BR112013029570A2

BR112013029570A2 - unidade de conexão

Info

Publication number: BR112013029570A2
Application number: BR112013029570-8A
Authority: BR
Inventors: Hy Nguyen; Kent Hall; Øystein Waerstad
Original assignee: Aker Subsea As
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2020-10-06
Also published as: CN103620155B; MX2013013172A; CN103620155A; NO20110730A1; AU2012258119A1; US20140035281A1; GB2503394B; BR112013029570B1; MX365041B; WO2012156004A3; WO2012156004A2; RU2585996C2; US20140232109A2; GB2503394A; AU2012258119B2; US10041618B2; MX2019005189A; NO334241B1; RU2013155584A; MY164054A

Abstract

UNIDADE DE CONEXÃO A presente invenção está correlacionada a uma unidade de conexão (1), para conec-tar uma primeira e uma segunda extremidade de tubo (201, 301) de respectivos tubos (200, 300). As extremidades de tubos exibem perfis de fechamento de tubo (203, 303) que se opõem na direção externa. Segmentos de fechamento (101) são distribuídos em torno da segunda extremidade de tubo (301) e apresentam uma porção conecta-da (103) e uma porção móvel (105), com perfis de fechamento de segmento (103a, 105a). A porção móvel (105) é articulável entre uma posição de fechamento na dire-ção interna e uma posição liberada na direção externa. Entre os pares de perfis de fechamento opostos é compreendido um primeiro par, incluindo o perfil de fechamento de segmento (103a), que se opõe ao perfil de fechamento de tubo (303) da segunda extremidade de tubo, e um segundo par, em que pelo menos um par exibe uma face inclinada (S1, S2, S3) que é desalinhada com uma distância de desalinhamento (M1, M2, M3) com relação à face oposta inclinada (P1, P2, P3) do perfil, ao qual o dito par se conecta.

Description

"UNIDADE DE CONEXÃO" A presente invenção está correlacionacla a uma unidade de conexão, adequada para proporcionar uma conexão 5 de extremidades de tubo. Especificamente, a invenção se refere a uma unidade de conexão com segmentos de fechamento adaptados para serern dispostos em um estado previamente tensionado, quando na posição de fecharnento.

Antecedentes da Invenção Uma pluralidade de soluções para conexão de duas extremidades de tubo já é conhecida. Especificamente, existem diversas soluções para conexão de segmentos de riser (conjunto de tubulações) a colunas de riser, adequadas para se estender no fundo mar para um poço submarino. Essas colunas de segmentos de riser precisam suportar intensas e variáveis forças e as conexões precisam preservar uma conexão hermética entre cada segmento de riser.

Em alguns tipos de conexões, uma pluralidade de segmentos de fecharnento é disposta sobre as duas extrernidades opostas do tubo. Os segmentos de fechamento possuern perfis de fechamento que se opõem na direção interna, os quais se conectam com perfis de fechamento que se opõem na direção externa, das respectivas extremidades de tubo. A fim de melhor suportar as intensas e variáveis forças, os segmentos de fechamento são providos de um tensionamento prévio, quando na posição de fechamento.

O Pedido de Patente Europeu, EP 367419, descreve esse tipo de conexão. Uma pluralidade de segmentos de fecharnento é forçada errt um modo de engate com as duas extremidades de tubo opostas, por meio de dois anéis de fechamento dispostos externamente. Ao forçar os dois aúéis de fechamento, axiaZmente, numa direção mútua, os segmentos de fechamento são forçados radialmente na direção interna, ,. dentro da posição de fechamento. Os dois anéis de fechamento podem ser movidos na direção axial, mediante atuação de porcas rosqueadas, sobre parafusos que se 5 estendem através dos dois anéis de fechamento. A publicaçào da Patente U.S. No. 4.557.508 descreve uma solução sirnilar, em que um anel de atuação com uma face interna inclinada, força os segrrientos de fechamento na direção interna, dentro da posição de fechamento, quando o mesmo é movido numa direção axial. A publicação da Patente U.S. No. 5.634.671 descreve um conector de riser, tendo urn anel divisor de fechamento, compreendendo perfis internos, que são adaptados para se engatar com perfis de fechamento opostos externos, em ambas as extrernidades de duas extremidades de · tubo de riser adjacente. Os perfis exibem faces deslizantes inclinadas que proporcionam urn tensionamento prévio no anel de fechamento, quando este é forçado radialmente dentro dos perfis de fechamento das extrernidades de tubo. O anel divisor de fechamento se estende axialmente entre as duas extremidades de tubo e conecta as mesrnas, quando na posição de fechamento. Quando na posição de fechamento, urn conjunto de anéis de atuação de came perrrlanêce em contato com o anel de fechamento, a fim de manter o dito anel nessa posição.

'Assim, constitui um objetivo da presente invençào proporcionar uma unidade de conexão adequada para conexão de extremidades de tubos, dispostas de modo coaxial e oposto, em que a unidade de conexão exibe uma extensão radial inclinada e facilita um processo de rápida conexão.

Outros objetivos e vantagens que são obtidos pela invenção irão se destacar da descrição çeral e da descrição de uma modalidade detalhada, apresentadas a seguir.

