BR112020001292A2

BR112020001292A2 - multi-acoplador combinado para acionamento de topo

Info

Publication number: BR112020001292A2
Application number: BR112020001292-0A
Authority: BR
Inventors: Martin Liess
Original assignee: Weatherford Technology Holdings, Llc
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2020-07-21
Also published as: BR112020001292B1; EP3655617A1; CA3070076A1; MX2020000747A; AU2018304298B2; US10527104B2; EP3655617B1; AU2018304298A1; US20190024721A1; WO2019018600A1

Abstract

Em uma modalidade, um sistema de acoplador para acoplar um acionamento de topo (top drive) e uma ferramenta, incluindo um membro de unidade do acionamento de topo configurado para transferir torque. O membro de acionamento tendo um alojamento com um orifício através dele e uma janela formada substancialmente lateralmente através do alojamento. Um adaptador da ferramenta está configurado para ser inserido através da janela do alojamento. Em outra modalidade, um método para acoplar um acionamento de topo a uma ferramenta inclui mover a ferramenta adjacente ao acionamento de topo, a ferramenta incluindo um adaptador e o acionamento de topo incluindo um alojamento com uma janela formada através da mesma. O método também inclui alinhar o adaptador com a janela e inserir o adaptador substancialmente lateralmente na janela do alojamento, acoplando assim longitudinalmente e torcionalmente o acionamento de topo e a ferramenta.

Description

MULTI-ACOPLADOR COMBINADO PARA ACIONAMENTO DE TOPO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da invenção

[0001] A presente revelação geralmente se refere a métodos e aparelhos para acoplar um acionamento de topo (top drive) a uma ferramenta para uso em um furo de poço. Descrição do estado da técnica relacionado

[0002] Um furo de poço é formado para acessar formações contendo hidrocarbonetos, por exemplo, petróleo bruto e/ou gás natural, pelo uso de perfuração. A perfuração é realizada utilizando uma broca montada na extremidade de uma coluna tubular, como uma coluna de perfuração. Para perfurar dentro do poço até uma profundidade predeterminada, a coluna de perfuração é frequentemente girada por um acionamento de topo ou mesa rotativa em uma sonda ou plataforma de superfície, e/ou por um motor de fundo de poço montado na direção da extremidade inferior da coluna de perfuração. Após perfurar até uma profundidade predeterminada, a coluna de perfuração e a broca são removidas e uma seção de revestimento é baixada para dentro do poço. Um anel é formado assim entre a coluna de revestimento e a formação. A coluna de revestimento é temporariamente suspensa a partir da superfície do poço. A coluna de revestimento é cimentada no furo de poço pela circulação de cimento no anel definido entre a parede externa do revestimento e o orifício. A combinação de cimento e revestimento fortalece o poço e facilita o isolamento de certas áreas da formação atrás do revestimento para a produção de hidrocarbonetos.

[0003] Os acionamentos de topo estão equipados com um motor para girar a coluna de perfuração. O cano do acionamento de topo normalmente é rosqueado para conexão com uma extremidade superior do tubo de perfuração, a fim de transmitir torque à coluna de perfuração. Os acionamentos de topo convencionais também se conectam às ferramentas para uso no furo de poço. Pode ser necessário que um operador na plataforma conecte as linhas de fornecimento, como hidráulicas, pneumáticas, de dados e/ou linhas de energia, entre os acionamentos de topo convencionais e a ferramenta complete a conexão.

[0004] Na construção e completação de poços de petróleo e gás, uma sonda de perfuração é usada para facilitar a inserção e remoção de colunas tubulares em um furo de poço. As colunas tubulares são construídas inserindo um primeiro tubular em um furo de poço até que apenas a extremidade superior do tubular se estenda para fora do furo de poço. Um membro de preensão próximo à superfície do furo de poço agarra a extremidade superior do primeiro tubular. A extremidade superior do primeiro tubular tem uma extremidade de caixa rosqueada para conectar a uma extremidade de pino rosqueado de um segundo tubular ou ferramenta. O segundo tubular ou ferramenta é levantado sobre o centro do furo de poço, abaixado ou "apunhalado" na extremidade superior do primeiro tubular e, em seguida, rotacionado de modo que a extremidade de pino do segundo tubular ou ferramenta seja rosqueada à extremidade de caixa do primeiro tubular. No entanto, é fundamental não danificar as roscas quando a extremidade de pino é apunhalada na extremidade de caixa ou quando o torque é aplicado para superar o peso do segundo tubular apoiado nas roscas. Também é fundamental que o operador da plataforma de perfuração abaixe o segundo tubular na mesma taxa em que as roscas se juntam.

[0005] A conexão rosqueada entre os principais acionamentos e ferramentas convencionais permite apenas a rotação em uma única direção. A conexão manual das linhas de fornecimento pode ser demorada e perigosa para o pessoal da plataforma. Portanto, há uma necessidade de aparelhos e métodos aprimorados para conectar os acionamentos de topo às ferramentas.

SUMARIO DA INVENÇÃO

[0006] Em uma modalidade, um sistema de acoplador para acoplar um acionamento de topo e uma ferramenta inclui um acoplador para um acionamento de topo. O sistema de acoplador inclui um alojamento com um orifício através dele e uma janela formada através do alojamento. O sistema de acoplador também inclui um adaptador de uma ferramenta tendo uma aba formada no adaptador, em que a janela está configurada para receber a aba e acoplar torcionalmente o adaptador e o alojamento. O sistema de acoplador também inclui um anel de trava disposto no alojamento e rotativo em relação ao alojamento entre uma posição travada e uma posição destravada, em que o anel de trava é configurado para acoplar longitudinalmente o adaptador e o acoplador na posição travada.

[0007] Em outra modalidade, um sistema de acoplador para acoplar um acionamento de topo e uma ferramenta inclui um membro de acionamento do acionamento de topo configurado para transferir torque. O membro de acionamento inclui um alojamento com um orifício através dele e uma janela formada substancialmente lateralmente através do alojamento. O adaptador da ferramenta está configurado para ser inserido através da janela do alojamento.

