BR112018009323B1

BR112018009323B1 - Dispositivo de conexão para uma montagem de perfuração de testemunhagem

Info

Publication number: BR112018009323B1
Application number: BR112018009323-8A
Authority: BR
Inventors: Paul Attiwell
Original assignee: Swick Mining Services Ltd
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2022-11-01
Also published as: CL2018001233A1; EP3374591B1; ZA201802754B; AU2016354672B2; BR112018009323A2; AU2016354672A1; PT3374591T; AU2022201614A1; ES2830264T3; ZA202105173B; EP3374591A4; WO2017079801A1; BR112018009323A8; EP3374591A1; US11168823B2; US20180252052A1; AU2022201614B2; CA3004471A1

Abstract

DISPOSITIVO DE CONEXÃO PARA UMA MONTAGEM DE PERFURAÇÃO DE TESTEMUNHAGEM. Trata-se de um dispositivo de conexão para uma montagem de perfuração de testemunhagem, em que o dispositivo é conectável entre uma montagem de cabeça de uma montagem de perfuração de testemunhagem e um tubo interno da montagem de perfuração de testemunhagem. O dispositivo compreende uma primeira e uma segunda porção de conexão, e inclui um mecanismo de conexão disposto para facilitar engate e desengate da primeira e da segunda porções de conexão entre si. O mecanismo de conexão inclui pelo menos uma projeção de trava disposta na primeira porção de conexão e pelo menos uma trajetória de trava correspondente disposta na segunda porção de conexão, em que a trajetória de trava tem uma posição de trava de modo que a primeira e a segunda porções de conexão sejam mantidas juntas quando uma projeção de trava está disposta na posição de trava.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de conexão para uma montagem de perfuração de testemunhagem.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Durante uma operação de perfuração de testemunhagem, usa-se uma montagem de perfuração de testemunhagem para obter um testemunho. O testemunho é criado quando uma broca de perfuração anular e coluna de perfuração associada perfura o solo, e uma montagem de tubo interno é tipicamente usada para reter o testemunho conforme a perfuração avança. A montagem de tubo interno se situa em uma montagem de barrilete testemunhador e, tipicamente, inclui um tubo interno conectado com o uso de uma rosca de parafuso a uma montagem de cabeça que facilita a recuperação da montagem de tubo interno da coluna de perfuração quando um testemunho adequado está disposto na montagem de tubo interno.

[003] Entretanto, a montagem de tubo interno pode ser relativamente longa e, como consequência, quando a montagem de tubo interno é recuperada da montagem de barrilete testemunhador, a montagem de tubo interno pode ser complicada e difícil para que operadores manipulem. Em particular, devido ao comprimento combinado da montagem de cabeça e do tubo interno, pode ser difícil para que operadores desenrosquem a montagem de cabeça do tubo interno.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[004] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecida um dispositivo de conexão para uma montagem de perfuração de testemunhagem, em que o dispositivo de conexão compreende:

[005] Uma primeira porção de conexão e uma segunda porção de conexão;

[006] Em que o dispositivo de conexão inclui um mecanismo de conexão disposto para facilitar o engate da primeira e segunda porções de conexão entre si e o desengate da primeira e segunda porções de conexão entre si;

[007] Em que o mecanismo de conexão inclui:

[008] Pelo menos uma projeção de trava disposta na primeira porção de conexão e pelo menos uma trajetória de trava correspondente disposta na segunda porção de conexão, em que a trajetória de trava tem uma posição de trava de modo que a primeira e a segunda porções de conexão sejam mantidas juntas quando uma projeção de trava está disposta na posição de trava, em que cada projeção de trava é engatável com uma respectiva trajetória de trava, e a trajetória de trava está disposta de modo que a projeção de trava seja móvel através da trajetória de trava e recebível na posição de trava movimentando a primeira e a segunda porções de conexão substancialmente uma na direção da outra e girando a primeira e a segunda porções de conexão uma em relação à outra; e

