BR112013029570B1

BR112013029570B1 - Unidade de conexão

Info

Publication number: BR112013029570B1
Application number: BR112013029570-8A
Authority: BR
Inventors: Nguyen Hy; Hãll Kent; Waerstad 0Ystein
Original assignee: Aker Solutions As
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2021-06-29
Also published as: CN103620155B; MX2013013172A; CN103620155A; NO20110730A1; AU2012258119A1; US20140035281A1; GB2503394B; MX365041B; WO2012156004A3; WO2012156004A2; RU2585996C2; US20140232109A2; GB2503394A; BR112013029570A2; 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

A presente invenção está correlacionada a uma unidade de conexão, adequada para proporcionar uma conexão de extremidades de tubo. Especificamente, a invenção se refere a uma unidade de conexão com segmentos de fechamento adaptados para serem dispostos em um estado previamente tensionado, quando na posição de fechamento.

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 fechamento é disposta sobre as duas extremidades opostas do tubo. Os segmentos de fechamento possuem 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 fechamento é forçada em um modo de engate com as duas extremidades de tubo opostas, por meio de dois anéis de fechamento dispostos externamente. Ao forçar os dois anéis de fechamento, axialmente, 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 publicação da Patente U.S. No. 4.557.508 descreve uma solução similar, em que um anel de atuação com uma face interna inclinada, força os segmentos de fechamento na direção interna, dentro da posição de 10 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 um anel divisor de fechamento, compreendendo perfis internos, que são adaptados para se engatar com perfis de fechamento opostos 15 externos, em ambas as extremidades de duas extremidades de tubo de riser adjacente. Os perfis exibem faces deslizantes inclinadas que proporcionam um tensionamento prévio no anel de fechamento, quando este é forçado radialmente dentro dos perfis de fechamento das extremidades de tubo. 0 anel 20 divisor de fechamento se estende axialmente entre as duas extremidades de tubo e conecta as mesmas, quando na posição de fechamento. Quando na posição de fechamento, um conjunto de anéis de atuação de carne permanece em contato com o anel de fechamento, a fim de manter o dito anel nessa posição.

Assim, constitui um objetivo da presente invenção 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 geral e da descrição de uma modalidade detalhada, apresentadas a seguir.

Descrição da Invenção

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provida uma unidade de conexão adaptada para se 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 mutuamente apoiadas. As extremidades de tubo exibem perfis de fechamento de tubo que se opõem radialmente para fora, a unidade de conexão compreendendo: 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 fechamento de segmento que se opõem aos perfis de fechamento de tubo. Além disso, a porção móvel é 15 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, que se estende sobre o perímetro do segundo tubo e que apresenta um rebaixo retentor que se 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 um rebaixo de fixação que se 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 fechamento oposto de tubo, da segunda extremidade de tubo; e - um segundo par, incluindo o perfil de fechamento de segmento da porção móvel e o perfil de fechamento oposto de tubo da primeira extremidade de tubo; em que, pelo menos, um dos pares exibe uma face inclinada 5 que é desalinhada com uma distância de desalinhamento 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.

A expressão "extremidades de tubo" usada na presente descrição deve significar não apenas as extremidades de tubo propriamente ditas, mas, também, se referir a outros elementos tubulares tendo uma extremidade em forma de circulo e sendo conectados a outro elemento 15 tubular tendo uma extremidade no formato de circulo.

Em uma modalidade, os perfis de fechamento de segmento da porção conectada e da porção móvel, assim como, os perfis de fechamento de tubo das primeira e segunda extremidades de tubo, todos, exibem faces de fechamento 20 inclinadas. Uma face de fechamento inclinada é uma face de perfil de fechamento, adaptada para deslizar ao longo de uma .parte de um perfil de fechamento oposto, com o qual o mesmo se engata. Esse deslizamento resulta em um impulsionamento dos segmentos de fechamento na direção 25 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 30 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 modalidade, o elemento de expansão compreende elementos separados conectados a cada segmento de fechamento, desse modo, inclinando separadamente cada segmento de fechamento. O elemento de expansão pode também 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 relação 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 expansão, irá facilitar o processo de fechamento, na medida em que a 15 primeira extremidade de tubo pode ser facilmente disposta de modo coaxial, e movida para se apoiar com a segunda extremidade de tubo, sem colidir com os segmentos de fechamento conectados à segunda extremidade de tubo.

