BR112016012099B1

BR112016012099B1 - Válvula que tem um conjunto de acondicionamento

Info

Publication number: BR112016012099B1
Application number: BR112016012099-0A
Authority: BR
Inventors: Andrew Browne Helvenston; Robert Kevin Law; Mark Anthony Viator; Keith Adams; Rolando Farinas
Original assignee: Ge Oil & Gas Pressure Control Lp
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2023-04-18
Also published as: US9347585B2; US20150144823A1; CA2931760C; MX2016006917A; NO20160896A1; NO345932B1; WO2015080842A1; CA2931760A1; BR112016012099A2

Abstract

VÁLVULAS. A presente invenção refere-se a uma válvula (11), que tem um conjunto de acondicionamento (29), e compreende: um conjunto de corpo de válvula (12) que define uma passagem de fluxo (15) e uma cavidade de corpo (21), o conjunto de corpo de válvula (12) define adicionalmente um furo (31) que se estende de um exterior do conjunto de corpo de válvula (12) para dentro da cavidade de corpo (21), o furo (31) tem uma porção de furo superior (31b) com um diâmetro ampliado definido por uma superfície interna do furo (31); um membro de válvula móvel (17) entre uma posição aberta e uma posição fechada, o membro de válvula (17) bloqueia a passagem de fluxo (15) na posição fechada, e permite fluxo através da passagem de fluxo (15) na posição aberta; uma haste de válvula (23) acoplada ao membro de válvula (17), sendo que a haste de válvula (23) se estende a partir da cavidade de corpo (21) até um exterior do conjunto de corpo de válvula (12) através do furo (31) para mover o membro de válvula (17) da posição fechada para a posição aberta, sendo que a haste de válvula (23) tem um eixo geométrico (25); um primeiro acondicionamento de haste (37) que circunscreve uma porção da haste de válvula (23) e que está localizado na porção de furo superior (31b); um (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se, em geral, a tampas de válvula e, mais particularmente, a vedações de tampa de válvula para uso com óleo, gás e outros fluidos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Uma válvula de gaveta tem um corpo com uma câmara central que é atravessada por uma passagem de fluxo. Uma porta se move dentro da câmara entre as posições aberta e fechada. A porta tem um orifício através da mesma que se alinha com a passagem de fluxo enquanto na posição aberta. Uma haste se estende em engate com a porta para mover a porta entre as posições aberta e fechada. Em um tipo, a haste tem uma primeira extremidade que se estende através de uma tampa do conjunto de corpo de válvula e uma segunda extremidade que se estende em engate giratório com uma porca ou manga rosqueada presa à porta. Girar a haste faz com que a porta se mova de modo linear. Em outro tipo, a haste não gira. Em vez disso, uma porca ou manga rosqueada montada na tampa engata à haste, e quando girada, faz com que a haste se mova de modo linear.

[003] Em válvulas de gaveta, e em outras válvulas com hastes que giram ou movem de modo linear, um acondicionamento de haste se localiza tipicamente na tampa e engata a haste com pressão de vedação dentro da câmara. As válvulas que são projetadas para funcionar dentro de um envelope de fogo definido precisam ter capacidade para fornecer tanto controle de poço em operação normal com alta integridade e contenção de pressão de emergência no caso de um incêndio. Uma única vedação de metal para metal que pode atender a ambas dentre essas demandas pode exigir revestimentos especiais e podem ser muito dispendiosos e tecnicamente difíceis de serem projetados e implantados, especialmente em válvulas giratórias. Adicionalmente, uma única vedação não fornece redundância no caso da falha da vedação.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[004] As realizações da atual invenção fornecem um sistema e método relacionados a um acondicionamento de haste com redundância de vedação que tem capacidade para fornecer tanto uma vedação de alta integridade durante operação normal de controle de poço e, também contenção de pressão de emergência no caso de um incêndio. As realizações da atual invenção têm capacidades robustas tanto para operações normais quanto para a contenção de pressão de emergência no caso de um incêndio sem aumentar significativamente a altura total do conjunto de corpo de válvula e sem aumentar significativamente o custo dos componentes de acondicionamento de haste, em comparação com um acondicionamento de haste que tem capacidade somente para funcionar durante operações normais.

[005] Em uma realização dessa invenção, uma válvula que tem um conjunto de acondicionamento inclui um conjunto de corpo de válvula que define uma passagem de fluxo e uma cavidade de corpo perpendicular à passagem de fluxo. O conjunto de corpo de válvula define adicionalmente um furo que se estende de um exterior do conjunto de corpo de válvula para dentro da cavidade de corpo. O furo tem uma porção de furo superior com um diâmetro ampliado definido por uma superfície interna do furo. Um membro de válvula é móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada, sendo que o membro de válvula bloqueia a passagem de fluxo na posição fechada, permitindo fluxo através da passagem de fluxo na posição aberta. Uma haste de válvula é acoplada ao membro de válvula, sendo que a haste de válvula se estende a partir da cavidade de corpo até um exterior do conjunto de corpo de válvula através do furo para mover o membro de válvula da posição fechada para a posição aberta. A haste de válvula tem um eixo geométrico. Um primeiro acondicionamento de haste circunscreve uma porção da haste de válvula e é localizado na porção de furo superior. Um primeiro retentor de acondicionamento tem um colar que limita o movimento axial do primeiro acondicionamento de haste, e tem também um primeiro corpo de retentor que define uma cavidade interna. Um segundo acondicionamento de haste circunscreve uma porção da haste de válvula e é localizado na cavidade interna do primeiro retentor de acondicionamento. Um segundo retentor de acondicionamento tem um pescoço que engata de modo compressivo o segundo acondicionamento de haste, e tem também um ombro de retentor que engata o primeiro retentor de acondicionamento. Um conjunto de retenção é acoplado ao conjunto de corpo de válvula para aplicar força axial ao segundo retentor de acondicionamento.

