BR112016025164B1 - Braçadeira de produto tubular, método para suporte de um produto tubular, e, embarcação de perfuração - Google Patents

Braçadeira de produto tubular, método para suporte de um produto tubular, e, embarcação de perfuração Download PDF

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Joop Roodenburg
Pieter Dirk Melis Van Duivendijk
Theodorus Cornelis Joanes Maria Stijnman
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Itrec B.V.
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    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/10Slips; Spiders ; Catching devices
    • E21B19/102Slips; Spiders ; Catching devices using rollers or spherical balls as load gripping elements

Abstract

BRAÇADEIRA DE PRODUTO TUBULAR, DISPOSITIVO DE APERTO, MÉTODO PARA SUPORTE DE UM PRODUTO TUBULAR, E, EMBARCAÇÃO DE PERFURAÇÃO. A invenção se refere a uma braçadeira de produto tu bular para apertar um produto tubular, tal como um tubo de per furação, e dessa maneira suportar, por exemplo, uma coluna de tubos de perfuração. A braçadeira de produto tem uma armação anelar e três ou mais dispositivos de aperto montados ao longo do lado interno dessa armação anelar e em torno de uma passagem de produto central. De acordo com a invenção, cada dispositivo de aperto compreende uma parte de base e uma parte de aperto e dois rolos de transferência de carga suportados por uma armação do trole. A armação do trole posiciona a parte de base, a parte de aperto e os rolos de transferência de carga um em relação ao outro. A parte de base e a parte de aperto definem entre si uma pista, ao longo da qual os rolos de transferência de carga rolam quando a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base.

Description

CAMPO E FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[001] Esta invenção se refere a uma nova e melhorada braçadeira de produto tubular.
[002] Braçadeiras de produto tubular tais como cunhas serrilhadas são usadas na indústria de petróleo para suportar tubulares, tais como tubos de perfuração, em uma linha de fogo. Por exemplo, o documento US 2003/066718 divulga um conjunto de deslizamento, o conjunto de deslizamento tendo uma base e pelo menos dois quadros de deslizamento opostos posicionados na base com cada um dos quadros de deslizamento incluindo uma superfície de deslizamento plana. Além disso, um suporte de matriz é posicionado dentro de cada uma dos quadros de deslizamento e cada um dos suportes de matriz também inclui uma superfície plana que engata nas superfícies de deslizamento dos quadros de deslizamento. Um conjunto alternativo de deslizamento é mostrado em US3748702. Garras alternativas para tubos são mostradas em SU898039 e na publicação CN202417348, em que este último se refere a um coletor de ferramenta de perfuração tubular.
[003] Cunhas serrilhadas clássicas compreendem um conjunto de blocos de cunhas serrilhadas em forma de cunha, que são colocados em um anel de cunhas serrilhadas para apoiar um tubo de perfuração ou revestimento. As superfícies anguladas dos blocos de cunhas serrilhadas em combinação com a superfície angulada do anel de cunhas serrilhadas fazem com que forças axiais exercidas pelo tubular nos blocos de cunhas serrilhadas sejam transformadas em uma força de aperto lateral exercida no tubo. Dessa maneira, os blocos de cunhas serrilhadas suportam o tubular na linha de fogo e impedem que ele deslize através da cunha serrilhada. O tubular pode ser desengatado pela elevação do tubular para aliviar o peso dos blocos de cunhas serrilhadas. Os blocos de cunhas serrilhadas podem então ser elevados do anel de cunhas serrilhadas.
[004] Cunhas serrilhadas conhecidas são providas com uma superfície de contato com a qual elas fazem contato com a superfície de suporte do anel de cunhas serrilhadas. Por causa das forças de aperto geradas durante aperto de um tubular na posição, o desgaste dessas superfícies é significante. Portanto, são necessárias manutenção e troca frequentes de partes.
[005] É um objetivo da presente invenção fornecer uma braçadeira de produto tubular na qual os inconvenientes supramencionados são eliminados por completo, ou ocorrem em uma quantidade bastante reduzida. Em particular, é um objetivo da presente invenção fornecer uma nova e melhorada braçadeira de produto tubular, preferivelmente com reduzido desgaste de seus componentes, e que preferivelmente permite movimento rápido e fácil da braçadeira.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[006] De acordo com a invenção, o objetivo da invenção é alcançado por uma braçadeira de produto tubular de acordo com a reivindicação 1. Uma braçadeira de produto como esta pode ser usada para suportar produtos tubulares, tais como coluna de perfuração, colunas de ascensão e revestimento, ou seções dos mesmos, na linha de fogo de uma embarcação de perfuração. Uma braçadeira de produto tubular para apertar um produto tubular, por exemplo, um tubo de perfuração, de acordo com a invenção tem uma armação anelar com três ou mais dispositivos de aperto, cujos dispositivos de aperto são providos em intervalos regulares ao longo do lado interno da armação anelar em torno de uma passagem de produto central que tem um eixo. Cada dispositivo de aperto da braçadeira de produto tubular compreende:
[007] - superfície voltada em direção à passagem central de produto, e um lado esquerdo e um lado direito provido com pistas de came, as pistas de came se estendendo substancialmente paralelas à superfície de guia definida pelo lado frontal; - uma parte de base, cuja parte de base é montada na armação anelar, um lado dianteiro que define uma superfície de guia voltada para a passagem de produto central, e um lado esquerdo e um lado direito providos com pistas de came, as pistas de came se estendendo substancialmente paralelas à superfície de guia definida pelo lado dianteiro; - uma parte de aperto, cuja parte de aperto tem um lado traseiro que define uma superfície de guia voltada para a superfície de guia definida pelo lado dianteiro da parte de base, um lado dianteiro voltado para a passagem de produto central, e um lado esquerdo e um lado direito providos com pistas de came, as pistas de came se estendendo substancialmente paralelas à superfície de guia definida pelo lado traseiro; - dois rolos de transferência de carga, cujos rolos de transferência de carga são cada qual providos entre a superfície de guia da parte de base e a superfície de guia da parte de aperto para prover um suporte de rolamento para a parte de aperto; e - uma armação do trole, cuja armação do trole é configurada para posicionar a parte de base, a parte de aperto e os rolos de transferência de carga um em relação ao outro, cuja armação do trole suporta os rolos de transferência de carga, cujos rolos de transferência de carga são cada qual rotacionalmente montados, em que a armação do trole é provida com seguidores de came, com cujos seguidores de came a armação do trole engata as pistas de came nos lados da parte de base e da parte de aperto; e
[008] De acordo com a invenção, a superfície de guia da parte de base e a superfície de guia da parte de aperto definem entre si pistas de guia para cada dos rolos de transferência de carga, cujas pistas de guia se estendem em um ângulo com o eixo geométrico da passagem de produto central de maneira tal que, movimentando a parte de aperto em relação à parte de base, a parte de aperto é movimentada ao longo do eixo, bem como na direção radial do mesmo.
[009] Dessa maneira, a invenção fornece uma nova e melhorada braçadeira de produto tubular. Além disso, provendo um suporte de rolamento para as partes de aperto dos dispositivos de aperto, na forma de rolos de transferência de carga que rolam ao longo das superfícies de guia providas na parte de aperto e ao longo das superfícies de guia providas na parte de base, um contato de baixo atrito é provido entre a parte de aperto e a parte de base, que reduz desgaste dos componentes, comparado com cunhas serrilhadas em sistemas de aperto da tecnologia anterior.
[0010] O contato de baixo atrito de acordo com a invenção é habilitado provendo uma armação do trole suportando pelo menos dois rolos de transferência de carga, cuja armação do trole é configurada para posicionar a parte de base, a parte de aperto e os rolos de transferência de carga um em relação ao outro.
[0011] Além disso, a invenção fornece dispositivos de aperto compactos, que podem ser individualmente removidos da armação anelar ou com uma seção da armação anelar, e que, dessa maneira, permitem movimento rápido e fácil da braçadeira de produto tubular.
[0012] Nota-se que a armação anelar que suporta os dispositivos de aperto pode ser configurada de diferentes maneiras.
[0013] Em uma modalidade, a armação anelar compreende múltiplos segmentos que são ligados entre si para formar a armação. Em uma modalidade como esta, cada segmento pode suportar um dispositivo de aperto. Para permitir entrada lateral de um tubular na armação anelar, uma ou mais seções podem ser conectadas de forma articulada de maneira tal que elas formem uma porta de entrada para receber um tubular. Em uma modalidade alternativa, a armação anelar compreende duas seções de anel em forma de C, cada qual suportando múltiplos dispositivos de aperto, que, em combinação, formam a armação anelar. Em uma modalidade, as seções de anel em forma de C são em uma extremidade conectadas de forma articulada de maneira tal que elas podem ser pivotadas uma em relação à outra entre uma configuração aberta para receber um tubular e uma configuração fechada para suportar um tubular.
[0014] Nota-se que, prover uma armação anelar que pode ser aberta e fechada permite deslizamento da armação anelar em um tubular em uma direção lateral, isto é, perpendicular ao eixo longitudinal desse tubular. Dessa maneira, a armação anelar pode engatar um tubular que é suportado na linha de fogo de um embarcação de perfuração, por exemplo, deslizando a armação anelar aberta sobre a plataforma de trabalho para uma posição de pré-aperto, em cuja posição de pré-aperto o eixo da braçadeira fechada coincidirá com a linha de fogo, e subsequentemente fechando a armação anelar de maneira tal que o eixo da braçadeira de produto coincida com a linha de fogo e dessa maneira com o eixo longitudinal do tubular suportado na linha de fogo.
[0015] Em uma modalidade alternativa, a armação anelar é uma armação completamente fixada, e tubulares só podem ser recebidos na direção axial da braçadeira de produto, isto é, ao longo do eixo geométrico da passagem de produto central. Em uma modalidade como esta, as partes de aperto e/ou os dispositivos de aperto são preferivelmente providos com uma posição de estacionamento, em cuja posição elas são movimentadas na direção lateralmente para fora em relação ao eixo da braçadeira de produto, para prover a braçadeira de produto com uma passagem de produto extralarga para receber tubulares.
[0016] Preferivelmente, os dispositivos de aperto são fixados de forma liberável na armação anelar, de maneira tal que eles podem ser substituídos individualmente, por exemplo, com propósitos de manutenção. Nota-se que em navios sondas, dispositivos de aperto não são montados permanentemente na linha de fogo. Eles são equipamento móvel configurados para ser movimentados para a linha de fogo quando necessário e ser removidos novamente para prover espaço de trabalho adicional se necessário. Portanto, em uma modalidade, a armação anelar da braçadeira de produto de acordo com a invenção é provida com pontos de elevação para acoplar com um dispositivo de elevação tal como um guindaste para manusear a braçadeira de produto. Em uma modalidade alternativa, a braçadeira de produto pode ser montada em uma armação movelmente maior que deve ser manuseada, por exemplo, por guindastes. Em uma modalidade adicional, a armação pode ser montada em uma pista, provida na plataforma de trabalho de uma embarcação de perfuração, ou em uma construção abaixo da plataforma de trabalho, para deslizar sobre a plataforma de trabalho a favor e contra uma posição na linha de fogo.
[0017] A configuração de uma braçadeira de produto de acordo com a invenção, em particular a parte de base e a parte de aperto que definem uma pista de rolo entre elas, proporciona um desenho compacto da braçadeira que, por sua vez, permite uma ampla faixa de uso. Em uma modalidade, a armação anelar da braçadeira de produto é configurada para fazer interface com a mesa rotativa, de maneira tal que a braçadeira de produto em combinação com a dita mesa rotativa pode suportar rotacionalmente um tubular.
[0018] Com relação à parte de base e a parte de aperto, em uma modalidade preferida, existem corpos de aço que fornecem superfície de guia em uma face dos mesmos, e com a pista de came usinada nos lados da mesma. Provendo um único corpo com ambas as superfícies de guia e as pistas de came, um alto nível de precisão pode ser conseguido com relação às posições relativas desses recursos. Em uma modalidade alternativa, a parte de base e/ou a parte de aperto podem ser compostas de múltiplos corpos montados uns nos outros.
[0019] Em uma modalidade, a parte de aperto é configurada para suportar blocos de aperto, por exemplo, corpos de poliuretano ou corpos de aço dedicados, para engatar o corpo do tubular a ser seguro pela braçadeira. Dessa maneira, esses blocos de aperto formam a interface da parte de aperto e do tubular seguro pela braçadeira, e serão os blocos de aperto e não a parte de aperto que serão sujeitos ao desgaste por causa do engate do tubular, e somente esses blocos de aperto terão que ser substituídos em intervalos regulares, e não as partes de aperto. Preferivelmente, esses blocos de aperto são montados nas partes de aperto de uma maneira a facilitar a troca, preferivelmente sem a necessidade de desmontar a braçadeira ou partes da mesma. Em uma modalidade, os blocos de aperto são fixados nas partes de aperto usando parafusos e/ou pinos. Em uma modalidade adicional, as partes de aperto e os blocos de aperto são configurados de maneira tal que os blocos de aperto possam deslizar nas partes de aperto. Em uma modalidade preferida adicional, os blocos de aperto podem deslizar nas partes de aperto em uma direção para baixo substancialmente paralela ao eixo da braçadeira para permitir fácil remoção.
