador 40.

[0083] O anel 50 compreende um condutor suplementar 53. O condutor suplementar 53 compreende um material condutivo. O condutor suplementar 53 pode compreender cobre com um teor de oxigênio baixo e condutividade alta. O condutor suplementar pode incluir uma liga de cobre-berílio. O condutor central 52 e o condutor suplementar 53 podem ter uma composição similar. O condutor suplementar 53 envolve o meio dielétrico 54 na circunferência do acoplador 40, deixando as superfícies livres 59 livres. O condutor suplementar 53 envolve o condutor central 52 em uma distância, na circunferência do acoplador 40, deixando a superfície de contato central 55 livre. O condutor suplementar 53 compreende uma primeira superfície de contato elétrico suplementar 56 e uma segunda superfície de contato elétrico suplementar 57. A primeira e segunda superfícies de contato elétrico suplementares 56, 57 são dispostas na superfície de acoplamento anular 51. Em um plano de seção longitudinal, as superfícies de contato elétrico suplementares 56, 57 estão localizadas em cada lado da montagem das superfícies livres 59 e da superfície de contato central 55. A primeira superfície de contato elétrico suplementar 56 está em uma distância radial do eixo principal X2 que é menor do que a distância que separa a segunda superfície de contato elétrico suplementar 57 do eixo principal X2. A primeira e/ou segunda superfícies de contato elétrico suplementares 56, 57 podem ser alinhadas com a superfície de contato elétrico central 55 e/ou as superfícies livres 59.

[0084] O meio dielétrico 54 mantém o condutor central 52 e o condutor suplementar 53 em uma distância selecionada na circunferência do acoplador 40. O meio dielétrico 54 pode atuar para sustentar os ditos condutores 52, 53 enquanto garante o seu isolamento elétrico mútuo.

[0085] No estado montado e ligado, a primeira e segunda superfícies de contato elétrico suplementares 56, 57 respectivamente faceiam a primeira e segunda superfícies de contato elétrico suplementares 56, 57 de um segundo acoplador anular 40 disposto no segundo componente tubular 1.

[0086] O suporte isolante 60 envolverá o condutor suplementar 53 com a exceção da primeira e segunda superfícies de contato elétrico suplementares 56, 57. A superfície de adesão do anel 50 com o suporte isolante 60 pertence ao condutor suplementar 53.

[0087] Na Figura 8, partindo da superfície interna 61, radialmente na espessura do acoplador 40, existe o suporte isolante 60, o condutor suplementar 53, o meio dielétrico 54, o condutor central 52, o meio dielétrico 54, o condutor suplementar 53, o suporte isolante 60, e a superfície externa 62. A superfície de acoplamento anular 51 compreende uma extremidade da superfície interna 61, uma extremidade do suporte isolante 60, a primeira superfície de contato elétrico suplementar 56, uma superfície livre 59, a superfície de contato central 55, uma superfície livre 59, a segunda superfície de contato elétrico suplementar 57, uma extremidade do suporte isolante 60, e uma extremidade da superfície externa 62.

[0088] No estado ligado de dois acopladores anulares complementares 40, as superfícies de acoplamento anular 51 estão pelo menos em contato parcial. Os acopladores anulares complementares 40 formam um cabo coaxial disposto em um circuito. Em outras palavras, a montagem de dois acopladores anulares complementares 40 compreende dois condutores centrais 52 que são completamente envolvidos por dois meios dielétricos 54, eles próprios completamente envolvido pelos dois condutores suplementares 53, eles próprios completamente envolvidos pelos suportes isolantes 60, ver as Figuras 7, 9 e 10.

[0089] Em uma forma de realização, em um plano longitudinal que compreende o eixo X2, os dois condutores centrais 52 de dois acopladores anulares complementares 40 ligados têm uma seção retangular, ver a Figura 8. Os dois meios dielétricos 54 têm um contorno retangular em torno dos condutores centrais 52. Os dois condutores suplementares 53 têm um contorno retangular em torno do meio dielétrico 54 e condutores centrais 52. A direção alongada da seção e os contornos retangulares são substancialmente paralelos ao eixo X2. Neste caso, o perfil de cada um dos condutores suplementares 53 e de cada um dos meios dielétricos 54 não ligados é da forma U.