Descrição da Invenção

! —- —--— —-— — 3/20 * > De acordo com urri primeiro aspecto cla presente invenção, é provida uma unidade de conexão adaptada para se' í conectar com uma primeira e uma segunda extremidade de tubo, de respectivos primeiro e segundo tubos, numa posição 5 em que as extremidades de tubo são coaxialmente dispostas e { mutuarnente apoiadas. As extremidades de tubo exibem perfis de fechamento de tubo que se opõem radialmente para fora, a unidade de conexão compreendendo: i - uma pluralidade de segmentos de fechamento que são 10 distribuídos sobre o perímetro da segunda extremidade de tubo e que apresentam uma porção conectada e uma porção móvel. Cada porção conectada e cada porção móvel apresenta perfis de fecharnento de segmento que se opõem aos perfis de fecharnento de tubo. Além disso, a porção móvel é 15 radialwente articulável, entre uma posição de fechamento articulada para dentro e urna posição liberada articulada para fora, sobre uma seção de articulaçãc'; . - urria luva de retenção, que se estende sobre o perimetro do segundo tubo e que apresenta urn rebaixo retentor que se i 20 projeta axialmente, sob o qual é disposta uma parte da ! porção conectada dos segmentos de fechamento e sob o qual a seção de articulação está localizada; e - uma luva de fixação, que se estende sobre o perímetro do primeiro tubo e que apresenta urn rebaixo de fixação que Slé 25 projeta axialmente, sob o qual é disposta uma parte da porção móvel dos segmentos de fechamento, quando os segmentos de fechamento se encontram na posição de fechamento.

De acordo com a presente invenção, dentre os 30 pares de perfis de fechamento opostos, está compreendido: - um primeiro par, incluindo o perfil de fechamento de segmento da porção conectada e o perfil de fecharnento oposto de tubo, da segunda extremidade de tubo; e q r - urri segundo par, incluindo c) perfil de fechamento de segrnento da porção móvel e o perfil de fechamento oposto de tubo da primeira extremidade de tubo; em que, pelo menos, um dos pares exibe urna face inclinada que é desalinhada corn uma distância de desalinharnento em relação à face oposta inclinada do perfil ao qual o mesmo se conecta. A distância de desalinhamento produz esforços de tração na direção axial nos segmentos de fechamento, quando os mesmos se encontram na posição de fechamento.

lO A expressão "extremidades de tubo" usada na presente descrição deve significar não apenas as extrernidades de tubo propriamente ditas, mas, tarribém, se referir a outros elernentos tubulares tendo uma extremidade em forma de círculo e sendo conectados a outro elemento tubular tendo uma extrernidade no formato de círculo. Em uma modalidade, os perfis de fechamento de segmento da porção conectada e da porção móvel, assim como, os perfis de fecharnento de tubo das primeira e segunda extremidades de tubo, todos, exibem faces de fechamento inclinadas. Uma facê de fechamento inclinada é uma face de perfil de fechamento, adaptada para deslizar ao lonqo cie uma .parte de um perfil de fechamento oposto, com o qual o mesmo se engata. Esse deslizamento resulta em uín impulsionamento dos segmentos de fechamento na direção axial. Desse modo, os segmentos de fechamento são providos de uma força de tensionamento prévio, quando forçados dentro da posição de fechamento.

De acordo com outra modalidade, a unidade de conexão compreende ainda um elemento de expansão, tendo uma porção de material elástico disposta entre os segmentos de fechamento e a segunda extremidade de tubo, ou entre segmentos de fechamento adjacentes. o elemento de expansão empurra os segmentos de fechamento na direção da posição liberada e articulada para fora. Em uma rnodalidade, o

- 5/20 b ¢ r elemento de expansão compreende elementos separados conectados a cada segmento de fechament.o, desse rnodo, inclinando separadamente cada segmento de fechamento. O elemento de expansão pode tambérn se apresentar na forma de 5 um anel, que envolve a primeira extremidade de tubo, entre os segmentos de fechamento e a extremidade de tubo. Uma adicional possibilidade é a disposição de elementos elásticos entre os segmentos de fechamento. Esses elementos irão exercer força sobre os segmentos de fechamento numa 10 direção tangencial (com reiação aos tubos), desse modo, fazendo os mesmos se articularem fora, na posição desconectada. Ao se dispor dos segmentos de fechamento inclinados para fora por meio de um elemento de exparisão, irá facilitar o processo de fechamento, na medida em que a . lS primeira extremidade de tubo pode ser facilmente disposta de modo coaxial, e movida pdra se apoiar corn a seguncia extrerriidade de tubo, sem colidir com os segmentos de fechamento conectados à segunda extremidade de tubo.

De acordo ainda com urrta modalidade da presente 20 invenção, entre os primeiro e segundo pares de perfis de fechamento opostos acima mencionados, pelo menos um par exibe primeiras e segundas faces inclinadas, de cada perfil de fechamento oBosto. Na presente modalidade, as"primeiras faces inclinadas são mais próximas do par oposto do que as 25 segundas faces inclinadas. Além disso, uma primeira distância de desalinhamento entre as primeiras faces inclinadas é menor que urrta segunda distância de desalinharnento entre as segundas faces inclinadas. Ao se ter uma diferença na distância de desalinhamento, se 30 contribui para uma distribuição mais uniforme das forças de tração dentro dos segmentos de fechamento e da extremidade cie tubo, do perfil de fechamento de tubo ern questão.

A luva de fixação pode ser axialmente retrátil no primeiro tubo, e um colar elástico pode ser disposto

0 P axialmente entre a íuva de fixação e uma estrutíjra de suporte. O colar elástico irá, então, inclinar a luva de fixação na direção do segmento de fechamento e impedir uma liberação não idealizada da unidade de conexão.