[0020] As pistas de came providas nos lados da parte de base e da parte de aperto se estendem substancialmente paralelas às superfícies de guia da parte de base e da parte de aperto, isto é, quando uma parte de base ou uma parte de aperto é vista em vista lateral, o contorno da superfície de guia tem uma forma similar à linha de centro de uma pista de came. Em outras palavras, a distância entre a superfície de guia e o centro da pista de came é constante ao longo do comprimento da pista de came. Dessa maneira, a pista de came segue a linha de movimento de um eixo de um rolo de transferência de carga que rola na superfície de guia, que permite que a armação do trole, ou partes da mesma, posicione o rolo de transferência de carga, a parte de base e a parte de aperto um em relação ao outro quando a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base e o rolo de transferência de carga rola ao longo de superfícies de guia da parte de base e da parte de aperto.
[0021] Em uma modalidade, as pistas de came se estendem ao longo do comprimento das superfícies de guia. Em uma modalidade alternativa, as pistas de came se estendem apenas ao longo de uma parte principal das superfícies de guia e não se estendem ao longo de uma seção de extremidade das superfícies de guia. Em uma modalidade como esta, a armação do trole, mais em particular, partes da armação do trole, são configuradas para pivotar em relação à pista de came para permitir que o rolo de transferência de carga continue ao longo da seção de extremidade das superfícies de guia, como será explicado em mais detalhes a seguir.
[0022] Os rolos de transferência de carga são suportados pela armação do trole, isto é, são rotacionalmente montados nessa armação, ou partes da mesma, de maneira tal que a armação do trole posiciona os rolos em relação à parte de base e a parte de aperto. Preferivelmente, o corpo do rolo do rolo de transferência de carga é um corpo massivo par permitir transferência de carga ideal entre a parte de aperto e a parte de base. Em uma modalidade, o rolo de transferência de carga é provido com extremidades do eixo geométrico que são recebidas em mancais providos na armação do trole.
[0023] Em uma modalidade, os rolos de transferência de carga são de forma cilíndrica para rolar ao longo de superfícies de guia planas. Nota-se que, em uma modalidade alternativa, a superfícies de guia pode ter uma forma ligeiramente côncava ou convexa e o corpo do rolo é provido com uma superfície externa que se ajustar às curvaturas das superfícies de guia.
[0024] Em uma modalidade de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, os rolos de transferência de carga são providos com uma nervura de guia circunferencial, por exemplo, uma nervura de guia circunferencial localizada no centro de cada rolo de transferência de carga, ou com múltiplas nervuras de guia circunferenciais, por exemplo, uma nervura de guia circunferencial em cada extremidade dos rolos de transferência de carga, e em que a parte de base e/ou a parte de aperto são providas com entalhes de guia para cooperar com uma nervura de guia circunferencial correspondente. Quando em uma modalidade como esta o rolo de transferência de carga rola ao longo da superfície de guia, uma ou mais nervuras de guia circunferenciais são recebidas nos entalhes de guia, e dessa maneira o rolo de transferência de carga é guiado ao longo do rolo de transferência de carga pista definido pelas superfícies de guia da parte de base e da parte de aperto.
[0025] Em uma modalidade preferida, cada dispositivo de aperto compreende dois rolos de transferência de carga posicionados entre a parte de base em um lado e a parte de aperto no lado oposto. Deve-se notar que a parte de aperto é suportada pela parte de base, pelo menos quando a braçadeira está suportando um tubular em sua passagem de produto central, pelos rolos de transferência de carga. A armação do trole é provida basicamente para manter os componentes na posição correta um em relação ao outro enquanto a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base.
[0026] Provendo dois rolos de transferência de carga, a carga é transferida sobre dois pontos, que permite uma distribuição de carga substancialmente uniforme. Em uma modalidade alternativa, três ou mais rolos de transferência de carga podem ser providos entre a parte de base e a parte de aperto de um dispositivo de aperto. Entretanto, em um dispositivo de aperto compreendendo três ou mais rolos de transferência de carga, atenção extra deve ser voltada para assegurar distribuição de carga uniforme nesses rolos de transferência de carga, para impedir desgaste excessivo ou mesmo dano nos rolos de transferência de carga e nas superfícies de guia ao longo das quais eles rolam.
[0027] Em uma modalidade, a armação do trole tem uma parte do lado esquerdo e uma parte do lado direito que são conectadas por meio dos corpos dos rolos suportados entre elas. Em uma modalidade, a armação do trole compreende uma única parte da armação rígida no lado esquerdo e uma única parte da armação rígida no lado direito do dispositivo de aperto. Em uma modalidade alternativa, a armação do trole compreende múltiplas partes da armação em ambos os lados do dispositivo de aperto, por exemplo, compreende múltiplos braços de retenção em ambos os lados do dispositivo de aperto, cujas partes da armação podem ser conectadas a pivô, por exemplo, a armação do trole pode compreender múltiplos braços de retenção que são montados a pivô em um braço espaçador em cada lado do dispositivo de aperto. Em uma modalidade, a armação do trole se estende em torno da parte de aperto e/ou da parte de base, ou entre as superfícies de guia da parte de base e da parte de aperto para prover uma conexão direta entre a parte da armação ou partes da armação providas no lado esquerdo e a parte da armação ou partes da armação providas no lado direito do dispositivo de aperto.
[0028] Em uma modalidade de uma braçadeira de produto de acordo com a invenção, a armação do trole de cada dispositivo de aperto tem uma parte da armação do lado esquerdo no lado esquerdo da parte de aperto e da parte de base e uma parte da armação do lado direito no lado direito da parte de aperto e da parte de base, cuja parte da armação do lado esquerdo e parte da armação do lado direito suportam os dois rolos de transferência de carga entre si, cujos rolos de transferência de carga são cada qual rotacionalmente montados. Em uma modalidade preferida, as duas partes da armação são conectadas entre si apenas por meio dos rolos de transferência de carga, que fornece uma armação do trole compacta.
[0029] Além disso, a parte da armação esquerda e a parte da armação direita são cada qual providas com seguidores de came, com cujos seguidores de came as partes da armação engatam as pistas de came nos lados da parte de base e da parte de aperto. Dessa maneira, em cada lado do dispositivo de aperto, a parte de base, os rolos de transferência de carga e a parte de aperto são posicionados um em relação ao outro por uma única parte da armação, na qual os rolos de transferência de carga são rotacionalmente montados e que engatam tanto a parte de base quanto a parte de aperto com cames que engatam as pistas de came providas nessas partes. Posicionamento desses componentes um em relação ao outro com uma única parte da armação permite um alto grau de precisão. Além disso, permite uma armação do trole simples e compacta.
[0030] Em uma modalidade adicional, a parte da armação do lado esquerdo e a parte da armação do lado direito são cada qual providas com dois seguidores de came para engatar as pistas de came na parte de base e dois seguidores de came para engatar as pistas de came na parte de aperto. Prover as partes da armação cada com dois cames engatando a parte de base e dois cames engatando a parte de aperto permite que a armação do trole mantenha a parte de aperto a uma distância predeterminada da parte de base, de maneira tal que os rolos de transferência de carga presos entre elas engatam tanto a superfície de guia na parte de base quanto na parte de aperto, e impedem pivotagem da parte de aperto em relação à parte de base.
[0031] Em uma modalidade adicional de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, cada dispositivo de aperto compreende adicionalmente uma forquilha, cuja forquilha é configurada para posicionar a armação do trole em relação à parte de base e a parte de aperto enquanto a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base. Dessa maneira, o movimento das rodas de transferência de carga é controlado, e deslizamento é impedido. A forquilha é em uma parte central da mesma montada de forma pivotável na armação do trole, e é nas extremidades opostas da mesma provida com fendas, uma fenda engatando um pivô na parte de base e a outra fenda engatando um pivô na parte de aperto.
[0032] Em uma modalidade preferida adicional, tanto a parte da armação esquerda quanto a parte da armação direita são providas com uma forquilha. Dessa maneira, a armação do trole é posicionada pelas forquilhas em ambos os lados do dispositivo de aperto, que é benéfico para impedir que a armação do trole, e dessa maneira os rolos de transferência de carga, inclinem.
[0033] Em uma modalidade adicional de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, uma linha reta pode ser traçada através de cada seguidor de came para engatar a pista de came na parte de base, um eixo rotacional central de um dos rolos de transferência de carga e um seguidor de came para engatar a pista de came na parte de aperto, cuja linha reta preferivelmente é perpendicular A uma linha traçada através do eixo geométrico rotacional central do primeiro rolo de transferência de carga e do eixo geométrico rotacional central do segundo rolo de transferência de carga. Dessa maneira, em cada lado do dispositivo de aperto, os cames são localizados diametralmente em relação ao eixo do rolo de transferência de carga. Em outras palavras, o eixo do rolo de transferência de carga e o eixo de dois cames no lado esquerdo do dispositivo de aperto e de dois cames no lado direito do dispositivo de aperto são posicionados em um único plano imaginário. Uma configuração como esta permite que a armação do trole seja guiada suavemente através das pistas de came tanto quando a parte de aperto, e dessa maneira o rolo de transferência de carga, move para cima e quando move para baixo.
[0034] Em uma modalidade preferida adicional de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, a parte da armação esquerda e a parte da armação direita são cada qual em forma de H, as partes da armação em forma de H tendo cada qual uma perna central se estendendo ao longo da pista de guia para os rolos de transferência de carga definida pelas superfícies de guia da parte de base e da parte de aperto. Uma parte da armação como esta combina o posicionamento preciso da parte de base, rolos de transferência de carga e parte de aperto um em relação ao outro com uma guia suave e precisa da parte de aperto e dos rolos de transferência de carga quando a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base.
[0035] Em uma modalidade alternativa de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, a armação do trole de cada dispositivo de aperto tem um braço de retenção inferior e um braço de retenção superior no lado esquerdo da parte de aperto e da parte de base e um braço de retenção inferior e um braço de retenção superior no lado direito da parte de aperto e da parte de base, em que um rolo de transferência de carga é suportado entre o braço de retenção inferior esquerdo e o braço de retenção inferior direito e um rolo de transferência de carga é suportado entre o braço de retenção superior esquerdo e o braço de retenção superior direito, cujos rolos de transferência de carga são cada rotacionalmente montados; e em que cada dos braços de retenção tem um seguidor de came em uma extremidade para engatar uma das pistas de came providas na parte de base e um seguidor de came em uma extremidade oposta para engatar uma das pistas de came providas na parte de aperto.
[0036] Dessa maneira, a armação do trole compreende dois braços de retenção em cada lado do dispositivo de aperto, cada braço posicionando a parte de aperto em relação à parte de base e corretamente posicionando o rolo de transferência de carga entre a parte de aperto e a parte de base. Em combinação, o braço de retenção inferior e superior além disso impedem pivotagem da parte de aperto em relação à parte de base.
[0037] A provisão de braços de retenção em vez de uma única parte da armação permite que os braços de retenção movam um em relação ao outro, e dessa maneira pivotem um em relação ao outro e ao dispositivo de aperto. Dessa maneira, na posição de estacionamento, a parte de aperto pode ser posicionada ainda mais próxima da parte de base quando comparado com uma parte da armação rígida de uma única peça. Além disso, uma configuração como esta permite uma faixa mais ampla no projeto da pista tanto para a pista de transferência de carga, definida pelas superfícies de guia na parte de base e na parte de aperto, quanto as pistas de came. É em particular benéfico quando a pista do rolo de transferência de carga tem uma seção de extremidade curva que fornece uma posição de estacionamento para o rolo de transferência de carga, cuja modalidade será explicada com mais detalhes a seguir, enquanto a pista de came não tem uma seção de extremidade curva como esta. Em uma modalidade como esta, os braços de retenção podem pivotar em relação ao dispositivo de aperto, permanecendo ainda paralelos, para guiar os rolos de transferência de carga ao longo da pista de rolo enquanto os cames já estão localizados na posição de extremidade das pistas de came. Isto será explicado com mais detalhas a seguir.
[0038] Em uma modalidade adicional, para cada braço de retenção, uma linha reta pode ser traçada através do eixo geométrico dos seguidores de came em extremidades opostas do mesmo e o eixo rotacional central dos rolos de transferência de carga que é suportado pelo braço de retenção. Dessa maneira, em cada lado do dispositivo de aperto, os cames são localizados diametralmente em relação ao eixo do rolo de transferência de carga. Em outras palavras, o eixo do rolo de transferência de carga e o eixo de dois cames no lado esquerdo do dispositivo de aperto e de dois cames no lado direito do dispositivo de aperto são posicionados em um único plano imaginário. Uma configuração permite que a armação do trole, mais em particular os braços de retenção da armação do trole, seja guiada suavemente através das pistas de came, tanto quando a parte de aperto, e dessa maneira o rolo de transferência de carga, move para cima e quando moves para baixo.
[0039] Em uma modalidade, a armação do trole tem adicionalmente pelo menos um braço espaçador, cujo braço espaçador é com uma extremidade rotacionalmente conectada em um dos dois rolos de transferência de carga, preferivelmente em um eixo do corpo do rolo, e com sua extremidade oposta no outro dos dois rolos de transferência de carga, preferivelmente em um eixo do corpo do rolo. Dessa maneira, a armação do trole também posiciona os dois rolos de transferência de carga um em relação ao outro.
[0040] Em uma modalidade, um único braço espaçador é provido no centro do dispositivo de aperto, e engata uma seção intermediária dos rolos de transferência de carga.
[0041] Em uma modalidade alternativa de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, a armação do trole tem um braço espaçador no lado esquerdo da parte de aperto e da parte de base e um braço espaçador no lado direito da parte de aperto e na parte de base, cujo braço espaçador do lado esquerdo é com uma extremidade rotacionalmente conectada no braço de retenção inferior do lado esquerdo e com uma extremidade oposta rotacionalmente conectada no braço de retenção superior do lado esquerdo, e cujo braço espaçador do lado direito é com uma extremidade rotacionalmente conectada no braço de retenção inferior do lado direito e com uma extremidade oposta rotacionalmente conectada no braço de retenção superior do lado direito. Em uma modalidade preferida adicional, ambos os braços espaçadores e os braços de retenção são rotacionalmente conectados nos rolos de transferência de carga, preferivelmente em um eixo do rolo de transferência de carga, de maneira tal que os corpos de transferência de carga são coaxialmente e rotacionalmente montados em ambos os braços de retenção e os braços espaçadores.
