BR112016011465B1

BR112016011465B1 - Conexão tubular

Info

Publication number: BR112016011465B1
Application number: BR112016011465-5A
Authority: BR
Inventors: Baozhi Zhu; Joseph W. Pallini; Thomas Steen; William R. Patterson Jr.
Original assignee: Vetco Gray, Inc
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2021-10-19
Also published as: CN105980755A; CN105980755B; WO2015077464A2; GB2535078A; WO2015077464A3; US20150145247A1; GB2535078B; SG11201603474WA; GB201607869D0; WO2015077464A8; BR112016011465A8; US10428594B2

Abstract

conexões tubular e método para unir membros tubulares trata-se de uma conexão que é estabelecida entre um conector de pino e um conector de caixa definidos em um par de membros tubulares, tais como segmentos de invólucro no campo de aproveitamento de óleo e gás. o conector de pino e o conector de caixa incluem recursos para a proteção de superfícies de vedação metálica durante montagem, desmontagem, transporte e manuseio dos membros tubulares. o conector de pino inclui um flanco de penetração com uma superfície de flanco anular afunilada para dentro no mesmo e uma projeção de alinhamento que se estende para fora em relação à superfície de vedação metálica do lado do pino em uma direção normal a um ângulo de cone definido pela superfície de flanco anular afunilada para dentro. a projeção de alinhamento engata superfícies internas do conector de caixa para alinhar de maneira concêntrica o conector de pino com o conector de caixa e, assim, protege as superfícies de vedação metálica de danos que pode do contrário resultar de colisões entre o conector de pino e o conector de caixa.

Description

PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido reivindica o benefício e a prioridade do Pedido de Patente Provisório no U.S. 61/907.687, intitulado “Alignment Guide Feature for Metal to Metal Seal Protection on Mechanical Connections and Couplings", depositado em 22 de novembro de 2013, que é incorporado ao presente documento a título de referência em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção refere-se em geral a membros tubulares de conexão, por exemplo, no campo de aproveitamento de óleo e gás. Em particular, a invenção se refere ao alinhamento e à conexão de membros tubulares adjacentes dentro de um furo de poço, por exemplo, a instalação de um segmento de invólucro em um furo de poço para formar uma vedação fluida com um segmento de invólucro adjacente.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Uma variedade de operações de furo de poço inclui a conexão de membros tubulares adjacentes, tais como cano, coluna de perfuração, seções de coluna de ascensão, segmentos de invólucro e similares. Algumas das juntas estabelecidas entre os membros tubulares podem empregar vedações de metal para metal para formar conexões à prova de fluidos. Frequentemente, os membros tubulares incluem superfícies que são integrais com a estrutura metálica dos membros tubulares. Tais vedações integrais podem ser formadas rapidamente e a um custo inferior, ao metal distinto ou componentes de vedação elastoméricos. Os componentes de vedação distintos precisam ser colocados entre os membros tubulares durante a composição ou montados em um ou ambos os membros tubulares antes de serem abaixados para o furo de poço. Um desafio de trabalhar com vedações de metal para metal integrais é evitar danos ao acabamento de superfície nas superfícies de vedação e, assim, facilitar a formação eficaz de conexões à prova de fluidos.

[004] Os membros tubulares, e o equipamento de campo petrolífero usado para transportar e manusear os membros tubulares, são frequentemente grandes e pesados. Desse modo, montar os membros tubulares um no outro sem causar danos às superfícies de vedação pode ser difícil. Por exemplo, devido às massas grandes dos membros tubulares e do equipamento de campo petrolífero, até mesmo colisões de baixa velocidade podem produzir força suficiente para danificar as superfícies de vedação enquanto tenta pousar ou alinhar um membro tubular. Portanto, os guias de penetração, blindagens, revestimentos protetores ou outros protetores adicionais são frequentemente fornecidos para proteger as superfícies de vedação de metal para metal. Esses protetores adicionam custo e, dependendo do design de protetor, podem ser desalojados de um membro tubular e perdidos. Em alguns casos, a remoção desses protetores pode ser necessária onde interferem com os estágios finais de montagem, tal(is) como a(s) rotação(ões) final(is) de um conector de pino rosqueado após ser penetrado em um conector de caixa de um membro tubular adjacente. A remoção desses protetores pode desacelerar o processo de montagem e deixa as superfícies de vedação expostas durante um estágio de montagem em que as superfícies de vedação estão em risco.

