BR112016010792B1

BR112016010792B1 - Sistema e método

Info

Publication number: BR112016010792B1
Application number: BR112016010792-6A
Authority: BR
Inventors: Loc Gia Hoang
Original assignee: Cameron Technologies Limited
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2022-05-24
Also published as: SG10201804474QA; CA2928981C; GB2535662B; CA2928981A1; BR112016010792A2; US20150144816A1; WO2015080905A2; GB2535662A; WO2015080905A3; US10767784B2

Abstract

válvula de porta com sistema pneumático para aplicação de cisalhamento. a presente invenção refere-se a um segundo acionador pneumático configurado para acoplar a uma válvula de porta, em que o segundo acionador pneumático é configurado para aplicar uma força suplementar a uma porta da válvula de porta, em que a força suplementar suplementa uma força de acionamento de um primeiro acionador da válvula de porta.

Description

ANTECEDENTES

[001] A presente invenção refere-se aos vários aspectos da técnica que podem ser relacionados aos vários aspectos da presente invenção, que são descritos e/ou reivindicados a seguir. Acredita-se que esta discussão seja útil em fornecer ao leitor as informações dos antecedentes para facilitar uma melhor compreensão dos vários aspectos da presente invenção. Por conseguinte, deve ser compreendido que essas indicações devem ser lidas dentro desta luz, e não como admissões da técnica anterior.

[002] Em determinadas aplicações, uma estrutura (por exemplo, um cabo ou uma tubulação) pode bloquear o fechamento de uma válvula, tal como uma válvula de porta. Sob determinadas condições, pode ser desejável cortar o cabo ou a tubulação para permitir o fechamento da válvula, enquanto é mantida a integridade da vedação da válvula por um período de uso prolongado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[003] Várias características, aspectos e vantagens da presente invenção tornar-se-ão mais bem compreendidos quando a descrição detalhada a seguir for lida com referência às figuras em anexo, nas quais os mesmos caracteres representam partes idênticas em todas as figuras, nas quais:

[004] a Figura 1 é um diagrama esquemático de uma válvula de porta exemplificadora que tem um acionador com um sistema pneumático;

[005] a Figura 2 é um diagrama esquemático de uma outra modalidade da válvula de porta que tem o acionador com o sistema pneumático;

[006] a Figura 3 é um diagrama esquemático de uma modalidade da válvula de porta que tem o acionador com o sistema pneumático;

[007] a Figura 4 é um diagrama esquemático de uma modalidade da válvula de porta que tem o acionador com o sistema pneumático;

[008] a Figura 5 é um diagrama esquemático de uma modalidade da válvula de porta que tem o acionador com o sistema pneumático; e

[009] a Figura 6 é um diagrama esquemático de uma modalidade da válvula de porta que tem o acionador com o sistema pneumático. DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES ESPECÍFICAS

[0010] Uma ou mais modalidades específicas da presente invenção serão descritas a seguir. Essas modalidades descritas são apenas exemplificadoras da presente invenção. Além disso, em um esforço para fornecer uma descrição concisa dessas modalidades exemplificadoras, todas as características de uma implementação real podem não ser descritas no relatório descritivo. Deve ser apreciado que, no desenvolvimento de uma implementação real, tal como em qualquer projeto de engenharia ou desenho, numerosas decisões específicas de implementação devem ser tomadas para atingir os objetivos específicos dos desenvolvedores, tal como a conformidade com as restrições relacionada ao sistema e relacionadas ao negócio, que podem variar de uma implementação a outra. Além disso, deve ser apreciado que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas no entanto deve ser um empreendimento rotineiro de projeto, fabricação e manufatura para os elementos versados na técnica que tem o benefício da presente invenção.

[0011] As modalidades da presente invenção incluem uma válvula de porta que tem um acionador com um sistema pneumático. Mais especificamente, o acionador inclui um sistema pneumático configurado para criar uma força suplementar para suplementar uma força de acionamento gerada por um sistema de acionamento do acionador. Por exemplo, o sistema pneumático pode usar um gás pressurizado (por exemplo, ar, nitrogênio, ou um outro gás inerte) para criar a força suplementar que age no sistema de acionamento (por exemplo, acionador impelido por mola, acionador elétrico, acionador magnético, ou qualquer combinação dos mesmos). Desta maneira, a força suplementar pode cooperar com a força de acionamento gerada pelo sistema de acionamento para melhorar o acionamento da válvula de porta. Em determinadas modalidades, o sistema pneumático pode ser adicionado aos desenhos de válvulas de porta existentes para melhorar a operação das válvulas de porta sem aumentar o tamanho dos acionadores de válvula de porta existentes.