5 A luva de retenção pode ser também axialmente retrátil no segundo tubo, e um colar elástico pode ser disposto axialmente entre a luva de retenção e uma estrutura de suporte. Uma ou ambas luva de fixação e luva de retenção lO podem ser conectadas e movidas axialmente na respectiva extremidade de tubo por meio de roscas. Alternativamente, as mesmas podem ser dispostas sobre uma superfície · deslizante da extremidade de tubo e retidas na posição axial correta por meio de componentes adjacentes.

Em uma modalidade, as extremidades de tubo são idênticas. Nesse contexto, a expressão "extremidades de tubo idênticas" significa que as extremidades de tubo são idênticas, sem quaisquer elementos fixados, como, por exemplo, a Iuva de retenção- Ao se dispor de extremidades de tubo idênticas, é desnecessário observar a extremidade correta dos tubos quando da montagem da unidade de conexão nas extremidades do tubo.

Os perfis de fechamento de segmento da porção conectada e os perfis de fechamento de segmento da porção móvel dos segmentos de fechamento podem ser idênticos. Em algumas modalidades, por exemplo, quando o elemento de expansão é um anel de expansão fixado à primeira extremidade de tubo, será irrelevante qual extremidade do segmento de fecharrtento é conectada à primeira e segunda extrernidades de tubo. Mediante uma unidade de conexão de acordo com a presente invenção, as primeira e segunda extremidades de tubo podern ser reviradas (ter as bordas dobradas) ou ainda reviradas e não-soldadas.

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¶ §

Em uma modalidade, ao longo da distância axial . dos perfis de fechamento de segmento, assim çomo, entre c)s perfis de fechamento, os segmentos de fechamento constituem a face mais externa da unidade de fechamento, quancio na 5 posição fechada.

Alternativamente, ao longo da distância axial entre os perfis de fechamento, os segmentos de fechamento constituem a face mais externa da unidade de fecharnento, quando na posição de fechamento.

Os segrnentos de fechamento podem corrtpreender lO faces de impulsionamento que se opõem radialmente para fora, em que os segmentos de fechamento são.adaptados para serem articulados na direção interna por meio de uma ferramenta, mediante engate das ditas faces de impulsionamento.

A característica dessa modalidade é que o

15 elernento (ferramenta) que atua sobre os segmentos de fechamento (isto é, as forças dos segmentos de fechamento atuando na posição de fechamento), mediante contato das faces de impulsionarnento, é removido quando a conexão'tiver sido feita.

Essa característica contribui para a produção

20 de urria unidade de conexão rnàiS fina e rnais leve.

Isto é, o componente de atuação é removido enquanto o componente de fixação (luva de fixação) que prende os segmentos de fechamento na sua posição fechada permanece.

O rebaixo saliente da luva de fixação e/ou da 25 luva de retenção pode apresentar um diâmetro interno menor que çi diâmetro externo constituído pelas faces de impulsionamento.

O diâmetro externo constituído pela face externa dos segmentos de fechamento quando na posição de 30 fechamento, pode ser maior que 80% do maior diâmetro externo da unidade de conexão.

Preferivelmente, pode ser maior que 90%. Além disso, a relação entre o diâmetro externo dos perfis de fechamento de tubo e o diâmetro externo dos tubos na seção intermediária dos mesmos pode ser inferior a 1,2 (12/10) e, até mesmo, inferior a 1,1. Essas cqracterísticas resultam do fato de que.a unidade de conexão, de acordo com a presente invenção, é adequada para apresentar uma forma de unidade de conexão mais fina.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é proporcionada uma junta de recondicionarnento ou intervenção de riser, apresentando duas extremidades ax'iais e um furo axial através da mesma, corn um diâmetro interno de pelo menos 2". De acordo com a invenção, ambas as extremidades axiais são idênticas, não sendo soldadas, mas, reviradas, com uma espessura de parede revirada, pelo menos, 1,65 vezes maior que uma espessura de parede de junta de riser, na seção intermediária da junta de riser. Em uma modalidade do segundo aspecto da presente invenção, a extensão do reviramento axial das extremidades axiais é pelo menos oito' vezes rnaior que a espessura de parede de junta de riser, em uma seção intermediária da junta de riser. De acordo corn um terceiro aspecto da presente invenção, é proporcionado um rrtétodo para revirar ou reforçar por meio de dobramento uma extremidade de tubo, de uma junta de recondicionamento ou intervenção de riser, de acordo com o segundo aspecto da invenção. O método compreende: a) aquecer a extremidade do tubo; b) fixar o tubo numa posição fixa; C) puncionar ou pressionar a extremidade do tubo com um componente de reviramento, desse modo, dobrando e re£orçando a extremidade do tubo; d) reposicionar o tubo para urria posição mais próxima do componente de reviramento; e) executar as etapas (b), (C) e {d) duas vezes e, depois; f) executar as etapas (b) e (c).

. b + Exemplo de Modalidade Tendo-se acima descrito a invençãQ em termo"T . gerais, um exernplo detalhado não-limitativo de rnodalidade será agora descrito, fazendo-se referência aos desenhos 5 anexos, nos quais: - a fígura 1 é uma vista erri seção transversal de uma unidade de conexão, de acordo com a invenção, em que duas extremidades de tubo não se encontram ainda conectadas; - a figura 2 é uma vista em seção transversal 10 correspondente à figura i, no entanto, as extremidades de tubo e a unidade de conexão se encontrarn numa posição conectada; - a figura 3 mostra a unidade de conexão a partir de uma direção axial e com os segmentos de fecharricnto numa posição 15 liberada; - a figura 4 mostra a unidade de conexão a partir de urna direção axial e com os segmentos de fechamento numa posição de fechamento; - a figura 5 é uma vista em seção transversal ampliada da 20 unidade de conexão, numa posição conectada; - a figura 6 é uma vista em seção transversal lateral de urn segrnento de fechamento destacado; - a figura 7 é uma vista em seção transversal de um colar elástico e uma luva de fixação; 25 - a figura 8 é uma vista em perspectiva explodida da unidade de conexão, sem as extremidades de tubo; e - a figura 9 rnostra urria vista em seção transversal de uma junta de riser revirada, antes da usinagem dos perfis de fechamento nas extremidades de tubo.