[0008] Em outra modalidade, um método para acoplar um acionamento de topo a uma ferramenta inclui mover a ferramenta adjacente ao acionamento de topo, em que a ferramenta inclui um adaptador e o acionamento de topo inclui um alojamento com uma janela formada através da mesma. O método também inclui alinhar o adaptador com a janela e inserir o adaptador substancialmente lateralmente na janela do alojamento, acoplando assim longitudinalmente e torcionalmente o acionamento de topo e a ferramenta.

[0009] Em ainda outra modalidade, um sistema de acoplador para acoplar um acionamento de topo e uma ferramenta inclui um membro de acionamento para um acionamento de topo configurada para transferir torque e suportar um peso da ferramenta. O membro de acionamento inclui um alojamento com um orifício através do mesmo. O sistema de acoplador inclui ainda um adaptador de uma ferramenta, uma placa de trava disposta no alojamento e móvel longitudinalmente em relação ao alojamento, em que a placa de trava é configurada para conectar-se ao adaptador, e um ou mais conectores de utilidade móveis longitudinalmente em relação ao alojamento com a placa de trava.

[0010] Em uma modalidade adicional, um sistema de acoplador para acoplar um acionamento de topo e uma ferramenta inclui um membro de acionamento para um acionamento de topo. O membro de acionamento inclui um alojamento com um orifício através dele e um cano configurado para girar em relação ao alojamento. O sistema de acoplador inclui ainda um adaptador de uma ferramenta configurado para ser inserido no orifício do alojamento e engatar o cano e um ou mais conectores de utilidade, em que o um ou mais conectores de utilidade são rotativamente estacionários.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] Para que a maneira pela qual as características citadas acima da presente invenção possam ser entendidas em detalhe, uma descrição mais particular da invenção, brevemente resumida acima, pode ser tida por referência às modalidades, algumas das quais são ilustradas nos desenhos anexos. Deve notar-se, no entanto, que os desenhos anexos ilustram apenas modalidades típicas desta invenção e não são, portanto, considerados como limitativos do seu escopo, uma vez que a invenção pode admitir outras modalidades igualmente eficazes.

[0012] A Figura 1 ilustra uma vista explodida de um membro de acionamento, um adaptador e um conjunto de travamento de um sistema combinado de múltiplos acopladores, de acordo com uma modalidade.

[0013] A Figura 2 ilustra uma vista isométrica do adaptador inserido no alojamento do sistema combinado de múltiplos acopladores.

[0014] A Figura 3 ilustra uma vista isométrica do sistema combinado de múltiplos acopladores em uma posição travada.

[0015] A Figura 4A ilustra uma vista em seção transversal do sistema de múltiplos acopladores combinados em uma posição destravada.

[0016] A Figura 4B ilustra uma vista em seção transversal do sistema combinado de múltiplos acopladores na posição travada.

[0017] A Figura 5 ilustra uma vista em seção transversal de um membro de acionamento, um adaptador e um conjunto de bloqueio de um sistema combinado de múltiplos acopladores,

de acordo com uma segunda modalidade.

[0018] A Figura 6 ilustra uma vista de cima para baixo do conjunto de travamento.

[0019] A Figura 7 ilustra uma vista em seção transversal de um membro de acionamento, um conjunto de acoplamento e um adaptador de um acoplador múltiplo combinado, de acordo com uma terceira modalidade.

[0020] A Figura 8 ilustra o conjunto de acoplamento.

[0021] A Figura 9 ilustra uma placa de trava, de acordo com a terceira modalidade.

[0022] A Figura 10 ilustra uma placa de suporte, de acordo com a terceira modalidade.

[0023] As Figuras 11A e 11B ilustram a operação do sistema combinado de múltiplos acopladores, de acordo com a terceira modalidade.

[0024] A Figura 12 ilustra um membro de acionamento e um adaptador de um sistema combinado de múltiplos acopladores, de acordo com uma quarta modalidade.

[0025] A Figura 13A ilustra uma vista em seção transversal do alojamento do membro de acionamento.

[0026] A Figura 13B ilustra uma vista de baixo para cima de uma seção transversal do alojamento do membro de acionamento.

[0027] A Figura 13C ilustra outra vista em seção transversal do alojamento do membro de acionamento.

[0028] A Figura 14 ilustra uma vista em seção transversal do adaptador.

[0029] As Figuras 15A-C, 16A-C e 17A-B ilustram vistas em corte transversal da operação do acoplador múltiplo combinado, de acordo com a quarta modalidade.

[0030] As Figuras 18A-B ilustram vistas em seção transversal de um membro de acionamento e um adaptador de um acoplador múltiplo combinado, de acordo com uma quinta modalidade.

[0031] A Figura 19 ilustra uma vista em seção transversal do adaptador inserido em um alojamento do membro de acionamento, de acordo com a quinta modalidade.

[0032] As Figuras 20 e 21 ilustram a operação de um conjunto de acoplamento, de acordo com a quinta modalidade.

[0033] A Figura 22 ilustra uma vista explodida de um sistema de múltiplos acopladores combinado, de acordo com uma sexta modalidade.

[0034] A Figura 23 ilustra uma vista em seção transversal de um alojamento, de acordo com a sexta modalidade.

[0035] A Figura 24 ilustra uma vista em seção transversal de uma estrutura, de acordo com a sexta modalidade.

[0036] A Figura 25A ilustra uma vista em seção transversal de um adaptador, de acordo com a sexta modalidade.

[0037] A Figura 25B ilustra uma vista isométrica do adaptador.

[0038] As Figuras 26-31 ilustram a operação do acoplador múltiplo combinado, de acordo com a sexta modalidade.

[0039] A Figura 32 ilustra um membro de acionamento de um acoplador múltiplo combinado, de acordo com uma sétima modalidade.

[0040] A Figura 33 ilustra uma vista em seção transversal de um adaptador, de acordo com a sétima modalidade.

[0041] A Figura 34A ilustra uma vista em seção transversal do adaptador inserido em um alojamento do membro de acionamento, de acordo com a sétima modalidade.