De acordo ainda com uma 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 oposto. 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 uma segunda distância de desalinhamento 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 de tubo, do perfil de fechamento de tubo em questão.

A luva de fixação pode ser axialmente retrátil no primeiro tubo, e um colar elástico pode ser disposto axialmente entre a luva de fixação e uma estrutura 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.

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 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 luva 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 fechamento é conectada à primeira e segunda extremidades de tubo.

Mediante uma unidade de conexão de acordo com a presente invenção, as primeira e segunda extremidades de tubo podem ser reviradas (ter as bordas dobradas) ou ainda reviradas e não-soldadas.

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

Os segmentos de fechamento podem compreender 10 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 elemento (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 impulsionamento, é removido quando a conexão■tiver sido feita. Essa característica contribui para a produção 20 de uma unidade de conexão mais fina e mais 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 o 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 i ser inferior a 1,2 (12/10) e, até mesmo, inferior a 1,1.

Essas características 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 recondicionamento ou intervenção de riser, apresentando duas extremidades axiais e um furo axial através da mesma, com um diâmetro interno de pelo menos 2". De acordo com a invenção, ambas as 10 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 maior que a espessura de parede de junta de riser, em uma seção intermediária da junta de riser.

De acordo com um terceiro aspecto da presente 20 invenção, é proporcionado um método 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 reforçando a extremidade do tubo; d) reposicionar o tubo para uma 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). . Exemplo de Modalidade Tendo-se acima descrito a invenção em termos gerais, um exemplo detalhado não-limitativo de modalidade será agora descrito, fazendo-se referência aos desenhos 5 anexos, nos quais: - a figura 1 é uma vista em 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 1, no entanto, as extremidades de tubo e a unidade de conexão se encontram numa posição conectada; - a figura 3 mostra a unidade de conexão a partir de uma direção axial e com os segmentos de fechamento numa posição 15 liberada; - a figura 4 mostra a unidade de conexão a partir de uma 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 um segmento de fechamento destacado; - a figura 7 é uma vista em seção transversal de um colar elástico e uma luva de fixação; - a figura 8 é uma vista em perspectiva explodida da unidade de conexão, sem as extremidades de tubo; e - a figura 9 mostra uma vista em seção transversal de uma junta de riser revirada, antes da usinagem dos perfis de fechamento nas extremidades de tubo.

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 opõem externamente (203, 303) se estendem perifericamente em volta do perímetro das primeira e segunda extremidades de tubo (201, 301), respectivamente.

Na segunda extremidade de tubo (301) sâo fixados oito segmentos de fechamento (101), distribuídos em volta do perímetro da segunda extremidade de tubo (301) . Os segmentos de fechamento (101) apresentam 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 radial mente 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 luva de retenção (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 uma contra-porca (111). Isto é, a contra-porca (111) é primeiro rosqueada nas roscas do tubo (309) e, depois, 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 (301), a luva de retenção (107) é girada para se mover 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 fechamento (101) (mostrado à esquerda na figura 1). Quando a luva de retenção (107) se encontrar na posição correta, a contra- porca (111) é girada nas roscas do tubo (309), na direção da luva de retenção (107), para travar a luva de retenção (107) na dita posição.

Quando a luva de retenção (107) se encontrar na 5 posição de retenção correta, os segmentos de fechamento (101) podem se articular a uma determinada distância angular na direção radial, em volta da seção de articulação localizada abaixo do rebaixo saliente (109), mas, não podem se movimentar fora do engate com o rebaixo saliente (109) e 10 a segunda extremidade de 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 um engate de fechamento 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 mostram um segmento de fechamento (101) 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). Numa face oposta radialmente para dentro da segunda extremidade de tubo (301) , é disposta uma luva de vedação (305). A luva de vedação (305) exibe um diâmetro interno que corresponde substancialmente ao diâmetro interno dos primeiro e segundo tubos (200), (300). Além disso, na sua superficie 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 (101) é conectado um elemento de expansão (113). O elemento de expansão (113) é um pedaço de borracha fixado ao segmento de fechamento (101) por meio de vulcanização. O dito elemento compreende uma porção de base (113a) conectada (vulcanizada) ao segmento de fechamento (101) 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 (113b) se apóia na segunda extremidade de tubo (301) e, desse modo, inclina e articula os segmentos de fechamento (101) na direção da posição 10 articulada para fora. A figura 2 mostra os segmentos 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 possivel o movimento de 15 articulação na direção interna.