[009] Um comando de trava montado na primeira porção de conexão de modo que o comando de trava seja reciprocamente móvel em relação a pelo menos uma projeção de trava e a rotação do comando de trava em relação a pelo menos uma projeção de trava seja restringida, em que o comando de trava inclui uma aba de trava;

[0010] Em que, quando a projeção de trava está disposta na posição de trava, o comando de trava é reciprocamente móvel entre:

[0011] Uma primeira posição em que a aba de trava se engata à trajetória de trava de modo a impedir que a primeira e a segunda porções de conexão gire uma em relação a outra e, assim, impedir que a projeção se mova ao longo de pelo menos uma porção da trajetória de trava, e

[0012] Uma segunda posição em que a aba de trava não se engata à trajetória de trava e não impede que primeira e a segunda porções de conexão girem uma em relação a outra, permitindo assim que a projeção se mova ao longo da trajetória de trava; e

[0013] Em que o comando de trava é resilientemente polarizado na direção da primeira posição de modo que o comando de trava resilientemente impila a primeira e a segunda porções de conexão uma na direção oposta a outra.

[0014] Em uma modalidade, a trajetória de trava tem, geralmente, um formato em L e inclui uma porção de trajetória longitudinal estendendo-se em uma direção substancialmente paralela ao dispositivo de conexão e uma porção de trajetória transversal estendendo-se em uma direção geralmente transversal do dispositivo de conexão.

[0015] Em uma modalidade, a posição de trava é definida por uma porção de poço que forma uma peça única com a porção de trajetória transversal.

[0016] Em uma modalidade, o dispositivo de conexão compreende um primeiro membro de polarização disposto para polarizar resilientemente a primeira e a segunda porções de conexão na direção oposta uma da outra e, assim, a projeção na direção da posição de trava.

[0017] Em uma modalidade, o membro de trava compreende uma abertura de guia alongada e a primeira porção de conexão inclui um pino de guia recebido na abertura de guia alongada, em que o pino de guia e a abertura de guia cooperam de modo a facilitar o movimento recíproco do membro de trava em relação à primeira porção de conexão e restringir a rotação do membro de trava em relação à primeira porção de conexão.

[0018] Em uma modalidade, a segunda porção de conexão inclui uma projeção de guia disposta para facilitar o alinhamento da primeira e segunda porções de conexão conforme a primeira e a segunda porções de conexão são movidas uma na direção da outra durante o engate da primeira porção de conexão com a segunda porção de conexão.

[0019] Em uma modalidade, a projeção de guia inclui um furo atravessante disposta para facilitar a passagem de fluido através do dispositivo de conexão quando o dispositivo de conexão é conectado à montagem de cabeça e ao tubo interno durante o uso.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0020] Serão descritas agora modalidades da presente invenção, somente a título de exemplo, com referência às Figuras anexas, em que:

[0021] A Figura 1 é uma vista lateral diagramática de uma montagem de tubo interno que inclui um dispositivo de conexão de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0022] A Figura 2 é uma vista explodida do dispositivo de conexão mostrado na Figura 1;

[0023] A Figura 3 é uma vista em corte transversal do dispositivo de conexão mostrado na Figura 2 com o dispositivo de conexão mostrado em uma configuração conectada;

[0024] As Figuras 4a a 4c são vistas em perspectiva diagramática do dispositivo de conexão mostrado na Figura 2 com o dispositivo de conexão mostrado em 3 posições entre uma configuração desconectada e uma configuração conectada;

[0025] A Figura 5 é uma vista em perspectiva diagramática de um dispositivo de conexão que inclui uma disposição de trava; e

[0026] A Figura 6 é uma vista em perspectiva explodida diagramática do dispositivo de conexão mostrado na Figura 5.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0027] Com referência à Figura 1, é mostrada uma montagem de tubo interno 10 de uma montagem de perfuração de testemunhagem, em que a montagem de tubo interno 10 inclui um dispositivo de conexão 12 disposto entre uma montagem de cabeça 14 e um tubo interno 16.