[0042] A Figura 34B ilustra uma vista em seção transversal de cima para baixo do alojamento tendo o adaptador inserido,

de acordo com a sétima modalidade.

[0043] As Figuras 35A-B e 36 ilustram a operação de um conjunto de compensação do acoplador múltiplo combinado, de acordo com a sétima modalidade.

[0044] A Figura 37 ilustra a operação de um conjunto de compensação de um membro de deslocamento.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0045] A Figura 1 ilustra uma vista explodida de um sistema combinado de múltiplos acopladores (CMC). O CMC inclui um membro de acionamento 110, um adaptador 120 de uma ferramenta e um conjunto de travamento 130. O membro de acionamento 110 pode ser configurado para conectar-se ao acionamento de topo. O membro de acionamento 110 pode ser integral com o acionamento de topo ou outro membro de deslocamento. O membro de acionamento 110 inclui um alojamento 111. O alojamento 111 pode ser tubular tendo um orifício através dele. O alojamento 111 pode ser configurado para conectar-se ao acionamento de topo em uma extremidade longitudinal superior do mesmo. O alojamento 111 pode ser formado integralmente com o acionamento de topo. O orifício do alojamento 111 pode ser configurado para acoplar de forma fluida o acionamento de topo ao adaptador da ferramenta.

[0046] O alojamento 111 pode incluir duas ou mais seções 111a, b. As seções 111a, b podem ser formadas integralmente. A seção 111a pode ser de forma cilíndrica. A seção 111a pode incluir uma janela 113. A janela 113 pode ser formada através da superfície externa da seção 111a. A janela 113 pode ser formada radialmente para dentro do orifício do alojamento

111. A janela 113 pode se estender longitudinalmente a partir de uma extremidade longitudinal superior da seção 111b.

Janelas adicionais podem ser formadas semelhantes à janela

113. As janelas podem estar uniformemente espaçadas em torno de uma circunferência do alojamento 111. A seção 111a pode incluir um perfil 112 formado em uma superfície externa do mesmo. O perfil 112 pode ser disposto em torno de uma circunferência da seção 111a. O perfil 112 pode ter um diâmetro externo maior que um diâmetro externo da seção 111a. O perfil 112 pode ser formado entre janelas adjacentes. O perfil 112 pode ser separado em seções pelas janelas. O perfil 112 pode ter ombros formados em suas extremidades longitudinais opostas. Uma ranhura 114 pode ser formada em torno de uma circunferência do alojamento 111. A ranhura 114 pode ser formada entre janelas adjacentes. A ranhura 114 pode ser disposta longitudinalmente entre o perfil 112 e um ombro 115 da seção 111b. A ranhura 114 pode ter um diâmetro externo igual a um diâmetro externo do alojamento 111.

[0047] O alojamento 111 pode incluir uma seção de sino 111b. Um recesso pode ser formado em uma parede interna da seção de sino 111b abaixo da janela 113. O recesso pode se estender longitudinalmente através da seção de sino 111b. Um diâmetro interno do recesso pode ser maior que o diâmetro interno da seção de alojamento 111a adjacente à janela 113. O diâmetro interno do recesso pode ser substancialmente igual a um diâmetro externo da seção de alojamento 111a. A seção de sino 111b pode estar localizada em uma extremidade longitudinal inferior do alojamento 111. A seção de sino 111b pode ser alargada radialmente para fora. O alargamento da seção de sino 111b pode começar longitudinalmente abaixo do ombro 115. A seção de sino 111b pode incluir o ombro 115 formado na extremidade longitudinal superior. O ombro 115 pode ser disposto em torno de uma circunferência externa da seção de sino 111b. O ombro 115 pode ter um diâmetro externo maior que o diâmetro externo da seção 111a.

[0048] O adaptador 120 da ferramenta pode ser tubular tendo um orifício através dele. A seção de sino 111b pode ser configurada para receber o adaptador 120. O orifício do adaptador 120 pode ser configurado para transferir fluido entre o membro de acionamento 110 e a ferramenta, como fluido de perfuração. O adaptador 120 pode incluir um ressalto 121 disposto na extremidade longitudinal superior. Um diâmetro externo do ressalto 121 pode ser menor que um diâmetro externo do adaptador 120. O ressalto 121 pode se estender parcialmente longitudinalmente para baixo do adaptador 120. O ressalto 121 pode terminar acima de uma aba 122 do adaptador 120. A aba 122 pode ser formada em uma superfície externa do adaptador 120. A aba 122 pode se projetar radialmente para fora da superfície externa do adaptador

120. O adaptador 120 pode incluir abas adicionais (duas mostradas) formadas na superfície externa e espaçadas circunferencialmente à parte da aba 122. As abas adicionais podem ser espaçadas uniformemente em torno da circunferência do adaptador 120. A janela 113 pode ser configurada para receber a aba 122 do adaptador 120. As guias adicionais podem corresponder e ser recebidas nas janelas correspondentes do alojamento. A inserção da aba 122 na janela 113 pode acoplar torcionalmente o adaptador 120 e o alojamento 111. O adaptador 120 e o alojamento 111 podem ser acoplados torcionalmente bidirecionalmente pela aba 122 e pela janela

113. As paredes laterais da janela 113 podem engatar e transferir torque para a aba 122 do adaptador 120. Uma ranhura 123 pode ser formada em uma superfície externa da aba 122. A ranhura 123 pode ser formada circunferencialmente através da aba 122. A ranhura 123 pode se estender radialmente para dentro através da aba 122. Os ombros 124a, b podem ser formados em cada extremidade longitudinal da ranhura 123.