[0090] Em uma outra forma de realização, em um plano longitudinal que compreende o eixo X2, os dois condutores centrais 52 de dois acopladores anulares ligados complementares 40 têm uma seção dis-coide. Os dois meios dielétricos 54 têm um contorno na forma de colar em torno dos condutores centrais 52. Os dois condutores suplementares 53 têm um contorno na forma de colar em torno do meio dielétrico 54 e dos condutores centrais 52. O perfil de cada um dos condutores suplementares 53 e cada um dos meios dielétricos não ligados 54 têm uma forma de meio colar.

[0091] No estado ligado, os condutores suplementares 53 formam uma blindagem eletromagnética para os condutores centrais 52. A complementaridade dos acopladores anulares 40 no estado montado e ligado significa que as superfícies mútuas compreendidas nas superfícies de acoplamento anular 51 se adaptam bem. Um alinhamento mútuo das superfícies compreendidas nas superfícies de acoplamento anular 51 significa continuidade dos elementos incluídos em cada um dos anéis 50. Uma continuidade dos anéis condutores 50 melhora a blindagem eletromagnética do cabo coaxial formado pelo conjunto de dois acopladores anulares ligados complementares 40.

[0092] O condutor central 52 e o condutor suplementar 53 estão mutuamente isolados pelo meio dielétrico 54 na circunferência do acoplador anular 40. A distância que separa o condutor central 52 do condutor suplementar 53 na circunferência do acoplador anular 40 corresponde à espessura do meio dielétrico 54. Esta distância pode ser constante. No estado ligado e para os acopladores de contato, os condutores centrais 52 dos dois acopladores 40 correspondentes estão em contato elétrico. Este contato elétrico é produzido pelo menos pelo contato mútuo parcial das duas superfícies de contato centrais 55. No estado ligado, os condutores suplementares 53 dos acopladores anulares complementares 40 estão em contato elétrico. Este contato elétrico é fornecido pelo contato mútuo emparelhado das superfícies de contato elétrico suplementares 56, 57 dos dois acopladores anulares 40. Em outras palavras, o contato elétrico entre os condutores centrais 52 é fornecido por um par de superfícies de contato central 55. O contato elétrico entre os condutores suplementares 53 é garantido por dois pares das superfícies de contato elétrico suplementares 56, 57. Cada uma das superfícies de contato elétrico central e suplementares 55, 56, 57 é anular e em pelo menos um plano que é substancialmente perpendicular ao eixo X2, ver a Figura 4.

[0093] As superfícies de contato elétrico central e suplementares 55, 56, 57 formam anéis circulares concêntricos. O centro das superfícies de contato elétrico 55, 56, 57 é incluído no eixo X2. A ordem dia-metricamente crescente das superfícies de contato elétrico anulares 55, 56, 57 é como segue: a primeira superfície de contato elétrico suplementar 56, depois a superfície de contato elétrico central 55, depois a segunda superfície de contato elétrico suplementar 57, ver a Figura 4. Um par de acopladores anulares 40 no estado ligado forma um fio de circuito coaxial na forma de um toroide com uma seção circular ou retangular. A seção também pode ser retangular ou uma mistura das formas debatidas acima.