[005] A luz do mencionado acima, uma demanda existe para proteger as superfícies de vedação de metal para metal em membros tubulares sem a necessidade de fornecer protetores distintos. Também, uma demanda é reconhecível para proteger as superfícies de vedação durante a composição final após os conectores de pino e de caixa serem penetrados juntos.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[006] Uma conexão tubular é descrita que tem recursos para a proteção de superfícies de vedação definidas em um par de membros tubulares. Em alguns casos, ambas as superfícies de vedação e os recursos protetores podem ser integrais para a geometria e/ou a estrutura metálica dos membros tubulares. Em alguns casos, os recursos protetores operam para alinhar de maneira concêntrica os membros tubulares e, assim, proteger as superfícies de vedação de colisões. A proteção das superfícies de vedação pode facilitar o estabelecimento de uma vedação à prova de fluidos entre os membros tubulares.

[007] De acordo com uma realização da invenção, uma conexão tubular inclui um primeiro membro tubular que tem um conector de caixa definido em uma extremidade superior da mesma. O conector de caixa define um primeiro eixo geométrico longitudinal e inclui roscas ou outros recursos de conjugação internos ao longo de uma superfície interna do mesmo. Uma superfície de vedação metálica do lado da caixa é definida na superfície interna abaixo dos recursos de conjugação internos. A conexão tubular também inclui um segundo membro tubular que tem um conector de pino definido em uma extremidade inferior do mesmo. O conector de pino define um segundo eixo geométrico longitudinal e inclui roscas ou outros recursos de conjugação externos definidos ao longo de uma superfície externa do mesmo, que são operáveis para engatar os recursos de conjugação internos do conector de caixa para acoplar o primeiro e o primeiro e o segundo membros tubulares um ao outro. O conector de pino inclui adicionalmente um flanco de penetração definido na superfície externa abaixo dos recursos de conjugação externos. O flanco de penetração inclui uma superfície de flanco anular que é afunilada radialmente para dentro em uma direção para a extremidade inferior do pino para definir um ângulo de cone em relação ao segundo eixo geométrico longitudinal. Uma superfície de vedação metálica do lado do pino é definida na superfície de flanco anular, que é operável para engatar a superfície de vedação metálica do lado da caixa para formar uma vedação fluida com a mesma quando os recursos de conjugação externos são engatados com os recursos de conjugação internos. O flanco de penetração também inclui uma projeção de alinhamento que se estende para fora em relação à superfície de vedação metálica do lado do pino em uma direção normal para o ângulo de cone. A projeção de alinhamento é definida abaixo da superfície de vedação metálica do lado do pino de tal modo que a projeção de alinhamento seja operável para engatar os recursos de conjugação internos do conector de caixa para alinhar de maneira concêntrica o conector de pino com o conector de caixa e impulsionar a superfície de vedação metálica do lado do pino radialmente para dentro e na direção oposta aos recursos de conjugação internos quando o conector de pino é penetrado no conector de caixa.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] De modo que a maneira na qual os recursos, vantagens e objetivos da invenção, assim como outras que se tornarão aparentes são atingidos e podem ser entendidos em maiores detalhes, uma descrição mais particular da invenção brevemente resumida acima pode ser tida a título de referência para a realização do mesmo que é ilustrada nos desenhos anexos, cujos desenhos formam uma parte deste relatório descritivo. Deve-se notar, entretanto, que as figuras ilustram apenas realizações preferenciais da invenção e, portanto, não devem ser consideradas limitantes de seu escopo, pois a invenção pode admitir outras realizações igualmente eficazes.

[009] A Figura 1 é uma vista em corte transversal parcial do primeiro e do segundo membros tubulares em uma configuração desacoplada e desalinhada que ocorre antes de acoplar o segundo membro tubular ao primeiro membro tubular de acordo com uma realização da presente invenção.

[010] A Figura 2 é uma vista ampliada da área de interesse identificada na Figura 1 que ilustra uma projeção de alinhamento e uma superfície de vedação metálica definida no segundo membro tubular que facilitam a vedação de metal para metal com uma superfície de vedação metálica no primeiro membro tubular.

[011] A Figura 3 é uma vista em corte transversal parcial do primeiro e do segundo membros tubulares da Figura 1 em uma configuração totalmente conectada.

[012] A Figura 4 é uma vista ampliada da área de interesse identificada na Figura 3 que ilustra a superfície de vedação metálica da Figura 2 em engate vedante um uma com a outra.

