BR112017014113B1

BR112017014113B1 - Dispositivo de tambor de guincho e guincho compreendendo o mesmo

Info

Publication number: BR112017014113B1
Application number: BR112017014113-2A
Authority: BR
Inventors: Yngvar Borøy; Thor Strand; Anders Eriksson; Anibal B. Teixeira
Original assignee: National Oilwell Varco Norway As
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2022-08-16
Also published as: US10189688B2; KR20170108953A; EP3247667A1; BR112017014113A2; US20180009641A1; EP3247667B1; WO2016118015A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um dispositivo de tambor de guincho (1) que compreende: - um primeiro tambor de guincho (11) com uma superfície externa (111) adaptada para acomodar uma pluralidade de voltas axi-almente espaçadas (31) de cabo de metal (3, 3?, 3??, 3???), em que o dispositivo de tambor de guincho (1) é proporcionado por meio de armazenamento de cabo de metal (5), tal como uma reentrância, que se estende pelo menos parcialmente radialmente a partir da referida su-perfície externa (111) do primeiro tambor de guincho (11), e em que o referido meio de armazenamento de cabo de metal (5) é adaptado para acomodar uma ou mais camadas (33) do cabo de metal. É também descrito um guincho que compreende um dispo-sitivo de tambor de guincho de acordo com a presente invenção.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de tambor de guincho. Mais particularmente refere-se a um dispositivo de tambor de guincho que compreende um primeiro tambor de guincho com uma superfície externa adaptada para acomodar uma pluralidade de voltas axialmente espaçadas de cabo de aço em uma primeira posição de uso do dispositivo de tambor de guincho, o dispositivo de tambor de guincho sendo proporcionado com meio de armazenamento de cabo de aço. A presente invenção também se refere a um guincho que compreende um dispositivo de tambor de guincho.

[0002] Guinchos usados no içamento de cargas estão se tornando cada vez maiores em virtude das necessidades de içar cargas mais pesadas. Em particular, os guinchos usados em sondas de perfuração para o içamento cabeças injetoras e colunas de tubos tendem a se tornar maiores de modo a satisfazer as maiores necessidades de carga. Em determinadas aplicações deve ser necessário se içar centenas de toneladas. Recentemente, houve um desejo de se posicionar guinchos que acomodem apenas uma única ou umas poucas camadas de cabo de aço no tambor de guincho, principalmente para reduzir o desgaste no cabo de aço a partir de camadas sobrejacentes. De modo a ter um comprimento suficiente disponível de cabo de aço no tambor de guincho, o tambor de guincho precisa ser produzido maior, não só em diâmetro mas também na direção axial. Assim, um guincho de uma única camada, ou um guincho com apenas muito poucas camadas de cabo de aço, tende a ocupar mais espaço. Pode também ser desejável se rodar uma pluralidade de cabos de aço em paralelo, por exemplo, em virtude de razoes de segurança, o que fará as necessidades de espaço axial ainda mais pronunciado. O espaço nas sondas de perfuração, navios etc. onde o guincho tipicamente tem que ser usado é com frequência restrito. O uso de sistemas de içamento de coluna de perfuração de guincho de uma única camada com diversos cabos de aço paralelos foi descrito no pedido de patente PCT/NO2014/050113 ao qual referência é feita para uma descrição profunda da referida tecnologia. Os padrões de guincho internacionais requerem de três a cinco voltas de segurança de cabo de aço como uma medida de apoio e de segurança. As referidas voltas de segurança aumentam o comprimento necessário de um tambor de guincho ainda mais, em especial para os guinchos de uma camada.

[0003] A presente invenção tem por seu objetivo se remediar ou se reduzir pelo menos um dos inconvenientes da técnica anterior, ou pelo menos proporcionar uma alternativa útil para a técnica anterior.

[0004] O objetivo é alcançado através das características que são especificadas na descrição abaixo e nas reivindicações a seguir.

[0005] A presente invenção é definida pelas reivindicações de patente independentes. As reivindicações dependentes definem as modalidades vantajosas da presente invenção.

[0006] Em um primeiro aspecto, a presente invenção refere-se a um dispositivo de tambor de guincho que compreende:

[0007] - um primeiro tambor de guincho com uma superfície externa adaptada para acomodar uma pluralidade de voltas axialmente espaçadas de cabo de aço, em que o dispositivo de tambor de guincho é proporcionado com meio de armazenamento de cabo de aço, tal como um recesso, que se estende pelo menos parcialmente radialmente a partir da referida superfície externa do primeiro tambor de guincho, e onde o meio de armazenamento de cabo de aço é adaptado para acomodar uma ou mais voltas do cabo de aço.