[0094] Em uma forma de realização, pelo menos um dos acopladores 40 pode compreender pelo menos um selo anular 89, por exemplo toroidal ou na forma de flange, ver a Figura 14. Em uma forma de realização assimétrica, um único acoplador do par compreende pelo menos um selo anular 89. Os elementos similares a aqueles na Figura 8 têm os mesmos numerais de referência. A disposição mútua dos condutores central 52 e suplementares 53 e do meio dielétrico 54 é similar àquela da Figura 8. Ao contrário, os braços do U do perfil do meio dielétrico 54 são mais curtos do que os braços do U do perfil do condutor suplementar 53 e mais curtos do que o condutor central 52. Ao contrário da forma de realização da Figura 8, as superfícies livres 59 não são alinhadas com as superfícies de contato 55, 56, 57 e não formam parte da superfície de acoplamento anular 51. A regressão axial do meio dielétrico 54 com respeito aos condutores central 52 e suplementar 53 forma as cavidades anulares 88. Além disso, as extremidades, localizadas no lado da superfície de acoplamento anular 51, dos condutores central 52 e suplementar 53 são substancialmente ampliadas radialmente de modo a aumentar as superfícies de contato 55, 56, 57 que se projetam das cavidades 88. Estas ampliações formam reduções na abertura das cavidades 88 próximo à superfície de ligação 51.

[0095] Cada selo anular 89 está pelo menos parcialmente disposto em uma cavidade 88. Cada selo anular 89 no estado livre projeta-se da superfície de acoplamento anular 51. Cada selo anular 89 no estado livre é mantido em uma cavidade 88 pelas ampliações radiais dos condutores central 52 e suplementar 53. Cada selo anular 89 compreende um material de alta elasticidade. Durante a fabricação dos dois componentes, cada selo anular 89 é comprimido ao longo do eixo principal X1. Durante a fabricação dos dois componentes, o selo anu-lar 89 é deformado nas direções perpendiculares ao eixo principal X1 nos espaços disponíveis nas cavidades 88. A expansão do selo anular 89 durante a fabricação significa que os fluidos que foram capazes de infiltrar na vicinidade das superfícies de contato são expelidos. Os ditos fluidos podem incluir água salobra, por exemplo água do mar, que é prejudicial para o isolamento elétrico entre os condutores central 52 e suplementar 53. Os ditos fluidos podem incluir lama contendo água salobra. A compressão do selo anular 89 romperá qualquer película de fluido entre o condutor central 52 e o condutor suplementar 53 mesmo se o dito fluido não for totalmente expelido da cavidade 88. Uma solução para a continuidade é obtida. As superfícies de contato 55, 56, 57 parcialmente cobrem o selo anular 89, bloqueando a translação do selo circular 89 além da superfície de acoplamento anular 51.

[0096] Em uma forma de realização mostrada na Figura 17, um dos acopladores 40 do par compreende pelo menos um selo anular 89. O selo anular 89 tem uma seção substancialmente retangular. O selo anular 89 preenche o espaço axialmente entre a superfície livre 59 do meio dielétrico 54 e a superfície de ligação 51 e radialmente entre o condutor central 52 e o condutor suplementar 53. No estado não ligado, uma superfície anular livre 89a do selo anular 89 oposta ao meio dielétrico 54 é substancialmente plana. A superfície anular livre 89a do selo anular 89 forma parte da superfície de acoplamento anular 51. O meio dielétrico 54 do acoplador complementar 40 compreende pelo menos uma nervura anular 91. A nervura anular 91 projeta-se da superfície de acoplamento anular 51 axialmente na direção do acoplador 40 que compreende o selo anular 89. Em ligação, a nervura anular 91 encaixa por si só no material do selo anular 89 do acoplador 40 localizado voltado para a mesma, e o deforma. Em ligação, a nervura anular 91 comprime o selo anular 89 axialmente. A deformação do selo anular 89 pela ação da nervura anular 91 melhora o isolamento elé-trico. A nervura anular 91 é formada como uma única peça com o meio dielétrico 54. A nervura anular 91 compreende o mesmo material como o meio dielétrico 54. A nervura anular 91 neste caso tem uma seção triangular substancialmente equilateral. A nervura anular 91 ocupa uma porção da superfície livre 59 na faixa de 15 % a 40 %.