[006] Em certas realizações, o conjunto de retenção inclui uma primeira porca acoplada ao conjunto de corpo de válvula e está em engate com o segundo retentor de acondicionamento. Uma segunda porca é acoplada ao corpo de válvula e pelo menos um calço é localizado entre a primeira porca e a segunda porca para posicionar a segunda porca a uma distância selecionada a partir da cavidade de corpo para limitar um curso descendente da haste de válvula. Alternativamente, o segundo retentor de acondicionamento pode ter roscas em uma superfície externa que engatam roscas em uma superfície interna do furo do conjunto de corpo de válvula. Em tal realização, o conjunto de retenção incluiria uma segunda porca acoplada ao conjunto de corpo de válvula.

[007] Em outras realizações, o primeiro retentor de acondicionamento pode incluir uma porção de vedação cônica localizada adjacente ao colar, sendo que a porção de vedação cônica é radialmente desviável e tem uma superfície de vedação inclinada. O conjunto de corpo de válvula pode ter uma superfície de vedação conjugada de modo que a porção de vedação cônica desvie e forme uma vedação de fluido entre o primeiro retentor de acondicionamento e o conjunto de corpo de válvula quando o primeiro retentor de acondicionamento é empurrado para engatar a superfície de vedação inclinada do primeiro retentor de acondicionamento com a superfície de vedação conjugada do conjunto de corpo de válvula.

[008] Em ainda outras realizações, o conjunto de corpo de válvula pode ter um ombro de tampa e o primeiro acondicionamento de haste é localizado entre uma superfície de extremidade do colar e o ombro de tampa. A altura do primeiro acondicionamento de haste pode ser menor do que a distância entre a distância entre ombro de tampa e a superfície de extremidade do colar permitindo o movimento axial limitado do primeiro acondicionamento de haste em relação ao conjunto de corpo de válvula. O segundo retentor de acondicionamento pode ter uma primeira ranhura circunferencial em uma superfície externa e uma segunda ranhura circunferencial em uma superfície interna. Um primeiro membro de vedação pode ser localizado na primeira ranhura circunferencial para criar uma vedação de fluido entre a superfície externa do segundo retentor de acondicionamento e o conjunto de corpo de válvula. Um segundo membro de vedação pode ser localizado na segunda ranhura circunferencial para criar uma vedação de fluido entre a superfície interna do segundo retentor de acondicionamento e a haste de válvula. O segundo membro de vedação pode ser grafite.

[009] Em outra realização da atual invenção, um conjunto de acondicionamento para vedar um espaço anular entre uma haste de válvula com um eixo geométrico e um conjunto de corpo de válvula inclui um retentor de acondicionamento inferior que tem um colar com uma superfície de extremidade inferior, e um corpo de retentor inferior que define uma cavidade interna com uma superfície de fundo. O colar tem um diâmetro externo menor do que o corpo de retentor inferior. Um acondicionamento de haste inferior flutua entre a superfície de extremidade inferior do colar do retentor de acondicionamento inferior e o conjunto de corpo de válvula. Um retentor de acondicionamento superior tem um pescoço projetante para baixo que tem um diâmetro externo reduzido. O retentor de acondicionamento superior tem também um ombro de retentor voltado para baixo que engata uma extremidade superior do retentor de acondicionamento inferior. Um acondicionamento de haste resistente a incêndio é localizado na cavidade interna do retentor de acondicionamento inferior. O acondicionamento de haste resistente a incêndio é comprimido entre a superfície de fundo da cavidade interna e o pescoço projetante para baixo do retentor de acondicionamento superior. Um conjunto de retenção é acoplado de modo seletivo ao conjunto de corpo de válvula para aplicar força axial ao retentor de acondicionamento superior.

[010] Em certas realizações, o conjunto de retenção pode incluir uma porca inferior em engate com o segundo retentor de acondicionamento e pelo menos um calço para ajustar a altura total do conjunto de acondicionamento. Uma porca superior pode reter o pelo menos um calço e limitar o curso da haste de válvula. A porca inferior pode ter um anel de desgaste circunferencial em uma superfície interna para centralizar de modo seletivo a haste de válvula dentro do conjunto de acondicionamento.

[011] Em outras realizações, o retentor de acondicionamento inferior pode incluir uma porção de vedação cônica radialmente desviável localizada adjacente ao colar para criar de modo seletivo uma vedação de metal para metal entre o retentor de acondicionamento inferior e o conjunto de corpo de válvula. Um membro de mola pode ser localizado dentro da cavidade interna para aplicar força compressiva axial no acondicionamento de haste resistente a incêndio. Um primeiro membro de vedação circunferencial pode criar de modo seletivo uma vedação de fluido entre uma superfície externa do retentor de acondicionamento superior e o conjunto de corpo de válvula, e um segundo membro de vedação circunferencial pode criar de modo seletivo uma vedação de fluido entre uma superfície interna do retentor de acondicionamento superior e a haste de válvula.