[0042] Em uma modalidade adicional de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, cada dispositivo de aperto compreende adicionalmente uma forquilha, cuja forquilha é configurada para posicionar o braço espaçador em relação à parte de base e à parte de aperto enquanto a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base, cuja forquilha é em uma parte central da mesma montada de forma pivotável no braço espaçador, e é em extremidades opostas da mesma provida com fendas, uma fenda engatando um pivô na parte de base e a outra fenda engatando um pivô na parte de aperto.
[0043] Em uma modalidade preferida, cada dispositivo de aperto compreende um braço espaçador tanto no lado esquerdo quanto no lado direito, cujos braços espaçadores são cada qual providos com uma forquilha. Em uma modalidade preferida adicional, tanto a parte da armação esquerda quanto a parte da armação direita são providas com uma forquilha. Dessa maneira, a armação do trole, nesta modalidade compreendendo um braço de retenção superior, um braço de retenção inferior e um braço espaçador em seu lado esquerdo e em seu lado direito, é posicionado pelas forquilhas em ambos os lados do dispositivo de aperto, que é benéfico para impedir que a armação do trole, e dessa maneira os rolos de transferência de carga, inclinem.
[0044] Em uma modalidade de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, cada dispositivo de aperto compreende um mecanismo de cremalheira e pinhão, cujo mecanismo de cremalheira e pinhão é provido entre os respectivos rolos de transferência de carga por um lado e a parte de base e a parte de aperto por outro lado, para posicionar os rolos de transferência de carga em relação à parte de base e a parte de aperto enquanto a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base. Uma interface de cremalheira e pinhão como esta pode dessa maneira ser usada em substituição, ou em adição a uma forquilha e/ou um braço espaçador. Em uma modalidade, o mecanismo de cremalheira e pinhão pode ser integrado com flanges de guia circunferenciais para posicionar adicionalmente os rolos de transferência de carga na direção axial.
[0045] Em uma modalidade, o mecanismo de cremalheira e pinhão compreende uma roda para corrente do lado esquerdo e uma roda para corrente do lado direito montadas em extremidades opostas de cada rolo de transferência de carga respectivamente e, preferivelmente, as rodas para corrente são montadas em um eixo extremidade dos rolos de transferência.
[0046] Nesta modalidade, o mecanismo de cremalheira e pinhão compreende adicionalmente uma corrente inferior e uma corrente superior no lado esquerdo da parte de aperto e da parte de base e uma corrente inferior e uma corrente superior no lado direito da parte de aperto e da parte de base, cujas correntes são cada qual com uma extremidade conectada na parte de base e com uma outra extremidade conectada na parte de aperto, e cujas correntes preferivelmente se estendem cada qual ao longo de uma trajetória substancialmente em forma de U.
[0047] Nesta modalidade, as rodas para corrente de um dos dois rolos de transferência de carga engatam a corrente inferior esquerda e a corrente inferior direita e as rodas para corrente do outro rolo de transferência de carga engatam a corrente superior esquerda e a corrente superior direita, de maneira tal que, quando a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base, as correntes são puxadas ao longo das rodas para corrente.
[0048] Em uma modalidade alternativa, o mecanismo de cremalheira e pinhão dos rolos de transferência de carga compreende uma cremalheira provida na parte de base e uma cremalheira provida na parte de aperto e uma roda para corrente montada em um eixo do rolo de transferência de carga, cuja roda para corrente engata em uma ou ambas as cremalheiras, de maneira tal que, quando a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base, a roda para corrente corre ao longo da roda para corrente. Dessa maneira, o movimento das rodas de transferência de carga é controlado, e deslizamento é impedido.
[0049] Em uma modalidade de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, cada dos dispositivos de aperto é provido com um dispositivo de posicionamento para receber e posicionar um produto tubular em relação à parte de aperto quando o dispositivo de aperto é movimentado em direção a um produto tubular suportado na passagem de produto central, cujo dispositivo de aperto compreende duas pernas de guia que se estendem em um ângulo entre si, de maneira tal que elas definem uma forma de V quando vistas em uma direção ao longo do eixo geométrico da passagem de produto central, e que preferivelmente são deslocadas uma em relação à outra ao longo do eixo geométrico da passagem de produto central, que permite que as pernas de guia de dois dispositivos de guia adjacentes se sobreponham quando as partes de aperto são movimentadas em direção ao eixo central.
[0050] Uma configuração como esta permite que as pernas de guia se estendam em um ângulo amplo, e dessa maneira para uma ampla abertura de recebimento entre as pernas de guia, que permite o encaixe de produtos tubulares com uma ampla faixa de diâmetro para corrigir uma ampla faixa de posições incorretas, isto é, movimentar produtos tubulares que não são suportados na linha de fogo, mais em particular, não são corretamente posicionados no eixo geométrico da passagem de produto da braçadeira de produto tubular, em linha com o eixo da braçadeira de produto movendo as partes de aperto para a direção radialmente para dentro.
[0051] Em uma modalidade, o dispositivo de posicionamento é provido na forma de uma chapa de centralização em forma de V que é montada em um ângulo com um plano perpendicular ao eixo geométrico da passagem de produto central, de maneira tal que uma perna é localizada mais alta do que a outra perna, que proporciona uma ampla abertura de recebimento em combinação e ainda permite que as partes de aperto dos dispositivos de aperto sejam posicionada estritamente adjacentes uma à outra e próximas do eixo geométrico central da passagem de produto.
[0052] De acordo com a invenção, cada dispositivo de aperto da braçadeira de produto tubular é provido com uma parte de aperto que se apoia na parte de base por meio de pelo menos dois rolos de transferência de carga. Durante movimentação das partes de aperto dos dispositivos de aperto em relação às partes de base, os rolos de transferência de carga e a armação do trole guiam a parte de aperto ao longo da trajetória do rolo de transferência de carga. Dessa maneira, a parte de aperto pode ser movimentada entre uma posição radialmente interna e inferior e uma posição radialmente externa e superior. Movimentando as partes de aperto na direção radial, a passagem de produto pode ser ajustada no tamanho e tubulares de diferentes seções transversais podem ser recebidos e suportados pela braçadeira de produto.
[0053] Em uma modalidade de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, cada dispositivo de aperto é provido com um atuador, tal como um cilindro hidráulico ou fuso elétrico, que é adaptado para mover a parte de aperto em relação à parte de base, isto é, entre sua posição inferior radialmente para dentro e sua posição superior radicalmente para fora. Em uma modalidade, a parte de aperto é provida com motores elétricos para mover as partes de aperto, por exemplo, motores elétricos que acionam rodas para engate de corrente de uma cremalheira montada na armação do trole ou na parte de aperto. Nessas modalidades, a braçadeira de produto é controlada por atuador.
[0054] Em uma modalidade, um atuador pode ser usado para mover a partes de aperto de múltiplos dispositivos de aperto, por exemplo, de dois dispositivos de aperto adjacentes.
[0055] Alternativamente, a parte de aperto é configurada para ser movimentada por trabalho humano, por exemplo, é provida com uma pega no seu lado superior para encaixe à mão ou por um dispositivo de elevação operado manualmente, para elevar a parte de aperto.
[0056] Em também uma outra modalidade, as partes do dispositivo de aperto são configuradas para encaixe por um dispositivo de elevação externo tal como um guindaste provido na plataforma de trabalho ou um guincho provido em um mastro de perfuração.
[0057] Em uma modalidade preferida, um é provido sistema de controle que controla os atuadores dos dispositivos de aperto de maneira tal que todas as partes de aperto são movimentadas sincronizadamente. Em uma modalidade preferida adicional, cada dispositivo de aperto é provido com dois ou mais cilindros hidráulicos e os cilindros de todos os dispositivos de aperto são conectados em um único cilindro de controle, o cilindro de controle compreendendo um único eixo do êmbolo que movimenta múltiplos êmbolos providos ao longo desse eixo do êmbolo, cada êmbolo provido em um ambiente de êmbolo conectado com um cilindro hidráulico da braçadeira de produto tubular. Dessa maneira, movendo o eixo do êmbolo do cilindro de controle, todos os cilindros dos dispositivos de aperto, e dessa maneira todas as partes de aperto da braçadeira de produto tubular, são movimentadas sincronizadamente.
[0058] Em uma modalidade preferida, o atuador de cada dispositivo de aperto é montado entre a parte de base e a armação do trole para mover a armação em relação à base e dessa maneira a parte de aperto em relação à parte de base. Deve-se notar que um atuador montado entre a armação do trole e a armação anelar, ou entre a armação do trole e uma montagem fixada na parte de base e/ou na armação anelar é considerado montado entre a armação do trole e a parte de base.
[0059] Provendo os atuadores entre a parte de base e a armação do trole, e não entre a parte de base e a parte de aperto, o atuador move a parte de aperto indiretamente, isto é, por meio da armação do trole, quando a armação do trole suporta e ou os rolos de transferência de carga são acoplados com a parte de base e a parte de aperto por meio de uma forquilha e/ou uma interface cremalheira e pinhão. Além disso, movimento da armação do trole se traduz em um maior movimento da parte de aperto. Dessa maneira, em uma modalidade como esta, a provisão do atuador entre a armação e a parte de base dessa maneira fornece uma maneira eficiente de mover a parte de aperto. Isto é especialmente benéfico quando o atuador é um cilindro hidráulico ou o fuso, que pode ser menor quando a trajetória de atuação pode ser mantida curta.
[0060] Em uma modalidade alternativa, o atuador é provido entre a parte de base e a parte de aperto, isto é, engata a parte de aperto diretamente, em vez de por meio da armação do trole. Dessa maneira, a forças de elevação e as forças de aperto exercidas pelo atuador que transferem diretamente para parte de aperto não são transferidas por meio da armação do trole. Dessa maneira, a armação do trole e suas conexões na parte de base e na parte de aperto podem ser mantidas relativamente leves e simples.
[0061] Em uma modalidade preferida adicional, o atuador de cada dispositivo de aperto compreende dois cilindros hidráulicos, um no lado esquerdo da parte de base e parte de aperto, e um no lado direito da parte de base e parte de aperto, para transferir uma carga de tração ou compressão mais equilibrada para a armação do trole e/ou parte de aperto e dessa maneira reduzir o risco de inclinação da armação do trole e ou rolos de transferência de carga durante movimentação dos mesmos.
[0062] Por causa da configuração inclinada das superfícies de guia da parte de aperto e da parte de base, a tração para baixo exercida nas partes de aperto por um tubular mantido na braçadeira de produto é transferida em uma força de aperto direcionada radialmente para dentro. Quanto maior a tração, tanto maior a força de aperto.
[0063] Em uso, um tubular é suportado na passagem de produto central da braçadeira por um dispositivo de suporte, por exemplo, por um guindaste ou um trole suportado por uma torre de perfuração. Subsequentemente, o tubular é engatado pelas partes de aperto, mais em particular por corpos de aperto providos nas partes de aperto, movendo as partes de aperto na direção para baixo e radialmente para dentro. Quando as partes de aperto engatam o tubular, o dispositivo de suporte pode abaixar o tubular. A tração para baixo que é exercida pelo tubular nas partes de aperto puxa as partes de aperto ainda mais na direção para baixo e dessa maneira para dentro. Dessa maneira, a tração para baixo é transformada em uma força de aperto.
[0064] Em uma modalidade, os atuadores são configurados para prover uma força de aperto inicial, quando engata o tubular. Em uma modalidade adicional, os atuadores são configurados para prover uma força de aperto adicional empurrando as partes de aperto para baixo, e dessa maneira para dentro, depois que as partes de aperto tiverem engatado completamente o tubular. Isto é especialmente benéfico quando cargas relativamente altas são suportadas pela braçadeira, em virtude de essas cargas gerarem somente uma força de aperto limitada.
[0065] Em uma modalidade de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, a armação anelar da braçadeira de produto tubular é suportada em três ou mais sensores de carga, preferivelmente sensores de carga montados resilientes providos entre a armação anelar e uma placa de base configurada para suportar a armação anelar. Suportando a braçadeira de produto tubular em três sensores de carga, a carga suportada pelo dispositivo de aperto pode ser monitorada. Isto é especialmente benéfico quando a armação anelar é provida com quatro ou mais dispositivos de aperto. Suportando a armação anelar com sensores de carga, nem todo dispositivo de aperto precisa ser monitorado individualmente pelos sensores de carga. Dessa maneira, suportando a armação anelar com três sensores de carga, a carga é monitorada de uma maneira simples e eficiente.
[0066] Os sensores de carga podem, por exemplo, ser combinados com um pacote de múltiplas molas de disco para suportar resilientemente a armação anelar.
[0067] Em uma modalidade preferida, os sensores de carga resilientes montados são providos entre a armação anelar e uma placa de base configurada para suportar a armação anelar. Dessa maneira, quando os suportes resilientes são comprimidos até um certo valor, a armação anelar se apoia na placa de base, que pode, por exemplo, ser provida com suportes para seções de berço da armação anelar, de maneira tal que a armação anelar é agora suportada pela placa de base. Em uma modalidade como esta, os sensores só precisam monitorar uma seção inferior do faixa de trabalho da braçadeira de produto tubular. Por causa da faixa de trabalho limitada, podem ser usados sensores que monitoram mais precisamente as cargas nesta faixa particular. Além disso, uma vez que os sensores não precisam suportar a carga do dispositivo de aperto quando na sua extremidade superior de sua faixa de trabalho, sensores mais delicados e mais simples sensores podem ser usados.