[0049] A Figura 2 ilustra a recepção do adaptador 120 no orifício do alojamento 111 e o conjunto de travamento 130 desmontado do alojamento. A Figura 3 ilustra o conjunto de travamento 130 montado no alojamento 111. O conjunto de travamento 130 pode incluir um membro de trava, como o anel de trava 131 e um batente de travamento 132. O anel de trava 131 pode incluir duas ou mais seções 131a, b. A seção 131a pode incluir flanges 133, 134. Os flanges 133, 134 podem ser formados em extremidades opostas da seção 131a. A seção 131b pode incluir flanges correspondentes. Os flanges 133, 134 podem ter orifícios formados através deles. Os orifícios podem ser configurados para receber membros de fixação. Os prendedores podem ser configurados para conectar as seções 131a, b do anel de trava 131. Uma ranhura 135 pode ser formada parcialmente em torno de uma circunferência da seção 131a. A ranhura 135 pode ser formada na extremidade superior da seção 131a. A ranhura 135 pode se estender radialmente para dentro através da seção 131a. A ranhura 135 pode ter a forma de u. Os ombros 136, 137 podem ser formados nas extremidades opostas da ranhura 135. O anel de trava 131 pode ser configurado para ser disposto em torno de uma circunferência do alojamento 111. O anel de trava 131 pode incluir uma ou mais abas 138 dispostas em uma superfície interna do mesmo. O anel de trava 131 pode ser rotativo em relação ao alojamento 111 e ao adaptador 120 entre uma posição travada e uma posição destravada. A ranhura 114 da seção 111a pode ser configurada para receber a uma ou mais abas 138 na posição destravada. A ranhura 123 do adaptador 120 pode ser configurada para receber a uma ou mais abas 138 na posição travada.

[0050] O batente de travamento 132 pode ser formado na superfície externa do alojamento 111. O batente de travamento 132 pode ser formado no perfil 112. O batente de travamento 132 pode ser uma saliência. O batente de travamento 132 pode se estender radialmente para fora da superfície externa do alojamento 111. A ranhura 135 pode ser configurada para receber o batente de travamento 132. Os ombros 136, 137 do anel de trava 131 podem engatar no batente de travamento

132. O batente de travamento 132 pode ser configurada para impedir uma rotação adicional do anel de trava 131. O anel de trava 131 pode estar na posição destravada quando o ombro 136 engata no batente de travamento 132. O anel de trava 131 pode estar na posição travada quando o ombro 137 engata no batente de travamento 132.

[0051] As Figuras 4A e 4B ilustram vistas em seção transversal do CMC 100. A seção 111a pode ter um ombro interno 116 formado em uma superfície interna da seção 111a. O ombro interno 116 pode ser disposto acima da janela 113. O diâmetro interno do alojamento 111 acima do ombro interno 116 pode ser maior que o diâmetro interno da seção de alojamento 111a. O ombro interno 116 pode ser configurado para engatar no ressalto 121 do adaptador 120. O alojamento 111 pode incluir um recesso formado através de uma superfície interna. O recesso pode ser configurado para receber uma vedação 117. O recesso pode ser formado acima da janela 113. O recesso pode ser um recesso anular. A vedação 117 pode ser um elastômero. A vedação 117 pode ser uma vedação anular. A vedação 117 pode ser configurada para vedar contra uma superfície externa do adaptador 120. A vedação 117 pode impedir que o fluido vaze do orifício do alojamento 111.

[0052] A Figura 4A ilustra o CMC 100 com o anel de trava 131 na posição destravada. A Figura 4B ilustra o CMC 100 com o anel de trava 131 na posição travada. O CMC 100 é operável para acoplar torcional e longitudinalmente o acionamento de topo à ferramenta. Primeiro, o adaptador 120 da ferramenta é inserido no orifício do alojamento 111. O adaptador 120 pode ser elevado ou o alojamento 111 abaixado para iniciar o processo. Quando o adaptador 120 é inserido no orifício do alojamento 111, a aba 122 e a janela 113 auxiliam no alinhamento. A aba 122 do adaptador 120 se move para cima através do recesso da seção de sino 111b. A aba 122 do adaptador 120 é inserida na janela 113. A aba 122 do adaptador está disposta entre as paredes laterais da janela

113. O adaptador 120 continua se movendo longitudinalmente para cima através do orifício do alojamento 111. O engate do ressalto 121 do adaptador 120 e o ombro interno 116 do alojamento 111 impedem um movimento longitudinal adicional do adaptador 120. A vedação 117 fornece um engate de vedação contra a superfície externa do adaptador 120. A vedação 117 impede que o fluido escape do orifício do alojamento 111 e do orifício do adaptador 120. O engate da aba 122 e as paredes laterais da janela 113 fornecem acoplamento de torção entre o alojamento 111 e o adaptador 120.

[0053] Em seguida, o anel de trava 131 é colocado em torno do alojamento 111 e do adaptador 120 para acoplar longitudinalmente o alojamento 111 e o adaptador 120. Os prendedores podem ser inseridos através dos orifícios dos flanges 133, 134 (Fig. 2) para montar as seções 131a, b do anel de trava 131. Alternativamente, o anel de trava 131 já pode estar montado na superfície externa do alojamento 111. O anel de trava 131 está na posição destravada mostrada na Fig. 4A durante a inserção do adaptador 120 no orifício do alojamento 111. A aba 138 está disposta na ranhura 114 na posição destravada. O anel de trava 131 é girado para mover a aba 138 para dentro da ranhura 123 da aba de adaptador

122. O engate da aba de anel de trava 138 e dos ombros 136, 137 da aba 122 fornece acoplamento longitudinal entre o alojamento 111 e o adaptador 120. O batente de travamento 132 se move através da ranhura 135 durante a rotação do anel de trava 131. O batente de travamento 132 engata no ombro 131b do anel de trava 131. O engate do batente de travamento 132 e o ombro 131b do anel de trava 131 impedem uma rotação adicional do anel de trava 131. Quando o batente de travamento 132 engata no ombro 131b do anel de trava 131, a aba do anel de trava 138 é disposta na ranhura 123 da aba de adaptador 122 e o anel de trava 131 está na posição travada.