[012] Em outra realização alternativa da atual aplicação, uma válvula que tem um conjunto de acondicionamento inclui um conjunto de corpo de válvula que define uma passagem de fluxo e uma cavidade de corpo perpendicular à passagem de fluxo. O conjunto de corpo de válvula define adicionalmente um furo que se estende de um exterior do conjunto de corpo de válvula para dentro da cavidade de corpo, sendo que o conjunto de corpo de válvula tem uma superfície de vedação voltada para cima. Um membro de válvula é móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada, sendo que o membro de válvula bloqueia a passagem de fluxo na posição fechada, permitindo fluxo através da passagem de fluxo na posição aberta. Uma haste de válvula é acoplada ao membro de válvula, sendo que a haste de válvula tem um eixo geométrico e se estende a partir da cavidade de corpo até um exterior do conjunto de corpo de válvula através do furo para mover o membro de válvula da posição fechada para a posição aberta. Uma porção de furo superior é definida por uma superfície interna do furo. Um acondicionamento de haste inferior flutuante circunscreve uma porção da haste de válvula e é localizado na porção de furo superior. Um retentor de acondicionamento inferior tem um colar que limita o movimento axial do acondicionamento de haste inferior. O retentor de acondicionamento inferior tem também um corpo de retentor inferior que define uma cavidade interna e uma porção de vedação cônica localizada adjacente ao colar, sendo que a porção de vedação cônica tem uma superfície de vedação voltada para baixo. Um acondicionamento de haste resistente a incêndio comprimido circunscreve uma porção da haste de válvula e é localizado na cavidade interna do retentor de acondicionamento inferior. Um retentor de acondicionamento superior com um pescoço projetante para baixo engata o acondicionamento de haste resistente a incêndio. O retentor de acondicionamento superior tem também um ombro de retentor voltado para baixo que engata com o retentor de acondicionamento inferior. Um conjunto de retenção é acoplado ao conjunto de corpo de válvula para aplicar força axial ao retentor de acondicionamento superior. A porção de vedação cônica tem um recesso circunferencial voltado para baixo e desvia para formar uma vedação de fluido entre o retentor de acondicionamento inferior e o conjunto de corpo de válvula quando o retentor de acondicionamento inferior é empurrado para baixo para engatar a superfície de vedação voltada para baixo do retentor de acondicionamento inferior à superfície de vedação voltada para cima do conjunto de corpo de válvula.

[013] Em certas realizações, um atuador de válvula pode ser alinhado coaxialmente com a haste de válvula e o conjunto de retenção pode ter uma porca inferior acoplada ao conjunto de corpo de válvula e que engata o retentor de acondicionamento superior. Uma porca superior pode ser acoplada ao conjunto de corpo de válvula e pelo menos um calço pode ser localizado entre a porca inferior e a porca superior. Os calços podem ser dimensionados para limitar o curso do atuador de válvula.

[014] Em outras realizações, o acondicionamento de haste inferior pode ser formado por materiais elastoméricos e o acondicionamento de haste resistente a incêndio é grafite. O conjunto de corpo de válvula pode ter um ombro de tampa voltado para cima e o acondicionamento de haste inferior pode flutuar entre uma superfície de extremidade inferior do colar e o ombro de tampa voltado para cima. A cavidade interna pode ter uma superfície de fundo e o acondicionamento de haste resistente a incêndio pode ser comprimido entre a superfície de fundo da cavidade interna e o pescoço projetante para baixo do retentor de acondicionamento superior.

[015] Em ainda outras realizações, o conjunto de retenção pode ter um anel de desgaste circunferencial em uma superfície interna, sendo que o anel de desgaste circunscreve uma porção da haste de válvula para centralizar a haste de válvula dentro do conjunto de acondicionamento. Um primeiro membro de vedação circunferencial pode criar uma vedação de fluido estático entre a superfície externa do retentor de acondicionamento superior e o furo, e um segundo membro de vedação circunferencial pode criar uma vedação de fluido dinâmico entre a superfície interna do retentor de acondicionamento superior e a haste de válvula.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[016] Algumas das funções e benefícios da presente invenção foram mencionados, outros se tornarão aparentes conforme a descrição prossegue quando obtida em conjunto com os desenhos anexos, em que: - a Figura 1 é uma vista em corte parcial de uma válvula de gaveta com um conjunto de acondicionamento de acordo com uma realização da presente invenção. - a Figura 2 é uma vista em corte de uma tampa de um conjunto de corpo de válvula com o conjunto de acondicionamento da Figura 1 de acordo com uma realização da presente invenção. - a Figura 3 é uma vista em corte detalhada de uma porção de um conjunto de acondicionamento com um membro de mola de acordo com uma realização alternativa da presente invenção.

[017] Ainda que a invenção seja descrita em conjunto com as realizações preferenciais, será compreendido que não se pretende limitar a invenção a essa realização. Pelo contrário, pretende-se abranger todas as alternativas, modificações e equivalentes que possam ser incluídos no escopo da invenção, tais como definidos pelas reivindicações anexas.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[018] Os métodos e os sistemas da presente invenção serão descritos mais completamente doravante no presente documento com referência aos desenhos anexos nos quais as realizações são mostradas. O método e o sistema da presente invenção podem ser em muitas formas diferentes e não devem ser interpretados como limitados às realizações ilustradas estabelecidas no presente documento; em vez disso, essas realizações são fornecidas de modo que essa invenção seja aprofundada e completa e transmita totalmente o seu escopo para aqueles técnicos no assunto. Os números semelhantes se referem a elementos semelhantes ao longo de todo o documento.

[019] Deve ser adicionalmente entendido que o escopo da presente invenção não está limitado aos detalhes exatos de construção, operação, materiais exatos ou realizações mostradas e descritas, assim como modificações e equivalentes serão aparentes para um técnico no assunto. Nas figuras e no relatório descritivo, realizações ilustrativas foram reveladas e, ainda que termos específicos sejam empregados, os mesmos são usados em um sentido genérico e descritivo apenas e não para o propósito de limitação.

[020] Com referência à Figura 1, a válvula 11 é uma válvula de gaveta com um conjunto de corpo de válvula 12. O conjunto de corpo de válvula 12 inclui uma tampa 14 que é acoplada a um corpo de válvula 13. Uma passagem de fluxo 15 se estende transversalmente através do corpo de válvula 13. A válvula 11 tem um membro de válvula ou porta 17 com um orifício 19 através do mesmo. A porta 17 é mostrada em uma posição fechada na Figura 1. A válvula 11 mostrada na Figura 1 é uma válvula do tipo de haste ascendente; contudo, as realizações dessa invenção podem ser usadas de modo similar em válvulas do tipo de haste não ascendente. Quando a porta 17 está na posição aberta, o orifício 19 de porta 17 regula com a passagem de fluxo 15 de corpo de válvula 13 permitindo, desse modo, o fluxo através da válvula 11. Quando a porta 17 está fechada conforme mostrado, o orifício 19 não regula mais com a passagem de fluxo 15, bloqueando o fluxo de fluido através da passagem 15 e da válvula 11. A passagem de fluxo 15 atravessa uma cavidade de corpo 21 localizada no corpo de válvula 13. A cavidade de corpo 21 é geralmente perpendicular à passagem de fluxo 15.