[0068] Em uma modalidade adicional, os sensores são acoplados com um sistema de controle que é ligado nos atuadores para mover as partes de aperto. Preferivelmente, o sistema de controle é configurado para bloquear o movimento das partes de aperto dos dispositivos de aperto em uma direção para fora do tubular quando eles estão suportando uma carga. Dessa maneira, as partes de aperto só podem ser movimentadas para fora do tubular quando esse tubular é suportado por um dispositivo externo, por exemplo, um guindaste ou trole montado em uma torre de perfuração, de uma maneira tal que o tubular não é suportado pela braçadeira. Portanto, não existe risco de o tubular cair da braçadeira quando a partes de aperto são movimentadas.
[0069] Em uma modalidade preferida de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, a superfícies de guia da parte de base e a parte de aperto definem uma pista separada para cada rolo de transferência de carga. Dessa maneira, quando o dispositivo de aperto é provido com dois rolos de transferência de carga, as superfícies de guia da parte de base e a parte de aperto definem uma primeira e uma segunda trajetória do rolo de transferência de carga.
[0070] Em uma modalidade alternativa, as pistas de guia dos dois rolos de transferência de carga são combinadas em uma única pista de guia. Dessa maneira, os rolos de transferência de carga podem compartilhar uma pista de guia. As pistas de guia sobrepostas podem prover uma trajetória estendida para mover a parte de aperto em relação à parte de base em combinação com um dispositivo de aperto compacto. Em uma modalidade como esta, as pistas de came são preferivelmente combinadas igualmente. Dessa maneira, dois cames também compartilham uma única pista de came.
[0071] Em uma modalidade preferida adicional, as superfícies de guia da parte de base e da parte de aperto de cada dispositivo de aperto definem uma pista de guia do rolo de transferência de carga separada ou cada rolo de transferência de carga e cujas pistas de guia do rolo de transferência de carga curvam em uma direção radialmente para fora em suas extremidades superiores para prover a parte de aperto com uma posição de estacionamento. Dessa maneira, as superfícies de guia da parte de base e da parte de aperto são essencialmente em forma de J, com uma seção substancialmente reta e inclinada e uma seção mais curta e mais horizontal na extremidade superior. As seções inclinadas maiores das superfícies de guia definem uma trajetória de aperto. Nesta trajetória de aperto, o ângulo das superfícies de guia é suficientemente acentuado para transformar a tração para baixo de um tubular em uma força de aperto. As extremidades superiores das superfícies de guia curvam para fora e definem uma trajetória de estacionamento orientada mais horizontal. Esta trajetória de estacionamento é provida para mover as partes de aperto para fora da passagem de produto central para permitir produtos ou seções de produto mais largos, por exemplo, um dispositivo com uma seção transversal retangular montada entre dois tubulares ou os flanges de um tubular, a ser atravessado pela braçadeira de produto. A seção de estacionamento da trajetória do rolo de transferência de carga não é adequada para prover uma força de aperto. Entretanto, dessa maneira provendo as superfícies de guia com um recesso no qual os rolos de transferência de carga podem ser recebidos permite que a parte de aperto seja localizada rigorosamente adjacente à parte de base, e dessa maneira proporciona uma braçadeira de produto tubular compacta em combinação com uma passagem de produto central relativamente ampla. A passagem de produto central ampla facilita a passagem de produtos através da braçadeira de produto e dessa maneira reduz a necessidade de remover a braçadeira de produto tubular durante passagem de produtos com um grande diâmetro ao longo da linha de fogo e através da passagem de produto.
[0072] Em uma modalidade, a invenção fornece uma braçadeira de produto tubular para apertar um produto tubular, por exemplo, um tubo de perfuração, a braçadeira de produto tendo uma armação anelar com três ou mais dispositivos de aperto, cujos dispositivos de aperto são providos em intervalos regulares ao longo do lado interno da armação anelar em torno de uma passagem de produto central com um eixo, e em que cada dispositivo de aperto compreende: - uma parte de base, cuja parte de base é montada na armação anelar, um lado dianteiro que define uma superfície de guia voltada para a passagem de produto central, e um lado esquerdo e um lado direito providos com pistas de came, as pistas de came se estendendo substancialmente paralelas à superfície de guia definida pelo lado dianteiro; - uma parte de aperto, cuja parte de aperto tem um lado traseiro que define uma superfície de guia voltada para a superfície de guia definida pelo lado dianteiro da parte de base, um lado dianteiro voltado para a passagem de produto central, e um lado esquerdo e um lado direito providos com pistas de came, as pistas de came se estendendo substancialmente paralelas à superfície de guia definida pelo lado traseiro; - dois rolos de transferência de carga, cujos rolos de transferência de carga são cada qual providos entre a superfície de guia da parte de base e a superfície de guia da parte de aperto para prover um suporte de rolamento para a parte de aperto; - uma armação do trole, cuja armação do trole é configurada para posicionar a parte de base, a parte de aperto e os rolos de transferência de carga um em relação ao outro, a armação do trole tendo uma parte da armação do lado esquerdo no lado esquerdo da parte de aperto e da parte de base e uma parte da armação do lado direito no lado direito da parte de aperto e da parte de base, cuja parte da armação do lado esquerdo e parte da armação do lado direito que suporta os dois rolos de transferência de carga entre si, cujos rolos de transferência de carga são cada qual rotacionalmente montados, e em que a parte da armação esquerda e a parte da armação direita são cada qual providas com seguidores de came, com cujos seguidores de came as partes da armação engatam as pistas de came nos lados da parte de base e da parte de aperto; - uma forquilha, cuja forquilha é configurada para posicionar a armação do trole em relação à parte de base e a parte de aperto enquanto a parte de base é movimentada em relação à parte de base, cuja forquilha é em uma parte central da mesma montada de forma pivotável na armação do trole, e é em extremidades opostas da mesma provida com fendas, uma fenda engatando um pivô na parte de base e a outra fenda engatando um pivô na parte de aperto; e em que a superfície de guia da parte de base e a superfície de guia da parte de aperto definem entre si pistas de guia para cada dos rolos de transferência de carga, cujas pistas de guia se estendem em um ângulo com o eixo geométrico da passagem de produto central de maneira tal que, movendo a parte de aperto em relação à parte de base, a parte de aperto é movimentada ao longo do eixo, bem como na direção radial do mesmo.
[0073] A invenção além disso fornece um método para suportar um produto tubular em uma linha de fogo, o método fornecendo as etapas de: - suportar um produto tubular na linha de fogo; - fornecer uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção; - posicionar a braçadeira de produto de maneira tal que seu eixo coincida com a linha de fogo; - mover as partes de aperto dos dispositivos de aperto em direção ao produto tubular até que elas engatem o produto tubular; - abaixar o produto tubular até que ele seja completamente suportado pela braçadeira de produto tubular.
[0074] A invenção além disso fornece um dispositivo de aperto para uso em uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção.
[0075] Modalidades vantajosas da braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção são descritas nas sub-reivindicações e na descrição, na qual a invenção é adicionalmente ilustrada e elucidada com base em diversas modalidades exemplares, das quais algumas estão mostradas no desenho esquemático.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0076] Nos desenhos Fig. 1 mostra uma vista em perspectiva de uma braçadeira de produto tubular para apertar um produto tubular de acordo com a invenção em uma configuração aberta e montado em um desviador; Fig. 2 mostra uma vista em perspectiva da braçadeira de produto tubular da fig. 1 em uma configuração fechada; Fig. 3 mostra uma vista lateral da braçadeira de produto tubular e desviador da fig. 1; Fig. 4 mostra uma vista lateral em seção transversal da braçadeira de produto tubular e desviador da fig. 1 com a braçadeira de produto na configuração fechada; Fig. 5 mostra uma vista em perspectiva de um dispositivo de aperto da braçadeira de produto tubular da fig. 1 em uma primeira posição; Fig. 6 mostra uma vista em perspectiva do dispositivo de aperto da braçadeira de produto tubular da fig. 5 em uma segunda posição; Fig. 7 mostra uma vista em perspectiva do dispositivo de aperto da fig. 5 com algumas partes removidas; Fig. 8 mostra uma vista em perspectiva do dispositivo de aperto da fig. 6 com algumas partes removidas; Fig. 9 mostra uma vista lateral de algumas partes do dispositivo de aperto da fig. 5; Fig. 10 mostra uma vista lateral de algumas partes do dispositivo de aperto da fig. 6; Fig. 11 mostra uma vista em perspectiva de um dispositivo de aperto da braçadeira de produto tubular da fig. 1, similar à Fig. 5; Fig. 12 mostra uma vista em perspectiva do dispositivo de aperto da fig. 11 com uma parte removida; Fig. 13 mostra uma vista em perspectiva do dispositivo de aperto da fig. 12 com uma parte adicional removida, similar à Fig. 7; Fig. 14 mostra uma vista em perspectiva do dispositivo de aperto da fig. 13 com uma parte adicional removida; Fig. 15 mostra uma vista em perspectiva de uma outra braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção; Fig. 16 mostra uma vista de topo da braçadeira de produto tubular da fig. 15; Fig. 17 mostra uma vista lateral em seção transversal da braçadeira de produto tubular da fig. 15 em uma primeira posição de trabalho; Fig. 18 mostra uma vista lateral em seção transversal da braçadeira de produto tubular da fig. 15 em uma segunda posição de trabalho: Fig. 19 mostra uma vista lateral de um dispositivo de aperto da braçadeira de produto tubular da fig. 15 em uma primeira posição de trabalho; Fig. 20 mostra uma vista lateral do dispositivo de aperto da fig. 19 em uma segunda posição de trabalho; Fig. 21 mostra uma vista em perspectiva do dispositivo de aperto da fig. 19; Fig. 22 mostra, parcialmente em vista vazada, uma vista lateral de um dispositivo de aperto alternativo para uso na braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção; Fig. 23 mostra uma vista lateral do dispositivo de aperto da fig. 22 em uma primeira posição; Fig. 24 mostra uma vista lateral do dispositivo de aperto da fig. 22 em uma segunda posição; e Fig. 25 mostra uma vista lateral do dispositivo de aperto da fig. 22 em uma terceira posição; Fig. 26 mostra duas braçadeiras de produto tubular de acordo com a invenção em uma primeira configuração; Fig. 27 mostra esquematicamente a configuração da fig. 26 em duas posições de trabalho; Fig. 28 mostra esquematicamente, parcialmente em vista vazada, uma parte de um dispositivo de aperto provido com um mecanismo de cremalheira e pinhão de acordo com a invenção em quatro posições de trabalho; Fig. 29 mostra esquematicamente parte de um dispositivo de aperto provido com um mecanismo de cremalheira e pinhão alternativo de acordo com a invenção em uma primeira e uma segunda posição de trabalho; Fig. 30 mostra esquematicamente, parcialmente em vista vazada, uma parte de um dispositivo de aperto provido com uma pista de came alternativo de acordo com a invenção em duas posições de trabalho; Fig. 31 mostra esquematicamente parte de um dispositivo de aperto provido com uma pista de came alternativa adicional de acordo com a invenção em duas posições de trabalho; Fig. 32 mostra uma vista detalhada de um dispositivo de aperto com um bloco de aperto alternativo; Fig. 33 mostra o dispositivo de aperto da fig. 32 em seção transversal; e Fig. 34 mostra uma vista de topo da armação anelar de duas partes da braçadeira de produto tubular da fig. 15 em uma configuração aberta enquanto engata um produto tubular.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0077] Objetivos, modalidades e elaborações adicionais do aparelho e do método de acordo com a invenção ficarão aparentes a partir da descrição seguinte, na qual a invenção é adicionalmente ilustrada e elucidada com base em diversas modalidades exemplares, com referência aos desenhos.
[0078] Figs. 1 e 2 mostram uma braçadeira de produto tubular 1 de acordo com a invenção. A braçadeira de produto tubular 1 é provida com uma armação anelar 2 se estendendo em torno de uma passagem de produto central 3 com um eixo 33. De acordo com a invenção, e três ou mais, na modalidade mostrada, seis, dispositivos de aperto 4 são providos em intervalos regulares ao longo do lado interno da armação anelar, em torno da passagem central 3.
[0079] Na modalidade particular mostrada, a armação anelar 2 compreende múltiplos segmentos 5, dois dos quais formam uma porta que permite que a abertura da armação anelar 2 engate um tubular. Observa-se que o desenho particular da armação anelar não é essencial para a invenção. Por exemplo, a armação anelar pode compreender diversos segmentos ligados entre si, com os dispositivos de aperto montados nos ditos segmentos, ou, por exemplo, ser formada ligando os dispositivos de aperto uns nos outros, etc.
[0080] Fig. 1 mostra a braçadeira de produto 1 em uma configuração aberta enquanto a Fig. 2 mostra a braçadeira de produto em uma configuração fechada.
[0081] Na configuração aberta, o dispositivo de aperto 1 pode ser movimentado para a posição enquanto um tubular é suportado na linha de fogo, ou movimentado para fora da linha de fogo enquanto um tubular é suportado nele. Dessa maneira, provendo uma porta, a braçadeira de produto não precisa ser separada para receber um tubular na direção lateral.
[0082] Na fig. 1, a braçadeira de produto tubular é montada em um desviador 6. O desviador 6 é montado na plataforma de trabalho de uma embarcação de perfuração (não mostrado). Uma linha de fogo 7 ser estende através do centro do desviador.