30 A figura 1 mostra uma unidade de conexão (1), de acordo com a presente invenção, em um estado desconectado.

A unidade de conexão (1) está associada a uma primeira extremidade 'de tubo (201) de um primeiro tubo (200) e a uma segunda extremidade de tubo (301) de um segundo tubo (300).

Sobre cada tubo (200, 300), perfis de fechamento . de tubo que se opõern externamente (203, 303) se estendem perifericamente em volta do perímetro das primeira e segunda extremidades de tubo (201, 301), respectivamente.

5 Na seçunda extremidade de tubo (301) são fixados oito segmentos de fechamento (lOi), distribuidos em volta do períwetro da segunda extremidade de tubo (301). Os segmentos de fechamento (101) apresentarrt uma porção conectada (103) e uma porção móvel (105). Uma parte da 10 porção conectada (103) dos segmentos de fechamento (101) é retida sob um rebaixo axialmente saliente (109), de uma luva de retenção (107). A porção móvel (105) é localizada, no estado desconectado mostrado na figura 1, numa posição articulada radialrnente para fora. Os segmentos de 15 fechamento (101) são adaptados para articulação numa direção para dentro e para fora, em torno de uma seção de articulação subjacente ao rebaixo saliente (109) da iuva de retençào (107). A luva de retenção (107) é rosqueada nas roscas 20 de tubo que se opõem externamente {309) do segundo tubo (300) e mantida no lugar por urna contra-porca (lil). Isto é, a contra-porca (111) é prirneiro rosqueada nas roscas do tubo (309) e, cíepois, a luva de retenção (107) é rosqueada nas roscas do tubo (309). Quando da conexão dos segmentos 25 de fechamento (101) à segunda extremidade de tubo (30i), a luva de retenção (107) é girada para se inover numa extensa distância nas roscas de tubo (309). Depois, ao manter a pluralidade de segmentos de fechamento (101) no lugar, conforme mostrado na figura 1, a luva de retenção {107) é 30 movida para trás, na direção oposta, de modo que o rebaixo axialmente saliente (109) é movido sobre a parte final da porção conectada {103) dos segmentos de fecharnento {101) (mostrado à esquerda na figura 1). Quando a luva de retenção {107) se encontrar na posição correta, a contra-

P &

, porca (111) é girada nas roscas do tubo (309), na direção da luva de retenção (107), para travar a iuva de retenção (107) na dita posição.

Quando a luva de retenção (i07) se encontrar na 5 posição de retenção correta, os segrnentos de fechamento (101) podern se articular a urna determinada distância angular na direção racíial, em volta da seção de articulaçãc' localizada abaixo do rebaixo saliente (109), mas, não podem se movimentar fora do engate com o rebaixo saliente (109) e lO a segunda extremidade cie tubo (301). A porção conectada (103) e a porção móvel (105), individualmente, exibem perfis de fechamento de segmento (103a) e (105a), que são adaptados para disposição em urrt engate de fecharnento com os perfis de fechamento de tubo

15 (303) e (203) das segunda e primeira extremidades de tubo {301), {201), respectivamente.

A figura 2 e a figura 5 rnostram um segmento de fechamento {lCli) na posição fechada, onde os perfis de fechamento de segmento (103a), (105a) se encontram em modo de engate com os perfis de fechamento de

20 tubo (303), (203). Nurna face oposta radialmente para dentro da segunda extrernidade de tubo (301), é disposta uma luva de vedação (305). A luva de vedação {305) exibe um diâmetro interno que corresponde substancialrríente ao diâmetro interno dos primeiro e segundo tubos (200), (300). Além 25 disso, na sua superfície oposta radialmente para fora ela compreende dois pares de vedações (307), que são adaptados para promover a vedação contra a primeira e segunda extremidades de tubo (201, 301). Assim, a luva de vedação (305) proporciona uma comunicação de fluido à prova de 30 vazamento entre os furos dos primeiro e segundo tubos (200, 300). Em cada segmento de fechamento (10!) é conectado um elemento de expansão (113). O elemento de expansão {113) é um pedaço de borracha fixado ao segmento de fechamento

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{101) por meio de vulcanização.

O dito elemento cornpreende uma porção de base (113a) conect.ada (vulcanizada) ao segmento de fechamento (10l) e um braço (113b) que se estende parcialmente e radialmente para dentro, e

5 parcialmente numa direção axial.

A figura 1 mostra os segmentos de fechamento (101) numa posição desconectada.

Nessa posição, o braço (li3b) se apóia na segunda extremidade de tubo (301) e, desse rnodo, inclina e articula os segmentos de fechamento (101) na direção da posição lO articulada para fora.

A figura 2 mostra os segrnentos de fechamento {101) na posição de fechamento.

Nessa posição,

os segmentos de fechamento (101) foram articulados na " direção interna e o braço (113b) se tornou flexionado e/ou comprimido, desse modo, tornando possível o movimento de

15 articulação na direção interna.