[021] A válvula 11 inclui também uma haste de válvula 23 acoplada à porta 17. A haste de válvula 23 tem um eixo geométrico 25 que passa através de um centro de haste de válvula 23. A haste de válvula 23 é móvel de modo linear sem rotação ao longo do eixo geométrico 25 para mover a porta 17 entre as posições aberta e fechada. Em realizações alternativas, a haste de válvula 23 se estende em engate giratório com uma porca ou manga rosqueada (não mostrada) presa à porta 17 e a haste de válvula giratória 23 irá fazer com que a porta se mova de modo linear. Na realização ilustrada, um atuador de válvula 27 acopla à tampa 14 do conjunto de corpo de válvula 12, e circunscreve e é alinhado coaxialmente com a haste de válvula 23. Conforme ilustrado, a válvula 11 é atuada de modo hidráulico. A válvula 11 pode ser atuada por meios alternativos tais como por um atuador elétrico ou pneumático, usando um sistema operacional remoto ou virando um volante. A haste de válvula 23 se estende a partir da cavidade de corpo 21 para o exterior do conjunto de corpo de válvula 12 através do furo 31 da tampa 14. Um conjunto de acondicionamento 29 fornece uma barreira de fluido ou vedação para a haste de válvula 23 em que a haste de válvula 23 passa através do furo 31 da tampa 14.

[022] Um técnico no assunto irá compreender que a válvula 11, que é mostrada como uma válvula de gaveta atuada de modo hidráulico, é uma válvula exemplificativa. As realizações contemplam e incluem qualquer válvula que tem uma haste que passa através de um corpo de válvula para operar um membro de válvula localizado dentro do corpo. A válvula 11 pode ser, por exemplo, associada a um conjunto de cabeça de poço que é disposto sobre um poço. O conjunto de cabeça de poço pode incluir um alojamento de cabeça de poço, uma árvore de produção sobre o alojamento e linhas de fluxo conectadas à árvore ou ao conjunto de cabeça de poço. As linhas de fluxo e o conjunto de cabeça de poço podem incluir realizações da válvula 11 descrita no presente documento. A válvula 11 pode também ser usada para regular os fluidos, tal como um fluido de fraturamento, que são designados para ingressar no conjunto de cabeça de poço. O conjunto de cabeça de poço pode estar em uma superfície ou pode ser submarino.

[023] Com referência à Figura 2, o conjunto de acondicionamento 29 é mostrado em maiores detalhes. O furo 31 tem uma porção de furo inferior 31a de diâmetro menor do que a porção de furo superior 31b que tem um diâmetro ampliado, o que cria um espaço anular entre a haste de válvula 23 e a porção de furo superior 31b. A tampa 14 tem um ombro de tampa voltado para cima 35. Um acondicionamento de haste inferior ou primeiro 37 é retido pelo ombro de tampa voltado para cima 35. O acondicionamento de haste inferior 37 é localizado dentro da porção de furo superior 31b e circunscreve uma porção da haste de válvula 23. O acondicionamento de haste inferior 37 é um membro em formato de anel ou tubular com uma altura 39. O acondicionamento de haste inferior 37 cria uma vedação de fluido entre a haste de válvula 23 e a tampa 14. O acondicionamento de haste inferior 37 pode ser formado a partir de qualquer material adequado para o uso com um acondicionamento de haste de válvula flutuante e pode ser, por exemplo, um acondicionamento de haste elastomérico.

[024] O conjunto de acondicionamento 29 inclui também um retentor de acondicionamento inferior ou primeiro 41. O retentor de acondicionamento inferior 41 é localizado na porção de furo superior 31b, tem um formato tubular ou de anel escalonado e circunscreve uma porção da haste de válvula 23. O retentor de acondicionamento inferior 41 pode ser metal e tem um colar 43 e um primeiro corpo de retentor tal como o corpo de retentor inferior 45. O colar 43 tem um diâmetro externo menor do que corpo de retentor inferior 45 e se estende para baixo a partir do corpo de retentor inferior 45. O colar 43 tem uma superfície de extremidade inferior 47 que fornece um limite superior para o movimento axial do acondicionamento de haste inferior 37. Uma superfície circunferencial interna 48 do colar 43 engata de modo deslizante a haste de válvula 23.

[025] A altura 39 do acondicionamento de haste inferior 37 é menor do que a distância entre o ombro de tampa voltado para cima 35 e a superfície de extremidade inferior 47 do colar 43. Portanto, há um vão 49 entre a extremidade superior do acondicionamento de haste inferior 37 e a superfície de extremidade inferior 47 do colar 43, ou entre a extremidade inferior do acondicionamento de haste inferior 37 e o ombro de tampa voltado para cima 35, ou alguma combinação dos mesmos. Esse vão 49 resulta no acondicionamento de haste inferior 37 ser descomprimido axialmente e o acondicionamento de haste inferior 37 tem capacidade para flutuar entre o ombro de tampa voltado para cima 35 e a superfície de extremidade inferior 47 do colar 43.