[0083] Fig. 26 mostra dois dispositivos de aperto de produto 1 de acordo com a invenção em uma configuração em uma embarcação de perfuração. Nesta configuração, as duas braçadeiras de produto 1 são providas em lados opostos de um desviador 6. Provendo duas braçadeiras de produto, uma braçadeira de produto pode ser usada como uma reserva em caso de o outro falhar ou precisar de manutenção. As braçadeiras de produto 1 são movelmente suportadas, de maneira tal que elas podem deslizar de uma posição inativa, na qual elas estão representadas na Fig. 26, para uma posição ativa, na qual elas são posicionadas acima do desviador 6, para suportar um tubular na linha de fogo 7 se estendendo através do dito desviador. Como foi aqui apresentado, a porta provida na armação anelar permite mover as braçadeiras de produto 1 a favor e contra a posição ativa enquanto um tubular já está suportado na linha de fogo.
[0084] Dessa maneira, para suportar um produto tubular na linha de fogo, a armação anelar 2 é aberta e a braçadeira de produto tubular 1 é movimentada da posição inativa para sua posição ativa, dessa maneira alinhando seu eixo central com a linha de fogo e recebendo o produto tubular em sua passagem de produto. Enquanto a braçadeira de produto 1 é movimentada de sua posição inativa para sua posição ativa, as partes de aperto 9 dos dispositivos de aperto 4 são ambas na posição elevada, preferivelmente em sua posição de estacionamento, para prover uma ampla passagem de produto central 3 para receber o tubular.
[0085] Depois que a braçadeira de produto 1 tiver sido posicionada em sua posição ativa, isto é, com seu eixo coincidindo com a linha de fogo, e o produto tubular tiver sido recebido na braçadeira de produto, a armação anelar 2 é fechada e presa.
[0086] Subsequentemente, as partes de aperto 9 dos dispositivos de aperto 4 são movimentadas em direção ao produto tubular até que eles engatem o produto tubular. Em uma modalidade preferida, os atuadores pressionam as partes de aperto contra o produto tubular para prover uma força de aperto inicial para apertar o produto tubular.
[0087] Então, o produto tubular pode ser abaixado até que ele seja completamente suportado pela braçadeira de produto tubular, em cuja condição a tração para baixo exercida pelo tubular nas partes de aperto é pela configuração da braçadeira de produto convertida em uma força de aperto.
[0088] Fig. 27 mostra uma configuração adicional com duas braçadeiras de produto tubular 1, esquematicamente representadas, em duas posições de trabalho. Nesta configuração, as braçadeiras de produto são suportadas em um mancal de anel quando movimentadas para suas posições ativas, que permite rotação das braçadeiras de produto, e dessa maneira do produto tubular suportado pela braçadeira de produto.
[0089] Deve-se notar que o desenho de uma braçadeira de produto de acordo com a invenção permite uma configuração compacta da braçadeira de produto, e dessa maneira facilita permitir a aplicação da braçadeira de produto em configurações mostradas nas figs. 26 e 27, isto é, movelmente suportado ou rebaixado na plataforma de trabalho de uma embarcação de perfuração, e girando a braçadeira de produto enquanto suporta um tubular. Em uma modalidade preferida, a braçadeira de produto é configurada para fazer interface com uma mesa rotativa.
[0090] Figs. 15-18 mostram uma outra modalidade exemplar de uma braçadeira de produto tubular 1 de acordo com a invenção. Deve-se notar que componentes correspondentes em termos de construção e/ou função aos componentes que foram descritos com referência aa braçadeira de produto tubular mostrados nas figs. 1-4 são providos com os mesmos números de referência. Além disso, subtende-se que a braçadeira de produto tubular mostrado nas figs 15-18 é substancialmente similar em desenho e função aa braçadeira de produto tubular mostrado nas figs. 1-4. Aqui a seguir a descrição focará nas diferenças entre os dois dispositivos de aperto mostrados de acordo com a invenção.
[0091] A braçadeira de produto tubular 1 mostrada na Fig. 15 difere da mostrada na Fig. 1 em que a braçadeira de produto mostrado 1 na Fig. 15 é provido com um alojamento superior 41, cujo alojamento superior 41 define um espaço de recebimento da parte de aperto 60 para receber as partes de aperto 9 da braçadeira de produto quando em suas posições elevadas. Fig. 17 mostra a braçadeira de produto 1 da fig. 15 em seção transversal com as partes de aperto 9 em suas posições totalmente inferiores, enquanto a Fig. 18 mostra a mesma braçadeira de produto 1 com as partes de aperto em suas posições elevadas, que, na modalidade particular mostrada, é também uma posição de estacionamento. Na posição elevada, as partes de aperto 9 se estendem para cima da braçadeira de produto 1 e, na modalidade mostrada, são recebidas no espaço de recebimento da parte de aperto 60 definido pelo alojamento superior 41. Dessa maneira, o alojamento superior blinda a braçadeira de produto, em particular, as partes de aperto dos dispositivos de aperto da braçadeira de produto por cima. Além disso, na modalidade mostrada, ele fornece uma superfície de trabalho para o pessoal.
[0092] Além disso, na modalidade preferida mostrada, a braçadeira de produto 1 rebaixada em uma plataforma de trabalho 42 de uma embarcação de perfuração, parte de cuja plataforma de trabalho é mostrada na Fig. 15, de maneira tal que a superfície superior do alojamento superior 41 é substancialmente nivelada com a superfície da plataforma de trabalho dessa embarcação de perfuração. Dessa maneira, o alojamento superior estende a superfície de trabalho do pessoal até aproximadamente a área acima da braçadeira de produto.
[0093] Na modalidade preferida mostrada, o alojamento superior 41 é provido com escotilhas 43 para prover acesso aos dispositivos de aperto individuais 4, mais em particular às partes de aperto 9 dos dispositivos de aperto. As escotilhas 43 são representadas abertas na Fig. 15 e são representadas fechadas na Fig. 16.
[0094] Na modalidade preferida mostrada, o alojamento superior 41 é anexado de forma liberável na braçadeira de produto 1, de maneira tal que ele pode ser removido se preciso, por exemplo, para facilitar a manutenção e/ou inspeção dos dispositivos de aperto 4 da braçadeira de produto 1.
[0095] A braçadeira de produto tubular mostrada na Fig. 15 além disso difere da mostrada na Fig. 1 em que os rolos de transferência de carga 10,11 são providos com uma nervura de guia circunferencial 46 localizada no centro de cada rolo de transferência de carga 10,11. A parte de base 8 e a parte de aperto 9 são providas com entalhes de guia 47 para cooperar com uma nervura de guia circunferencial correspondente 46, cujos entalhes de guia são providos nas superfícies de guia 17, 23 das partes de base 8 e as partes de aperto 9 dos dispositivos de aperto 4. Parte das nervuras de guia circunferenciais 46 e parte dos entalhes de guia 47 são representadas na vista em seção transversal da fig. 17.
[0096] Os rolos de transferência de carga 10,11 do dispositivo de aperto 4 mostrado nas figs. 5-14 são providos com múltiplas nervuras de guia circunferenciais 46, mais em particular com uma nervura de guia circunferencial 46 em cada extremidade dos rolos de transferência de carga 10,11. Em modalidades alternativas, os rolos de transferência de carga podem ser providos com três ou mais nervuras de guia circunferenciais.
[0097] A braçadeira de produto tubular mostrado na Fig. 15 além disso difere da mostrada na Fig. 1 em que a armação anelar 2 da braçadeira de produto tubular 1 é suportada em três sensores de carga 48, um dos quais é mostrado na Fig. 16. Além disso, na modalidade preferida mostrada, esses sensores 48 são sensores de carga resilientes montados provido entre a armação anelar 2 e uma placa de base 49 configurada para suportar a armação anelar. Dessa maneira, quando os sensores de carga resilientes suportados 48 são comprimidos até um certo valor, seções da armação anelar 4, não mostradas na Fig., se apoiam na placa de base 49, de maneira tal que a armação anelar é suportada pela placa de base. Dessa maneira, os sensores 48 só monitoram uma seção inferior da faixa de trabalho da braçadeira de produto tubular. Por causa da faixa de trabalho limitada, os sensores podem ser usados que monitoram mais precisamente as cargas nesta faixa particular. Além disso, uma vez que os sensores não precisam suportar a carga do dispositivo de aperto quando na sua extremidade superior de sua faixa de trabalho, sensores mais delicados e mais simples podem ser usados.
[0098] Além disso, na modalidade preferida mostrada, os sensores 48 são acoplados com um sistema de controle que é ligado nos atuadores 48 para mover as partes de aperto 9. O sistema de controle é configurado para bloquear movimento das partes de aperto dos dispositivos de aperto em uma direção para fora do tubular quando eles estão suportando uma carga. Dessa maneira, as partes de aperto só podem ser movimentadas para fora do tubular quando esse tubular é suportado por um dispositivo externo, por exemplo, um guindaste ou trole montado em uma torre de perfuração, de uma maneira tal que o tubular não seja suportado pelo dispositivo de aperto. Portanto, não existe risco de o tubular cair do dispositivo de aperto quando as partes de aperto são movimentadas.
[0099] A braçadeira de produto tubular mostrada na Fig. 15 além disso difere da mostrada na Fig. 1 em que a armação anelar 2 compreende duas seções de anel em forma de C 44, cada qual suportando múltiplos, mais em particular três, dispositivos de aperto 4, que em combinação formam a armação anelar 2. As seções de anel em forma de C 44 são em uma extremidade conectadas de forma articulada de maneira tal que elas podem ser pivotada uma em relação à outra entre uma configuração aberta para receber um tubular, cuja configuração é mostrada em vista de topo na Fig. 33 enquanto recebem um tubular 63, e uma configuração fechada para suportar um tubular, cuja configuração é mostrada em vista de topo na Fig. 16. Deve- se notar que na Fig. 16 as partes de aperto são movimentadas para suas posições para dentro, e na Fig. 33 as partes de aperto são movimentadas para suas posições de estacionamento, e, portanto, não estão visíveis. Oposto à articulação, a armação anelar 2 é provida com um dispositivo de trava na forma de um pino de travamento móvel 45 é provido para prender as duas seções de anel em forma de C uma em relação à outra.
[00100] Fig. 22 mostra uma vista lateral esquerda de uma modalidade exemplar de um dispositivo de aperto 4 para uso em uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, por exemplo, uma braçadeira de produto tubular como mostrada na Fig. 1, ou a braçadeira de produto mostrada na Fig. 15. Deve-se notar que componentes correspondentes em termos de construção e/ou função aos componentes que foram descritos com referência à fig. 1 são providos com os mesmos números de referência.
[00101] O dispositivo de aperto 4 compreende uma parte de base 8, uma parte de aperto 9, dois rolos de transferência de carga 10, 11, uma armação do trole 12, uma forquilha 13 e um atuador 14.
[00102] A parte de base 8 tem um lado traseiro 15 configurado para ser montado na armação anelar 2, um lado dianteiro 16 que define uma superfície de guia 17 voltada para a passagem de produto tubular central 3, e um lado esquerdo 18 e um lado direito 19 (não visíveis na figura) providos com pistas de came. As pistas de came se estendem substancialmente paralelas à superfície de guia 17 definida pelo lado dianteiro 16 da parte de base 8.
[00103] A parte de aperto 9 tem um lado traseiro 22 que define uma superfície de guia 23 voltada para a superfície de guia 17 definida pelo lado dianteiro da parte de base, um lado dianteiro 24 voltado para a passagem de produto central 3, e um lado esquerdo 25 e um lado direito providos com pistas de came, das quais a pista de came 27 provida no lado esquerdo é visível na figura. As pistas de came se estendem substancialmente paralelas à superfície de guia 23 definida pelo lado traseiro 22 da parte de aperto 9. Os dois rolos de transferência de carga 10,11 são cada qual providos entre a superfície de guia 17 da parte de base 8 e a superfície de guia 23 da parte de aperto 9 para prover um suporte de rolamento para a parte de aperto.
[00104] A armação do trole 12 é configurada para posicionar a parte de base 8, a parte de aperto 9 e os rolos de transferência de carga 10,11 um em relação ao outro. A armação do trole tem uma parte da armação do lado esquerdo 29 (visível na fig.) no lado esquerdo da parte de aperto 9 e a parte de base 8 e uma parte da armação do lado direito no lado direito da parte de aperto e da parte de base. A parte da armação do lado esquerdo e parte da armação do lado direito suportam os dois rolos de transferência de carga 10,11 entre si, cujos rolos de transferência de carga são cada qual rotacionalmente montados nas ditas partes da armação.
[00105] A parte da armação esquerda 29 e a parte da armação direita são cada qual providas com seguidores de came 31 com cujos seguidores de came as partes da armação engatam as pistas de came 20,27 nos lados da parte de base 8 e da parte de aperto 9.
[00106] Deve-se notar que, na modalidade particular mostrada, a armação do trole 12 é configurada de maneira tal que uma linha reta pode ser traçada através de cada seguidor de came 31 para engatar as pistas de came 20 na parte de base 8, um eixo rotacional central de um dos rolos de transferência de carga 11 e um seguidor de came 31 para engatar as pistas de came 27 na parte de aperto 9. A parte da armação esquerda 29 e a parte da armação direita 30 são cada qual em forma de H, as partes da armação em forma de H tendo cada qual uma perna central se estendendo ao longo das pistas de guia para os rolos de transferência de carga 10,11 definidas pelas superfícies de guia 17, 23 da parte de base e da parte de aperto. A forquilha 13 é configurada para posicionar a armação do trole 12 em relação à parte de base 8 e a parte de aperto 9 enquanto a parte de base é movimentada em relação à parte de base. A forquilha 13 é em uma parte central da mesma montada de forma pivotável na armação do trole 12, e é em extremidades opostas da mesma provida com fendas 34, uma fenda engatando um pivô na parte de base 8 e a outra fenda engatando um pivô na parte de aperto 9. De acordo com a invenção, a superfície de guia 17 da parte de base 8 e a superfície de guia 23 da parte de aperto 9 definem entre si uma pista de guia 35 para cada dos rolos de transferência de carga 10, 11. Na modalidade exemplar mostrada, essas pistas de guia são integradas em uma única pista de guia. Em uma modalidade alternativa, os rolos de transferência de carga são cada qual providos com uma pista de guia, cujas pistas de guia são preferivelmente similares em forma. As pistas de guia 35 se estendem em um ângulo com o eixo 33 da passagem de produto central 3 de maneira tal que, movendo a parte de aperto 9 em relação à parte de base 8, a parte de aperto é movimentada ao longo do eixo geométrico bem como na direção radial da mesma.