Ao invés de elementos de expansão separados {113) associados a cada segmento de fechamento (101), tarnbém é possível dispor um anel de expansão envolvendc a segunda extremidade de tubo {301), localizada entre os segmentos de

20 fechamento (101) e a extremidade de tubo (301). Um anel de expansão pode ser montado na extremidade de tubo (301), antes da montagern dos segmentos de fecharnento (101). Outra opção seria vulcanizar os elementos elásticos sobre os lados dos segmentos de fechamento {101), de uma tal maneira

25 que os ditos elementos poderiam exercer uma força dirigida tangencialmente sobre os segmentos de fechamento.

Além de inclinar os segmentos de fechamento na direção externa, é possível, desse rnodo, a provisão de uma tela, que impeça a entrada de detritos por entre e por debaixo dos segrnentos

30 de fecharnento (101). Quando da conexão da prirneira extremidade de tubo {201) com a segunda extremidade de tubo {301), estas são dispostas coaxialmente, conforme mostrado na figura 1, e movidas mutuamente até se apoiarem entre si.

Durante esse

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. movimento, os elementos de expansão (113) mantêm os segmentos de fechamento (iOl) na pa.sição articulada para fora, conforrne mostrado na figura 1. Quando as extremidades de tubo (201, 301) são dispostas dessa maneira, os

5 segmentos de fechamento {101) são articulados radialmente para dentro, conforme a posição de fechamento, por meio de uma ferrarrtenta de fechamento (não mostrado). Nessa posição,

os perfis do segmento de fechamento (103a, 105a) dos segmentos de fechamento (101) se dispõem erri modo de engate lO com os perfis de fechamento de tubo (203, 303). A ferramenta .de fechamento (não rnostrada) pode se engatar com os segmentos de fechamento (101) nas faces de impulsionamento {110) que se opõem radialmente.

Na presente rnodalidade, as faces de irnpulsionamento (110) se estendem

15 entre o canto superior direito e o canto superior esquerdo do segmento de fechamento superior (101), mostrado nas seções transversais das figuras 2 e 5. Conforme rnostrado na figura 2, uma parte terminal da porção móvel (105) dos segmentos de fechamento (101) é

20 presa na posição de fechamento articulada para dentro; por meio de um rebaixo de fixação axialmente saliente (117) de uma luva de fixação (115). A luva de fixação {115) é

, rosqueada nas roscas do tubo {209), na primeira extremidade de tubo (201). A fim de mover os segmentos de fechamento

25 {101) dentro dessa posição, estes segmentos precisam se mover passando pela luva de fixação (115). A fim de possibilitar isso, a luva de fixação (115) é ínovida passando pelas roscas do tubo (209), conforme mostrado na figura 1. Quando os segmentos de fechamento (101) foram

30 articulados para dentro, passando pelo rebaixo de fixação saliente (117), a luva de fixação (115) é movida para trás novamente, para a posição mostrada na figura 2. Nessa posição, o rebaixo saliente (117) se estende numa direção axial sobre uma parte da porção rnóvel (105) dos segmentos

.

14/20 b q de fechamento (101), desse modo, prendendo os mesmos na posição de fechamento.

Adjacente de modo axial à luva de fixação (il5), é disposto um colar elástico (119) (à esquerda da luva de 5 fixação (115) na figura 1). O colar elástico {119) é disposto para inclinar a luva de fixação (115) na direção dos seginentos de fechamento (iOl), a fim de impedir uma liberação não idealizada dos seginentos de fechamento (101) da sua posição de fechamento. Na figura 1, o colar elástico lO (119) é comprimido numa menor extensão axial do que mostrado na figura 2.. O colar elástico (119) pode ser feito de borracha.

Ao invés da contra-porca (111), é possível se dispor cie um colar elástico para inclinar a luva de retenção {107) na direção axial, correspondendo ao colar elástico {119) disposto adjacente à luva de fixação (115).

O colar elástico (119) é disposto sobre uma superfície de suporte (121), disposta radialmente dentro do coLar elástico (119)- A superfície de suporte (121) se estende perifericamente em torno do primeiro tubo (200) e faz parte de urria primeira estrutura de suporte {123) fixada ao primeiro tubo (200). A estrutura de suporte (123) é feita de duas partes, sendo aparafusada no primeiro tubo (200) (conforme pode ser observado na vista explodida da figura 8). A estrutura cornpreende um rebaixo (125), contra o qual o colar elástico {íl9) se apóia, quando o mesmo é comprimido na direção axial.

Ac) invés do colar elástico (119) na superfície de suporte {121) da estrutura de suporte (123), é possivel também se dispor de uma contra-porca, a fim de prender a luva de fixação {115) na sua posição correta nas roscas de tubo (209) da primeira extremidade de tubo (201). Também, ao invés de se prover o rosqueamento da luva de retenção (107) e da luva de fixação (115) nas roscas do tubo (309,

" - 15/20

P * 209), respectivamente, é possível que as mesmas possarn ser dispostas de modo deslizante nurna direção axial, sobre uma superfície de deslizamento, e serera inclinadas na direção do segmento de fechamento por meio de um elemento elástico, tal como, o colar elástico (i19).

Correspondendo à primeira estrutura de suporte (123), fixada em torno do prirneiro tubo (200), uma segunda estrutura de suporte (127) é fixada ao segundo tubo (300).

o objetivo da segunda estrutura de suporte (127) é reter a contra-porca (111) na posição de fixação, assim como, reduzir o movimento sinuoso.