Ao invés de elementos de expansão separados (113) associados a cada segmento de fechamento (101), também é possivel dispor um anel de expansão envolvendo 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 montagem dos segmentos de fechamento (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 possivel, desse modo, a provisão de uma tela, que impeça a entrada de detritos por entre e por debaixo dos segmentos 30 de fechamento (101).

Quando da conexão da primeira 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 movimento, os elementos de expansão (113) mantêm os segmentos de fechamento (101) na posição articulada para fora, conforme mostrado na figura 1. Quando as extremidades de tubo (201, 301) são dispostas dessa maneira, os segmentos de fechamento (101) são articulados radialmente para dentro, conforme a posição de fechamento, por meio de uma ferramenta de fechamento (não mostrado). Nessa posição, os perfis do segmento de fechamento (103a, 105a) dos segmentos de fechamento (101) se dispõem em modo de engate 10 com os perfis de fechamento de tubo (203, 303).

A ferramenta de fechamento (não mostrada) pode se engatar com os segmentos de fechamento (101) nas faces de impulsionamento (110) que se opõem radialmente. Na presente modalidade, as faces de impulsionamento (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 mostrado 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 movida 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 móvel (105) dos segmentos de fechamento (101), desse modo, prendendo os mesmos na posição de fechamento.

Adjacente de modo axial à luva de fixação (115), é disposto um colar elástico (119) (à esquerda da luva de 5 fixação (115) na figura 1). 0 colar elástico (119) é disposto para inclinar a luva de fixação (115) na direção dos segmentos de fechamento (101), a fim de impedir uma liberação não idealizada dos segmentos de fechamento (101) da sua posição de fechamento. Na figura 1, o colar elástico 10 (119) é comprimido numa menor extensão axial do que mostrado na figura 2.. 0 colar elástico (119) pode ser feito de borracha.

Ao invés da contra-porca (111), é possivel se dispor de um colar elástico para inclinar a luva de 15 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 20 estende perifericamente em torno do primeiro tubo (200) e faz parte de uma 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 25 figura 8). A estrutura compreende um rebaixo (125), contra o qual o colar elástico (119) se apóia, quando o mesmo é comprimido na direção axial.

Ao invés do colar elástico (119) na superfície de suporte (121) da estrutura de suporte (123), é possível 30 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, 209), respectivamente, é possivel que as mesmas possam ser dispostas de modo deslizante numa direção axial, sobre uma superfície de deslizamento, e serem inclinadas na direção do segmento de fechamento por meio de um elemento elástico, 5 tal como, o colar elástico (119).

Correspondendo à primeira estrutura de suporte (123), fixada em torno do primeiro 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 10 contra-porca (111) na posição de fixação, assim como, reduzir o movimento sinuoso.

Deve ser observado que, de acordo com a modalidade exemplificativa descrita, as primeira e segunda extremidades de tubo (201, 301) podem ser, vantajosamente, 15 idênticas. Isto é, as roscas do tubo (209) da primeira extremidade de tubo (201) correspondem às roscas do tubo (309) da segunda extremidade de tubo (301) . Também, os perfis de fechamento de tubo (203, 303) das primeira e segunda extremidades de tubo (201, 301) são idênticas. Um 20 resultado dessa característica é que não se precisa considerar qual extremidade do tubo é usada como primeira extremidade de tubo (201) e como segunda extremidade de tubo (301), quando da montagem 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 (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 30 luva de retenção (107) é idêntica à luva de fixação (115).

Essas características facilitam de forma significativa a montagem da unidade de conexão (1) e reduzem o risco de uma montagem errada.

As figuras 3 e 4 mostram vistas na direção axial da segunda extremidade de tubo (301), com os segmentos de fechamento (101) numa posição articulada para fora e para dentro, respectivamente.

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.

A figura 6 é uma 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) .