[0028] A montagem de cabeça 14 é utilizável para recuperar a montagem de tubo interno 10 de uma montagem de barrilete testemunhador (não mostrado) de uma montagem de perfuração de testemunhagem (não mostrado).

[0029] O tubo interno 16 recebe e retém um testemunho conforme a perfuração avança e é recuperado da montagem de barrilete testemunhador quando o tubo interno 16 está cheio recuperando a montagem de cabeça 14 da montagem de barrilete testemunhador.

[0030] Como mostrado mais particularmente nas Figuras 2 e 3, o dispositivo de conexão 12 inclui uma primeira porção de conexão 18 e uma segunda porção de conexão 20 que são dispostas para se conectar e desconectar entre si de maneira de rápida liberação. Encontra-se disposto entre a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20 em uma cavidade anular 23 definida pela segunda porção de conexão 20 um membro de polarização, nesse exemplo uma mola espiralada 24, disposto para resilientemente polarizar a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20 na direção oposta uma da outra.

[0031] A primeira porção de conexão 18 inclui uma primeira porção cilíndrica 24 e uma segunda porção cilíndrica integral 26 de menor diâmetro do que a primeira porção cilíndrica 24. Encontra-se disposta na segunda porção cilíndrica 26 e estendendo-se para fora pelo menos uma projeção de trava 28, nesse exemplo 2 projeções de trava opostamente dispostas 28, utilizáveis para travar a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20 juntas como descrito com mais detalhes abaixo.

[0032] A primeira porção de conexão 18 também inclui uma porção rosqueada de parafuso interno que se engata durante o uso a uma porção rosqueada de parafuso externo correspondente da montagem de cabeça 14 a fim de conectar a primeira porção de conexão 18 à montagem de cabeça 14.

[0033] A segunda porção de conexão 20 inclui uma porção de soquete externa 32 e uma porção de soquete interna 34 que, no presente exemplo, se conectam com o uso de porções rosqueadas de parafuso complementares 36. As porções de soquete externa e interna 32, 34 juntas definem a cavidade anular 23 que recebe a mola espiralada 22.

[0034] A porção de soquete externa 32 também inclui uma trajetória de trava 40 com configuração geralmente com formato em L, em que a trajetória de trava inclui uma porção de trajetória longitudinal 42, uma porção de trajetória transversal 44 perpendicularmente disposta em relação à porção de trajetória longitudinal 42 e uma porção de poço 46 disposta em uma extremidade remota da porção de trajetória transversal 44. Cada projeção de trava tem uma trajetória de trava associada 40 e a disposição é de modo que cada trajetória de trava 40 seja configurada para receber uma projeção de trava 28, e, por meio da manipulação da primeira e da segunda porções de conexão 18, 20, um usuário é capaz de mover as projeções de trava 28 nas respectivas trajetórias de trava 40 até que as projeções de trava 28 se assentem nos respectivos poços de trava 46.

[0035] Deve ser entendido que em virtude da força de polarização resiliente fornecida pela mola espiralada 22, as projeções de trava 28 serão impelidas a permanecer assentadas nos respectivos poços de trava 46 e, assim, a primeira e a segunda porções de conexão são impelidas a permanecer conectadas, até que um usuário aplique uma força contra a força de polarização da mola espiralada 22. Dessa forma, os poços de trava 46 correspondem a posições de trava de modo que a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20 se conectem de maneira segura quando as projeções de trava 28 estão dispostas nas posições de trava.

[0036] A porção de soquete externa 32 também inclui uma porção rosqueada de parafuso externo 48 que se engata durante o uso a uma porção rosqueada de parafuso interno correspondente do tubo interno 16 a fim de conectar a segunda porção de conexão 20 ao tubo interno 16.

[0037] A porção de soquete interna 34 inclui uma projeção de guia 50 disposta para facilitar o alinhamento correto da primeira e segunda porções de conexão 18, 20 de modo que a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20 sejam conectadas juntas. A projeção de guia 50 inclui um furo atravessante 52 que facilita a passagem de fluido através do dispositivo de conexão 10 quando o dispositivo de conexão 10 é conectado à montagem de cabeça 14 e ao tubo interno 16 durante o uso.