Deve ser observado que, de acordo com a modaíidade exemplificativa descrita, as primeira e segunda extremidades de tubo (201, 301) podern ser, vantajosamente, idênticas. Isto é, as roscas clo tubo (209) da primeira extremidade de tubo (201) correspondem às roscas do tubo {309) da segunda extrernidade de tubo {301). Também, os perfis de fechamento de tubo (203, 303) das primeira e segunda extremidades de tubo (201, 301) são idênticas. Um resultado dessa característica é que não se precisa considerar qual extremidade do tubo é usada corno primeira extremidade de tubo {201) e como segunda extremidade de tubo (301), quando da montagern da unidade de conexão (1) nas extremidades do tubo.

Deve ser também observado que ao se desconsiderar os elementos de expansão (113), os segmentos de fechamento

K (101) podem ser simétricos. Isto é, a porção conectada (103) dos segmentos de fechamento (101) pode ser idêntica à porção móvel (105). Além disso, na presente modalidade, a luva de retenção (107) é idêntica à luva de fixação (115). Essas características facilitam de forrna significativa a montagem da unidade de conexão (1) e reduzem o risco de uina montagem errada.

. As figuras 3 e 4 mostram vistas na direção axial da segunda extremidade de tubo (301), com qs segmentos de fechainento (101) numa posição articulada para fora e para dentro, respectivarnente. 5 A figura 5 é uma vista ampliada da seção transversal mostrada na figura 2, onde a unidade de conexão {1) é mostrada na posição conectada, com os segmentos de fechamento (101) na posição de fechamento articulada para dentro. lO A figura 6 é urrta vista em seção transversal ampliada de uma parte de uma extremidade de tubo (201) e de uma parte de um segmento de fechamento {101). Especificamente, são mostrados os perfis de fechamento de tubo (203) e os perfis de fechamento de segmento (105a). 15 Deverá ser entendido que para a presente modalidade, muito embora os perfis de fecharnento de tubo (203) da primeira extremidade de tubo (201) e os perfis de fechamento de segmento (105a) da porção rnóvel (105) dos segmentos de fechamento (101) sejaín aqui descritos, as características 20 descritas estão também presentes na segunda extrernidade de tubo {301) e porção conectada {103) dos segmentos cíe fechamento (101). Quando a priineira extremidade de tubo (201) é coaxialmente disposta com a segunda extrernidade oposta de

25 tubo {301) e nela se apóia, irá existir uma distância de perfil de tubo {PD) entre o perfil de fechamento de tubo (203) da primeira extremidade de tubo (201) e o perfil de' fechamento de tubo (303) da segunda extremidade de tubo (301). De modo correspondente, existe uma distância de 30 perfil de segmento (SD) entre o perfil de fechamento de segmento (103a) da porção conectada (103) e o perfil de Ílechamento de segmento (105a) da porção móvel {105) do segmento de fechamento (101). Na figura 6, são indicadas a distância de perfil de tubo (PD) e a distância de perfil de k ¢

. segmento (SD). Apenas uma extremidade das ditas distâncias é mostrada.

As extremidades opostas podem corresponder à extremidade mostrada.

Entretanto, os respectivos perfis de fechamento das extremidades opostas podem apresentar outra

5 configuração- A distância do perfil de tubo (PD) e a distância do perfil de segmento (SD) são quase idênticas.

No entanto, existe um pequeno desalinhamento.

A distância do perfil de segrnento (SD) é um pouco mais curta que a distância do lO perfil de tubo (PD). Devido às faces inclinadas {o que será descrito adiante) dos perfis opostos, esse desalinhamento resulta em um tensionamento prévio dos segmentos de fechamento (101), quando na posição de fechamento.

Na modalidade descri-ta com referência à figura 6,

15 o perfil de fechamento de segmento {105a) da porção móvel (105) do segmento de fechamento (101) exibe três faces inclinadas, notadarnente, uma primeira, segunda e terceira face inclinada {Sj, S2, S3). O perfil de fechamento de tubo oposto (203) da prirneira extremidade de tubo (201), 20 correspondentemente, exibe urna primeira, segunda e terceira face inclinada (pi, P2, P3), que são adaptadas para se encaixar com as faces inclinadas opostas {Sj, S2, S3) do perfil de fechamento de segmento (105a). Conforrne mencionado acima, existe um desalinhamento entre a

25 distância do perfil de segmento (SD) e a distância de perfil do tubo {PD). No ponto das primeiras faces inclinadas (Pi, Si) do perfil de fechamento de tubo {203) e do perfil de fechamento de segmento (105a), respectivamente, existe uma primeira distância de

30 desalinhamento (Mi). Além disso, existe uma correspondente segunda distância de desalinhamento (MJ no ponto das segundas faces inclinadas (P2, S2) do perfil de fechamento de tubo {203) e do perfil de fecharnento de segmento {105a),

't C > ! respectivamente. Essa segunda distância de desalinhamento (M2), de acordo com urna modalidade da p.resente invenção, é maior que a primeira distância de desalinhamento (Mi). Isto é, as distâncias de desalinhamento nos diversos pontos dos 5 perfis de fechamento são variadas. Ao se ter M2 maior que M1 resulta erri urna distribuição de força mais uniforrne dentro do segínento de fechamento (101), particularrnente, na área do perfil de fechamento de segmento (105a).