[013] As Figuras 5 a 7 são vistas em corte transversal de uma realização alternativa de uma projeção de alinhamento e de uma superfície de vedação metálica similares àquelas da Figura 2 (em um lado lateral invertido do primeiro e do segundo componentes tubulares), que ilustram coletivamente uma sequência para acoplar um segundo membro tubular a um primeiro membro tubular.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[014] A presente invenção será agora descrita mais completamente doravante em relação às figuras anexas que ilustram as realizações da invenção. Esta invenção pode, entretanto, ser realizada de várias formas diferentes e não deve ser interpretada como limitada às realizações ilustradas apresentadas no presente documento. Ao invés disso, essas realizações são fornecidas de modo que essa revelação será minuciosa e completa, e irá transmitir plenamente o escopo da invenção para um técnico no assunto. Os números similares se referem aos elementos similares por todo o texto e a notação principal, se usada, indica elementos similares em realizações alternativas.

[015] Em referência à Figura 1, um primeiro membro tubular 10 e um segundo membro tubular 12 compreendem seções de invólucro para completar um furo de poço (não mostrado). Em outras realizações, o primeiro e o segundo membros tubulares 10, 12 compreendem outros componentes de furo de poço, tais como componentes de alojamento de cabeça de poço, seções de coluna de tubagem, cano, seções de ascensor, seções de coluna de perfuração, etc. O primeiro membro tubular 10 inclui um conector de caixa 14 em uma extremidade superior do mesmo e o segundo membro tubular 12 inclui um conector de pino 16 em uma extremidade inferior do mesmo. O conector de caixa 14 e o conector de pino 16 são operáveis para engatar um ao outro para acoplar o primeiro e o segundo membros tubulares 10, 12 um ao outro. As posições relativas descritas neste relatório descritivo, tais como “acima” ou “abaixo” ou apenas para descrição. Os componentes descritos podem ser usados em qualquer orientação.

[016] O primeiro e o segundo membros tubulares 10, 12 são retratados em uma configuração desacoplada e desalinhada. O conector de caixa 14 define um primeiro eixo geométrico longitudinal “A1” que é arranjado de modo oblíquo em relação a um segundo eixo geométrico longitudinal “A2” definido pelo conector de pino 16. A disposição oblíqua ou desalinhada dos eixos geométricos longitudinais “A1” e “A2” ocorre tipicamente em operações de furo de poço, tal como penetração, por exemplo, durante composição e divisão do primeiro e do segundo membros tubulares 10, 12. Conforme um técnico no assunto irá reconhecer, esse desalinhamento pode levar a escoriação em uma extremidade dianteira 20 do conector de pino 16, particularmente quando o conector de pino 16 e o conector de caixa 14 são construídos com materiais similares. A escoriação pode comprometer uma vedação de metal para metal formada entre o primeiro e o segundo membros tubulares 10, 12 quando em uma configuração totalmente composta conforme descrito em maiores detalhes abaixo.

[017] O conector de caixa 14 inclui recursos de conjugação internos 22 definidos ao longo de uma superfície interna anular 24 do mesmo. Na realização ilustrada, os recursos de conjugação internos 22 são roscas helicoidais construídas com a mesma estrutura metálica de um corpo do primeiro membro tubular 10. Em outras realizações, os recursos de conjugação internos são ranhuras paralelas ou outras estruturas para engatar o conector de pino 16 para assim acoplar o primeiro e o segundo membros tubulares 10, 12 um ao outro.

[018] Uma superfície de vedação metálica 26 do lado da caixa é definida na superfície interna 24 abaixo dos recursos de conjugação internos 22. Conforme reconhecido por um técnico no assunto, uma superfície de vedação metálica do lado da caixa 26 disposta abaixo dos recursos de conjugação 22 oferece proteção à superfície de vedação metálica do lado da caixa 26 devido à localização recuada. Em outras realizações, a superfície de vedação metálica do lado da caixa 26 é disposta em outras localizações dentro do conector de caixa 14. A superfície de vedação metálica 26 do lado da caixa pode exibir um acabamento de superfície que é mais altamente polido do que as superfícies de metal circundantes da superfície interna 24. Em algumas realizações, a superfície de vedação metálica do lado da caixa 26 pode exibir uma aspereza de superfície de cerca de 3 μm enquanto as superfícies circundantes da superfície interna 24 têm uma aspereza de superfície de cerca de 8 μm ou mais alta. Em algumas realizações, a superfície de vedação metálica do lado da caixa 26 pode ser fixada à superfície interna 24, por exemplo, através de solda ou como um implante posicionado dentro e que se projeta a partir de uma ranhura (não mostrada). Em outras realizações, a superfície de vedação metálica do lado da caixa 26 é uma porção polida da estrutura metálica do corpo do primeiro membro tubular 10.