[00107] De acordo com a invenção, os rolos de transferência de carga fornecem um suporte de rolamento da parte de aperto, de maneira tal que a parte de aperto pode ser movimentada em relação à parte de base. Na modalidade mostrada nas figs 22-25, o dispositivo de aperto 1 é provido com um atuador 36 para mover a parte de aperto. Dessa maneira, a braçadeira de produto é controlada pelo atuador. Alternativamente, a parte de aperto é configurada para ser movimentada pela força humana, por exemplo, é provida com uma pega no seu lado superior para encaixe à mão ou por um dispositivo de elevação operado manualmente, para levantar a parte de aperto. Em uma modalidade, a parte de aperto é configurada para encaixe por um dispositivo de elevação externo tal como um guindaste provido na plataforma de trabalho ou um guincho provido em um mastro de perfuração. Na modalidade exemplar mostrada, entretanto, o dispositivo de aperto é provido com um atuador 36, cujo atuador compreende dois cilindros hidráulicos, um 37 no lado esquerdo da parte de base e da parte de aperto, e um (não visível na Fig.) no lado direito da parte de base e da parte de aperto. Os cilindros hidráulicos são com uma extremidade conectados na parte de base 8 e com uma extremidade na armação do trole 12. Conectando a outra extremidade dos atuadores na armação do trole 12, e não na parte de aperto 9, o comprimento do cilindro pode ser mantido pequeno, uma vez que a trajetória de deslocamento da armação é a metade da trajetória de deslocamento da parte de aperto. Em uma modalidade alternativa, o atuador compreende cilindros que são com uma extremidade conectados na parte de base e com uma extremidade oposta na parte de aperto. Em uma modalidade como esta, o cilindro engata a parte de aperto diretamente, e não por meio da armação do trole. Dessa maneira, as forças de elevação exercidas pelos cilindros que são usados diretamente na parte de aperto não são transferidas por meio da armação do trole. Dessa maneira, a armação do trole e suas conexões na parte de base e parte de aperto pode ser mantida relativamente leve e pequena.
[00108] Figs. 23-25 mostram a parte de aperto 9 em diferentes posições em relação à parte de base 8. Nas figuras, os atuadores e a armação do trole foram omitidos por questão de clareza. As figuras mostram claramente que os rolos de transferência de carga 10,11 movem ao longo das superfícies de guia 17,23 da parte de aperto 9 e da parte de base 8 quando a primeira é movimentada em relação à outra. Além disso, as figuras mostram claramente que a forquilha 13 funciona como um regulador, que determina a posição da armação do trole 12 e, dessa maneira, dos rolos de transferência de carga 10, 11 suportados por essa armação do trole, em relação à parte de aperto 9 e a parte de base 8, quando a parte de aperto 9 é movimentada em relação à parte de base 8.
[00109] Figuras 5 e 6 mostram uma vista em perspectiva de um dispositivo de aperto alternativo, usado na braçadeira de produto tubular mostrada nas figuras 1-4. Os componentes deste dispositivo de aperto correspondentes em termos de construção e/ou função aos componentes que foram descritos com referência às figuras 22-25 são providos com os mesmos números de referência.
[00110] Figura 5 mostra o dispositivo de aperto 1 com a parte de aperto 9 em uma posição elevada ou retraída. Figura 6 mostra o mesmo dispositivo 1 com parte do dispositivo de aperto 8 em uma posição abaixada ou estendida. Quando a parte de aperto 9 está na posição abaixada mostrada na figura 6, os cilindros hidráulicos 37,38 do atuador 36 são estendidos. Quando a parte de aperto é levantada pelo atuador, por exemplo, para soltar um tubular preso na passagem de produto tubular, os cilindros hidráulicos 37,38 do atuador 36 são retraídos.
[00111] Levantando as partes de aperto 9 dos dispositivos de aperto da braçadeira de produto tubular, as partes de aperto são também movimentadas na direção radialmente para fora. Dessa maneira, a passagem de produto central é aberta, que, por exemplo, permite passagem do colar de um tubular através da dita passagem.
[00112] Observa-se que a modalidade exemplar do dispositivo de aperto mostrado nas figuras 5-7 difere do mostrado nas figuras 22-25 em que os cilindros hidráulicos 37,38 do atuador 36 são com uma extremidade conectados na parte de base 8 e com uma extremidade oposta na parte de aperto 9. Em uma modalidade como esta, o cilindro engata a parte de aperto diretamente, e não por meio da armação do trole. Dessa maneira, as forças de elevação exercidas pelos cilindros que são usados diretamente na parte de aperto não são transferidas por meio da armação do trole. Dessa maneira, a armação do trole e suas conexões na parte de base e na parte de aperto pode ser mantida relativamente leve e pequena.
[00113] Figuras 7 e 8 representam os dispositivos de aperto mostrados nas figuras 5 e 6 na mesma posição, mas com o cilindro hidráulico esquerdo 37 do atuador 36 e a parte da armação esquerda do trole 12 removidos para mostrar claramente a posição da forquilha 13 e dos rolos de transferência de carga 10,11.
[00114] A forquilha 13 é em extremidades opostas provida com uma fenda 34, em cada uma das quais o entalhe pivô 39 é recebido de maneira tal que a fenda é em uma extremidade conectada de forma deslizante na parte de base 8 e em uma extremidade oposta conectada de forma deslizante na parte de aperto 9. A forquilha 13 é no seu centro conectada a pivô na armação do trole 12. Observa-se que a modalidade exemplar do dispositivo de aperto mostrada nas figuras 5-7 difere da mostrada nas figuras 22-25 em que a forquilha é, no seu centro, montada de forma pivotável na armação do trole em uma parte central do mesmo, e não em um braço da armação do trole se estendendo ao longo da pista de rolo, isto é, a pista de guia para os rolos de transferência de carga definida pelas superfícies de guia da parte de base e da parte de aperto. Além disso, as fendas providas nas extremidades opostas da forquilha são fendas abertas, dessa maneira reduzindo o comprimento da forquilha. Dessa maneira, a armação do trole bem como a forquilha podem ser mantidas compactas, o que facilita a montagem dos cilindros hidráulicos na parte de aperto, e não na armação do trole.
[00115] Figuras 9 e 10 representam em vista lateral a parte de base 8, parte de aperto 9 e os rolos de transferência de carga 10,11, providos entre as superfícies de guia da parte de base 8 e da parte de aperto 9, dos dispositivos de aperto mostrados nas figuras 5 e 6 na mesma posição. As figuras dessa maneira mostram claramente o contorno das superfícies de guia, e as pistas de came se estendendo substancialmente paralelas àquelas superfícies de guia, mais em particular ao contorno daquelas superfícies de guia.
[00116] Observa-se que a modalidade exemplar do dispositivo de aperto mostrada nas figuras 5-7 difere da mostrada nas figuras 22-25 em que os rolos de transferência de carga 10,11 são cada qual providos com uma pista de transferência, cujas duas pistas são definidas pelas superfícies de guia da parte de base e da parte de aperto, cujas pistas de transferência são formadas similarmente.
[00117] Além disso, cada lado da parte de aperto e da parte de base é provido com duas pistas de came, uma para cada pista de came e cada pista de came se estendendo substancialmente paralelas àquelas superfícies de guia, mais em particular ao contorno daquelas superfícies de guia.
[00118] Na modalidade mostrada nas figuras 22-25, as superfícies de guia também definem uma pista de came para cada rolo de transferência de carga, as pistas de guia, entretanto combinam em uma única pista de guia, tais como as pistas de came. Dessa maneira, os rolos de transferência de carga podem compartilhar uma pista de guia. As pistas de guia sobrepostas podem prover uma trajetória estendida para mover a parte de aperto em relação à parte de base.
[00119] A superfície de guia do dispositivo de aperto mostrado nas figuras 9 e 10 além disso difere daquelas mostradas nas figuras 22-25 em que elas definem uma posição de estacionamento na forma de um recesso na extremidade das superfícies de guia, e dessa maneira na extremidade das pistas de guia que curvam em uma direção radialmente para fora em suas extremidades superiores para prover a parte de aperto com uma posição de estacionamento. Na figura 9, a parte de aperto é mostrada em sua posição elevada e com os rolos de transferência de carga recebidos na posição de estacionamento. Prover esses recessos nos quais os rolos de transferência de carga são recebidos permite mover a parte de aperto estritamente adjacente à parte de base, e dessa maneira para uma configuração compacta do dispositivo de aperto quando na posição retraída ou levantada. Isto, por sua vez, fornece uma passagem de produto extralarga central e dessa maneira facilita a passagem de produtos através dela e dessa maneira reduz a necessidade de remoção da braçadeira de produto tubular durante passagem de produtos com um grande diâmetro ao longo da linha de fogo e através da passagem de produto.
[00120] Fig. 19-21 mostram uma outra modalidade exemplar de um dispositivo de aperto 4 para uso em uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, por exemplo, uma braçadeira de produto tubular como mostrado na Fig. 1 ou uma braçadeira de produto como mostrado na Fig. 15. Deve-se notar que componentes correspondentes em termos de construção e/ou função aos componentes que foram descritos com referência às figs. 1-18 são providos com os mesmos números de referência.
[00121] Subtende-se que o dispositivo de aperto mostrado nas figs 1921 é substancialmente similar em desenho e função ao dispositivo de aperto mostrado nas figs. 5-14. Aqui a seguir a descrição focará nas diferenças entre os dois dispositivos de aperto de acordo com a invenção.
[00122] O dispositivo de aperto mostrado nas figs 19-21 difere daquele mostrado nas figs 5-14 em que as pistas de came 21 providas na parte de base e as pistas de came 28 providas na parte de aperto têm uma extremidade aberta. Deve-se notar que o movimento dos seguidores de came, ou resumidamente cames, nas respectivas pistas de came é restringido pela armação do trole 12 e forquilha 13 de maneira tal que os cames não podem sair das pistas de came, que é mostrado Figs. 19. As pistas de came que não terminam na parte de base e na parte de aperto, entretanto não proporcionam uma parte de base e parte de aperto mais compactas, que, por sua vez, proporcionam um dispositivo de aperto mais compacto e dessa maneira uma braçadeira de produto mais compacta. Deve-se notar que, em uma modalidade alternativa, uma ou ambas as pistas de came apenas da parte de base ou de uma ou ambas as pistas de came apenas da parte de aperto não terminam na parte de base ou na parte de aperto, respectivamente.
[00123] O dispositivo de aperto mostrado nas figs 19-21 adicionalmente difere daquele mostrado nas figs 5-14 em que o dispositivo de aperto 4 é provido com um dispositivo de posicionamento 40 para receber e posicionar um produto tubular em relação à parte de aperto 9 quando a parte de aperto 9 é movimentada em direção a um produto tubular suportado na passagem de produto central. O dispositivo de aperto compreende duas pernas de guia que se estendem em um ângulo uma com a outra, de maneira tal que elas definem uma forma de V quando vistas em uma direção ao longo do eixo geométrico da passagem de produto central. Na modalidade preferida mostrada, duas pernas de guia do dispositivo de aperto 40 são além disso desencontradas uma em relação à outra ao longo do eixo geométrico da passagem de produto central, que permite que as pernas de guia de dois dispositivos de guia adjacentes sobreponham quando as partes de aperto são movimentadas em direção ao eixo central, que foi representado na vista lateral em seção transversal mostrada na Fig. 17.
[00124] Deve-se notar que, na modalidade mostrada, em uma modalidade, o dispositivo de posicionamento 40 é provido na forma de uma chapa de centralização em forma de V que é montada em um ângulo com um plano perpendicular ao eixo geométrico da passagem de produto central, de maneira tal que uma perna é localizada mais alta que a outra perna. Em uma modalidade alternativa, por exemplo, as duas pernas de guia podem ser componentes separados montados na parte de aperto do dispositivo de aperto.
[00125] Em uma modalidade de uma braçadeira de produto de acordo com a invenção, a parte de base e ou a parte de aperto dos dispositivos de aperto são compostas de diferentes componentes. Por exemplo, eles podem cada qual compreender um corpo em forma de armação suportando um elemento de pista sólido, cujo elemento de pista sólido é um corpo de aço que define a superfície de guia e, por exemplo, é um elemento de pista feito como um corpo unitário de aço de alto grau. Uma modalidade como esta pode permitir a troca de parte da parte de base ou parte de aperto. Por exemplo, em caso de desgaste da superfície da pista definida pela parte de base, somente o elemento de pista tem que ser substituído.