[0012] A Figura 1 ilustra uma modalidade de uma válvula de porta 10 que tem um acionador 12 e um sistema pneumático 14. Especificamente, o sistema pneumático 14 do acionador 12 pode suplementar um outro sistema de acionamento (por exemplo, o sistema de acionamento 16) do acionador 12. Por exemplo, o sistema de acionamento 16 do acionador 12 pode ser uma mola, um pistão hidráulico, ou um outro sistema de acionamento (por exemplo, acionador impelido por mola, acionador elétrico, acionador magnético, ou qualquer combinação dos mesmos). Na maneira descrita a seguir, o sistema pneumático 14 permite o uso de válvulas de porta 10 (por exemplo, as válvulas de porta existentes) com grandes furos e/ou altas pressões ou qualquer outra combinação de tamanhos de furo e da pressão operacional ao usar o sistema de acionamento 16, enquanto é reduzida a quantidade de força mecânica ou torque necessária para abrir e fechar a válvula de porta 10. Em outras palavras, o sistema pneumático 14 gera uma força de acionamento suplementar para suplementar uma força de acionamento aplicada à válvula de porta 10 pelo sistema de acionamento 16. Em consequência disso, a operação da válvula de porta 10 pode ser melhorada sem aumentar o tamanho do sistema de acionamento 16.

[0013] A válvula de porta 10 é em geral configurada para controlar um fluxo de fluido através da válvula de porta 10 em várias aplicações. Por exemplo, a válvula de porta 10 pode ser empregada nas aplicações que estão relacionadas às indústrias de óleo e gás, indústrias de geração de energia, indústrias petroquímicas, e outras ainda. Em aplicações de campos de óleo, a válvula de porta 10 pode ser acoplada a uma árvore de natal (não mostrada) que controla a extração do fluido da produção de um poço. A válvula de porta 10 tem um furo (por exemplo, o furo 30) que pode ser adaptado para a aplicação em questão. Por exemplo, o furo da válvula de porta 10 pode ter pelo menos cerca de 3 polegadas de diâmetro. Em outras modalidades, a válvula de porta 10 inclui um furo menor que pode ser menor do que cerca de 5 polegadas. Em determinadas modalidades, a válvula de porta 10 é configurada para operar a uma alta pressão de pelo menos cerca de 10.000 libras por polegada quadrada (psi). Em algumas modalidades, a válvula de porta 10 é configurada para operar a uma pressão mais baixa do que cerca de 10.000 libras por polegada quadrada. Além disso, em determinadas modalidades, a válvula de porta 10 pode ser usada para cisalhar um cabo, a tubulação da bobina, ou uma outra obstrução. Isto é, a válvula de porta 10 pode ser configurada para aplicar uma força de cisalhamento para romper a obstrução e permitir o curso de uma porta 22.

[0014] Tal como acima mencionado, a válvula de porta 10 inclui o acionador 12 que tem o sistema pneumático 14 e o sistema de acionamento 16. Por exemplo, o sistema de acionamento 16 pode ser uma mola, um pistão hidráulico, ou um outro sistema de acionamento. O sistema pneumático pode incluir um acumulador de ar, uma fonte de ar de oficina, uma bexiga pressurizada disposta em torno do acionador 12, um compressor, um pistão motorizado, ou uma outra fonte do gás. O acionador 12 é acoplado a um corpo 18 da válvula de porta 10. Por exemplo, o acionador 12 pode ser acoplado a uma porção superior do corpo 18 através de um capô 20. Alternativamente, a válvula de porta 10 pode incluir um único corpo acoplado ao acionador 12. O corpo 18 pode ser feito de ferro fundido, ferro dúctil, aço ao carbono fundido, bronze de canhão, aço inoxidável, ligas de aço, ligas resistentes à corrosão, e/ou de aços forjados. A válvula de porta 10 inclui a porta 22 disposta dentro de uma cavidade 24 do corpo 18, e a porta 22 é configurada para se mover entre uma posição aberta e uma posição fechada dentro da cavidade 24. Tal como ilustrado, a porta 22 é disposta na posição aberta. O corpo 18 da válvula de porta 10 inclui uma entrada 26 e uma saída 28 configuradas para um fluxo de um fluido através de um furo 30 do corpo 18 rumo a uma passagem 32 da válvula de porta 10. Em determinadas modalidades, a saída 28 podem agir como uma entrada, permitindo o fluxo de fluido para a passagem 32 proveniente de um ou outro lado da válvula de porta 10. Por exemplo, em algumas modalidades, a entrada 26 pode agir como uma saída e a saída 28 pode agir como uma entrada.