[026] O corpo de retentor inferior 45 se estende para cima a partir do colar 43 e é localizado radialmente para fora a partir do colar 43, com uma superfície circunferencial interna que define uma cavidade interna 51. A cavidade interna 51 é um recesso anular voltado para cima adjacente à haste de válvula 23 com uma superfície de fundo 53. Uma superfície circunferencial externa 55 de corpo de retentor inferior 45 está em contato não giratório com uma parte da porção de furo superior 31b da tampa 14 do conjunto de corpo de válvula 12. Um segundo acondicionamento, tal como um acondicionamento de haste resistente a incêndio ou seguro contra incêndio 57 é localizado dentro da cavidade interna 51. O acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 é um membro em formato tubular ou de anel que circunscreve uma porção da haste de válvula 23. O acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 cria uma vedação de fluido entre a haste de válvula 23 e o retentor de acondicionamento inferior 41. O acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 pode ser formado por qualquer material com capacidade para desempenho de vedação continuada em condições de incêndio emergenciais. O acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 pode ser, por exemplo, um acondicionamento de grafite comprimido.

[027] O retentor de acondicionamento inferior 41 tem também um nariz ou porção de vedação cônica 59. A porção de vedação cônica 59 é localizada adjacente ao colar 43 e tem uma superfície de vedação inclinada voltada para baixo 61. A porção de vedação cônica 59 tem um recesso circunferencial 63 que é alongado abre para baixo e separa a porção de vedação cônica 59 do colar 43. A superfície de vedação voltada para baixo 61 se conjuga com uma superfície de vedação inclinada voltada para cima 65 da tampa 14 do conjunto de corpo de válvula 12. O recesso 63 permite que a porção de vedação cônica 59 seja desviada para dentro, aplicando uma força para fora à superfície de vedação voltada para cima 65 e criando uma vedação de metal para metal entre o retentor de acondicionamento inferior 41 e a tampa 14 quando a superfície de vedação voltada para baixo 61 é empurrada para baixo em engate com a superfície de vedação voltada para cima 65. Essa vedação de metal para metal impede que fluidos pressurizados escapem entre o retentor de acondicionamento inferior 41 e a tampa 14 em uma condição de incêndio emergencial.

[028] O conjunto de acondicionamento 29 inclui adicionalmente um segundo retentor de acondicionamento, tal como o retentor de acondicionamento superior 67. O retentor de acondicionamento superior 67 é localizado na porção de furo superior 31b e é um membro em formato tubular ou de anel que circunscreve uma porção da haste de válvula 23. O retentor de acondicionamento superior 67 tem uma porção inferior com um diâmetro externo reduzido para definir um pescoço projetante para baixo 68. O retentor de acondicionamento superior 67 tem também um ombro de retentor voltado para baixo 70. Uma superfície circunferencial interna 72 de retentor de acondicionamento superior 67 circunda uma haste de válvula 23 e uma superfície circunferencial externa 74 de retentor de acondicionamento superior 67 é circundada pela tampa 14 do conjunto de corpo de válvula 12, e está em contato com a porção de furo superior 31b. O retentor de acondicionamento superior 67 pode incluir também um acesso lateral 69. A acesso lateral 69 se estende radialmente a partir da superfície circunferencial interna 72 até a superfície circunferencial externa 74. A acesso lateral 69 equaliza a pressão no retentor de acondicionamento superior 67 de modo que não haja uma pressão diferencial significativa entre a superfície circunferencial interna 72 e a superfície circunferencial externa 74 de retentor de acondicionamento superior 67.

[029] O pescoço projetante para baixo 68 comprime axialmente o acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 entre o pescoço projetante para baixo 68 e a superfície de fundo 53 da cavidade interna 51. Devido ao fato de o acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 ser localizado dentro da cavidade interna 51, o mesmo é radialmente restringido quando comprimido entre o pescoço projetante para baixo 68 e a superfície de fundo 53 da cavidade interna 51. O ombro de retentor voltado para baixo 70 engata o corpo de retentor inferior 45 de retentor de acondicionamento inferior 41. O ombro de retentor voltado para baixo 70 pode aplicar força para baixo ao retentor de acondicionamento inferior 41, fazendo com que o retentor de acondicionamento inferior 41 se mova para baixo para configurar a vedação de metal para metal entre o retentor de acondicionamento inferior 41 e a tampa 14 do conjunto de corpo de válvula 12 engatando-se a superfície de vedação voltada para baixo 61 de retentor de acondicionamento inferior 41 à superfície de vedação voltada para cima 65 da tampa 14.

[030] O retentor de acondicionamento superior 67 pode ter uma primeira ranhura circunferencial 76 em sua superfície externa 74 e uma segunda ranhura circunferencial 78 em sua superfície interna 72. Um primeiro membro de vedação 80 é localizado dentro da primeira ranhura circunferencial 76 para formar uma vedação de fluido estático entre a superfície externa 74 do retentor de acondicionamento superior 67 e a porção superior 31b do furo 31 da tampa 14 do conjunto de corpo de válvula 12. Um segundo membro de vedação 82 é localizado dentro da segunda ranhura circunferencial 78 para formar uma vedação de fluido dinâmico entre a superfície interna 72 do retentor de acondicionamento superior 67 e a haste de válvula 23. O primeiro e o segundo membros de vedação 80, 82 podem ser, por exemplo, anéis em o elastoméricos e impedir que quaisquer fluidos saiam pela extremidade superior do conjunto de corpo de válvula 12 se o acondicionamento de haste inferior 37, retentor de acondicionamento inferior 41 ou acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 vazar e permitir que fluido alcance o retentor de acondicionamento superior 67.