[00126] Fig. 28 mostra esquematicamente parte de um dispositivo de aperto provido com um mecanismo de cremalheira e pinhão de acordo com a invenção em quatro posições de trabalho. Deve-se notar que componentes correspondentes em termos de construção e/ou função aos componentes que foram descritos com referência ao dispositivo de aperto mostrado nas figs. 5-14 são providos com os mesmos números de referência. Subtende-se que além disso o dispositivo de aperto 4 mostrado nas figs 28 é em sua função geral substancialmente similar em desenho e função o dispositivo de aperto mostrado nas figs. 5-14. Aqui a seguir a descrição basicamente focará nas diferenças entre os dois dispositivos de aperto mostrados de acordo com a invenção. Fig. 28 é o dispositivo de aperto 4 em quatro posições de trabalho. No lado esquerdo, a parte de aperto 8 do dispositivo de aperto 8 é localizada em sua posição de aperto inferior mais interna. No lado direito, a parte de aperto 8 do dispositivo de aperto 4 é levantada em sua posição mais superior, que é também uma posição de estacionamento, isto é, nesta posição os rolos de transferência de carga 10,11 são recebidos em um recesso definido pelas superfícies de guia 17,23 da parte de base 8 e da parte de aperto 9. Entre esses, as figuras do lado esquerdo e do lado direitas, o dispositivo de aperto 4 é mostrado com sua parte de aperto 8 em duas posições intermediárias.
[00127] O dispositivo de aperto 4 esquematicamente representado na Fig. 28 difere do dispositivo de aperto 4 mostrado nas figs 5-14 em que as pistas do rolo de transferência de carga, definidas pelas superfícies de guia 17,23 da parte de base 8 e da parte de aperto 9, têm seções de extremidade curvas que fornecem uma posição de estacionamento para o rolo de transferência de carga 10,11, representada na fig. do lado direito, enquanto as pistas de came 21,28 não têm tais seções de extremidade curvas. Isto se torna possível provendo a armação do trole 50 com braços de retenção 51,52 que podem pivotar um em relação ao outro.
[00128] Dessa maneira, o dispositivo de aperto 4 esquematicamente representado na Fig. 28 além disso difere do dispositivo de aperto 4 mostrado nas figs 5-14 em que a armação do trole 50 do dispositivo de aperto tem um braço de retenção inferior (não visível na Fig.) e um braço de retenção superior (não visível na Fig.) no lado esquerdo da parte de aperto 9 e da parte de base 8 e um braço de retenção inferior 51 e um braço de retenção superior 52 no lado direito da parte de aperto 9 e da parte de base 8. Nesta modalidade, um rolo de transferência de carga 10 é suportado entre o braço de retenção inferior esquerdo e o braço de retenção inferior direito 51 e um rolo de transferência de carga 11 é suportado entre o braço de retenção superior esquerdo e o braço de retenção superior direito 52. Os rolos de transferência de carga 10,11 são cada rotacionalmente montados.
[00129] Além disso, cada dos braços de retenção 51,52 tem um seguidor de came 32 em uma extremidade para engatar uma das pistas de came providas na parte de base 21 e um seguidor de came 32 em uma extremidade oposta para engatar uma das pistas de came providas na parte de aperto 28.
[00130] Dessa maneira, a armação do trole 50 compreende dois braços de retenção 51,52 em cada lado do dispositivo de aperto 4, cada braço posicionando a parte de aperto 9 em relação à parte de base 8 e posicionando corretamente o rolo de transferência de carga 10,11 entre a parte de aperto e a parte de base. Em combinação, o braço de retenção inferior e superior além disso impedem pivotagem da parte de aperto em relação à parte de base.
[00131] Prover braços de retenção separados em vez de uma única parte da armação permite que os braços de retenção movam um em relação ao outro, e dessa maneira pivotem em relação ao dispositivo de aperto (comparar a posição dos braços de retenção nas outras figuras com posição dos braços de retenção nas duas figuras intermediárias). Dessa maneira, na posição de estacionamento, a parte de aperto 9 pode ser posicionada ainda mais próxima da parte de base 8 quando comparado com uma parte da armação em peça única rígida.
[00132] Figs. 30 e 31 mostra esquematicamente parte de modalidades adicionais de um dispositivo de aperto de acordo com a invenção, provido com pistas de came alternativas, em duas posições de trabalho. Também nessas modalidades, a armação do trole 50 é provida com braços de retenção 51,52 que, quando os rolos de transferência de carga são movimentados para suas posições de estacionamento, mostradas nas respectivas Figs. da direita, pivotam em relação ao dispositivo de aperto. Nessas modalidades, os seguidores de came, ou cames 31,32, providos nas extremidades opostas dos braços de retenção são configurados de maneira tal que eles, em cooperação com as pistas de came, impedem que os braços de retenção pivotem. As pistas de came são em uma extremidade providas com uma seção externa curva ou com uma bifurcação para receber os seguidores de came, e que permitem que os braços de retenção pivotem em relação ao dispositivo de aperto quando no final da pista de came, de maneira tal que o rolo de transferência de carga suportado pelos braços de retenção curva para sua posição de estacionamento. Nas figuras, além disso foi indicada uma pista de guia imaginária 35 para cada dos rolos de transferência de carga 10, 11, definida pela superfície de guia da parte de base 8 e a superfície de guia da parte de aperto 9, cuja pista de guia o rolo de transferência de carga segue quando a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base. Dessa maneira, os rolos de transferência de carga podem ser movimentados ao longo dessas pistas de guia entre sua posição radialmente mais interna, para apertar produtos tubulares com um pequeno diâmetro, e sua posição radialmente mais para fora, que pode ser uma posição de estacionamento, para permitir que produtos sejam movimentados através da passagem de produto ao longo do eixo geométrico da braçadeira de produto tubular.
[00133] O dispositivo de aperto 4 esquematicamente representado na Fig. 28 além disso difere do dispositivo de aperto 4 mostrado nas figs 5-14 em que a armação do trole adicionalmente tem pelo menos um braço espaçador 53, cujo braço espaçador é com uma extremidade rotacionalmente conectado em um dos dois rolos de transferência de carga 10, na modalidade particular mostrada em um eixo do corpo do rolo 10, e com sua extremidade oposta no outro dos dois rolos de transferência de carga 11, na modalidade mostrada em um eixo do corpo do rolo 11. Dessa maneira, a armação do trole 50, mais em particular o braço espaçador 53 da armação do trole, também posiciona os dois rolos de transferência de carga 10,11 um em relação ao outro.
[00134] Na modalidade representada, um único braço espaçador 53 é provido no centro do dispositivo de aperto 4, e engata uma seção média dos rolos de transferência de carga 10,11.
[00135] Em uma modalidade alternativa de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, a armação do trole tem um braço espaçador no lado esquerdo da parte de aperto e da parte de base e um braço espaçador no lado direito da parte de aperto e da parte de base, cujo braço espaçador do lado esquerdo é preferivelmente com uma extremidade rotacionalmente conectada no braço de retenção inferior do lado esquerdo e com uma extremidade oposta rotacionalmente conectada no braço de retenção superior do lado esquerdo, e cujo braço espaçador do lado direito é preferivelmente com uma extremidade rotacionalmente conectada no braço de retenção inferior do lado direito e com uma extremidade oposta rotacionalmente conectada no braço de retenção superior do lado direito. Em uma modalidade preferida adicional, ambos os braços espaçadores e os braços de retenção são rotacionalmente conectados nos rolos de transferência de carga, preferivelmente em um eixo do rolo de transferência de carga, de maneira tal que os corpos de transferência de carga são coaxiais e rotacionalmente montados em ambos os braços de retenção e os braços espaçadores.
[00136] O dispositivo de aperto 4 esquematicamente representado na Fig. 28 além disso difere do dispositivo de aperto 4 mostrado nas figs 5-14 em que o dispositivo de aperto 4 compreende um mecanismo de cremalheira e pinhão 54, cujo mecanismo de cremalheira e pinhão é provido entre os respectivos rolos de transferência de carga 10, 11 por um lado e a parte de base 8 e a parte de aperto 9 por outro lado, para posicionar os rolos de transferência de carga em relação à parte de base e a parte de aperto enquanto a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base.
[00137] Na modalidade particular mostrada, o mecanismo de cremalheira e pinhão 54 compreende uma roda para corrente do lado esquerdo e uma roda para corrente do lado direito 55 montadas em extremidades opostas de cada rolo de transferência de carga 10,11, respectivamente, cujas rodas para corrente são montadas em um eixo extremidade dos rolos de transferência.
[00138] O mecanismo de cremalheira e pinhão 54 compreende adicionalmente uma corrente inferior e uma corrente superior no lado esquerdo da parte de aperto e da parte de base e uma corrente inferior 56 e uma corrente superior 57 no lado direito da parte de aperto e da parte de base (na Fig. 28 somente o lado direito do dispositivo de aperto 4 é mostrado), cujas correntes são cada com uma extremidade conectadas na parte de base 8 e com uma outra extremidade conectada na parte de aperto 9, e cujas correntes se estendem cada qual ao longo de uma trajetória substancialmente em forma de U. A corrente inferior 56 se estende ao longo de uma trajetória em forma de U da qual as pernas apontam na direção descendente, e a corrente superior 57 se estende ao longo de uma trajetória em forma de U da qual as pernas apontam na direção ascendente.
[00139] As rodas para corrente 55 de um dos dois rolos de transferência de carga engatam a corrente inferior esquerda e a corrente inferior direita e as rodas para corrente do outro rolo de transferência de carga engatam a corrente superior esquerda e a corrente superior direita, de maneira tal que, quando a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base, as correntes são puxadas ao longo das rodas para corrente. Dessa maneira, o movimento das rodas de transferência de carga é controlado, e deslizamento é impedido.
[00140] Em uma modalidade alternativa de uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção, cada dispositivo de aperto compreende adicionalmente uma forquilha, cuja forquilha é configurada para posicionar o braço espaçador em relação à parte de base e a parte de aperto enquanto a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base, cuja forquilha é em uma parte central da mesma montada de forma pivotável no braço espaçador, e é em extremidades opostas da mesma provida com fendas, uma fenda engatando um pivô na parte de base e a outra fenda engatando um pivô na parte de aperto.
[00141] Fig. 29 mostra esquematicamente parte de um dispositivo de aperto provido com um mecanismo de cremalheira e pinhão alternativo de acordo com a invenção em uma primeira e uma segunda posição de trabalho. Nesta modalidade, o mecanismo de cremalheira e pinhão 54 compreende uma cremalheira 58 provida na parte de base 8 e uma cremalheira 59 provida na parte de aperto 9. O mecanismo de cremalheira e pinhão compreende adicionalmente uma roda para corrente 55 montada em um eixo do rolo de transferência de carga, cuja roda para corrente engata ambas as cremalheiras, de maneira tal que, quando a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base, a roda para corrente corre ao longo da roda para corrente. Dessa maneira, o movimento das rodas de transferência de carga é controlado, e deslizamento é impedido. Nas figuras, além disso foi indicada uma pista de guia imaginária 35 para o rolo de transferência de carga 11, definida pela superfície de guia da parte de base 8 e a superfície de guia da parte de aperto 9, cuja pista de guia o rolo de transferência de carga segue quando a parte de aperto é movimentada em relação à parte de base.
[00142] Os dispositivos de aperto 4 mostrados nas figs. 5 e 21 têm uma parte de aperto 9 que é configurada para suportar um bloco de aperto 61, por exemplo, na forma de um corpo de poliuretano ou corpo de aço dedicado, para engatar o tubular corpo a ser suportado pelo dispositivo de aperto 1. Os blocos de aperto 61 formam a interface entre a parte de aperto 9 e o tubular suportado pela parte de aperto. Na modalidade preferida mostrada, os blocos de aperto 61 são montados nas partes de aperto 9 de uma maneira que facilita a troca, sem a necessidade de desmontar o dispositivo de aperto ou partes do mesmo. As partes de aperto 9 e os blocos de aperto 61 são configurados de maneira tal que os blocos de aperto possam deslizar, de cima para dentro de uma fenda provida nas partes de aperto 9 para permitir fácil remoção. Deve-se notar que, uma vez que a carga de um produto tubular suportado pelo dispositivo de aperto é direcionada para baixo, os blocos de aperto são mantidos em posição por um tubular suportado pela braçadeira. Além do mais, os blocos de aperto podem ser presos usando, por exemplo, parafusos ou pinos na fenda.
[00143] Fig. 32 mostra uma vista detalhada de um dispositivo de aperto 4 com um bloco de aperto alternativo 61.
[00144] Fig. 33 mostra o dispositivo de aperto da fig. 32 em seção transversal. Na modalidade exemplar de um dispositivo de aperto 4 e bloco de aperto 61 de acordo com a invenção mostrados nas figs. 32 e 33, a fenda 62 tem uma seção transversal semicircular, que é parcialmente preenchida pela parte do bloco de aperto inserida na dita fenda. Esta configuração de fenda e bloco de aperto permite que o bloco de aperto pivote até um certo ponto em torno de seu eixo longitudinal. Dessa maneira, a posição do bloco de aperto pode ser ligeiramente ajustada durante engaste de um tubular, para dessa maneira ajustar melhor o tubular a ser suportado pela braçadeira.
[00145] A modalidade exemplar do bloco de aperto mostrada nas figs 32 e 33 é além disso provida com insertos que têm uma superfície de contato côncava para melhor ajustar um tubular mantido na passagem de produto da braçadeira de produto.
[00146] O bloco de aperto 61 e insertos 62 são além disso configurados para direcionar de forma ideal a carga de um tubular, tal como uma coluna de tubulares de perfuração, suportado pela braçadeira para a parte de aperto 9 e a parte de base 8 do dispositivo de aperto 4. Isto é conseguido provendo insertos 62 e o bloco de aperto 61 com uma superfície de contato que fica paralela às superfícies de guia da parte de aperto e da parte de base.