[0054] A fim de desacoplar o acionamento de topo e a ferramenta, o anel de trava 131 é girado em relação ao alojamento 111 e ao adaptador 120. O anel de trava 131 é girado para a posição destravada. O batente de travamento 132 se move através da ranhura 135 do anel de trava 131 durante a rotação do anel de trava 131. O batente de travamento 132 engata no ombro 131a do anel de trava 1 para impedir rotação adicional. A aba de anel de trava 138 se move para fora da ranhura 123 da aba de adaptador 122 enquanto o anel de trava 131 gira. O movimento da guia do anel de trava 138 para fora da ranhura 123 da aba de adaptador 122 desacopla longitudinalmente o adaptador 120 e o alojamento 111. O adaptador 120 é então removido do orifício do alojamento 111. A aba 122 do adaptador 120 é abaixada e removida da janela 113 do alojamento 111. O movimento da aba 122 do adaptador 120 para fora da janela 113 desacopla torcionalmente o adaptador 120 e o alojamento 111.

[0055] A Figura 5 ilustra um sistema CMC 200, de acordo com uma segunda modalidade. O CMC 200 pode incluir um membro de acionamento 210, um conjunto de bloqueio 220 e um adaptador 230 de uma ferramenta. O membro de acionamento 210 pode ser configurado para conectar-se ao acionamento de topo ou outro membro de deslocamento. O membro de acionamento 210 pode ser formado integralmente com o acionamento de topo. O membro de acionamento pode incluir um alojamento 211. O alojamento 211 pode ser tubular tendo um orifício através dele. O alojamento 211 pode ser formado integralmente com o acionamento de topo. O alojamento 211 pode ter um flange anular 211f formado em uma extremidade longitudinal do mesmo. O diâmetro interno do flange anular 211f pode ser menor que um diâmetro interno do orifício do alojamento 211. O flange 211f pode ter uma abertura em uma extremidade longitudinal inferior. A abertura pode ser configurada para receber o adaptador 230 da ferramenta. A abertura pode se estender longitudinalmente para cima no orifício do alojamento 211. Um ombro anular 211s pode ser formado em uma superfície interna do flange 211f. O ombro anular pode ser formado adjacente à abertura do flange 211f. O ombro anular pode se estender radialmente para dentro a partir do flange 211f. O ombro anular 211s pode ser configurado para receber rolamentos 212, 213 em extremidades longitudinais opostas.

[0056] Um membro de acoplamento 214 pode ser pelo menos parcialmente disposto no orifício do alojamento 211. O membro de acoplamento 214 pode ser pelo menos parcialmente disposto através do flange anular 211f do alojamento 211. O membro de acoplamento 214 pode ser tubular com um orifício através dele. O membro de acoplamento 214 pode ser rotativo em relação ao alojamento 211. O membro de acoplamento 214 pode ter um flange anular 214f na extremidade longitudinal superior. Uma aba 215 pode ser formada em uma circunferência interna do membro de acoplamento 214. A aba 215 pode se estender radialmente para dentro. A aba pode ser formada abaixo do flange. A aba 215 pode ser formada integralmente com o membro de acoplamento 214. A aba 215 pode incluir superfícies cônicas em extremidades longitudinais opostas. O rolamento 212 pode ser configurado para suportar o membro de acoplamento 214. O rolamento 212 pode ser disposto longitudinalmente entre o membro de acoplamento 214 e o ombro 211s. O rolamento 212 pode ser disposto radialmente entre o flange 211f e o membro de acoplamento 214. O rolamento 212 pode transferir o peso do membro de acoplamento 214 através do ombro 211s e para o alojamento 211. O rolamento 212 pode ser configurado para permitir a rotação do membro de acoplamento 214 em relação ao alojamento 211. O membro de acoplamento 214 pode ser girado por um atuador, como um motor elétrico, do acionamento de topo.

[0057] O adaptador 230 da ferramenta pode ser tubular tendo um orifício através dele. O adaptador 230 pode ser configurado para acoplar de forma fluida o acionamento de topo e a ferramenta. O adaptador 230 pode ter um recesso 231 formado em uma circunferência externa do adaptador. O recesso 231 pode ser configurado para receber a aba correspondente 215 do membro de acoplamento 214. A recepção da aba 215 no recesso 231 pode acoplar torcionalmente o membro de acoplamento 214 e o adaptador 230. A aba 215 e o recesso 231 podem acoplar bidirecionalmente torcionalmente o membro de acoplamento 214 e o adaptador 230. O adaptador 230 pode ter um perfil de chave 232 formado na sua extremidade longitudinal superior. O perfil de chave 232 pode ser formado em torno de uma circunferência externa do adaptador 230. O perfil de chave 232 pode incluir uma pluralidade de ranhuras formadas radialmente para dentro a partir da circunferência externa do adaptador 230. A pluralidade de ranhuras pode se estender parcialmente ao redor da circunferência do adaptador 230. O perfil de chave 232 pode incluir uma pluralidade de ombros separados pela pluralidade de ranhuras.

[0058] O conjunto de bloqueio 220 pode incluir uma cunha 221 e um atuador. A cunha 221 pode ser disposta no membro de acoplamento 214. A cunha 221 pode ser disposta na extremidade longitudinal superior do membro de acoplamento 214. A cunha 221 pode repousar sobre uma superfície superior do flange 214f do membro de acoplamento. A cunha 221 pode ter um perfil de cunha 222 formado em uma superfície interna. O perfil de chave 232 pode corresponder e ser configurado para receber o perfil de cunha 222. A cunha 221 pode ser disposta em torno da circunferência do adaptador 230, quando o adaptador 230 é inserido no orifício do membro de acoplamento 214. A cunha

221 pode ter uma ranhura 223 formada em uma superfície externa oposta ao perfil de cunha 222. A ranhura 223 pode ser configurada para receber um membro tensionador, tal como uma corrente 224. A cunha 221 pode ser móvel radialmente entre uma posição engatada e uma posição desengatada. Na posição engatada, o perfil de chave 232 pode receber e engatar o perfil de cunha 222. O perfil de cunha 222 pode ser configurado para suportar um peso do adaptador 230 e da ferramenta. A cunha 221 pode transferir o peso do adaptador 230 e da ferramenta para o membro de acoplamento 214. Na posição engatada, o perfil de cunha 222 e o perfil de chave 232 podem ser configurados para acoplar longitudinalmente o adaptador 230 e o membro de acoplamento 214.