[031] O conjunto de acondicionamento 29 inclui um conjunto de retenção 84. O conjunto de retenção 84 é localizado dentro da porção de furo superior 31b, retém o retentor de acondicionamento superior 67 dentro da porção de furo superior 31b do furo 31 e fornece força para baixo axial para o retentor de acondicionamento superior 67. O conjunto de retenção 84 é acoplado à tampa 14 do conjunto de corpo de válvula 12. Na realização da Figura 2, o conjunto de retenção 84 inclui uma porca inferior ou primeira 86 e uma porca superior ou segunda 88. A porca inferior 86 está em engate com o retentor de acondicionamento superior 67. A porca inferior 86 tem roscas externas 90 que se conjugam com as roscas internas 92 do furo 31 da tampa 14 para acoplar a porca inferior 86 à tampa 14. Conforme a porca inferior 86 é rosqueada na tampa 14, a porca inferior 86 aplica força para baixo no retentor de acondicionamento superior 67, empurrando o retentor de acondicionamento superior 67 para baixo, que, por sua vez, faz com que tanto o pescoço projetante para baixo 68 do retentor de acondicionamento superior 67 comprima axialmente o acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 quanto o ombro de retentor voltado para baixo 70 empurre o retentor de acondicionamento inferior 41 para baixo.

[032] A porca inferior 86 pode incluir um anel de desgaste circunferencial 94. O anel de desgaste 94 pode ser localizado dentro de uma ranhura circunferencial interna da porca inferior 86 e circunscreve e engata uma porção da haste de válvula 23. O anel de desgaste 94 centraliza a haste de válvula 23 dentro do conjunto de acondicionamento 29.

[033] O conjunto de retenção 84 pode incluir calços 98 localizados entre a porca inferior 86 e uma porca superior 88. Os calços 98 corrigem quaisquer desalinhamentos gerados pelas tolerâncias cumulativas do atuador de válvula 27, conjunto de corpo de válvula 12, conjunto de acondicionamento 29, haste de válvula 23, e porta 17, a fim de que o orifício 19 da porta 17 se alinhe corretamente com a passagem de fluxo 15 de corpo de válvula 13 do conjunto de corpo de válvula 12. Os calços 98 são selecionados para configurar a posição da porca superior 88 em uma distância selecionada a partir da passagem de fluxo 15 para limitar um curso descendente da haste de válvula 23 e configurar o curso apropriado de atuador de válvula 27. A extremidade superior 100 do conjunto de retenção 84 irá configurar o limite inferior do curso do atuador de válvula 27. Se calços maiores 98 forem selecionados, a altura total do conjunto de acondicionamento 29 irá aumentar, e o limite inferior do curso do atuador de válvula 27 será maior. Em contrapartida, se calços menores 98 forem selecionados, a altura total do conjunto de acondicionamento 29 irá diminuir e o limite inferior do curso do atuador de válvula 27 será menor.

[034] A porca superior 88 tem roscas externas 96 que se conjugam com roscas internas 92 do conjunto de corpo de válvula 12 da tampa 14 para acoplar a porca superior 88 à tampa 14. A porca superior 88 é rosqueada na tampa 14 para manter os calços 98 em posição. Dessa maneira, os calços 98 podem ser inseridos, removidos e substituídos simplesmente removendo-se a porca superior 88 enquanto a porca inferior 86 permanece no lugar dentro da tampa 14. Portanto, os calços 98 podem ser ajustados sem ter de desconfigurar e reconfigurar o retentor de acondicionamento superior 67, acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 e retentor de acondicionamento inferior 41. Conforme mostrado, a porca inferior 86 e a porca superior 88 têm orifícios de ferramenta verticais para auxiliar no rosqueamento das porcas 86, 88 na tampa 14. Em outras realizações, as porcas 86, 88 podem ter perfis de superfície e topo em formatos alternativos para aceitar uma ferramenta para rosquear porcas 86, 88 na tampa 14.

[035] Em certas realizações opcionais, tais como as mostradas na Figura 3, um membro de mola 75 pode ser localizado dentro da cavidade interna 51. O membro de mola 75 pode aplicar força compressiva axial ao acondicionamento de haste resistente a incêndio 57. O membro de mola 75 pode ser, por exemplo, uma arruela Belleville, ou uma mola ondulada ou outro tipo de mola conhecido no estado da técnica. O membro de mola 75 pode ser localizado dentro da cavidade interna 51, tanto acima quanto abaixo do acondicionamento de haste seguro contra incêndio 57. O membro de mola 75 é mostrado entre o ombro 53 e uma extremidade de acondicionamento de haste resistente a incêndio 57. Se durante a operação, desgaste no acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 faz com que o tamanho do acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 seja reduzido, o pescoço projetante para baixo 68 pode não deixar de aplicar compressão axial suficiente no acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 para fornecer uma vedação de fluido durante condições de incêndio emergenciais. Em tal caso, o membro de mola 75 pode fornecer as forças compressivas adicionais exigidas para manter compressão axial suficiente no acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 para fornecer uma vedação de fluido durante condições de incêndio emergenciais.

[036] Na realização alternativa mostrada na Figura 3, a porca inferior 86 é combina de modo integral com o retentor de acondicionamento superior 67 como um retentor de acondicionamento de membro único 67a. Em tal realização, as roscas externas 90 são formadas em uma superfície externa de uma porção superior do retentor de acondicionamento 67a para conjugar com as roscas internas 92 da tampa 14 do conjunto de corpo de válvula 12. Como o retentor de acondicionamento 67a é rosqueado na tampa 14, o pescoço projetante para baixo 68 do retentor de acondicionamento superior 67a comprime axialmente o acondicionamento de haste resistente a incêndio 57 e o ombro de retentor voltado para baixo 70 empurra o retentor de acondicionamento inferior 41 para baixo (Figura 2).

[037] Os termos “vertical”, “horizontal”, "para cima", "para baixo", "acima", e "abaixo" e terminologia de relação espacial similar são usados no presente documento apenas por conveniência, pois a válvula 11 pode ser instalada em várias posições, diferentes da haste de válvula 23 apontando para cima.