[0038] Um processo de conexão da primeira e da segunda porções de conexão 18, 20, juntas, e desconexão da primeira e da segunda porções de conexão 18, 20 entre si é mostrado na Figura 4.

[0039] A primeira porção de conexão 18 é conectada a uma montagem de cabeça 14 com o uso da porção rosqueada de parafuso interno 30 e a segunda porção de conexão 20 é conectada a um tubo interno 16 com o uso da porção rosqueada de parafuso externo 48.

[0040] Como mostrado na Figura 4a, a fim de conectar a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20, a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20 são primeiramente alinhadas de modo que a projeção de guia 50 se alinhe à segunda porção cilíndrica 26 e as projeções de trava 28 se alinhem às porções de trajetória longitudinal 42. Como mostrado na Figura 4b, a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20 são, então, impelidas uma na direção da outra contra a força de polarização da mola espiralada 22 com as projeções de trava 28 se movendo através das porções de trajetória longitudinal 42. Quando as projeções de trava 28 alcançam a extremidade das porções de trajetória longitudinal 42, o usuário gira a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20 uma em relação à outra de modo que as projeções de trava 28 se movam através das porções de trajetória transversal 44. Quando as projeções de trava 28 alcançam a extremidade das porções de trajetória transversal 44, o usuário libera a primeira e/ou a segunda porção de conexão 18, 20 que faz com que a mola espiralada 22 impila as projeções de trava 28 a se assentarem nas porções de poço 46.

[0041] O desengate da primeira e da segunda porções de conexão 18, 20 entre si é alcançado revertendo as etapas de conexão.

[0042] Deve ser entendido que, dessa forma, é fornecido um mecanismo de conexão e liberação rápida que permite que um operador engate rapidamente a montagem de cabeça 14 ao tubo interno 16 e, em particular, desengate rapidamente a montagem de cabeça 14 do tubo interno 16 conforme a montagem de tubo interno 10 é recuperada de uma montagem de barrilete testemunhador.

[0043] Durante o uso, é possível que a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20 possam inadvertidamente se desengatar como consequência de movimento recíproco e giratório da montagem de cabeça 14 e do tubo interno 16. A fim de evitar tal desengate, é fornecida uma disposição de trava para restringir a rotação da primeira e da segunda porções de conexão 18, 20 em relação entre si, evitando assim que as projeções de trava 28 se movam através das porções de trajetória transversal 44 e evitando o desengate da primeira porção de conexão 18 da segunda porção de conexão 20.

[0044] Com referência às Figuras 5 e 6, é mostrado um dispositivo de conexão 58 que inclui uma disposição de trava adequada. São mostrados recursos iguais e similares com números de referência iguais.

[0045] O dispositivo de conexão 58 inclui um membro de trava 60, nesse exemplo, um comando de trava, montado na segunda porção cilíndrica 26 da primeira porção de conexão 18 e reciprocamente móvel em relação à segunda porção cilíndrica 26. O membro de trava 60 inclui uma abertura de guia alongada 61 que recebe um pino de guia 62 disposto na segunda porção cilíndrica 26. A abertura de guia 61 e o pino de guia 62 cooperam para permitir que o comando de trava se mova reciprocamente em relação à segunda porção cilíndrica 26 enquanto restringe a rotação do comando de trava 60 em relação à segunda porção cilíndrica 26.

[0046] O membro de trava 60 é configurado de modo a engatar-se à segunda porção de conexão 20 de modo a restringir a rotação da segunda porção de conexão 20 em relação ao membro de trava 60 e, assim, restringir a rotação da primeira e da segunda porções de conexão 18, 20 uma em relação a outra.

[0047] Nesse exemplo, a rotação relativa entre a segunda porção de conexão 20 e o membro de trava 60 é restringida fornecendo o membro de trava 60 com uma aba de trava 66 disposta em um local de modo que a aba de trava 66 seja recebida na porção de trajetória longitudinal 42 quando a projeção de trava 28 está disposta na posição de trava, como mostrado na Figura 5. Dessa forma, a rotação relativa entre a segunda porção de conexão 20 e o membro de trava 60 é restringida pelo engate entre a aba de trava 66 e a porção de trajetória longitudinal 42.