[0015] Além disso, tal como acima mencionado, a válvula de porta 10 pode ser configurada para cisalhar um cabo, a tubulação da bobina, ou um outro membro tubular. Na modalidade ilustrada, um cabo 34 estende-se através do furo 30 e da passagem 32 do corpo 18 da válvula de porta 10. Na maneira descrita em detalhes a seguir, quando a porta 22 da válvula de porta 10 se move de uma posição aberta para uma posição fechada, a porta 22 cisalha o cabo 34, permitindo desse modo que a porta 22 feche sem remover a obstrução, neste caso o cabo 34.

[0016] A válvula de porta 10 é configurada para abrir e fechar em resposta a uma força de acionamento do acionador 12. Em particular, o sistema de acionamento 16 aplica uma força (por exemplo, uma força linear) a uma haste 36 que acopla a porta 22 ao acionador 12. Além disso, o sistema pneumático 14 aplica uma força suplementar (por exemplo, uma força linear suplementar) para aumentar a força total do acionador 12 que age na haste 36. Desta maneira, a operação da válvula de porta 10 pode ser melhorada. Tal como discutido em detalhes a seguir, o acionador 12 pode ser controlado de maneira tal que somente o sistema pneumático 14 seja usado para acionar a válvula de porta 10, somente o sistema de acionamento 16 seja usado para acionar a válvula de porta 10, ou o sistema pneumático 14 e o sistema de acionamento 16 sejam usados para acionar a válvula de porta 10. Em outras palavras, o acionador 12 pode ter múltiplos modos de operação.

[0017] A Figura 2 ilustra uma modalidade da válvula de porta 10 que tem o acionador 12 com o sistema pneumático 14, ilustrando a válvula de porta 10 em uma posição aberta. Na modalidade ilustrada, o sistema de acionamento 16 do acionador 12 inclui uma mola 50 impelida de encontro a um pistão 52 dentro de uma câmara de pistão 54. Em operação, a mola 50 impele o pistão 52 em uma direção 56, desse modo forçando a porta 22 da posição aberta para a posição fechada mostrada na Figura 3.

[0018] Tal como acima mencionado, o acionador 12 também inclui o sistema pneumático 14, que pode suplementar o sistema de acionamento 16. Por exemplo, o acionador 12 pode ter múltiplos modos de operação em que o sistema de acionamento 16 é operado, o sistema pneumático 14 é operado, ou o sistema de acionamento 16 e o sistema pneumático 14 são operados para acionar a válvula de porta 10. Na modalidade ilustrada, o sistema pneumático 14 inclui uma primeira fonte de gás 58 e uma segunda fonte de gás 60. No entanto, em outras modalidades, a primeira fonte de gás 58 pode ser um sistema hidráulico ou elétrico configurado para aplicar uma força. As primeira e a segunda fontes de gás 58 e 60 podem incluir acumuladores de ar, fontes de ar de oficina, cápsulas ou vasos pressurizados, ou outras fontes de gás apropriadas para suprir um ar pressurizado. A primeira fonte de gás 58 super um gás pressurizado à câmara de pistão 54 em um primeiro lado 62 do pistão 52 através de uma porta 64 do acionador 12. Em particular, a primeira fonte de gás 58 pode suprir um gás pressurizado ao primeiro lado 62 do pistão 52 a fim de impelir o pistão 52 em uma direção 66, desse modo comprimindo a mola 50 e forçando a porta 22 para a posição aberta mostrada na Figura 2. Em determinadas modalidades, a primeira fonte de gás 58 pode suprir um gás ao primeiro lado 62 do pistão 52 a uma pressão de cerca de 10 a 10.000 psi, cerca de 20 a 5.000 psi, cerca de 30 a 1000 psi, cerca de 40 a 500 psi, ou cerca de 50 a 100 psi.