[0059] A Figura 6 ilustra uma vista de cima para baixo do conjunto de bloqueio 220. A cunha 221 pode ser um segmento arqueado disposto em torno de uma circunferência do adaptador

230. Cunhas adicionais podem ser espaçadas uniformemente em torno do adaptador 230 e podem ser semelhantes à cunha 221. A corrente 224 pode se estender através da ranhura 223 da cunha 221. A corrente 224 pode se estender através das ranhuras das cunhas adicionais. A corrente 224 pode ser conectada em uma extremidade ao atuador, como a bobina tensora 225. A bobina tensora 225 pode ser configurada para mover a cunha 221 para a posição engatada. Aumentar a tensão na corrente 224 com a bobina tensora 225 pode fazer com que a corrente 224 se contraia em comprimento e mova as cunhas radialmente para dentro para a posição engatada. Os membros de desvio podem ser dispostos em torno da circunferência do adaptador 230 adjacente ao perfil de chave 232. Os membros de desvio podem ser configurados para desviar as cunhas para a posição desengatada.

[0060] O adaptador 230 pode ter um ombro 233 formado em uma superfície externa. O ombro 233 pode ser configurado para engatar uma extremidade longitudinal inferior do membro de acoplamento 214. O ombro 233 pode impedir mais movimento longitudinal para cima do adaptador 230 dentro do orifício do membro de acoplamento 214. O ombro 233 pode ser configurado para alinhar longitudinalmente o perfil de chave 232 e o perfil de cunha 222. O ombro 233 pode ser configurado para alinhar longitudinalmente o recesso 231 e a aba 215.

[0061] Alternativamente, um atuador linear, como um conjunto de pistão e cilindro 226, pode ser configurado para mover as cunhas entre a posição engatada e a posição retraída. O cilindro pode ser fixado em uma extremidade ao membro de acoplamento 214. O conjunto de pistão e cilindro 226 pode girar em relação ao alojamento 211. O cilindro pode receber um fornecimento de fluido hidráulico do acionamento de topo. O pistão pode ser recebido no cilindro e pode ser móvel entre uma posição estendida e retraída pelo fluido hidráulico. Uma haste de pistão pode ser conectada ao pistão em uma extremidade e a cunha 221 na outra extremidade. A haste de pistão pode transferir o movimento do pistão para a cunha

221. O acionamento do conjunto de pistão e cilindro 226 pode mover a cunha 221 radialmente para dentro para a posição engatada.

[0062] O CMC 200 é operável para acoplar torcional e longitudinalmente o acionamento de topo à ferramenta. Primeiro, o adaptador 230 da ferramenta é inserido no orifício do membro de acoplamento 214. O engate do membro de acoplamento 214 com o ombro 233 do adaptador 230 impede um movimento longitudinal para cima do adaptador 230 em relação ao membro de acoplamento 214. O engate do membro de acoplamento 214 com o ombro 233 do adaptador 230 serve para alinhar a aba 215 e o recesso 231. O engate do membro de acoplamento 214 com o ombro 233 do adaptador 230 serve para alinhar o perfil de chave 232 e o perfil de cunha 222. A aba 215 é inserida no recesso 231 do adaptador, desse modo acoplando torcionalmente o adaptador 230 e o membro de acoplamento 214. A aba 215 transfere o torque do membro de acoplamento 214 para o adaptador 230 através do engate com as paredes laterais do recesso 231. O conjunto de pistão e cilindro 226 é acionado para mover a cunha 221 para a posição engatada. O conjunto de pistão e cilindro 226 é acionado para estender o perfil de cunha 222 para engate com o perfil de chave 232. O perfil de cunha 222 engata no perfil de chave 232, desse modo acoplando longitudinalmente o adaptador 230 e o membro de acoplamento 214. O perfil de cunha 222 transfere o peso do adaptador 230 e da ferramenta para o membro de acoplamento 214 durante o engate com o perfil de chave 232.

[0063] Para desacoplar a ferramenta, o conjunto de pistão e cilindro 226 é acionado para retrair a cunha 221 do perfil de chave 232. O conjunto de pistão e cilindro 226 move a cunha 221 para a posição desengatada. O desengate do perfil de cunha 222 do perfil de chave 232 desacopla longitudinalmente o adaptador 230 e o membro de acoplamento

214. O adaptador 230 é então abaixado em relação ao alojamento 211. A superfície cônica da aba 215 força a aba para fora do recesso 231. O desengate da aba 215 e do recesso 231 desacopla torcionalmente o adaptador 230 e o membro de acoplamento 214.

[0064] Alternativamente, a corrente 224 e a bobina tensora 225 podem ser usadas para estender e retrair a cunha entre a posição engatada e a posição desengatada.

[0065] A Figura 7 ilustra um sistema CMC 300, de acordo com uma terceira modalidade. O sistema CMC 300 pode incluir um membro de acionamento 310, um conjunto de acoplamento e um adaptador 330 de uma ferramenta. O membro de acionamento 310 pode ser configurado para conectar-se ao acionamento de topo ou outro membro de deslocamento. O membro de acionamento pode ser formado integralmente com o acionamento de topo. O membro de acionamento 310 pode incluir uma porção estacionária e uma porção rotacional. A porção estacionária do membro de acionamento 310 pode incluir um alojamento 311. O alojamento 311 pode ser tubular tendo um orifício através dele. O alojamento 311 pode ter uma abertura em uma extremidade longitudinal inferior do mesmo. A abertura e o orifício do alojamento 311 podem ser configurados para receber o adaptador 330 da ferramenta.

[0066] A porção rotacional do membro de acionamento 310 pode incluir um cano 312 e um conjunto de transferência de utilidade 313, tal como um conjunto de anel deslizante e/ou uma junta rotativa hidráulica. O cano 312 do membro de acionamento 310 pode ser disposto no orifício do alojamento

311. O cano 312 do membro de acionamento 310 pode ser tubular tendo um orifício através dele. O cano 312 pode ser rotativo em relação ao alojamento 311. O cano 312 pode incluir uma seção de transferência de utilidade e uma haste de acionamento 314. A haste de acionamento 314 pode ser configurada para fornecer torque ao cano 312. A haste de acionamento 314 pode incluir uma superfície de engrenagem. A haste de acionamento 314 pode ser configurada para conectar-se a um atuador, como um motor elétrico. O motor elétrico pode ser configurado para transferir torque para a haste de acionamento 314 para girar o cano 312.