[019] O conector de pino 16 inclui recursos de conjugação externos 30 definidos ao longo de uma superfície externa exterior 32 do mesmo. Os recursos de conjugação externos 30 são operáveis para engatar os recursos de conjugação internos 22 do conector de caixa 14 para acoplar o primeiro e o segundo membros tubulares 10, 12 um ao outro. O conector de pino 16 inclui adicionalmente um flanco de penetração 36 definido na superfície externa 32 abaixo dos recursos de conjugação externos 30. O flanco de penetração 36 é definido na extremidade dianteira 20 e conduz o conector de pino 16 através dos recursos de conjugação internos 22 à medida que o conector de pino 16 é penetrado no conector de caixa 14.

[020] Em referência à Figura 2, o flanco de penetração 36 na extremidade dianteira 20 do pino 16 engata os recursos de conjugação 22 da caixa 14 à medida que o segundo membro tubular 12 é abaixado para uma posição para engate com o primeiro membro tubular 10. O flanco de penetração 36 inclui uma superfície de flanco anular 40 que é afunilada radialmente para dentro de uma direção para a superfície de extremidade inferior 42 do conector de pino. Um ângulo de cone “α” em relação ao segundo eixo geométrico longitudinal “A2” é definido pela superfície de flanco anular afunilada 40. Em algumas realizações, o ângulo de cone “α” está na faixa de cerca de 8 graus a cerca de 16 graus e em algumas realizações, o ângulo de cone “α” é cerca de 12 graus.

[021] Uma projeção de alinhamento 44 se estende para fora em relação à superfície de flanco anular 40 e uma superfície de vedação metálica do lado do pino 48 em uma direção normal para o ângulo de cone “α”. A projeção de alinhamento 44 engata os recursos de conjugação internos 22 do conector de caixa 14 à medida que o segundo membro tubular 12 é abaixado para uma posição e assim opera para alinhar de maneira concêntrica o conector de pino 16 com o conector de caixa 14. Na realização ilustrada, a projeção de alinhamento 44 é um recurso bulboso ou curvado para facilitar a ação de guiar ou impulsionar o conector de pino 16 em direção a uma disposição alinhada de maneira concêntrica com o conector de caixa 14 à medida que a projeção de alinhamento 44 é abaixada axialmente através dos recursos de conjugação 22.

[022] A superfície de vedação metálica do lado do pino 48 fornecida no flanco de penetração 36 pode ser formada por qualquer um dos mecanismos descritos abaixo para formar a superfície de vedação metálica do lado da caixa 26. A superfície de vedação metálica do lado do pino 48 é disposta no conector de pino 16 acima da projeção de alinhamento 30. Desse modo, a superfície de vedação metálica do lado do pino 48 é protegida de danos pelo engate do recurso de alinhamento 30 com recursos de conjugação 22 ou outras superfícies de furo de poço encontradas pela extremidade dianteira 20 do pino 16 à medida que o segundo membro tubular 12 é abaixado para uma posição dentro do conector de caixa 14.

[023] Uma ranhura anular 50 que se estende radialmente para dentro a partir da superfície de flanco anular 40 é definida no flanco de penetração 36. A ranhura anular 50 se estende para dentro em uma direção normal para o ângulo de cone “α”. Pelo menos uma porção da superfície de vedação metálica do lado do pino 48 é disposta dentro da ranhura anular 50 protegendo adicionalmente a superfície de vedação metálica do lado do pino 48. Na realização ilustrada, a superfície de vedação metálica do lado do pino 48 tem uma margem superior disposta dentro da ranhura anular 50 e uma margem inferior na superfície de flanco anular afunilada 40. Devido ao fato de que a superfície de vedação metálica do lado do pino 48 está localizada na transição entre a ranhura anular 50 e a superfície de flanco anular 40, a superfície vedante do lado do pino 48 tem um formato geralmente convexo. A geometria da ranhura anular 50 e a relação da ranhura anular 50 com a superfície vedante do lado do pino 48 é descrita em maiores detalhes no Pedido de Patente no U.S. 13/606.302 de propriedade conjunta, intitulado PROTECTED INTEGRAL METAL TO METAL SEAL, depositado em 7 de setembro de 2012 para Pallini et al., que é incorporado por meio deste a título de referência no presente documento.