[0019] A Figura 3 ilustra uma modalidade da válvula de porta 10 que tem o acionador 12 com o sistema pneumático 14, ilustrando a válvula de porta 10 em uma posição fechada. Na modalidade ilustrada, a primeira fonte de gás 58 (ou a fonte de energia hidráulica ou elétrica) pode ser fechada. Em consequência disso, a mola 50 impelida contra o pistão 52 força o pistão 52 na direção 56, empurrando desse modo o fluido (por exemplo, gás ou fluido hidráulico) no primeiro lado 62 da câmara de pistão 54 para fora da câmara de pistão 54 através da porta 64. A válvula de porta 10 move-se então para a posição fechada mostrada. Isto é, a porta 22 move-se através da passagem 32 da válvula de porta 10 e cisalha o cabo 34. Na modalidade ilustrada, a porta 22 cisalha o cabo 34 em dois lugares, desse modo rompendo o cabo 34 e criando uma porção cisalhada separada 70 do cabo 34. No entanto, em outras modalidades, a porta 22 pode cisalhar o cabo 34 em um local.

[0020] Tal como acima mencionado, o sistema pneumático 14 do acionador 12 pode suplementar a força gerada pelo sistema de acionamento 16. Na modalidade ilustrada, a segunda fonte de gás 60 do sistema pneumático 14 pode suplementar a força exercida no pistão 52 pela mola 50 do sistema de acionamento 16. Mais especificamente, a segunda fonte de gás 60, que pode ser um acumulador de ar, fonte de ar de oficina, ou uma outra fonte de gás, pode suprir um gás pressurizado em um segundo lado 72 da câmara de pistão 54 através de uma porta 74 do acionador 12. O gás pressurizado da segunda fonte de gás 60 e a mola 50 podem combinar para impelir o pistão 52 na direção 56, forçando desse modo a porta 22 para a posição fechada tal como mostrado. Na posição fechada, a porta 22 pode cisalhar o cabo 34 e bloquear o fluxo de fluido através da passagem 32 da válvula de porta 10. A primeira fonte de gás 58 pode suprir um gás ao primeiro lado 62 do pistão 52 a uma pressão de cerca de 10 a 10.000 psi, cerca de 20 a 5.000 psi, cerca de 30 a 1.000 psi, cerca de 40 a 500 psi, ou cerca de 50 a 100 psi. As pressões de gás aplicadas pela primeira fonte de gás 58 e pela segunda fonte de gás 60 podem ser reguladas para controlar ainda mais o acionamento da válvula de porta 10. Isto é, as pressões de gás aplicadas pela primeira fonte de gás 58 e pela segunda fonte de gás 60 podem ser reguladas para suplementar o sistema de acionamento 16 e também para controlar a posição da porta 22 (por exemplo, entre as posições aberta e fechada).

[0021] Com a suplementação da força aplicada à porta 22 pelo sistema de acionamento 16 com uma força suplementar gerada pelo sistema pneumático 14, o tamanho ou a força do sistema de acionamento 16 podem ser reduzidos. Desta maneira, forças maiores podem ser aplicadas à porta 22 durante a operação da válvula de porta 10 sem aumentar o tamanho ou o desenho do sistema de acionamento 14. Em consequência disso, em determinadas modalidades, o sistema pneumático 14 pode ser aplicado aos desenhos de válvulas de porta existentes 10, melhorando desse modo a operação das válvulas de porta existentes 10. Por exemplo, o sistema pneumático 14 pode melhorar a operação da válvula de porta 10 em circunstâncias de emergência, ou em outras circunstâncias quando a operação acelerada da válvula de porta 10 é desejável.

[0022] A Figura 4 ilustra uma modalidade da válvula de porta 10 que tem o acionador 12 com o sistema pneumático 14 que tem uma bexiga previamente carregada (por exemplo, pressurizada) 100 disposta em torno do sistema de acionamento 16. Tal como mostrado, a bexiga 100 é presa ou fixadas em torno do sistema de acionamento 16 com as braçadeiras 102. Uma primeira braçadeira 104 prende uma extremidade da bexiga 100 ao capô 20 da válvula de porta 10, e uma segunda braçadeira 106 prende uma outra extremidade da bexiga 100 a um aro 108 da válvula de porta 10. Dessa maneira, a bexiga 100 define um volume vedado 110 em torno do mecanismo de acionamento 16.