[0097] O plugue 80 constitui um conector fêmea para conectar o acoplador 40 com uma extremidade macho ou tomada de um cabo (não mostrado) disposto no componente 1 e que se estende do primeiro para o segundo conectores 2, 3, ver as Figuras 11 e 12. O plugue 80 compreende uma protuberância macho do condutor central 52 em uma direção substancialmente paralela ao eixo X2 e saindo do anel 50 na direção do lado oposto à superfície de acoplamento anular 51. O plugue 80 compreende uma protuberância do meio dielétrico 54 em uma direção substancialmente paralela ao eixo X2 e saindo do anel 50 na direção do lado oposto à superfície de acoplamento anular 51. O plugue 80 compreende uma protuberância do condutor suplementar 53 em uma direção substancialmente paralela ao eixo X2 e saindo do anel 50 na direção do lado oposto à superfície de acoplamento anular 51. As ditas protuberâncias são dispostas para reter o isolamento elétrico dos condutores central 52 e suplementar 53 pelo meio dielétrico 54. O plugue 80 compreende uma protuberância do suporte isolante 60 em uma direção substancialmente paralela ao eixo X2 e saindo da superfície de pistão 70 do acoplador 40 na direção do lado oposto à superfície de acoplamento anular 51. A protuberância do suporte isolante 60 é tubular, disposta para reter o selo do alojamento do cabo e a conexão plugue/tomada com respeito à ranhura anular 23.

[0098] A protuberância do condutor central 52 é mais longa do que aquela do condutor suplementar 53 e do meio dielétrico 54. A protuberância do meio dielétrico 54 é pelo menos igual àquela do condutor suplementar 53. As ditas protuberâncias são dispostas tal que as for-mas de suas extremidades livres correspondam com a extremidade do cabo.

[0099] A protuberância do condutor central 52 é pelo menos parcialmente envolvida pela protuberância do meio dielétrico 54. A protuberância do meio dielétrico 54 é pelo menos parcialmente envolvida pela protuberância do condutor suplementar 53. A protuberância do condutor suplementar 53 é pelo menos parcialmente envolvida pela protuberância do suporte isolante 60.

[00100] O furo da protuberância do suporte isolante 60 compreende uma zona de diâmetro reduzido em uma distância da superfície de acoplamento anular 51. A protuberância do condutor suplementar 53 compreende uma nervura anular a partir da sua superfície externa. A dita nervura e a dita zona de diâmetro reduzido bloqueiam o anel 50 em translação na direção da superfície de ligação 51 com respeito ao suporte isolante 60, especialmente quando ligar/desligar o cabo.

[00101] Além da dita nervura, o diâmetro do furo de uma porção de extremidade da protuberância do suporte isolante 60 é estritamente maior do que o diâmetro externo da protuberância do condutor suplementar 53, deixando um espaço. O espaço deixado permite que as extremidade do cabo sejam ligadas e conectadas.

[00102] Além da dita nervura, o furo da protuberância do suporte isolante 60 compreende uma ranhura anular. A dita ranhura anular compreende uma flange radial disposta para interagir com as superfícies da extremidade do cabo para impedir o desligamento acidental do acoplador anular 40 com o dito cabo. Esta interação, por exemplo, pode ser do tipo travamento de pressão. O plugue 80 é disposto para se igualar à forma da extremidade do cabo.

[00103] O cabo coaxial disposto em um circuito formado pela ligação de dois acopladores anulares complementares 40 pode formar uma ligação de alta frequência (ou HF). O anel 50 compreende dois condutores 52, 53 separados por um meio dielétrico 54. A primeira e segunda superfícies de contato elétrico suplementares 56, 57 são distintas. A primeira e segunda superfícies de contato elétrico suplementares 56, 57 estão no mesmo potencial.