[0067] O conjunto de transferência de utilidade 313 pode ser disposto no cano 312. O conjunto de transferência de utilidades 313 pode ser disposto no cano 312 na seção de transferência de utilidades. O conjunto de transferência de utilidades 313 pode ser configurado para transferir energia, dados, eletrônicos, hidráulicos e/ou pneumáticos entre as partes estacionárias e rotativas do membro de acionamento 310, como entre o alojamento 311 e o cano 312. O conjunto de anel deslizante pode incluir um membro do anel com um ou mais anéis de contato (como anéis de cobre) que giram com o cano 312. O conjunto de anel deslizante pode incluir um alojamento de suporte para suportar um ou mais membros de contato (como escovas) que são acoplados de maneira não rotativa ao alojamento 311. Os membros de contato não rotativos entram em contato com os anéis de contato do membro de anel rotativo, proporcionando assim uma conexão elétrica através de uma interface rotativa. Dessa maneira, sinais eletrônicos podem ser enviados entre o acionamento de topo e a ferramenta. Uma ou mais linhas de fornecimento de utilidades 315a-c podem ser dispostas ao longo do alojamento

311. A uma ou mais linhas de fornecimento de utilidades 315a- c podem se conectar ao conjunto de transferência de utilidades 313 em uma extremidade.

[0068] A Figura 8 ilustra o conjunto de acoplamento. O conjunto de acoplamento pode incluir um perfil de torque 321 e um conector de utilidade. O perfil de torque 321 pode ser configurado para engatar um perfil correspondente do adaptador 330. O conector da rede elétrica pode ser disposto adjacente ao perfil de torque 321. O conector da rede elétrica pode ser configurado para transferir energia, dados, eletrônicos, hidráulicos e/ou pneumáticos entre o cano 312 e o adaptador 330. O conjunto de acoplamento pode incluir uma ranhura formada em torno de uma circunferência do cano 312. A ranhura pode ser configurada para receber um membro de trava, como um anel de trava 323. O anel de trava 323 pode ser configurado para engatar e travar o cano 312 no adaptador 330.

[0069] O adaptador 330 da ferramenta pode ser tubular tendo um orifício através dele. O adaptador 330 pode ter um perfil 331 correspondente ao perfil de torque 321. O perfil 331 pode ser formado na extremidade longitudinal superior do adaptador 330. O perfil 331 do adaptador 330 pode ser configurado para receber e engatar o perfil de torque 321. O perfil 331 do adaptador 330 e o perfil de torque 321 podem ser configurados para transferir torque entre o cano 312 e o adaptador 330. O perfil 331 do adaptador 330 e o perfil de torque 321 podem acoplar torcionalmente bidirecionalmente o adaptador 330 e o cano 312. Uma ranhura 332 pode ser formada em torno de uma circunferência externa do adaptador 330. A ranhura 332 pode ser configurada para receber o anel de trava 323 e travar o cano 312 no adaptador 330. Um receptor de utilidade pode ser formado na extremidade longitudinal superior do adaptador 330. O receptor de utilidade pode ser formado adjacente ao perfil 331 do adaptador 330. O receptor de utilidade pode ser configurado para conectar-se ao conector de utilidade. O receptor de utilidade e o conector de utilidade podem ser configurados para transferir energia, dados, eletrônicos, hidráulicos e/ou pneumáticos entre o cano 312 e o adaptador 330.

[0070] A Figura 9 ilustra uma placa de suporte 333 do adaptador 330. A placa de suporte 333 pode ser disposta em torno de uma circunferência do adaptador 330. A placa de suporte 333 pode ser de forma retangular. A placa de suporte 333 pode incluir um orifício formado longitudinalmente através da mesma. O orifício da placa de suporte 333 pode ser configurado para receber o adaptador 330. O orifício da placa de suporte 333 pode ser maior que a circunferência externa do adaptador 330. Um rolamento 334 pode ser disposto no orifício da placa de suporte 333. O rolamento 334 pode ser disposto radialmente entre a placa de suporte 333 e o adaptador 330. O rolamento 334 pode ser configurado para permitir a rotação do adaptador 330 em relação à placa de suporte 333. Um ou mais orifícios 335 podem ser formados em uma parede externa da placa de suporte 333.

[0071] A Figura 10 ilustra um conjunto de suporte do conjunto de acoplamento. O conjunto de suporte pode ser disposto no orifício do alojamento 311. O conjunto de suporte pode ser disposto adjacente à abertura do alojamento 311. O conjunto de suporte pode incluir um atuador, como um conjunto de pistão e cilindro 324, e uma placa de trava 325. A placa de trava 325 pode ser configurada para suportar um peso do adaptador 330 e da ferramenta. A placa de trava 325 pode incluir duas seções 325a, b, mostradas na Fig. 11A. Um conjunto de pistão e cilindro correspondente 324 pode ser conectado a cada uma das duas seções 325a, b. O conjunto de pistão e cilindro 324 pode ser configurado para mover as seções 325a,b entre uma posição engatada e uma posição desengatada. A placa de trava 325 pode ter um orifício formado através da mesma. O orifício pode ser configurado para receber o adaptador 330 da ferramenta. Um recesso 326 pode ser formado em uma superfície superior da placa de trava

325. O recesso 326 pode ser configurado para receber a placa de suporte 333 do adaptador 330. Um ou mais pinos de travamento 327 podem ser dispostos em uma parede interna da placa de trava 325 adjacente ao recesso 326. Os orifícios 335 da placa de suporte 333 podem ser configurados para receber os pinos de travamento correspondentes 327. A placa de suporte 333 pode transferir o peso do adaptador 330 e a ferramenta para a placa de trava 325. A placa de trava 325 pode acoplar longitudinalmente o adaptador 330 e o membro de acionamento 310.