[0023] Tal como acima mencionado, a bexiga 100 pode ser previamente carregada ou pressurizada com um gás 112. Isto é, o volume vedado 110 da bexiga 100 pode ser preenchido com o gás 112. O volume vedado 110 da bexiga 100 é exposto ao segundo lado da câmara de pistão 54 pela porta 74. Por conseguinte, o gás pressurizado 112 dentro do volume vedado 110 da bexiga 100 pode entrar na câmara de pistão 54 e exercer uma força no pistão 52 na direção 56, impelindo desse modo a porta 22 para a posição fechada mostrada na Figura 3. A força exercida no pistão 52 pelo gás 112 é combinada com a força que age no pistão 52 pela mola 50. Dessa maneira, o gás pressurizado 112 suplementa a força de acionamento da mola 50, aumentando desse modo a força total que age na porta 22. Desta maneira, a operação da válvula de porta 10 pode ser melhorada. Por exemplo, o sistema de acionamento 16 e o sistema pneumático 14 podem combinar para aplicar uma força de cisalhamento maior ao cabo 34 com a porta 22, permitindo desse modo o cisalhamento do cabo 34 e/ou cisalhar mais facilmente o cabo 34 e melhorar o desempenho da válvula de porta 10.

[0024] Além da bexiga previamente carregada 100 disposta em torno do sistema de acionamento 16, o sistema pneumático 14 na modalidade ilustrada também inclui a primeira fonte de gás 58. A primeira fonte de gás 58 supre um gás pressurizado (por exemplo, uma pressão de controle) ao primeiro lado 62 da câmara de pistão 54 através da porta 64 do sistema de acionamento 16. Na presente modalidade, o gás suprido pela primeira fonte de gás 58 é suprido à porta 64 por um conduto 114 (por exemplo, uma mangueira) que se estende através da bexiga 100. O conduto 114 e a bexiga 100 podem ser formados como uma peça única ou uma peça integrada. Uma vez que a primeira fonte de gás 58 supre o gás pressurizado ao primeiro lado 62 da câmara de pistão 54, o gás pressurizado exerce uma força no pistão 52 na direção 66, forçando desse modo a porta 22 para a posição aberta. A pressão de gás aplicada pela primeira fonte de gás 58 pode ser regulada para controlar a posição da porta 22 (por exemplo, entre as posições aberta e fechada).

[0025] A Figura 5 ilustra uma outra modalidade da válvula de porta 10 que tem o acionador 12 com o sistema pneumático 14. Na modalidade ilustrada, o sistema pneumático 14 inclui um sistema de pistão carregado 120 adicionado ao aro 108 da válvula de porta 10. Mais especificamente, o sistema de pistão carregado 120 inclui um pistão 122 acoplado a uma haste de válvula 124 da válvula de porta 10. O sistema de pistão carregado 120 inclui uma câmara de pistão 126 que é carregada (isto é, pressurizada) com um gás pressurizado 128. O gás pressurizado 128 impele o pistão 122 do sistema de pistão carregado 120 para a direção 56. Uma vez que a haste de válvula 124 da válvula de porta 10 é acoplada ao pistão 52 do sistema de acionamento 16, o gás pressurizado 128 também impele o pistão 52 na direção 56, forçando desse modo a porta 22 para a posição fechada. Além disso, a força exercida pelo gás pressurizado 128 no pistão 122 é combinada com a força exercida no pistão 52 pela mola 50 do sistema de acionamento 16. Dessa maneira, o sistema de pistão carregado 120 e o sistema de acionamento 16 forçam de maneira cooperativa a porta 22 para a posição fechada.

[0026] Além disso, a modalidade ilustrada inclui a primeira fonte de gás 58. Tal como descrito similarmente acima, a primeira fonte de gás 58 supre o gás pressurizado (por exemplo, uma pressão de controle) ao primeiro lado 62 da câmara de pistão 54 para exercer uma força no pistão 52 na direção 66, forçando desse modo a porta 22 para a posição aberta. Dessa maneira, na maneira descrita a seguir, a pressão de gás aplicada pela primeira fonte de gás 58 pode ser regulada para controlar a posição da porta 22 (por exemplo, entre as posições aberta e fechada).