[038] Portanto, a presente invenção descrita no presente documento é bem adaptada para realizar os objetivos e atingir os fins e vantagens mencionados, assim como outros que lhes são inerentes. Ainda que uma realização presentemente preferencial da invenção tenha sido dada com propósitos de invenção, existem mudanças numerosas nos detalhes dos procedimentos para alcançar os resultados desejados. Essas e outras modificações similares serão prontamente evidentes àqueles técnicos no assunto e são destinadas a serem englobadas no escopo da presente invenção revelada no presente documento e no escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. VÁLVULA (11) QUE TEM UM CONJUNTO DE ACONDICIONAMENTO (29), sendo que a válvula compreende: - um conjunto de corpo de válvula (12) que define uma passagem de fluxo (15) e uma cavidade de corpo (21) perpendicular à passagem de fluxo (15), sendo que o conjunto de corpo de válvula (12) define adicionalmente um furo (31) que se estende de um exterior do conjunto de corpo de válvula (12) para dentro da cavidade de corpo (21), sendo que o furo (31) tem uma porção de furo superior (31b) com um diâmetro ampliado definido por uma superfície interna do furo (31); - um membro de válvula móvel (17) entre uma posição aberta e uma posição fechada, sendo que o membro de válvula (17) bloqueia a passagem de fluxo (15) na posição fechada, e permite fluxo através da passagem de fluxo (15) na posição aberta; - uma haste de válvula (23) acoplada ao membro de válvula (17), sendo que a haste de válvula (23) se estende a partir da cavidade de corpo (21) até um exterior do conjunto de corpo de válvula (12) através do furo (31) para mover o membro de válvula (17) da posição fechada para a posição aberta, sendo que a haste de válvula (23) tem um eixo geométrico (25); - um primeiro acondicionamento de haste (37) que circunscreve uma primeira porção da haste de válvula (23) e que está localizado na porção de furo superior (31b); - um primeiro retentor de acondicionamento (41) que tem um colar (43) que limita o movimento axial do primeiro acondicionamento de haste (37), e que tem adicionalmente um primeiro corpo de retentor (45) que define uma cavidade interna (51); - um segundo acondicionamento de haste (57) circunscreve uma porção da haste de válvula (23), e que está localizado na cavidade interna (51) do primeiro retentor de acondicionamento (41); - um segundo retentor de acondicionamento (67) que tem um pescoço (68) que engata de modo compressivo o segundo acondicionamento de haste (57), e que tem, adicionalmente, um ombro de retentor (70) que engata o primeiro retentor de acondicionamento (41); - um conjunto de retenção (84) acoplado ao conjunto de corpo de válvula (12) para aplicar força axial ao segundo retentor de acondicionamento (67); e caracterizado pelo primeiro acondicionamento de haste (37) flutuar separado do primeiro retentor de acondicionamento (41), de maneira que o primeiro acondicionamento de haste (37) seja livre de energização pelo primeiro retentor de acondicionamento (41).

2. VÁLVULA (11), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo conjunto de retenção (84) compreender: - uma primeira porca (86) acoplada ao conjunto de corpo de válvula (12) e em engate com o segundo retentor de acondicionamento (67); - uma segunda porca (88) acoplada ao conjunto de corpo de válvula (12); e - pelo menos um calço (98) localizado entre a primeira porca (86) e a segunda porca (88) para posicionar a segunda porca (88) a uma distância selecionada a partir da cavidade de corpo (21) para limitar um curso descendente da haste de válvula (23).

3. VÁLVULA (11), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por: - o segundo retentor de acondicionamento (67) compreender adicionalmente roscas (90) em uma superfície externa que engata roscas (92) em uma superfície interna do furo (31) do conjunto de corpo de válvula (12), e - o conjunto de retenção (84) compreender uma segunda porca (88) acoplada ao conjunto de corpo de válvula (12).

4. VÁLVULA (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por: - o primeiro retentor de acondicionamento (41) compreender adicionalmente uma porção de vedação cônica (59) localizada adjacente ao colar (43), sendo que a porção de vedação cônica (59) é radialmente desviável e tem uma superfície de vedação (61); - o conjunto de corpo de válvula (12) compreender uma superfície de vedação conjugada (65) de modo que a porção de vedação cônica (59) desvie e forme uma vedação de fluido entre o primeiro retentor de acondicionamento (41) e o conjunto de corpo de válvula (12) quando o primeiro retentor de acondicionamento (41) é empurrado para engatar a superfície de vedação (61) do primeiro retentor de acondicionamento (41) à superfície de vedação conjugada (65) do conjunto de corpo de válvula (12).

5. VÁLVULA (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo conjunto de corpo de válvula (12) ter um ombro de tampa (35) e pelo primeiro acondicionamento de haste (37) estar localizado entre uma superfície de extremidade do colar (43) e o ombro de tampa (35), sendo que uma altura do primeiro acondicionamento de haste (37) é menor do que a distância entre o ombro de tampa (35) e a superfície de extremidade do colar (43) permitindo o movimento axial limitado do primeiro acondicionamento de haste (37) em relação ao conjunto de corpo de válvula (12).

6. VÁLVULA (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por: - o segundo retentor de acondicionamento (67) compreender uma primeira ranhura circunferencial (76) em uma superfície externa e uma segunda ranhura circunferencial (78) em uma superfície interna; e a válvula (11) compreender, adicionalmente: - um primeiro membro de vedação (80) localizado na primeira ranhura circunferencial (76) para criar uma vedação de fluido entre a superfície externa do segundo retentor de acondicionamento (67) e o conjunto de corpo de válvula (12); e - um segundo membro de vedação (82) localizado na segunda ranhura circunferencial (78) para criar uma vedação de fluido entre a superfície interna do segundo retentor de acondicionamento (67) e a haste de válvula (23).

7. VÁLVULA (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo segundo membro de vedação (82) compreender grafite.

8. VÁLVULA (11), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo retentor de acondicionamento inferior (41) ser livre de conexão mecânica com o furo (31), de maneira que o acoplamento do conjunto de retenção (84) ao conjunto de corpo de válvula (12) define a força axial aplicada ao retentor de acondicionamento superior (67) e uma altura de um vão (49) entre uma extremidade do primeiro acondicionamento de haste (37) e uma superfície de extremidade do colar (43) e o ombro de tampa (35).