[024] Em referência às Figuras 3 e 4, o primeiro e o segundo membros tubulares 10, 12 são retratados em uma configuração totalmente acoplada ou composta. A superfície de extremidade inferior 42 do conector de pino 16 repousa sobre um ombro de compressão axial 52 definido dentro do conector de caixa 14. O ombro de compressão axial 52 é voltado geralmente para cima e inclina para baixo em uma direção radialmente para fora. O ombro de compressão axial 52 define um ombro de carga secundário, enquanto um ombro de carga primário 54 é definido em uma extremidade superior 56 do conector de caixa 14. A projeção de alinhamento 44 se estende axialmente além da superfície de extremidade inferior 42 para definir um ponto mais inferior no conector de pino 16. A projeção de alinhamento 44 é recebida dentro de uma ranhura de alívio anular 60 definida no conector de caixa 14 abaixo do ombro de compressão axial 52. A projeção de alinhamento 44 é substancialmente espaçada em relação à superfície interna 24 do conector de caixa 14 quando recebida dentro da ranhura de alívio anular 60. A ranhura de alívio anular 60 garante que nenhuma carga axial ou radial seja transferida através da projeção de alinhamento 44 quando a configuração totalmente composta é alcançada. A ranhura de alívio anular 60, desse modo, permite um engate apropriado do conector de pino 16 com o conector de caixa 14, mesmo no caso de a projeção de alinhamento 44 ser danificada e deformada.

[025] Quando a superfície de extremidade inferior 42 repousa no ombro de compressão axial 52, a superfície de vedação metálica do lado do pino 48 é alinhada axialmente com a superfície de vedação metálica do lado da caixa 26. Um diâmetro interior mínimo da superfície de vedação metálica do lado da caixa 26 é menor do que qualquer porção da superfície interior anular 24 acima da superfície de vedação metálica do lado da caixa 26. O diâmetro interior mínimo da superfície de vedação metálica do lado da caixa 26 pode ser menor do que um diâmetro exterior máximo da superfície de vedação metálica do lado do pino antes de alcançar a configuração totalmente composta retratada. Desse modo, um encaixe por interferência pode ser estabelecido quando a superfície de vedação metálica do lado da caixa 26 e a superfície de vedação metálica do lado do pino 48 estão alinhadas axialmente e a configuração totalmente composta é alcançada. O encaixe por interferência causa deformação de uma ou ambas as superfícies de vedação metálica 26, 48 para formar uma vedação fluida eficaz entre os conectores de caixa e de pino 12, 14. A deformação pode ser totalmente elástica permitindo montagem e desmontagem repetível dos conectores de caixa e de pino 12, 14 paraestabelecer a vedação fluida múltiplas vezes. Alternativamente, a deformação pode ser plástica ou permanente. Uma vedação de metal para metal eficaz pode ser estabelecida entre as superfícies de vedação metálica 26, 48 uma vez que a superfície de vedação metálica do lado do pino 48 é protegida e não engata a superfície interna anular 24 até que esteja alinhada de maneira concêntrica e axial com a superfície de vedação metálica do lado da caixa 26 e o primeiro e o segundo membros tubulares 10, 12 estejam na configuração totalmente composta.

[026] Em uma realização exemplificativa da operação, o segundo membro tubular 12 é abaixado em uma direção geralmente axial em direção ao primeiro membro tubular 10 até que o flanco de penetração 36 do conector de pino 16 entre no conector de caixa 14. Qualquer desalinhamento entre o primeiro e o segundo membros tubulares 10, 12 pode causar um impacto entre a projeção de alinhamento 44 e os recursos de conjugação internos 22 ou outras porções da superfície interna anular 24. O engate da projeção de alinhamento 44 com a superfície interna anular 24 junto com o movimento axial entre o primeiro e o segundo membros tubulares 10, 12 impulsiona a superfície de vedação metálica do lado do pino 48 radialmente para dentro e na direção oposta aos recursos de conjugação internos 22. Desse modo, a superfície de vedação metálica do lado do pino 48 é protegida de impacto.