[00104] Dois acopladores complementares 40 neste caso formam uma montagem de acopladores de contato HF para componentes de sondagem, especialmente nas frequências de aproximadamente 100 kHz a 20 MHz. A dita montagem compreende um cabo coaxial disposto em um circuito com eixo X2. Uma linha reta intersecta com o eixo X2 e define uma superfície pela rotação em torno do dito eixo X2. A dita linha reta é inclinada em um ângulo na faixa de 0° a 90° a partir de um plano radial que passa através do dito cabo coaxial. A dita superfície define pelo menos uma parte das superfícies de ligação 51 do primeiro e segundo acopladores 40.

[00105] Um conjunto de acopladores de contato HF 40 para o componente de sondagem 1 compreende um cabo coaxial disposto em um circuito elétrico anular fechado com eixo X2. Uma superfície é definida por uma linha reta que gera um cone com um eixo que é substancialmente idêntico com o dito eixo X2. A dita superfície passa através do dito cabo coaxial e define pelo menos uma porção das superfícies de ligação 51 de um primeiro e um segundo acoplador 40 da dita montagem. O ângulo entre a dita linha reta e o dito eixo X2 pode se aproximar de 90° por intermédio de valores mais baixos. O valor de 90° pode neste caso ser atingido e a dita superfície é definida por um cone com um topo plano, em outras palavras um plano.

[00106] No estado montado, ver a Figura 10, o acoplador anular 40 é instalado na ranhura anular 23. O acoplador 40 é pelo menos parcialmente disposto no cilindro 22. A superfície interna 61 do acoplador anular 40 está voltada para a superfície lateral interna 25 da ranhura anular 23. A superfície externa 62 do acoplador anular 40 está voltada para a superfície lateral externa 26 da ranhura anular 23. A superfície de pistão 70 do acoplador anular 40 está voltada para a superfície de fundo 24 da ranhura anular 23. A superfície de acoplamento anular 51 do acoplador anular 40 pode estar substancialmente paralela à flange 17 do primeiro conector 2. A superfície interna 61 do acoplador anular 40 pode estar em contato com a superfície lateral interna 25 da ranhura anular 23. A superfície externa 62 do acoplador anular 40 pode estar em contato com a superfície lateral externa 26 da ranhura anular 23. No geral, as dimensões do acoplador 40 e as dimensões da ranhura anular 23 são selecionadas de modo a se igualarem.

[00107] Na forma de realização da Figura 15, o acoplador é capaci-tivo. Os elementos que são similares a aqueles do acoplador de contato têm os mesmos numerais de referência como na Figura 8. O acoplador capacitivo compreende ainda uma camada dielétrica 90. A camada dielétrica 90 cobre pelo menos uma porção do condutor central 52 e do meio dielétrico 54, no lado da superfície de acoplamento anular 51. A estrutura dos acopladores capacitivos é similar àquela dos acopladores de contato descritos acima, a única diferença sendo que eles não têm a superfície de contato 55 e as superfícies livres 59. As extremidades, localizadas no lado da superfície de acoplamento anular 51, do condutor central 52 e do meio dielétrico 54 são cobertas com a camada dielétrica 90. As extremidades do condutor central 52 e do meio dielétrico 54 localizadas no lado da superfície de acoplamento anular 51 são assim fluidicamente isoladas do exterior do acoplador. A camada dielétrica 90 de um acoplador 40 está disposta para entrar em contato interferente com a camada dielétrica 90 de um acoplador correspondente 40 no estado montado. A espessura da camada dielétrica 90 é substancialmente constante. Por causa da sua geometria e sua estrutura, a camada dielétrica 90 participa na melhora da reprodutibili-dade e constância da distância entre os condutores centrais e suple-mentares 52, 53 de dois acopladores no estado ligado. A extremidade localizada no lado da superfície de acoplamento anular 51 do condutor central 52 coberta com a camada dielétrica 90 também pode ser radialmente ampliada, o meio dielétrico 54 sendo concomitantemente afinado. As extremidades dos condutores centrais 52 de dois acopladores no estado ligado interagem com o campo elétrico. Os condutores centrais 52 formam uma capacitância elétrica. Os condutores centrais 52 formam elétrodos separados. A superfície de cada condutor central 52 em contato com a camada dielétrica 90 orientada na direção do acoplador complementar forma uma superfície de eletrodo 87. Os condutores centrais 52 são fluidicamente isolados do exterior do acoplador, e assim riscos de contato elétrico com os condutores suplementares 53 pela presença de fluido condutivo são reduzidos.