[0027] A Figura 6 ilustra uma modalidade da válvula de porta 10 que tem o acionador 12 com o sistema pneumático 14, ilustrando um controlador 150 configurado para regular a operação da válvula de porta 10. Especificamente, o controlador 150 pode ser configurado para regular a pressão do gás suprido pela primeira e/ou segunda fontes de gás 58 e 60 à câmara de pistão 54. Desta maneira, o controlador 150 pode regular a operação da válvula de porta 10. Isto é, o controlador 150 pode regular a posição da porta 22 da válvula de porta 10 (por exemplo, entre as posições aberta e fechada). Para essa finalidade, o controlador 150 pode ser configurado para regular a operação das válvulas ou de outros dispositivos do controle de fluxo das primeira e segunda fontes de gás 58 e 60 para regular a pressão ou o fluxo do gás ao primeiro e segundo lados 62 e 72 da câmara de pistão 54. Por exemplo, para acionar a válvula de porta 10 em uma posição aberta, o controlador 150 pode operar de modo a aumentar o fluxo e/ou a pressão do gás suprido ao primeiro lado 62 da câmara de pistão 54 pela primeira fonte de gás 58. O controlador 150 pode operar de modo a reduzir o fluxo e/ou a pressão do gás suprido ao segundo lado 72 da câmara de pistão 54 pela segunda fonte de gás 60. Mais especificamente, o controlador 150 pode controlar as primeira e a segunda fontes de gás 58 e 60 de maneira tal que a força que age no pistão 52 gerada pelo gás suprido pela primeira fonte de gás 58 (por exemplo, na direção 66) é maior do que a força que age no pistão 52 gerado pela mola 50 e o gás suprido pela segunda fonte de gás 60 (por exemplo, na direção 56). Em consequência disso, o pistão 52 será forçado na direção 66, abrindo desse modo a válvula de porta 10.

[0028] Similarmente, para acionar a válvula de porta 10 em uma posição fechada, o controlador 150 pode operar de modo a aumentar o fluxo e/ou a pressão do gás suprido ao segundo lado 72 da câmara de pistão 54 pela segunda fonte de gás 60. Além disso, o controlador 150 pode operar de modo a reduzir o fluxo e/ou a pressão do gás suprido ao primeiro lado 62 da câmara de pistão 54 pela primeira fonte de gás 58. O controlador pode controlar as primeira e a segunda fontes de gás 58 e 60 de maneira tal que a força que age no pistão 52 gerado pelo gás suprido pela primeira fonte de gás 58 (por exemplo, na direção 66) é menor do que a força que age no pistão 52 gerado pela mola 50 e o gás suprido pela segunda fonte de gás 60 (por exemplo, na direção 56). Em consequência disso, o pistão 52 será forçado na direção 56, desse modo fechando a válvula de porta 10 e cisalhando o cabo 34.

[0029] Além disso, em determinadas modalidades, o controlador 150 pode regular a operação da primeira e/ou segunda fontes de gás 58 e 60 com base no feedback, tal como o feedback dos sensores 152. Por exemplo, os sensores 152 podem ser sensores de temperatura, sensores de posição, sensores de pressão, e assim por diante. Em determinadas modalidades, um ou mais dos sensores 152 podem ser configurados para medir uma pressão dentro do primeiro lado 62 da câmara de pistão 54, do segundo lado 72 da câmara de pistão 54, na primeira fonte de gás 58, na segunda fonte de gás 60, e assim por diante.

[0030] O controlador 150 também pode ser configurado para regular modos diferentes de operação do acionador 12. Por exemplo, em determinadas circunstâncias (por exemplo, operação normal do acionador 12), o controlador 150 pode ser configurado para operar somente o sistema de acionamento 16 para acionar a válvula de porta 10. Similarmente, em outras circunstâncias (por exemplo, se o sistema de acionamento 16 falhar), o controlador 150 pode operar somente o sistema pneumático 14 para acionar a válvula de porta 10. Em condições temporárias, de emergência ou incomuns, o controlador 150 pode ser configurado para operar o sistema pneumático 14 e o sistema de acionamento 16 para acionar a válvula de porta 10. O controlador 150 pode ser controlado remotamente (por exemplo, na superfície) para operar o acionador 12 (por exemplo, o sistema pneumático 14 e/ou o sistema de acionamento 16).

[0031] As modalidades da presente invenção incluem a válvula de porta 10 que tem o acionador 12 com o sistema pneumático 14. Mais especificamente, o acionador 12 inclui o sistema pneumático 14 configurado para criar uma força suplementar para suplementar uma força de acionamento gerada pelo sistema de acionamento 16 do acionador 12. Por exemplo, o sistema pneumático 14 pode usar um gás pressurizado para criar a força suplementar que age no sistema de acionamento 16. A força suplementar pode cooperar com a força de acionamento gerada pelo sistema de acionamento 16 para melhorar o acionamento da válvula de porta 10. Em determinadas modalidades, o sistema pneumático 14 pode ser adicionado aos desenhos de válvulas de porta existentes 10 para melhorar a operação das válvulas de porta 10 sem aumentar o tamanho dos sistemas de acionamento de válvulas de porta existentes 16.