[027] Quando o conector de pino 16 é avançado suficientemente para permitir que os recursos de conjugação externos 30 engatem os recursos de conjugação internos 22, o segundo membro tubular 12 pode ser girado acerca do eixo geométrico longitudinal “A2” para engatar de modo rosqueado o conector de pino 16 com o conector de caixa. A escoriação e a deformação da projeção de alinhamento 44 pelo engate com a superfície interna 44 durante essa rotação não danificam ou influenciam adversamente a habilidade das superfícies de vedação metálica 26, 48 de formar uma vedação eficaz. A rotação continua até que a projeção de alinhamento 44 desengate da superfície interna 24 e se mova para a ranhura de alívio anular 60 e as superfícies de vedação metálica 26, 48 engatem uma à outra. A rotação e o movimento axial correspondente do segundo membro tubular 12 podem continuar, assim, deformando elasticamente ou plasticamente as superfícies de vedação metálica 26, 48 para formar uma vedação fluida eficaz, até que a superfície de extremidade inferior 42 do conector de pino 16 engate o ombro de compressão axial 52.

[028] Referindo-se agora às Figuras 5 a 7, uma realização alternativa de uma conexão rosqueada pode ser estabelecida entre o primeiro e o segundo membros tubulares 110, 112, que definem respectivamente um conector de caixa 114 e um conector de pino 116. Uma extremidade dianteira 120 do conector de pino 116 define um flanco de penetração de rosca 136, que é afunilado de modo reto para dentro em direção a uma superfície de extremidade inferior 142 no ângulo “θ” em relação a um eixo geométrico longitudinal (consultar a “A2” na Figura 1). Uma porção superior 136a e uma porção inferior 136b de flanco de penetração de rosca 136 são divididas axialmente por uma superfície côncava ou ranhura anular 150. As porções superior e inferior 136a, 136b são ambas dispostas no ângulo “θ", de modo que ranhura anular 150 possa ser maquinada em uma superfície de flanco de penetração afunilada conicamente em um processo de fabricação conforme compreendido no estado da técnica. Uma superfície de vedação metálica do lado do pino 148 é disposta axialmente entre as porções superiores e inferiores 136a, 136b dentro da ranhura anular 150. A superfície de vedação metálica do lado do pino 148 não é necessariamente côncava, mas é disposta de modo protetor dentro da concavidade definida pela ranhura anular 150.

[029] Uma projeção de alinhamento descartável 144 é definida na transição entre a ranhura anular 150 e a porção inferior 136b do flanco de penetração de rosca 136. Uma vez que a porção inferior 136b do flanco de penetração de rosca 136 afunila radialmente para dentro abaixo da projeção de alinhamento descartável 144 e uma vez que a ranhura anular 150 é disposta acima do recurso de alinhamento descartável 144, uma dimensão radial máxima local é definida na projeção de alinhamento descartável 144. A projeção de alinhamento descartável 144 se projeta em uma direção normal para o flanco de penetração de rosca afunilado 136 em relação à superfície de vedação metálica do lado do pino 148. Uma superfície plana de proteção 158 é definida dentro do conector de caixa 114. A superfície placa de proteção 158 pode ser uma superfície geralmente cilíndrica disposta axialmente entre uma superfície convexa de vedação metálica do lado da caixa 126 e uma ranhura de alívio anular 160. A superfície placa de proteção 158 é posicionada para engate com a projeção de alinhamento descartável 144 (consultar a Figura 6) à medida que o conector de pino 116 e o conector de caixa 114 são aproximados axialmente.

[030] Conforme ilustrado na Figura 5, o segundo membro tubular 112 é aproximado axialmente com o primeiro membro tubular 110 para uma posição em que os recursos de conjugação correspondentes 122, 130começam a engatar um ao outro e a projeção de alinhamento descartável 144 começa a engatar a superfície plana de proteção 158. A superfície de vedação metálica do lado do pino 148 é disposta axialmente entre os recursos de conjugação externos 130 e a projeção de alinhamento descartável 144 e a superfície de vedação metálica do lado da caixa 126 é disposta axialmente entre os recursos de conjugação internos 122 e a flat descartável 158. Desse modo, as superfícies de vedação metálica 126, 148 são sustentadas radialmente em lados axiais opostos das mesmas.