[0048] O membro de trava 60 é móvel entre uma primeira posição em que a mola espiralada 64 é comprimida e, durante o uso, a aba de trava 66 não é engatada à porção de trajetória longitudinal 42, e uma segunda posição em que a mola espiralada é expandida e, durante o uso, a aba de trava 66 é engatada à porção de trajetória longitudinal 42. O membro de trava 60 é polarizado na direção da segunda posição, nesse exemplo, com o uso de uma mola espiralada 64.

[0049] Durante o uso, a fim de conectar a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20, a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20 são primeiramente alinhadas de modo que a projeção de guia 50 se alinhe à segunda porção cilíndrica 26 e as projeções de trava 28 se alinhem às porções de trajetória longitudinal 42. A primeira e a segunda porções de conexão 18, 20 são, então, impelidas uma na direção da outra com as projeções de trava 28 se movendo através das porções de trajetória longitudinal 42. Isso faz com que a aba de trava 66 entre em contato com a segunda porção de conexão 20, e o membro de trava 60 se mova da segunda posição na direção da primeira posição contra a força de polarização da mola espiralada 64. Quando as projeções de trava 28 alcançam a extremidade das porções de trajetória longitudinal 42, o usuário gira a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20 uma em relação à outra de modo que as projeções de trava 28 se movam através das porções de trajetória transversal 44. A rotação da primeira e da segunda porções de conexão 18, 20 uma relação a outra faz com que a segunda porção de conexão 20 gire em relação ao membro de trava 60, e a rotação relativa continua até que a aba de trava 66 se alinhe à porção de trajetória longitudinal 42. Quando isso ocorre, o usuário permite que a força de polarização da mola espiralada 64 atue sobre o membro de trava 60 para fazer com que a aba de trava 66 seja recebida na porção de trajetória longitudinal 42, como mostrado na Figura 5.

[0050] O desengate da primeira e da segunda porções de conexão 18, 20 entre si é alcançado primeiramente impelindo o membro de trava 60 para se mover na direção oposta às projeções de trava 28 contra a força de polarização da mola espiralada 64 até que a aba de trava 66 seja liberada da porção de trajetória longitudinal 42. Isso permite que a primeira e a segunda porções de conexão 18, 20 sejam giradas uma relação a outra e que o movimento da projeção de trava na porção de trajetória transversal 44 ocorra.

[0051] Embora as modalidades acima sejam descritas em relação a um dispositivo de conexão 12 que tem uma primeira porção de conexão 18 conectada a uma montagem de cabeça 14 e uma segunda porção de conexão 20 conectada a um tubo interno 16, será entendido que é prevista uma disposição alternativa em que a primeira porção de conexão 18 é conectada ao tubo interno 16 e a segunda porção de conexão 20 é conectada à montagem de cabeça 14.

[0052] Na descrição da invenção, exceto onde o contexto exigir de outra forma devido à linguagem expressa ou implicação necessária, os termos “compreender” ou variações tais como “compreende” ou “compreendendo” são usados em um sentido inclusivo, isto é, para especificar a presença de características estabelecidas, mas não para impedir a presença ou adição de características adicionais em várias modalidades da invenção.

[0053] Modificações e variações que serão evidentes aos indivíduos versados na técnica são consideradas como estando dentro do escopo da presente invenção.