[00108] Esta forma de realização pode ser combinada com o selo anular 89. Dois selos anulares 89 e a camada dielétrica 90 podem ser formados em uma única peça. Os dois selos anulares 89 são dispostos em dois anéis concêntricos com diâmetros diferentes conectados por intermédio de uma película dielétrica. A película dielétrica constitui uma porção da camada dielétrica 90 que cobre a extremidade, localizada no lado da superfície de acoplamento anular 51, do condutor central 52.

[00109] Na forma de realização da Figura 16, o acoplador é capaci-tivo. A Figura 16 é um diagrama semi-esquemático em seção longitudinal que passa através das plugues 80 de um par de acopladores 40. Os condutores centrais 52 têm uma seção na forma de T. Os condutores centrais 52 compreendem uma barra cruzada radialmente orientada 52a do T e um pé axialmente orientado 52b do T. A barra cruzada 52a do T é anular na forma.

[00110] A área de superfície do eletrodo é alta, e consequentemente a capacitância é alta, especialmente maior do que 500 pF, preferi-velmente maior do que 800 pF. A camada dielétrica 90 pode compreender PEEK. A camada dielétrica 90 pode compreender zircônia. A camada dielétrica 90 pode ter uma permissividade de mais do que 20, preferivelmente mais do que 25, por exemplo da ordem de 28 a 40. A faixa de transmissão pode ser tão alta quanto 27 MHz, preferivelmente 31 MHz. A faixa de transmissão é mais alta com área de superfície aumentada, com permissividade aumentada do dielétrico e com espessura diminuída da barra cruzada 52a do T dos condutores centrais 52. Qualquer infiltração de água salobra ou lama entre as camadas dielétricas 90 dos acopladores 40 de um par ligado tem uma influência muito baixa ou mesmo favorável na faixa de transmissão e atenuação de sinal devido à alta permissividade da água salobra. Em seção axial, o meio dielétrico 54 tem uma forma poligonal com ângulos retos. Em seção axial, o condutor suplementar tem uma forma retangular. O condutor suplementar 53 compreende uma parede anular 53a oposta à camada dielétrica 90 e duas paredes cilíndricas 53b. A pequena espessura na direção axial, que é ampliada no desenho por clareza, da barra cruzada 52a do T gera uma pequena contribuição à dita capaci-tância parasítica da zona radialmente localizada entre a barra cruzada 52a do T e cada uma das paredes cilíndricas 53b do condutor suplementar 53. As duas paredes cilíndricas 53b são concêntricas com raios diferentes de revolução e conectadas pela parede anular 53a.

[00111] No estado montado, o espaço localizado entre a superfície de fundo 24, a superfície lateral interna 25, a superfície lateral externa 26, e a superfície de pistão 70 formam uma câmara 20, ver a Figura 10. Na direção longitudinal, o espaço localizado entre o cilindro 22 e a superfície de pistão 70 forma a câmara 20. A câmara 20 é fisicamente definida no estado montado do acoplador 40 no componente 1. A disposição do canal 21, e em particular a disposição da primeira boca 21a, são selecionadas tal que na posição montada, a boca 21a per-manece clara no acoplador anular 40. No estado montado, a câmara 20 está em comunicação fluídica com o exterior da câmara 20 por intermédio do canal 21. A câmara 20 é mantida em comunicação com uma pressão externa com a câmara 20 independente da posição longitudinal do acoplador 40. O canal 21 equilibra a pressão entre a câmara 20 e o exterior da câmara 20. O termo "exterior da câmara 20" designa o exterior do componente 1 ou o espaço localizado no furo do componente 1, ver a Figura 2.