[031] Conforme ilustrado na Figura 6, a projeção de alinhamento descartável 144 é engatada com superfície plana de proteção 158 com aproximação axial adicional do segundo membro tubular 112 para guiar o segundo membro tubular 112 para uma posição radial central onde os eixos geométricos longitudinais A1, A2 (Figura 1) estão alinhados. Em realizações em que os recursos de conjugação correspondentes 122, 130 são roscas helicoidais, uma aproximação axial adicional é acompanhada por movimento de rotação. O engate da projeção de alinhamento descartável 144 com superfície plana de proteção 158 durante essa rotação opera para impedir o desgaste da superfície de vedação metálica do lado do pino 148. A escoriação e a deformação da projeção de alinhamento descartável 144 e superfície plana de proteção 158 durante esse engate rotacional não danificam ou influenciam adversamente a habilidade das superfícies de vedação metálica 126, 148 de formar uma vedação eficaz.

[032] Em algumas realizações, a projeção de alinhamento 144 permanece engatada com superfície plana de proteção 158 conforme as superfícies de vedação metálica 126, 148 começam engate uma com a outra para formar uma vedação fluida. Entretanto, conforme ilustrado na Figura 7, a projeção de alinhamento 144 desengata superfície plana de proteção 158 anterior ao segundo membro tubular 112 que pousa no ombro de compressão axial 152. Esse desengate permite que as superfícies de vedação metálica 126, 148 formem um encaixe por interferência entre o primeiro e o segundo membros tubulares 110, 112, garantindo assim uma vedação livre de vazamentos entre os mesmos.

[033] Como um técnico no assunto irá verificar, as projeções de alinhamento 44, 144 eliminam uma necessidade de guias de penetraçãoexternos pesados e caros. Uma vez que as superfícies de vedação metálica 26, 48, 126, 148 são protegidas por projeções de alinhamento descartáveis 44, 144, uma vedação repetível pode ser formada à medida que as superfícies de vedação metálica 26, 48, 126, 148 são desengatadas e engatadas novamente uma à outra. Adicionalmente, o recurso de alinhamento 44, 144 pode serfornecido em outros componentes de cabeça de poço que são compostos por aproximação axial.

[034] Embora a invenção tenha sido mostrada ou descrita em somente algumas de suas formas, deve ser evidente a um técnico no assunto que a mesma não é limitada, porém é suscetível a várias mudanças sem se afastar do escopo da invenção.

Claims

1. CONEXÃO TUBULAR, caracterizada por compreender:um primeiro membro tubular (10, 110) que tem um conector de caixa (14, 114) definido em uma extremidade superior do mesmo, sendo que o conector de caixa (14, 114) define um primeiro eixo geométrico longitudinal (A1) e inclui recursos de conjugação internos (22, 122) ao longo de umasuperfície interna (24) do mesmo e uma superfície de vedação metálica (26, 126) do lado da caixa definida na superfície interna (24) abaixo dos recursos de conjugação internos (22, 122); eum segundo membro tubular (12, 112) que tem um conector de pino (16, 116) definido em uma extremidade inferior do mesmo, sendo que o conector de pino (16) define um segundo eixo geométrico longitudinal (A2) e inclui recursos de conjugação externos (30, 130) definidos ao longo de uma superfície externa (32) do mesmo, sendo os recursos de conjugação externos (30, 130) operáveis para engatar os recursos de conjugação internos (22, 122) do conector de caixa (14, 114) para acoplar o primeiro e o segundo membros tubulares (10, 110, 12, 112) um ao outro, sendo que o conector de pino (16, 116) inclui adicionalmente um flanco de penetração (36, 136) definido nasuperfície externa (32) abaixo dos recursos de conjugação externos (30, 130), sendo que o flanco de penetração (36, 136) compreende:uma superfície de flanco anular (40) afunilada radialmente para dentro em uma direção para a extremidade inferior do conector de pino (16, 116) para definir um ângulo de cone (α, θ) em relação ao segundo eixo geométrico longitudinal (A2);uma superfície de vedação metálica do lado do pino (48, 148) definida na superfície de flanco anular (40), sendo a superfície de vedação metálica do lado do pino (48, 148) operável para engatar a superfície de vedação metálica do lado da caixa (26, 126) para formar uma vedação fluida com a mesma quando os recursos de conjugação externos (30, 130) são engatados com os recursos de conjugação internos (22, 122); euma projeção de alinhamento (44, 144) que se estenderadialmente para fora em relação à superfície de vedação metálica do lado do pino (48, 148) em uma direção normal para o ângulo de cone cone (α, θ), sendo a projeção de alinhamento (44, 144) localizada entre uma extremidade do conector de pino (16, 116) e a superfície de vedação metálica do lado do pino (48, 148) de tal modo que a projeção de alinhamento (44, 144) seja operável para engatar os recursos de conjugação internos (22, 122) doconector de caixa (14, 114) para alinhar de maneira concêntrica o conector de pino (16, 116) com o conector de caixa (14, 114) e impulsionar a superfície de vedação metálica do lado do pino (48, 148) radialmente para dentro e na direção oposta aos recursos de conjugação internos (22, 122) quando oconector de pino (16, 116) é penetrado no conector de caixa (14, 114).