[0008] A uma ou mais camadas de cabo de aço no meio de armazenamento de cabo de aço podem ser pelo menos parcialmente radialmente deslocadas, de modo que as uma ou mais voltas de cabos de aço possam ser pelo menos parcialmente dispostas uma em cima da outra. Isso pode economizar espaço no dispositivo de tambor de guincho, e o primeiro tambor de guincho pode ser produzido mais curto na direção axial. As voltas do cabo de aço acomodadas pelo meio de armazenamento de cabo de aço podem ser, como são chamadas, voltas de segurança.

[0009] Em uma modalidade, o primeiro tambor de guincho pode ser adaptado para acomodar apenas uma única camada de cabo de aço. O uso tambores de guincho de uma única camada pode significantemente reduzir o desgaste no cabo de aço, como foi também descrito no pedido de patente acima mencionado atribuído ao presente requerente. O uso de apenas uma única camada de cabo de aço pode requerer um tambor de guincho maior, não só em comprimento mas também em diâmetro, para acomodar suficiente comprimento de cabo de aço. Pode assim ser benéfico, como também descrito é o pedido de patente mencionado, para reduzir o número de polias no guincho de manobra de modo a reduzir a vantagem mecânica, mas ao mesmo tempo aumentando de tamanho das polias para reduzir o necessário comprimento de percurso do cabo de aço e para reduzir desgaste.

[0010] Em uma modalidade, o primeiro tambor de guincho pode ser adaptado para acomodar uma pluralidade de cabos de aço paralelos, e em que o referido primeiro tambor de guincho é formado com uma pluralidade do referido meio de armazenamento de cabo de aço correspondente à pluralidade de cabos de aço, implicando que cada um dos cabos de aço paralelos entre si pode ter seu próprio meio de armazenamento de cabo de aço, tal como um recesso/bolso, no tambor de guincho. Foi observado que é possível encurtar o comprimento necessário do tambor de guincho por diversos metros ao se ocultar voltas de cada um dos cabos de aço paralelos entre si no tambor de guincho. Em uma modalidade uma extremidade de cada cabo de aço pode ser ancorada ao primeiro tambor de guincho em seu meio de armazenamento correspondente de cabo de aço. Os um ou mais cabos de aço paralelos entre si podem ser ancorados ao tambor de guincho por meio de grampos de metal no meio de armazenamento de cabo de aço como será conhecido daqueles versados na técnica.

[0011] Em uma modalidade, o primeiro tambor de guincho pode ser constituído por uma carcaça removível, em que o dispositivo de tambor de guincho com a referida carcaça removível pode definir uma primeira posição de uso para o dispositivo de tambor de guincho. Ademais, o tambor de guincho pode ser proporcionado com um segundo, tambor de guincho de menor diâmetro, dentro do primeiro, tambor de guincho removível, adaptado para acomodar uma pluralidade de camadas de cabo de aço em uma segunda posição de uso para o dispositivo de tambor de guincho com a referida carcaça removível tendo sido removido. Por ter um primeiro, tambor de guincho externo que é removível e um segundo, tambor de guincho interno que pode acomodar uma pluralidade de camadas de cabo de aço, o dispositivo de tambor de guincho pode ser transformado a partir de um guincho de uma única camada, usando o primeiro tambor de guincho, a um guincho de múltiplas camadas, com primeiro tambor de guincho, isto é, a carcaça removível, removido. Isso pode fazer um ou o mesmo guincho adequado para múltiplas operações, tal como içamento de cargas em um navio ou sonda na primeira posição de uso, e para o içamento de cargas em águas profundas em uma segunda posição de uso. Esse arranjo de duas funções pode economizar não só tempo, mas também espaço em operações de offshore.

[0012] Em uma modalidade, o meio de armazenamento de cabo de aço pode ser reforçado, o que quer dizer que o meio de armazenamento de cabo de aço pode ser proporcionado como uma parte reforçada do primeiro tambor de guincho em si, que pode tornar o dispositivo de tambor de guincho mais robusto.

[0013] Em uma modalidade, o referido meio de armazenamento reforçado de cabo de aço pode se estender suficientemente radialmente a partir da referida carcaça removível para entrar em contato com o referido segundo tambor de guincho do dispositivo de tambor de guincho de modo a suportar a referida carcaça removível. O meio de armazenamento de cabo de aço assim pode funcionar como um meio combinado para armazenar as uma ou mais camadas de cabo de aço, enquanto ao mesmo tempo funcionando como meio de suporte para a carcaça removível.

[0014] Em uma modalidade, o referido meio de armazenamento de cabo de aço pode ser conectado ao tambor de guincho por meio de soldagem e/ou encaixe de pressão, que pode proporcionar uma conexão particularmente sólida e precisa entre o tambor de guincho e o meio de armazenamento de cabo de aço em uma modalidade onde os referidos são proporcionados como partes separadas. Em outra modalidade o meio de armazenamento de cabo de aço e o primeiro tambor de guincho podem ser usinados como uma parte.