[00112] Uma das superfícies que definem a câmara 20 pode ser uma superfície côncava. A superfície de pistão 70 e/ou a superfície de fundo 24 pode ser côncava. A superfície interna 61 e a superfície lateral interna 25 podem ser deslocadas entre si em um curso predeterminado, por exemplo de mais do que 0,1 mm e menos do que 40 mm. A superfície externa 62 e a superfície lateral externa 26 podem ser deslocadas entre si em um curso predeterminado, por exemplo maior do que 0,1 mm e menor do que 40 mm. O acoplador 40 é movível em translação substancialmente paralelo ao eixo X1 no cilindro 22. O acoplador 40 é movível em translação no primeiro conector.

[00113] O acoplador 40 forma um pistão no cilindro 22. No estado montado e ligado, a pressão igual entre as câmaras 20 e o exterior das câmaras 20 fornece pressão igual entre cada uma das extremidades axiais opostas dos acopladores anulares 40.

[00114] Em uma variação, mostrada na Figura 13, o acoplador anular 40 pode compreender ainda um ânodo sacrificial 58. O ânodo sacrificial 58 compreende uma camada suplementar em um plano de seção longitudinal do acoplador 40 contendo o eixo X2. O ânodo sacrificial 58 está disposto entre o condutor central 52 e o meio dielétrico 54 e/ou entre o condutor suplementar 53 e o meio dielétrico 54. O ânodo sacrificial 58 está incluído no anel 50. O ânodo sacrificial 58 é composto de um material com um potencial eletroquímico mais baixo do que o po-tencial eletroquímico do condutor central 52 e/ou o condutor suplementar 53, em operação e também em descanso. O ânodo sacrificial 58, por exemplo, pode ser composto de zinco, magnésio e/ou alumínio para proteger os condutores 52, 53 que são com base em cobre. Em operação, o ânodo sacrificial 58 é alterado pelos fenômenos redox ao invés do condutor central 52 e/ou do condutor suplementar 53. Isto fornece proteção catódica.

[00115] Na montagem de dois componentes tubulares 1, cada um dos acopladores anulares 40 dispostos na respectiva ranhura anular 23 pode ser montado com a superfície de acoplamento anular 51 projetando-se levemente da flange 17. A fabricação dos dois componentes tubulares 1 pode ser concomitante com a limpeza das duas superfícies de acoplamento anular 51 pelo atrito mútuo. As travas anti-rotação 41 e os alojamentos anti-rotação 27 impedem um acoplador 40 de ser acionado em rotação em torno do eixo X1 pelo acoplador 40 correspondente durante a dita fabricação.

[00116] A montagem em pressão equilibrada dos acopladores anulares nos conectores dos componentes tubulares é fornecida. A montagem em pressão equilibrada de dois acopladores que constituem um par de acopladores em uma conexão significa que os estresses de variação de pressão que provocam o deslocamento relativo dos acopladores anulares em uma conexão em operação podem ser dispensados.

[00117] A distância entre dois acopladores é mais bem controlada. O requerente observou durante seus estudos que o controle preciso da estabilidade da distância entre os acopladores em operação favorece a boa qualidade de transmissão de sinal.

[00118] Em uma forma de realização, surpreendentemente, em alguns casos é preferível controlar a distância entre os acopladores anulares em uma junção ao invés de tentar e reduzir esta distância. Um espaçamento leve dos dois acopladores podem ser deixados, por exemplo da ordem de 200 micrômetros, para reduzir a variação no espaçamento em um lote de acopladores. Controlar a distância significa que a reprodutibilidade da montagem pode ser melhorada, junto com aquela dos desempenhos de transmissão de uma ligação. A homogeneização dos desempenhos do conjunto de ligações é particularmente benéfico em uma única haste de perfuração que compreende uma multidão de ligações. Esta homogeneização de si mesma melhora o desempenho.