Deverá ser entendido que para a presente modalidade, muito embora os perfis de fechamento de tubo (203) da primeira extremidade de tubo (201) e os perfis de fechamento de segmento (105a) da porção móvel (105) dos segmentos de fechamento (101) sejam aqui descritos, as características 20 descritas estão também presentes na segunda extremidade de tubo (301) e porção conectada (103) dos segmentos de fechamento (101).

Quando a primeira extremidade de tubo (201) é coaxialmente disposta com a segunda extremidade 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 fechamento 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 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 segmento (SD) é um pouco mais curta que a distância do 10 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 descrita 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, notadamente, uma primeira, segunda e terceira face inclinada (Si, S2, S3) . 0 perfil de fechamento de tubo oposto (203) da primeira extremidade de tubo (201), 20 correspondentemente, exibe uma primeira, segunda e terceira face inclinada (Pi, P2, P3) , que são adaptadas para se encaixar com as faces inclinadas opostas (Si, S2, S3) do perfil de fechamento de segmento (105a). Conforme 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 (MJ .

Além disso, existe uma correspondente segunda distância de desalinhamento (M2) no ponto das segundas faces inclinadas (P2, S2) do perfil de fechamento de tubo (203) e do perfil de fechamento de segmento (105a), respectivamente. Essa segunda distância de desalinhamento (M2) , de acordo com uma modalidade da presente 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 Mi resulta em uma distribuição de força mais uniforme dentro do segmento de fechamento (101), particularmente, na área do perfil de fechamento de segmento (105a).

De modo correspondente, existe uma terceira 10 distância de desalinhamento (M3) 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 distância de desalinhamento (M3) deverá, 15 preferivelmente, ser mais curta que a segunda distância de desalinhamento (M2) , entretanto, maior que a primeira distância (Mi) . Isso é feito para principalmente aumentar o tempo de fadiga dos tubos (200, 300).

A distância de desalinhamento pode ser definida 20 como o desalinhamento entre as respectivas faces inclinadas opostas dos perfis de fechamento, com relação a uma posição na qual os ditos perfis podem se engatar ou encaixar perfeitamente. Em um encaixe perfeito, esses perfis irão se engatar sem provocar forças nos mesmos, resultantes das 25 faces inclinadas que deslizam entre si.

Deve ser mencionado que as distâncias de desalinhamento mostradas 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 uma vista em seção transversal do colar elástico (119) e da luva de fixação (115) se apoiando sobre o mesmo.

A figura 8 é uma vista explodida da unidade de conexão (1), de acordo com a invenção e com a modalidade acima descrita. De modo oposto às figuras 1, 2 e 5, a primeira extremidade de tubo (201) na figura 8 se apresenta 5 no lado direito e a segunda extremidade de tubo (301) no lado esquerdo.

A figura 9 mostra um tubo (200) em um estágio antes de os perfis de fechamento de tubo (203) terem sido feitos nas respectivas extremidades de tubo (201). Cada 10 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. Assim, a espessura de parede de reviramento (Tl) da extremidade ou borda do tubo é 1,65 vezes maior que a 15 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. 20 Quando do reviramento da extremidade de tubo (201), o tubo (200) é mantido no lugar durante o puncionamento da extremidade de tubo com um componente de reviramento ou máquina de puncionamento (não mostrado). Devido ao grande tamanho do tubo, que na presente ■ 25 modalidade apresenta um diâmetro interno de pelo menos 2" i ou de pelo menos 5", o tubo (200) pode se mover de alguma distância devido às forças de puncionamento. A fim de preparar o tubo para o próximo puncionamento, o mesmo é reposicionado na direção do componente de reviramento ou 30 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 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 também adaptado para pressionar a extremidade de tubo, por exemplo, por meio de pressionamento hidráulico.