Claims

1. DISPOSITIVO DE CONEXÃO (12) PARA UMA MONTAGEM DE PERFURAÇÃO DE TESTEMUNHAGEM, caracterizado por compreender: uma primeira porção de conexão (18) e uma segunda porção de conexão (20); em que o dispositivo de conexão (12) inclui um mecanismo de conexão disposto para facilitar o engate da primeira e segunda porções de conexão (18, 20) entre si e o desengate da primeira e segunda porções de conexão (18, 20) entre si; em que o mecanismo de conexão inclui: pelo menos uma projeção de trava (28) disposta na primeira porção de conexão (18) e pelo menos uma trajetória de trava (40) correspondente disposta na segunda porção de conexão (20), em que a trajetória de trava (40) tem uma posição de trava de modo que a primeira e a segunda porções de conexão (18, 20) sejam mantidas juntas quando uma projeção de trava (28) está disposta na posição de trava, em que cada projeção de trava (28) é engatável com uma respectiva trajetória de trava (40), e a trajetória de trava (40) está disposta de modo que a projeção de trava (28) seja móvel através da trajetória de trava (40) e recebível na posição de trava movimentando a primeira e a segunda porções de conexão (18, 20) substancialmente uma na direção da outra e girando a primeira e a segunda porções de conexão (18, 20) uma em relação à outra; e um comando de trava (60) montado na primeira porção de conexão (18) de modo que o comando de trava (60) seja reciprocamente móvel em relação a pelo menos uma projeção de trava (28) e a rotação do comando de trava (60) em relação a pelo menos uma projeção de trava (28) seja restringida, em que o comando de trava (60) inclui uma aba de trava (66); em que, quando a projeção de trava (28) está disposta na posição de trava, o comando de trava (60) é reciprocamente móvel entre: uma primeira posição em que a aba de trava (66) se engata à trajetória de trava (40) de modo a impedir que a primeira e a segunda porções de conexão (18, 20) gire uma em relação a outra e, assim, impedir que a projeção (28) se mova ao longo de pelo menos uma porção da trajetória de trava (40), e uma segunda posição em que a aba de trava (66) não se engata à trajetória de trava (40) e não impede que a primeira e a segunda porções de conexão (18, 20) girem uma em relação a outra, permitindo assim que a projeção (28) se mova ao longo da trajetória de trava (40); e em que o comando de trava (60) é resilientemente polarizado na direção da primeira posição de modo que o comando de trava (60) resilientemente impila a primeira e a segunda porções de conexão (18, 20) uma na direção oposta a outra.

2. DISPOSITIVO (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela trajetória de trava (40) ter geralmente um formato em L e incluir uma porção de trajetória longitudinal (42) estendendo-se em uma direção substancialmente paralela ao dispositivo de conexão (12) e uma porção de trajetória transversal (44) estendendo-se em uma direção geralmente transversal do dispositivo de conexão (12).

3. DISPOSITIVO (12), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela posição de trava ser definida por uma porção de poço (46) que forma uma peça única com a porção de trajetória transversal (44).

4. DISPOSITIVO (12), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender um primeiro membro de polarização (24) disposto para resilientemente polarizar a primeira e a segunda porções de conexão (18, 20) na direção oposta uma da outra e, assim, a projeção na direção da posição de trava.

5. DISPOSITIVO (12), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo comando de trava (60) compreender uma abertura de guia alongada (61) e a primeira porção de conexão (18) incluir um pino de guia (62) recebido na abertura de guia alongada (61), em que o pino de guia (62) e a abertura de guia (61) cooperam de modo a facilitar o movimento recíproco do comando de trava (60) em relação à primeira porção de conexão (18) e restringir a rotação do comando de trava (60) em relação à primeira porção de conexão (18).

6. DISPOSITIVO (12), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela segunda porção de conexão (20) incluir uma projeção de guia (50) disposta para facilitar o alinhamento da primeira e segunda porções de conexão (18, 20) conforme a primeira e a segunda porções de conexão (18, 20) são movidas uma na direção da outra durante o engate da primeira porção de conexão (18) com a segunda porção de conexão (20).

7. DISPOSITIVO (12), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pela projeção de guia (50) incluir um furo atravessante (52) disposta para facilitar a passagem de fluido através do dispositivo de conexão (12) quando o dispositivo de conexão (12) é conectado a uma montagem de cabeça (14) e a um tubo interno (16) da montagem de perfuração de testemunhagem durante o uso.