[00119] Usando um acoplador para um componente tubular do tipo coaxial facilita a transmissão de dados em altas frequências de mais do que 100 kHz e preferivelmente mais do que 3 MHz, por exemplo em faixas de 30 MHz a 30 GHz. A qualidade da transmissão de dados é aumentada por uma quantidade até agora não imaginável pelos técnicos no campo. A invenção assim pode ser usada por um lado para permitir a transmissão de informação em alta frequência e por outro lado obter desempenhos reprodutíveis que até agora não foram esperados.

[00120] A invenção não é limitada aos exemplos de processos e aparelho descritos acima dados somente por via de exemplo, mas a mesma abrange todas as variações que a pessoa habilitada pode prever no contexto das reivindicações abaixo.

Claims (16)

1. Componente (1) para uma haste de perfuração rotativa para um poço, compreendendo um elemento tubular central (9) e um primeiro (2) e um segundo (3) conectores cada compreendendo uma porção roscada (2a, 3a) para conectar o componente (1) a um outro componente, pelo menos um dos ditos conectores (2) compreende ainda:
   • uma câmara (20); e
   • um acoplador de transmissão de sinal anular (40), o acoplador anular (40) compreendendo:

   • ₒ um anel (50) tendo uma superfície de acoplamento anular (51);
   • ₒ um suporte isolante (60) deixando a superfície de acoplamento anular (51) livre; e
   • ₒ uma superfície de pistão (70) axialmente oposta à superfície de acoplamento anular (51), o acoplador anular (40) formando um pistão, a superfície de pistão (70) definindo a câmara (20);caracterizado pelo fato de que

   a câmara (20) está em comunicação com uma pressão externa ao componente (1) ou a um espaço em um furo do componente;
2. Componente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um canal (21) entre a câmara (20) e uma superfície periférica do componente (1).
3. Componente, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o acoplador anular (40) tem uma esturra impermeável a fluido.
4. Componente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o suporte isolante (60) é fixo ao anel (50) por união molecular.
5. Componente, de acordo com qualquer uma das reivindi-cações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o acoplador anular (40) compreende ainda pelo menos um bloqueio (41) para parar a rotação com relação ao dito conector (2).
6. Componente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o conector (2) compreende uma ranhura anular (23) formando um cilindro (22), o acoplador (40) sendo disposto no cilindro (22), o acoplador anular (40) e o cilindro (22) formando a câmara (20), a câmara (20) sendo definida por pelo menos uma superfície côncava.
7. Componente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o anel (50) compreende cobre com um teor de oxigênio baixo e uma condutividade alta e/ou uma liga de cobre-berílio.
8. Componente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o anel (50) compreende pelo menos dois condutores (52, 53) separados por um meio dielétrico (54).
9. Componente, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os meios dielétricos (54) compreendem pelo menos um dos componentes seguintes: politetrafluoroetileno (PTFE), perfluoroalcóxido (PFA), polieteretercetona (PEEK), ou sulfeto de poli-fenileno (PPS).
10. Componente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a superfície de acoplamento anular (51) é substancialmente planar.
11. Componente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a superfície de acoplamento anular (51) compreende pelo menos um chanfro (42) compreendendo uma superfície cônica.
12. Componente, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que compreendendo ainda um ânodo sacrificial (58) disposto entre o suporte isolante (60) e a superfície de acoplamento anular (51).
13. Componente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a superfície de acoplamento anular (51) compreende pelo menos duas superfícies de contato elétrico eletricamente conectadas, distintas (56, 57).
14. Componente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o acoplador anular (40) compreende ainda uma superfície de pistão (70) que é quase circular sobre o eixo (X2) do acoplador anular (40) e um tampão (80) para conectar o acoplador anular a um cabo, o tampão (80) sendo configurado para manter a vedação entre a câmara (20) e um alojamento para o dito cabo.
15. Componente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o acoplador (40) é móvel em translação no dito conector (2).
16. Componente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que a superfície de pistão (70) compreende uma superfície côncava.

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