9. VÁLVULA (11) que tem um conjunto de acondicionamento (29), sendo que a válvula (11) compreende: - um conjunto de corpo de válvula (12) que define uma passagem de fluxo (15) e uma cavidade de corpo (21) perpendicular à passagem de fluxo (15), sendo que o conjunto de corpo de válvula (12) define, adicionalmente, um furo (31) que se estende de um exterior do conjunto de corpo de válvula (12) para a cavidade de corpo (21), e o conjunto de corpo de válvula (12) tem uma superfície de vedação voltada para cima (65); - um membro de válvula (17) móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada, sendo que o membro de válvula (17) bloqueia a passagem de fluxo (15) na posição fechada, e permite um fluxo através da passagem de fluxo (15) na posição aberta; - uma haste de válvula (23) acoplada ao membro de válvula (17), sendo que a haste de válvula (23) tem um eixo geométrico (25) e se estende a partir da cavidade de corpo (21) até um exterior do conjunto de corpo de válvula (12) através do furo (31) para mover o membro de válvula (17) da posição fechada para a posição aberta; - uma porção de furo superior (31b) definida por uma superfície interna do furo (31); - um acondicionamento de haste inferior (37) flutuante circunscreve uma primeira porção da haste de válvula (23), e está localizado na porção de furo superior (31b); - um retentor de acondicionamento inferior (41) que tem um colar (43) que limita o movimento axial do acondicionamento de haste inferior (37), sendo que o retentor de acondicionamento inferior (41) tem, também, um corpo de retentor inferior (45) que define uma cavidade interna (51), e o retentor de acondicionamento inferior (51) compreende, adicionalmente, uma porção de vedação cônica (59) localizada adjacente ao colar (43), sendo que a porção de vedação cônica (59) tem uma superfície de vedação voltada para baixo (61); - um acondicionamento de haste resistente a incêndio comprimido (57) circunscreve uma segunda porção da haste de válvula (23) localizada na cavidade interna (51) do retentor de acondicionamento inferior (41); - um retentor de acondicionamento superior (67) com um pescoço projetante para baixo (68) que engata o acondicionamento de haste resistente a incêndio (57), sendo que o retentor de acondicionamento superior (67) compreende, adicionalmente, um ombro de retentor voltado para baixo (70) que engata o retentor de acondicionamento inferior (41); - um conjunto de retenção (84) acoplado ao conjunto de corpo de válvula (12) para aplicar força axial ao retentor de acondicionamento superior (67); e em que - a porção de vedação cônica (59) do retentor de acondicionamento inferior (41) tem um recesso circunferencial voltado para baixo (63) e desvia para formar uma vedação de fluido entre o retentor de acondicionamento inferior (41) e o conjunto de corpo de válvula (12) quando o retentor de acondicionamento inferior (41) é empurrado para baixo para engatar a superfície de vedação voltada para baixo (61) do retentor de acondicionamento inferior (41) à superfície de vedação voltada para cima (65) do conjunto de corpo de válvula (12); e caracterizado pelo acondicionamento de haste inferior (37) flutuar separado do retentor de acondicionamento inferior (41), de maneira que o acondicionamento de haste inferior (37) seja livre de energização pelo retentor de acondicionamento inferior (41).

10. VÁLVULA (11), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pela válvula (11) compreender, adicionalmente, um atuador de válvula (27) alinhado coaxialmente com a haste de válvula (23), e pelo conjunto de retenção (84) compreender, adicionalmente: - uma porca inferior (86) acoplada ao conjunto de corpo de válvula (12), sendo que a porca inferior (86) engata o retentor de acondicionamento superior (67); - uma porca superior (88) acoplada ao conjunto de corpo de válvula (12); e - pelo menos um calço (98) localizado entre a porca inferior (86) e a porca superior (88), sendo que o pelo menos um calço (98) é dimensionado para limitar o curso do atuador de válvula (27).

11. VÁLVULA (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 10, caracterizada pelo acondicionamento de haste inferior (37) compreender materiais elastoméricos, e pelo acondicionamento de haste resistente a incêndio (57) compreender grafite.

12. VÁLVULA (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizada pelo conjunto de corpo de válvula (12) ter um ombro de tampa voltado para cima (35), e pelo acondicionamento de haste inferior (37) flutuar entre uma superfície de extremidade inferior do colar (43) e o ombro de tampa voltado para cima (35).

13. VÁLVULA (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizada pela cavidade interna (51) do retentor de acondicionamento inferior (41) ter uma superfície de fundo, e pelo acondicionamento de haste resistente a incêndio (57) ser comprimido entre a superfície de fundo da cavidade interna (51) e o pescoço projetante para baixo do retentor de acondicionamento superior (67).

14. VÁLVULA (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizada pelo conjunto de retenção (84) ter um anel de desgaste circunferencial (94) em uma superfície interna, sendo que o anel de desgaste (94) circunscreve uma porção da haste de válvula (23) para centralizar a haste de válvula (23) dentro da válvula (11).

15. VÁLVULA (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 14, caracterizada por compreender, adicionalmente: - um primeiro membro de vedação circunferencial (80) que cria uma vedação de fluido estático entre a superfície externa do retentor de acondicionamento superior (67) e o furo (31); e - um segundo membro de vedação circunferencial (82) que cria uma vedação de fluido dinâmico entre a superfície interna do retentor de acondicionamento superior (67) e a haste de válvula (31).

16. VÁLVULA (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 15, caracterizada por compreender, adicionalmente: um membro de mola (75) localizado dentro da cavidade interna (51), sendo que o membro de mola (75) aplica força compressiva axial no acondicionamento de haste resistente a incêndio (57).