De modo correspondente, existe uma terceira lO distância de desalinhamento (M;j na posição das terceiras faces inclinadas (P3, S3). Para os modelos de segmentos de fechamento (101) e extremidades de tubo (201, 301) mostrados nos desenhos anexos, foi descoberto que a terceira distânci.a de desalinhamento (M3) deverá, 15 preferivelmente, ser mais curta que a segunda distância de desalinharnento (Mzj, entretanto, maior que a primeira distância (Mi). Isso é feito para principalmente aumentar o ternpo de fadiqa dos tubos (700, 300). A distância de desalinhamento pode ser definida 20 como o desalinhamento entre as respectivas faces inclinadas opostas dos perfis de fecharriento, com relação a uma posição na qual os ditos perfis podem se engatar ou encaixar perfeitamente. Em urn encaixe perfeito, esses perfis irão se engatar sem provocar forças nos mesmos, resultantes das 25 faces inclinadas que deslizam entre si.

Deve ser rriencionado que as distâncias de desalinhamento mostracias na figura 6 são acentuadamente exageradas para somente fins ilustrativos. O posicionamento das linhas indicando as distâncias não é colocado de forma 30 precisa, mas, é apenas disposto para mostrar as variações das diferentes distâncias de desalinhamento.

A figura 7 mostra urria vista ern seção transversal .do colar elástico .{119) e da luva de fixação (115) se apoiando sobre o rnesmo.

P 0 A figura 8 é uma vista explodida da unidade de conexão (1), de acordo .com a inverição e corrt a modalidade acima descrita. De modo oposto às figuras 1, 2 e 5, a primeira extremidade de tubo (201) na figura 8 se apresenta no Lado direito e a segunda extrernidade de tubo (301) no lado esquerdo. A figura 9 mostra urri tubo (200) em um estágio antes de os perfis de fechamento de tubo (203) terem sido feitos nas respectivas extremidades de tubo (201). Cada extremidade de tubo {201) é revirada, de tal modo que a espessura da parede de tubo (Tl) na extremidade de tubo seja 1,65 vezes maior que antes do processo de reviramento.

Assirri, a espessura de parede de reviramento (Tl) da extremidade ou borda do ttújQ é 1.,65 vezes maior que a espessura de parede {T) em uma seção intermediária do tubo (200). Além 'disso, a extensão do reviramento da extremidade do tubo (201) é pelo menos 8 vezes maior que a espessura de parede (T) na seção intermediária.

Quando do reviramento da extremidade de tubo {201), o tubo {200) é mantído no lugar durante o puncionarnento da extremidade de tubo com urn componente de reviramento ou máquina de puncionamento (não mostrado). Devido ao grande tamanho do tubo, que na presente modalidade apresenta um diâmetro interno de pelo menos 2" ou de pelo menos 5", o tubo (200) pode se mover de alguma distância devido às forças de puncionarríento. A firn de preparar o tubo para o próximo puncionamento, o mesmo é reposicionado na direção do cornponente de reviramento ou máquina de reviramento. A fim de obter o volume de reviramento (quantidade de borda dobrada) mostrado, a extremidade de tubo (201) é puncionada 3 ou até mesmo 4 vezes, com o componente de puncionamento. Quando da realização do procedimento de puncionamento, a extremidade

'P a do tubo é aquecida, de modo a possibilitar o procedimento de reviramento.

Ao invés de puncionar a extremidade de tubo aquecida com o componente de reviramento, o dito componente 5 de reviramento pode ser tarnbém adaptado para pressionar a extremidade de tubo, por exernplo, por meio de pressionamento hidráulico. Deve ser obsérvado que o tubo (200) mostrado na figura 9 é apenas um princípio de esboço. Uína junta de tubo . lO de riser seria, tipicarnente, rnuito rnaior, se comparada a essa espessura. Deve ser observado que na descrição acima, os termos como primeira extremidade de tubo e segunda extremidade de tubo são usados apenas para descrever as 15 modalidades mostradas nos desenhos. Corrto deverá ser entendido por um especialista versado na técnica, as primeira e segunda extremidades de tubo podem modificar de locais. Além disso, uma variedade de combinações das características e modalidades alternativas descritas acima 20 será possível, desde que dentro do escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas.

Claims

? * REIVINDICAÇÕES

1. Unidade de conexão (1), adaptada para conectar urna primeira e urna segunda extremidade de tubo {201, 301) de respectivos primeiro e segundo tubos (200, 300), numa posição em que as extremidades de tubo são coaxialmente dispostas e se apóiam entre si, em que as extremidades de tubo (201, 301) exibem perfis de fechamento de tubo (203, 303) que se opõem radialrnente para fora, e em que a unidade lO de conexão compreende: - uma pluralidade de segmentos de fechamento (101) que são distribuídos sobre o perímetro da segunda extremidade de tubo {301) e que apresentam urrta porção conectada {103) e uma porção móvel (105), cada porção conectada e cada porçào móvel apresentando perfis de fechamento de segmento {103a, 105a) que se opõem aos perfis de fechamento do tubo (303, 203),' e em que a porção móvel (105) é radialmente articulável, entre uma posição de fechamento articulada para dentro e uma posição liberada articulada para fora, sobre uma seção de articulação; - uma luva de retenção" (107) que se estende sobre o perímetro do segundo tubo {300) e que apresenta um rebaixo retentor que se projeta axialmente (109), sob q qual é disposta uma parte da porção conectada {103) dos segmentos de techamento (101) e sob o qual a seção de articulação está localizada; - uma luva de fixação (115), que se estende sobre Õ perimetro do primeiro tubo (200) e que apresenta um rebaixo de fixação que se projjeta axialmente (117), sob c) qual é disposta urna parte da porção rnóvel (105) dos segmentos de fechamento {101), quando os segmentos de fechamento se encontram na posição de fechamento; caracterizada pelo fato de que entre os pares dos perfis opostos de fechamento está compreendido:

- um primeiro par, incluindo o perfil de fechamento de segmento (103a) da porção conectada {103) e o perfil de fechamento oposto de tubo {303), da segunda extremidade de tubo (301); e - um segundo par, incluindo o perfil de fechamento de segmento (105a) da porção móvel (105) e o perfil oposto de fechamento de tubo (203) da primeira extremidade de tubo (201); pelo menos, um dos pares exibe uma face inclinada {Sj, S2, S3) que é desalinhada com uma distância de desalinhamento (M1, M2, M;j errt relação à face oposta inclinada (Pi, P2, P3) do perfil ao qual o mesrrio se conecta, o que produz esforço de tração na direção axial nos segmentos cle fechamento, quando os mesmos se encontram na posição de fechamento; e em que: os" segmentos de fechamento (101) compreendem faces de atuação que se opõern radialmente para fora {110) e são adaptados para serem articulados na direção interna por meio de uma ferramenta, mediante engate das ditas faces de .

atuação (110); e em que: os segmentos de fechamento {lOl) permanecem na posição fechada quando a ferramenta é removida e quando a luva de fixação {115) prende os segmentos de fechamento (iOl) na posição de fechamento.

2. Unidade de conexão, de acordo com a reivindicação 1, caraeterízada pelo fato de que os perfis de fechamento de segmento (103a, 105a) da porção conectada (103) e da parte móvel (105), assim como, os perfis de fechamento de tubo (203, 303) das primeira e segunda extremidades de tubo (201, 301), todos, exibem faces de fechamento inclinadas (Sj, S2, S3, Pi, P2, P3).

P

3. Unidade de conexão, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, earacterízada pelo fato de que a unidade compreende ainda um elemento de expansão (113), compreendendo uma porção de material elástico disposta 5 entre os segmentos de fechamento (101) e a segunda extrernidade de tubo {301), ou entre os segmentos de fechamento adjacentes (101), desse modo, forçando os segmentos de fechamento (101) na direção da posição liberada, articuíada na direção externa.

10

4. Unidade de conexão, de acordo com a reivindicação 1, caracterízada pelo fato de que dentre os primeiro e segundo pares, pelo rnenos urri par exibe primeira e segunda faces inclinadas (Sj, S2, Pi, P2) de cada perfil 15 oposto de fechamento (203, 105a, 303, 103a), em que as primeiras faces inclinadas {Sj, Pi) se encontram mais próximas ao par oposto do que as segundas faces inclinadas (S2, P2), e em que uma primeira distância de desalinhainento (Mi) entre as primeiras faces inclinadas (Sj, Pi) é menor 20 que uma segunda distância de desalinhamento (M2) entre as segundas faces inclinadas (S2, P2).

5. Unidade de conexão, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterízada pelo fato de que a 25 luva de fixação (115) é axialmente retrátil no primeiro tubo (200), e em que um colar elástico (119) é disposto axialmente entre a luva de fixação (115) e uma estrutura de suporte {125), o colar elástico (119) inclinando a luva de fixação (115) na direção dos segmentos de fechamento {101).

30

6. Unidade de conexão, de aeordo com uma das reivindicações anteriores, caracterízada pelo fato de que a luva de retenção (i07) é axialmente retrátil no segundo tubo (300), e em que um colar elástico (119) é disposto axialmente entre a luva de retenção (107) e uma estrutura de suporte (127), o colar elástico (119) inclinando a luva de fixação (115) na direção dos segmentos de fechamento (101).

5

7. Unidade de conexão, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterízada pelo fato de que ao longo da distância axial dos perfis do segmento de fechamento (103a, 105a), assim como, entre os perfis de fechamento (103a, 105a), os segmentos de fechamento (101) constituem a face rrtais externa da unidade de fechamento (1), quando na posição de fechamento.

8. Unidade de conexão, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caraeterízada pelo fato de que o rebaixo saliente (117) da luva de fixação (115) apresenta um diâmetro interno menor que c) diâmetro externo constituído pelas faces de atuação (110), e em que o rebaixo saliente {117) é adaptado para apoiar outra porção dos segmentos de fechamento (101), diferente de suas faces de atuação {liO).

9. Método de conexão de uma primeira e uma segunda extremidade de tubo (201, 301) de respectivos primeiro e segundo tubos (200, 300), numa posição em que as extremidades do tubo são coaxialrnente dispostas e se opõem entre si, em que cada das extremidades de tubo (201, 301) exibe perfis de fechamento de tubo que se opõem radialmente para fora (203, 303), e diversos segmentos de fecharriento (101) são cíistribuídos sobre o perímetro da segunda extremidade de tubo (301), e uma porção conectada {103) dos ' segmentos de fechamento (101) é fixada à segunda extremidade de tubo (301), em que os segmentos de fechamento (101) são articulados para fora em torno de uma seção de articulação quando numa posição desconectada, caracterízado pelo fato de que o dito rriétodo corripreende as etapas de: a) dispor as duas extremidades de tubo {201, 301) na dita posição, de modo coaxial e oposto; b) com uma ferramenta, conectar as faces de atuação (110)

que se opõem radialmente para fora dos segmentos de fechamento (101) e articular os segmentos de fechamento (101) na direção interna, dentro da posição de fechamento,

na qual os perfis de fechamento (103a, 105a) dos segmentos de fechamento (101) se encontram eiu modo de engate com os perfis de fechamento de tubo (203, 303);

c) prender os segmentos de fechamento (lOl) na posição de fechamento com uma luva de fixação (115); e, depois,

d) remover a ferramenta.

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