2. CONEXÃO TUBULAR, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo conector de caixa (14) incluir pelo menos um ombro de carga axial (52) voltado para cima em contiguidade com uma superfície (42) voltada para baixo do conector de pino (16) quando os conectores de pino e de caixa (16, 14) são dispostos em uma configuração totalmente composta e em que o conector de caixa (14) inclui um ranhura de alívio anular (60) em que a projeção de alinhamento (44) é recebida quando os conectores de pino e de caixa (16, 14) são dispostos na configuração totalmente composta.

3. CONEXÃO TUBULAR, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 2, caracterizada pela projeção de alinhamento (44) ser espaçada em relação à superfície interna (24) do conector de caixa (14) quando recebida dentro da ranhura de alívio anular (60) ou definir uma superfície mais inferior do conector de pino (16).

4. CONEXÃO TUBULAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo flanco de penetração (36, 136)compreender adicionalmente uma ranhura anular (50, 150) no mesmo que se estende radialmente para dentro em relação ao ângulo de cone (α, θ), em que pelo menos uma porção da superfície de vedação metálica do lado do pino (48, 148) é disposta dentro da ranhura anular (50, 150).

5. CONEXÃO TUBULAR, de acordo com a reivindicação 4,caracterizada pela projeção de alinhamento (144) definir uma porção inferior (136b) da superfície de flanco anular (136) abaixo da ranhura anular (150).

6. CONEXÃO TUBULAR, de acordo com a reivindicação 4,caracterizada pela porção inferior (136b) da superfície de flanco anular (136) e uma porção superior (136a) da superfície de flanco anular (136) acima da ranhura anular (150) serem ambas geralmente arranjadas no ângulo de cone (θ).

7. CONEXÃO TUBULAR, caracterizada por compreender:um primeiro membro tubular (10, 110) que tem um conector de caixa (14, 114) definido na extremidade superior do mesmo, sendo que o conector de caixa inclui uma superfície interna (24) que define recursos de conjugação internos (12, 122) ao longo de uma porção da mesma e uma superfície de vedação metálica do lado da caixa (26, 126); eum segundo membro tubular (12, 112) que tem um conector de pino (16, 116) definido em uma extremidade inferior do mesmo, sendo que o conector de pino inclui uma superfície externa (32) que define recursos de conjugação externos (30, 130) ao longo de uma porção da mesma e uma superfície de vedação metálica do lado do pino (48, 148), em que a superfície de vedação metálica do lado do pino é arranjada para formar uma vedação fluida com a superfície de vedação metálica do lado da caixa quando os recursos de conjugação externos são engatados com os recursos de conjugação internos, sendo que o conector de pino inclui adicionalmente um flanco de penetração (36, 136) definido na superfície externa, sendo que o flanco de penetração compreende:uma superfície de flanco anular (40) afunilada radialmente para dentro para definir um ângulo de cone (α, θ); euma projeção de alinhamento (44, 144) que se estende radialmente para fora em relação à superfície de vedação metálica do lado do pino (48, 148) na face de vedação em uma direção normal ao ângulo de cone, sendo a projeção de alinhamento localizada entre uma extremidade do conector do pino (16, 116) e a superfície de vedação metálica do lado do pino (48, 148), a projeção de alinhamento operável para engatar a superfície interna (24) do conector de caixa (14, 114) para alinhar de maneira concêntrica o conector de pino com o conector de caixa (14, 114) e para, assim, impulsionar a superfície de vedação metálica do lado do pino (48, 148) radialmente para dentro durante a aproximação axial do conector de pino (16, 116) e do conector de caixa (14, 114).

8. CONEXÃO TUBULAR, de acordo com a reivindicação 7,caracterizada pelo flanco de penetração compreender adicionalmente uma ranhura anular no mesmo que se estende radialmente para dentro em relação ao ângulo de cone e em que pelo menos uma porção da superfície de vedação metálica do lado do pino é disposta dentro da ranhura anular.