[0032] Embora a invenção possa ser suscetível a várias modificações e a formas alternativas, as modalidades específicas estiveram mostradas a título de exemplo nos desenhos e descritas em detalhes neste documento. No entanto, deve ser compreendido que a invenção não se presta a ficar limitada às formas particulares divulgadas. Ao invés disso, a invenção deve cobrir todas as modificações, equivalentes, e alternativas que se enquadram dentro do caráter e do âmbito da invenção tal como definido pelas reivindicações anexas a seguir.

Claims

1. Sistema caracterizado por compreender: uma válvula de porta (10) compreendendo: um corpo (18) compreendendo uma cavidade (24) disposta ao longo de um caminho de fluxo de fluido, em que o caminho de fluxo de fluido é configurado para receber uma linha (34) que se estende longitudinalmente ao longo do caminho de fluxo de fluido; uma porta (22) configurada para se mover ao longo da cavidade (24) entre uma posição aberta e uma posição fechada para cisalhar a linha (34); um primeiro acionador (12) compreendendo pelo menos uma mola (50) configurada para inclinar a porta (22) em direção à posição fechada com uma força de desvio, em que a pelo menos uma mola (50) é subdimensionada de modo que a força de desvio seja insuficiente para permitir que a porta (22) deslize através da linha (34); um primeiro pistão (52) acoplado a um eixo e ao primeiro atuador em um primeiro lado do primeiro pistão (52); um primeiro atuador de fluido compreendendo um segundo pistão (122) e um primeiro gás pressurizado configurado para aplicar uma primeira força pneumática suplementar contra o segundo pistão (122) em uma direção comum com a força de desvio para mover a porta (22) em direção à posição fechada, o segundo pistão (122) acopla-se ao eixo; um segundo atuador de fluido compreendendo um armazenamento de um segundo gás pressurizado configurado para aplicar uma segunda força pneumática suplementar contra o primeiro pistão (52) na direção comum com a força de polarização para mover a porta (22) em direção à posição fechada; e um controlador (150) configurado para controlar a liberação do segundo gás pressurizado do armazenamento para fornecer a segunda força pneumática suplementar que combina com a força de polarização para criar uma força cumulativa, em que o controlador (150) é configurado para aumentar uma pressão do segundo gás pressurizado até que a força cumulativa seja suficiente para permitir que a porta (22) se mova através da linha (34) e complete um movimento da posição aberta para a posição fechada.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo acionador (12) de fluido compreende um primeiro suprimento de gás configurado para aplicar uma primeira pressão de gás na direção comum com a força de polarização e um segundo suprimento de gás configurado para aplicar uma segunda pressão de gás em uma direção oposta à força de polarização.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a linha (34) é um cabo de aço.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a válvula de porta (10) tem o primeiro atuador e o segundo atuador de fluido dispostos internamente dentro de um volume selado.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender: um primeiro sensor (152) de pressão configurado para detectar uma primeira pressão no primeiro lado do primeiro pistão (52) e emitir um primeiro sinal indicativo da primeira pressão; e um segundo sensor (152) de pressão configurado para detectar uma segunda pressão no segundo lado do primeiro pistão (52) e emitir um segundo sinal indicativo da segunda pressão; em que o controlador (150) é configurado para se comunicar com o primeiro sensor (152) de pressão e o segundo sensor (152) de pressão, e o controlador (150) é responsivo aos primeiro e segundo sinais para regular a força cumulativa que é suficiente para permitir que a porta (22) deslize através da linha (34) e complete o movimento da posição aberta para a posição fechada.