[0015] Em um segundo aspecto, a presente invenção refere-se a um guincho que compreende um dispositivo de tambor de guincho de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção.

[0016] No que se segue, é descrito um exemplo de uma modalidade preferida ilustrada nos desenhos em anexo, em que:

[0017] A figura 1 mostra, em uma vista em perspectiva, um dispositivo de tambor de guincho de acordo com a presente invenção;

[0018] A figura 2 mostra, em uma vista lateral, o dispositivo de tambor de guincho a partir da figura 1;

[0019] A figura 3 mostra, em uma vista em seção transversal, o tambor de guincho a partir das figuras 1 e 2;

[0020] A figura 4 mostra, em uma vista lateral, uma parte ampliada da figura 3;

[0021] A figura 5 mostra, em uma vista em perspectiva, um guincho de acordo com a presente invenção em um primeira posição de uso;

[0022] A figura 6 mostra, em uma vista em perspectiva, um guincho de acordo com a presente invenção em a segunda posição de uso; e

[0023] A figura 7 mostra, em um a vista lateral, segmentos que pertencem a uma carcaça removível de um dispositivo de tambor de guincho de acordo com a presente invenção.

[0024] No que se segue, o numeral de referência 1 irá se referir a um dispositivo de tambor de guincho de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, enquanto que o numeral de referência 10 irá denotar um guincho de acordo com o segundo aspecto da presente invenção. Os desenhos podem ser mostrados de modo esquemático e simplificados e os mesmos não estão necessariamente em escala.

[0025] A figura 1 mostra um dispositivo de tambor de guincho 1 de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção em sua forma mais simples. Na figura, um cabo de aço 3 é enrolado em torno de uma superfície externa 111 de um primeiro tambor de guincho 11 de modo que múltiplas voltas axialmente espaçadas 31 de cabo de aço 3 são armazenadas no tambor de guincho 11 em um sulco helicoidal 113 do mesmo. O dispositivo de tambor de guincho 1 é proporcionado com um meio de armazenamento de cabo de aço 5 na forma de um bolso conectado ao primeiro tambor de guincho 11 e com a sua abertura proporcionada como uma fenda 51, como melhor visto na figura 4, na superfície externa 111 do tambor de guincho 11. O bolso 5 é adaptado para acomodar uma pluralidade de voltas radialmente deslocadas 33 do cabo de aço 3, como pode ser melhor visto na figura 4. A figura 2 é uma vista lateral do dispositivo de tambor de guincho 1. Em uso, como será descrito com referência à figura 5 abaixo, o dispositivo de tambor de guincho pode ser produzido mais longo para acomodar uma pluralidade de cabos de aço paralelos entre si 3, 3’, 3’’, 3’’’.

[0026] A figura 3 é uma vista em seção transversal como visto através da linha C-C da figura 2, enquanto que a figura 4 mostra uma vista ampliada do detalhe D a partir da figura 3, incluindo o bolso 5 e as voltas radialmente deslocadas 33 de cabo de aço 3 armazenadas no mesmo. Na modalidade mostrada, o bolso 5 é adaptado para acomodar quatro voltas radialmente deslocadas 33 de cabo de aço 3, que tipicamente serão as assim chamadas voltas de segurança discutidas acima, o que quer dizer que as referidas voltas de cabo de aço 3 não serão engatadas durante as operações regulares, mas servem como um backup em caso de falha. Pode também ser visto na figura 4 que o bolso 5 é proporcionado como uma parte de reforço 53 do primeiro tambor de guincho 11 que é conectado ao tambor de guincho 11 por meio de soldagem e encaixe de pressão.

[0027] A figura 5 mostra um guincho 10 de acordo com o segundo aspecto da presente invenção. O guincho 10 compreende um alojamento 4 que cobre as extremidades do tambor de guincho 11 na figura. O guincho 10 trabalha com quatro cabos de aço paralelos entre si 3, 3’, 3’’, 3’’’ conectados a um primeiro tambor de guincho 11 de um dispositivo de tambor de guincho 1 de acordo com a presente invenção. O primeiro tambor de guincho 11 é proporcionado com quatro meios de armazenamento de cabo de aço 5, não visíveis nessa figura, um para cada cabo de aço 3, 3’, 3’’, 3’’’. O guincho 10 e o dispositivo de tambor de guincho 1 são mostrados em uma primeira posição de uso P1, em que o primeiro tambor de guincho 11 é adaptado para acomodar únicas camadas dos cabos de aço 3, 3’, 3’’, 3’’’, como será tipicamente usado em içamento de equipamento e tubos de perfuração e em uma sonda ou em um navio. O primeiro tambor de guincho 11 é constituído por uma carcaça removível 13.