Deve ser observado que o tubo (200) mostrado na figura 9 é apenas um principio de esboço. Uma junta de tubo 10 de riser seria, tipicamente, muito maior, 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. Como 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

1. Unidade de conexão (1), adaptada para conectar uma primeira e uma 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 radialmente para fora, e em que a unidade 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 uma porção conectada (103) e uma porção móvel (105), cada porção conectada e cada porção 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 o qual é disposta uma parte da porção conectada (103) dos segmentos de fechamento (101) e sob o qual a seção de articulação está localizada; - uma luva de fixação (115), que se estende sobre o perímetro do primeiro tubo (200) e que apresenta um rebaixo de fixação que se projeta axialmente (117), sob o qual é disposta uma parte da porção móvel (105) dos segmentos de fechamento (101), quando os segmentos de fechamento se encontram na posição de fechamento; em 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 (S1, S2, S3) que é desalinhada com uma distância de desalinhamento (M1, M2, M3) em relação à face oposta inclinada (P1, P2, P3) do perfil ao qual o mesmo se conecta, o que produz esforço de tração na direção axial nos segmentos de fechamento, quando os mesmos se encontram na posição de fechamento; caracterizada pelo fato de que: - os segmentos de fechamento (101) são adaptados para serem articulados na direção interna para a posição de fechamento por meio de um componente de atuação , e permanecer na posição de fechamento quando dito componente é removido da unidade de conexão (1).

2. Unidade de conexão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada 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 (S1, S2, S3, P1, P2, P3).

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

4. Unidade de conexão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que dentre os primeiro e segundo pares, pelo menos um par exibe primeira e segunda faces inclinadas (S1, S2, P1, P2) de cada perfil oposto de fechamento (203, 105a, 303, 103a), em que as primeiras faces inclinadas (S1, P1) se encontram mais próximas ao par oposto do que as segundas faces inclinadas (S2, P2), e em que uma primeira distância de desalinhamento (M1) entre as primeiras faces inclinadas (S1, P1) é menor 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, caracterizada pelo fato de que a 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).

6. Unidade de conexão, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a luva de retenção (107) 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).

7. Unidade de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que as extremidades dos tubos são idênticas.

8. Unidade de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que os perfis do segmento de fechamento (103a) da porção conectada (103) e os perfis do segmento de fechamento (105a) da porção movível (105) dos segmentos de fechamento são idênticos.

9. Unidade de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que as primeira e segunda extremidades de tubo são reviradas ou ainda reviradas e não-soldadas.

10. Unidade de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada 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 mais externa da unidade de fechamento (1), quando na posição de fechamento.

11. Unidade de conexão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o rebaixo saliente (117) da luva de fixação (115) apresenta um diâmetro interno menor que o diâmetro externo constituído pelas faces de atuação (110).

12. Unidade de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o diâmetro externo constituído pela face externa dos segmentos de fechamento (101) quando na posição de fechamento, é maior que 80% do maior diâmetro externo da unidade de conexão.

13. Unidade de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a relação entre o diâmetro externo dos perfis de fechamento de tubo e o diâmetro externo dos tubos na seção intermediária dos mesmos é inferior a 1,2 (12/10).

14. Unidade de conexão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que as extremidades dos tubos (201, 301) são extremidades de tubos de RISER (200, 300).

15. 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 coaxialmente 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), em que a unidade de conexão compreende: - diversos segmentos de fechamento (101) que são distribuídos sobre o perímetro da segunda extremidade de tubo (301), e uma porção conectada (103) e uma porção movível (105), a porção conectada e a porção movível ambas tendo perfis de fechamento de segmento (103a, 105a) se opondo aos perfis de fechamento de tubo (303, 203), e onde a porção movível (105) é radialmente movível entre uma posição de fechamento articulada para dentro e uma posição livre articulada para fora, em torno de 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 o qual é disposta uma parte da porção conectada (103) dos segmentos de fechamento (101) e sob o qual a seção de articulação está localizada; - uma luva de fixação (115), que se estende sobre o perímetro do primeiro tubo (200) e que apresenta um rebaixo de fixação que se projeta axialmente (117), sob o qual é disposta uma parte da porção móvel (105) dos segmentos de fechamento (101), quando os segmentos de fechamento se encontram na posição de fechamento; onde, 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 (S1, S2, S3) que é desalinhada com uma distância de desalinhamento (M1, M2, M3) em relação à face oposta inclinada (P1, P2, P3) do perfil ao qual o mesmo se conecta, o que produz esforço de tração na direção axial nos segmentos de fechamento, quando os mesmos se encontram na posição de fechamento; o método compreendendo as seguintes etapas: 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 em modo de engate com os perfis de fechamento de tubo (203, 303); c) prender os segmentos de fechamento (101) na posição de fechamento com uma luva de fixação (115); caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a seguinte etapa: d) remover o componente de atuação.