6. Sistema caracterizado por compreender: um conjunto de válvula (10) compreendendo: um corpo (18) com uma cavidade (24) disposta ao longo de um caminho de fluxo de fluido; um membro (22) de válvula configurado para se mover na cavidade (24) entre uma posição aberta e uma posição fechada em relação ao caminho do fluxo de fluido; um primeiro atuador (12) compreendendo pelo menos uma mola (50) configurada para desviar o membro (22) de válvula com uma primeira força em uma primeira direção entre a posição aberta e a posição fechada, em que pelo menos uma mola (50) é subdimensionada, de modo que a primeira força seja insuficiente para permitir que o membro (22) de válvula corte através de uma obstrução no caminho de fluxo de fluido; um primeiro pistão (52) acoplado a um eixo e ao primeiro atuador em um primeiro lado do primeiro pistão (52); um segundo atuador compreendendo um segundo pistão (122) e um primeiro gás pressurizado configurado para desviar o membro (22) da válvula com uma segunda força na primeira direção entre a posição aberta e a posição fechada; e um terceiro atuador compreendendo um armazenamento de um segundo gás pressurizado configurado para desviar o membro (22) da válvula com uma terceira força na primeira direção entre as posições aberta e fechada; em que o conjunto da válvula (10) é configurado para fornecer uma força cumulativa que combina a primeira, a segunda e a terceira força do respectivo primeiro, segundo e terceiro atuadores, e o conjunto da válvula (10) é configurado para aumentar uma pressão fornecida pelo segundo gás pressurizado até que a força cumulativa seja suficiente para permitir que o membro (22) da válvula corte através da obstrução e complete um movimento a partir da posição aberta para a posição fechada.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a obstrução compreende um cabo (34) de aço ou tubo disposto ao longo do caminho de fluxo de fluido.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o conjunto de válvula (10) tem o primeiro e o segundo atuadores são dispostos internamente dentro dos respectivos volumes selados.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o primeiro pistão (52) é disposto entre uma primeira câmara de fluido e uma segunda câmara de fluido, e o primeiro atuador é pelo menos parcialmente disposto na primeira câmara de fluido.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o armazenamento do segundo gás pressurizado compreende um primeiro suprimento de gás configurado para regular uma primeira pressão da primeira câmara de fluido e um segundo suprimento de gás configurado para regular uma segunda pressão da segunda câmara de fluido.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender um controlador (150) configurado para controlar o terceiro atuador para influenciar o membro (22) da válvula com a terceira força na primeira direção entre a posição aberta e a posição fechada, aumentando a primeira pressão da primeira câmara de fluido e diminuindo a segunda pressão da segunda câmara de fluido.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o controlador (150) é configurado para controlar o terceiro atuador para influenciar o membro (22) da válvula com uma segunda força em uma segunda direção oposta à direção comum entre a posição aberta e a posição fechada, diminuindo a primeira pressão da primeira câmara de fluido e aumentando a segunda pressão da segunda câmara de fluido.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o primeiro pistão (52) é acoplado ao membro (22) da válvula com o eixo, o primeiro atuador é disposto sobre o eixo e influencia o primeiro pistão (52), o terceiro atuador é configurado para desviar o primeiro pistão (52), e uma parede externa se estende ao redor e sela um volume tendo o primeiro e terceiro atuadores.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o segundo atuador compreende uma parede que encerra completamente uma câmara de gás pressurizada tendo o primeiro gás pressurizado.

15. Método caracterizado por compreender: ajustar um caminho de fluxo de fluido com um conjunto de válvula (10) tendo um membro (22) de válvula que se move através de uma cavidade (24) entre uma posição aberta e uma posição fechada em relação ao caminho de fluxo de fluido; polarizar o membro (22) de válvula com uma primeira força em uma primeira direção entre a posição aberta e a posição fechada usando um primeiro atuador compreendendo pelo menos uma mola (50), em que a pelo menos uma mola (50) é subdimensionada de modo que a primeira força seja insuficiente para permitir que o membro (22) de válvula corte através de uma obstrução disposta ao longo do caminho do fluxo de fluido; e polarizar o membro (22) de válvula com uma segunda força na primeira direção entre a posição aberta e a posição fechada usando um segundo atuador compreendendo um primeiro gás pressurizado; polarizar o membro (22) da válvula com uma terceira força na primeira direção entre as posições aberta e fechada usando um terceiro atuador compreendendo um segundo gás pressurizado; e controlar o conjunto da válvula (10) para fornecer uma força cumulativa que combina a primeira, a segunda e a terceira forças do respectivo primeiro e segundo atuadores, em que o controle compreende aumentar a pressão fornecida pelo segundo gás pressurizado até que a força cumulativa seja suficiente para permitir que o membro da válvula deslize através da obstrução e conclua um movimento da posição aberta para a posição fechada.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o segundo atuador compreende uma parede que encerra completamente uma câmara de gás pressurizada tendo o primeiro gás pressurizado.