[0028] Na figura 6, o alojamento do guincho 4 foi removido para uma visão geral. Ademais, a carcaça removível 13 foi removido de modo a revelar um segundo tambor de guincho 15 com um menor diâmetro do que o primeiro tambor de guincho 11. Isso corresponde a uma segunda posição P2 de uso para o dispositivo de tambor de guincho 1. Na referida segunda posição de uso P2 o dispositivo de tambor de guincho é adaptado para acomodar uma pluralidade de camadas de cabo de aço não mostrado, com o que o guincho 10 pode também ser usado em operações que requeiram o içamento de cargas em grandes alturas, tal como em aplicações em águas profundas.

[0029] A figura 7 mostra um segmento de carcaça 131 do tambor de guincho 11 a partir da figura 5. O segmento de carcaça 131 é mostrado em uma vista dianteira na subfigura 7a e em uma vista lateral na subfigura 7b. O segmento de carcaça 131 cobre substancialmente 120 graus da carcaça removível 13 mostrado na figura5, o que implica em que três dos referidos segmentos de carcaça 131 são necessários para serem conectados de modo a constituir o primeiro tambor de guincho 1, isto é, a carcaça totalmente removível 13. Em modalidades alternativas a carcaça removível 13 pode ser constituído por um número diferente de segmentos de carcaça 131. Um dos do meios de armazenamento de cabo de aço 5 é visível na vista lateral na subfigura 7b.

[0030] Deve ser observado que as modalidades acima mencionadas ilustram em vez de limitar a presente invenção, e que aqueles versados na técnica serão capazes de prever muitas modalidades alternativas sem se desviar a partir do âmbito das reivindicações em anexo. Nas reivindicações, quaisquer sinais de referência dispostos entre parênteses não devem ser construídos como limitando a reivindicação. O uso do verbo "compreende" e as suas conjugações não exclui a presença de elementos ou etapas de outros além dos determinados em uma reivindicação. O artigo "a" ou "um" precedendo um elemento não exclui a presença de uma pluralidade dos referidos elementos.

Claims

1. Dispositivo de tambor de guincho (1) que compreende: - um primeiro tambor de guincho (11) com uma superfície externa (111) adaptada para acomodar uma pluralidade de voltas axialmente espaçadas (31) de cabo de aço (3, 3’, 3’’, 3’’’), caracterizado pelo fato de que o dispositivo de tambor de guincho (1) é provido de meios de armazenamento de cabo de aço (5), tal como um recesso, que se estende pelo menos parcialmente radialmente a partir da referida superfície externa (111) do primeiro tambor de guincho (11), e onde o referido meio de armazenamento de cabo de aço (5) é adaptado para acomodar uma ou mais voltas (33) do cabo de aço (3, 3’, 3’’, 3’’’) como uma medida de apoio e segurança, por onde: - o referido primeiro tambor de guincho (11) é constituído por uma carcaça removível (13), em que o dispositivo de tambor de guincho (1) com a referida carcaça removível (13) define uma primeira posição de uso (P1) para o dispositivo de tambor de guincho (1); - o dispositivo de tambor de guincho (1) é adicionalmente provido de um segundo tambor de guincho (15) adaptado para acomodar uma pluralidade de camadas de cabo de aço (3, 3’, 3’’, 3’’’) em uma segunda posição de uso (P2) para o dispositivo de tambor de guincho (1) sem a referida carcaça removível (13); e - o referido meio de armazenamento (5) é fornecido como uma parte reforçada do próprio primeiro tambor de guincho (11) e se estende radialmente a partir da referida carcaça removível e entra em contato com o referido segundo tambor de guincho (15) de modo a proporcionar suporte para a referida carcaça removível (13).

2. Dispositivo de tambor de guincho (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro tambor de guincho (11) é adaptado para acomodar apenas uma única camada de cabo de aço (3, 3’, 3’’, 3’’’).

3. Dispositivo de tambor de guincho (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro tambor de guincho (11) é adaptado para acomodar uma pluralidade de cabos de aço paralelos entre si (3, 3’, 3’’, 3’’’), e em que o referido tambor de guincho (11) é formado com uma pluralidade do referido meio de armazenamento de cabo de aço (5) correspondente à pluralidade de cabos de aço (3, 3’, 3’’, 3’’’).

4. Dispositivo de tambor de guincho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que uma extremidade de cada cabo de aço (3, 3’, 3’’, 3’’’) é ancorada ao primeiro tambor de guincho (11) em seu meio de armazenamento correspondente de cabo de aço (5).

5. Dispositivo de tambor de guincho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o referido meio de armazenamento reforçado de cabo de aço (5) é mecanicamente conectado a (11) por meio de soldagem e/ou encaixe de pressão.

6. Guincho (10), caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo de tambor de guincho (1), como definido na reivindicação 1.