[00147] Em uma modalidade alternativa, o bloco de aperto pode compreender múltiplos elementos que são cada qual montados na parte de aperto. Por exemplo, o bloco de aperto pode compreender múltiplos blocos de aperto estreitos que se estendem na direção vertical que são montados paralelos uns aos outros na parte de aperto, ou múltiplos blocos de aperto amplos que são montados uns acima dos outros na parte de aperto, etc.
[00148] Em uma modalidade de acordo com a invenção, são providos blocos de aperto que casam tipos particulares de tubulares, por exemplo, tubulares com uma superfície rugosa ou lisa particular, com uma seção transversal ampla ou estreita particular, feita de um material particular, etc. Dessa maneira, substituindo os blocos de aperto, a braçadeira pode ser feita para adaptar melhor a um tipo particular de tubulares.
[00149] Uma braçadeira de produto tubular de acordo com a invenção pode ser usada para apertar produtos tubulares, tais como tubos de perfuração, revestimento, colunas de ascensão e dessa maneira suportar, por exemplo, uma coluna de tubos de perfuração. Tais dispositivos de aperto são tipicamente usados na indústria ao largo.
[00150] A invenção proporciona uma braçadeira de produto tubular compacto, por exemplo, uma braçadeira de produto com uma altura entre 0,7m e 1m, por exemplo, com uma altura de 0,8m, e com um diâmetro entre 1,4m e 2m, por exemplo, cm um diâmetro de 1,6m, cuja braçadeira de produto tem uma passagem de produto central cujo diâmetro pode ser alterado em uma faixa, por exemplo, de 0,1m, com as partes de aperto em sua posição mais interna, até 0,5m, com as partes de aperto em sua posição mais externa, isto é, sua posição de estacionamento. Uma braçadeira com tais dimensões pode ser configurada para fazer interface com uma mesa rotativa.
[00151] Em uma modalidade preferida, o ângulo das superfícies de guia em relação ao eixo vertical da braçadeira de produto é entre 10 e 18 graus, preferivelmente é entre 12 e 16 graus, por exemplo, é 14 graus. Dessa maneira, em uma modalidade como esta, a trajetória do rolo de transferência de carga se estende em um ângulo de 14 graus com a vertical, isto é, o eixo central da passagem de produto da braçadeira de produto tubular.
[00152] A braçadeira de produto tubular para apertar um produto tubular, por exemplo, um tubo de perfuração, foi descrita com detalhes com referência particular a certas modalidades preferidas do mesmo, mas entende- se que variações e modificações podem ser feitas dentro do escopo do sistema, especialmente pelos versados na técnica. Por exemplo, um dispositivo de aperto pode ser provido com três ou mais rolos de transferência de carga, cada qual com sua própria trajetória e posição de estacionamento, e/ou pode ser provido com múltiplas forquilhas montadas paralelas em cada lado da parte de base e parte de aperto, cujas forquilhas são montadas a pivô em uma parte da armação ou em um braço espaçador, etc.

Claims (14)

1. Braçadeira de produto tubular (1) para apertar um produto tubular, por exemplo, um tubo de perfuração, a braçadeira (1) de produto tendo uma armação anelar (2) com três ou mais dispositivos de aperto (4), cujos dispositivos de aperto (4) são providos em intervalos regulares ao longo do lado interno da armação anelar (2) em torno de uma passagem de produto central (3) com um eixo geométrico (33), caracterizada pelo fato de que cada dispositivo de aperto (1) compreende: - uma parte de base (8), cuja parte de base (8) é montada na armação anelar (2) e tem um lado dianteiro (16) que define uma superfície de guia (17) voltada para a passagem de produto central (3), e um lado esquerdo (18) e um lado direito (19) providos com pistas de came, as pistas de came se estendendo substancialmente paralelas à superfície de guia (17) definida pelo lado dianteiro (16); - uma parte de aperto (9), cuja parte de aperto tem um lado traseiro (22) que define uma superfície de guia (23) voltada para a superfície de guia (17) definida pelo lado dianteiro (16) da parte de base (8), um lado dianteiro (24) voltado para a passagem de produto central (3), e um lado esquerdo (25) e um lado direito providos com pistas de came (20, 27), as pistas de came (20, 27) se estendendo substancialmente paralelas à superfície de guia (23) definida pelo lado traseiro (22); - dois rolos de transferência de carga (10, 11), cujos rolos de transferência de carga (10, 11) são cada qual providos entre a superfície de guia (17) da parte de base (8) e a superfície de guia (23) da parte de aperto (9) para prover um suporte de rolamento para a parte de aperto (9); e - uma armação do trole (12), cuja armação do trole é configurada para posicionar a parte de base (8), a parte de aperto (9) e os rolos de transferência de carga (10, 11) um em relação ao outro, cuja armação do trole (12) suporta os rolos de transferência de carga (10, 11), cujos rolos de transferência de carga (10, 11) são cada qual rotacionalmente montados, em que a armação do trole (12) é provida com seguidores de came (31), com cujos seguidores de came (31) a armação do trole (12) engata as pistas de came (20, 27) nos lados da parte de base (8) e da parte de aperto (9); e em que a superfície de guia (17) da parte de base (8) e a superfície de guia (23) da parte de aperto (9) definem entre si pistas de guia (35) para cada dos rolos de transferência de carga (10, 11), cujas pistas de guia (35) se estendem em um ângulo com o eixo geométrico (33) da passagem de produto central (3) de maneira tal que, movendo a parte de aperto (9) em relação à parte de base (8), a parte de aperto (9) é movimentada ao longo do eixo geométrico (33) bem como na direção radial da mesma.
2. Braçadeira de produto tubular de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a armação do trole (12) de cada dispositivo de aperto (1) tem uma parte da armação do lado esquerdo (29) no lado esquerdo da parte de aperto (9) e da parte de base (8) e uma parte da armação do lado direito (30) no lado direito da parte de aperto (9) e da parte de base (8), cuja parte da armação do lado esquerdo (29) e parte da armação do lado direito (30) suportam os dois rolos de transferência de carga (10, 11) entre elas, cujos rolos de transferência de carga (10, 11) são cada qual rotacionalmente montados, e em que a parte da armação esquerda (29) e a parte da armação direita (30) são cada qual providas com seguidores de came (31) com cujos seguidores de came as partes da armação (29, 30) engatam as pistas de came (20, 27) nos lados da parte de base (8) e da parte de aperto (9), cada qual providas com dois seguidores de came para engatar as pistas de came na parte de base e dois seguidores de came para engatar as pistas de came na parte de aperto.
3. Braçadeira de produto tubular de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que cada dispositivo de aperto (2) compreende adicionalmente uma forquilha (13), cuja forquilha (13) é configurada para posicionar a armação do trole (12) em relação à parte de base (8) e a parte de aperto (9) enquanto a parte de aperto (9) é movimentada em relação à parte de base, cuja forquilha está em uma parte central da mesma montada de forma pivotável na armação do trole (12), e está em extremidades opostas da mesma provida com fendas (34), uma fenda engatando um pivô na parte de base (8) e a outra fenda engatando um pivô na parte de aperto (9).
4. Braçadeira de produto tubular de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizada pelo fato de que uma linha reta pode ser traçada através de cada seguidor de came (31) para engatar a pista de came (20, 27) na parte de base (8), um eixo rotacional central de um dos rolos de transferência de carga (10, 11) e um seguidor de came (31) para engatar a pista de came (20, 27) na parte de aperto (9), cuja linha reta é perpendicular a uma linha traçada através do eixo geométrico rotacional central do primeiro rolo de transferência de carga (10) e do eixo geométrico rotacional central do segundo rolo de transferência de carga (11).
5. Braçadeira de produto tubular de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizada pelo fato de que a parte da armação esquerda (29) e a parte da armação direita (30) são cada qual em forma de H, as partes da armação em forma de H (29, 30) tendo cada qual uma perna central se estendendo ao longo da pista de guia para os rolos de transferência de carga (10, 11) definida pelas superfícies de guia da parte de base (8) e a parte de aperto (9).
6. Braçadeira de produto tubular de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a armação do trole (12) de cada dispositivo de aperto (2) tem um braço de retenção inferior (51) e um braço de retenção superior (52) no lado esquerdo da parte de aperto (9) e da parte de base (8), e um braço de retenção inferior (51) e um braço de retenção superior (52) no lado direito da parte de aperto (9) e da parte de base (8), em que um rolo de transferência de carga é suportado entre o braço de retenção inferior esquerdo e o braço de retenção inferior direito e um rolo de transferência de carga é suportado entre o braço de retenção superior esquerdo e o braço de retenção superior direito, cujos rolos de transferência de carga (10, 11) são cada qual rotacionalmente montados, e em que cada dos braços de retenção (51, 52) tem um seguidor de came (32) em uma extremidade para engatar uma das pistas de came providas na parte de base (8) e um seguidor de came (32) em uma extremidade oposta para engatar uma das pistas de came providas na parte de aperto (9).
7. Braçadeira de produto tubular de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a armação do trole (12) tem um braço espaçador (53) no lado esquerdo da parte de aperto (9) e da parte de base (8) e um braço espaçador (53) no lado direito da parte de aperto (9) e da parte de base (8), cujo lado esquerdo braço espaçador (53) é com uma extremidade rotacionalmente conectado no braço de retenção inferior do lado esquerdo (52) e com uma extremidade oposta rotacionalmente conectada no braço de retenção superior do lado esquerdo (52), e cujo braço espaçador do lado direito (53) é com uma extremidade rotacionalmente conectada no braço de retenção inferior do lado direito (52) e com uma extremidade oposta rotacionalmente conectada no braço de retenção superior do lado direito (52).
8. Braçadeira de produto tubular de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que cada dispositivo de aperto (2) compreende adicionalmente uma forquilha (13), cuja forquilha (13) é configurada para posicionar o braço espaçador (53) em relação à parte de base (8) e a parte de aperto (9) enquanto a parte de aperto (9) é movimentada em relação à parte de base (8), cuja forquilha (13) está em uma parte central da mesma montada de forma pivotável no braço espaçador (53), e está em extremidades opostas da mesma provida com fendas, uma fenda engatando um pivô na parte de base (8) e a outra fenda engatando um pivô na parte de aperto (9).
9. Braçadeira de produto tubular de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que cada dispositivo de aperto (2) compreende um mecanismo de cremalheira e pinhão, cujo mecanismo de cremalheira e pinhão (54) é provido entre os respectivos rolos de transferência de carga (10, 11) por um lado e a parte de base (8) e a parte de aperto (9) por outro lado, para posicionar os rolos de transferência de carga (10, 11) em relação à parte de base (8) e a parte de aperto (9) enquanto a parte de aperto (9) é movimentada em relação à parte de base (8); e/ou em que cada dos dispositivos de aperto (2) é provido com um dispositivo de posicionamento (40) para receber e posicionar um produto tubular em relação à parte de aperto (9) quando a parte de aperto (9) é movimentada em direção a um produto tubular suportado na passagem de produto central (3), cujo dispositivo de posicionamento (40) compreende duas pernas de guia que se estendem em um ângulo uma com a outra, de maneira tal que elas definem uma forma de V quando vistas em uma direção ao longo do eixo geométrico (33) da passagem de produto central (3), e que são desencontradas uma em relação à outra ao longo do eixo geométrico (33) da passagem de produto central (3), que permite que as pernas de guia de dois dispositivos de posicionamento (40) adjacentes se sobreponham quando as partes de aperto (9) são movimentadas em direção ao eixo central (33); e/ou em que os rolos de transferência de carga (10, 11) são providos com uma nervura de guia circunferencial (46) ou com múltiplas nervuras de guia circunferenciais, e em que a parte de base (8) e/ou a parte de aperto (9) são providas com entalhes de guia (47) para cooperar com uma nervura de guia circunferencial (46) correspondente; e/ou em que a armação anelar (2) da braçadeira (1) de produto tubular é suportada em três ou mais sensores de carga providos entre a armação anelar (2) e uma placa de base configurada para suportar a armação anelar (2).
10. Braçadeira de produto tubular de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que cada dispositivo de aperto (2) é provido com um atuador (36), tal como um cilindro hidráulico, que é adaptado para mover a parte de aperto (9) em relação à parte de base (8), cujo atuador (36) é montado entre a parte de base (8) e a armação do trole (12) para mover a armação em relação à base e dessa maneira a parte de aperto (9) em relação à parte de base (8); e, opcionalmente, em que o atuador (36) compreende dois cilindros hidráulicos, um no lado esquerdo (18) da parte de base (8) e da parte de aperto (9), e um no lado direito (19) da parte de base (8) e da parte de aperto (9).
11. Braçadeira de produto tubular de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que as superfícies de guia (17, 23) da parte de base (8) e da parte de aperto (9) definem uma pista de guia do rolo de transferência de carga separada para cada rolo de transferência de carga (10, 11).
12. Braçadeira de produto tubular de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que os rolos de transferência de carga pistas de guia (35) curvam em uma direção radialmente para fora em suas extremidades superiores para prover a parte de aperto (9) com uma posição de estacionamento.
13. Método para suporte de um produto tubular em uma linha de fogo, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - suportar um produto tubular na linha de fogo; - fornecer uma braçadeira (1) de produto tubular como definido em qualquer das reivindicações 1 a 12; - posicionar a braçadeira (1) de produto de maneira tal que seu eixo (33) coincida com a linha de fogo; - mover as partes de aperto (9) dos dispositivos de aperto (2) em direção ao produto tubular até que elas engatem o produto tubular; -abaixar o produto tubular até que ele seja completamente suportado pela braçadeira (1) de produto tubular.
14. Embarcação de perfuração, caracterizada pelo fato de que é provido com uma braçadeira (1) de produto tubular como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
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