[0072] A Figura 11A ilustra o membro de acionamento 310 e o adaptador 330 na posição desacoplada. A Figura 11B ilustra o membro de acionamento 310 e o adaptador 330 na posição acoplada. Em operação, o adaptador 330 pode ser inserido através da abertura e no orifício do alojamento 311. O engate do perfil de torque 321 com o perfil 331 do adaptador 330 pode impedir um movimento longitudinal adicional do adaptador 330 no orifício do alojamento 311. O anel de trava 323 é inserido na ranhura 332 do adaptador 330. O perfil de torque 321 e o perfil 331 do adaptador 330 acoplaram torcionalmente o adaptador 330 e o cano 312. O conector de utilidade e o receptor da utilidade são conectados durante o engate do perfil de torque 321 e o perfil 331 do adaptador

330. O acionamento do conjunto de pistão e cilindro 324 move as seções 325a,b da placa de trava 325 para dentro em direção à placa de suporte 333 do adaptador 330. As seções 325a,b da placa de trava 325 movem-se para a posição engatada. O recesso 326 da placa de trava 325 recebe a placa de suporte 333 do adaptador 330. Os pinos de travamento 327 da placa de trava 325 são acionados para fora em direção à placa de suporte 333. Os pinos de travamento 327 são recebidos nos orifícios 335 da placa de suporte 333. A placa de trava 325 transfere o peso do adaptador 330 e da ferramenta para o alojamento 311. A placa de trava 325 e a placa de suporte 333 acoplam longitudinalmente o adaptador 330 e o alojamento

311.

[0073] A fim de desacoplar o acionamento de topo e a ferramenta, o conjunto de pistão e cilindro 324 é acionado para mover a placa de trava 325 para a posição desengatada para desacoplar longitudinalmente o adaptador 330 e o alojamento 311. A placa de suporte 333 não está mais disposta no recesso da placa de trava 325. Os pinos de travamento 327 se retraem dos orifícios 335 da placa de suporte 333. O anel de trava 323 é removido da ranhura 332 do adaptador 330. O adaptador 330 é abaixado longitudinalmente em relação à cano 312 para desengatar o perfil 331 do adaptador 330 do perfil de torque 321. O desengate do perfil 331 do adaptador 330 do perfil de torque 321 desacopla torcionalmente o adaptador 330 e o cano 312.

[0074] A Figura 12 ilustra uma vista isométrica de um sistema CMC 400, de acordo com uma quarta modalidade. O CMC 400 pode incluir um membro de acionamento 410 de um acionamento de topo, um conjunto de acoplamento 420 e um adaptador 430 de uma ferramenta. O membro de acionamento 410 pode incluir o alojamento 411 e um cano 412. O alojamento 411 pode ser tubular tendo um orifício através dele. O alojamento 411 pode ser configurado para conectar-se ao acionamento de topo ou outro membro de deslocamento. O alojamento 411 pode ser integral com o acionamento de topo. O alojamento 411 pode ter um recesso interno 413 formado no mesmo. O recesso 413 pode incluir uma porção reta e uma porção substancialmente semicircular. O recesso 413 pode ser maior que o orifício do alojamento 411. Um ombro 414 pode ser formado em uma extremidade longitudinal inferior do recesso 413. O ombro 414 pode se estender para dentro a partir do alojamento 411. O ombro 414 pode se estender ao longo da porção reta e da porção substancialmente semi- circular do recesso 413.

[0075] O alojamento 411 pode ter uma janela 415 formada substancialmente horizontalmente ou lateralmente através de uma parede externa. A janela 415 pode ser formada em um ângulo em relação a um eixo horizontal do alojamento 411. A janela 415 pode ser formada em um ângulo de cerca de 30 graus ou menos a partir do eixo horizontal do alojamento 411. A janela 415 pode se estender para dentro até o recesso 413 do alojamento 411. A janela 415 pode ter uma seção retangular superior e uma seção retangular inferior. A seção retangular superior pode se estender longitudinalmente para cima a partir do ombro 414. A seção retangular inferior pode se estender longitudinalmente para baixo através de um fundo do alojamento 411. A seção retangular inferior da janela 415 pode ser disposta entre extremidades opostas do ombro 414. O alojamento 411 pode ter um ou mais canais 416 formados através de uma parede externa do mesmo. Os canais 416 podem ser formados longitudinalmente através do alojamento 411. Os canais 416 podem ser configurados para receber uma ou mais linhas de fornecimento 417 do acionamento de topo. As linhas de fornecimento 417 podem ser configuradas para fornecer pelo menos um de energia, dados, elétrica, pneumática e/ou hidráulica.

[0076] As Figuras 13A-C ilustram uma vista em seção transversal do conjunto de acoplamento 420. O conjunto de acoplamento 420 pode incluir uma placa de trava 421, uma luva 422, um ou mais parafusos de travamento 423, um conjunto de compensação, um ou mais membros de alinhamento, como o pino de alinhamento 424 e um ou mais conectores de utilidade

425. A placa de trava 421 pode ser disposta no recesso 413 do alojamento 411. A placa de trava 421 pode ser móvel longitudinalmente em relação ao alojamento 411. A placa de trava 421 pode ter a forma de u. A placa de trava 421 pode ter um orifício através da mesma. O orifício da placa de trava 421 pode ser alinhado com o orifício do alojamento

411. A placa de trava 421 pode incluir uma ranhura. A ranhura pode ser uma ranhura anular. A ranhura pode ser formada adjacente ao orifício da placa de trava 421. A ranhura pode ser disposta em uma circunferência do orifício da placa de trava 421. A placa de trava 421 pode incluir um ressalto formado em torno do orifício da placa de trava 421 e em uma extremidade longitudinal inferior da placa de trava 421. O ressalto pode se estender longitudinalmente para baixo a partir da placa de trava 421. O ressalto pode ser um ressalto anular. A placa de trava 421 pode incluir um ou mais recessos. O um ou mais recessos podem ser formados para dentro a partir de uma parede lateral da placa de trava 421.

O um ou mais recessos podem ser formados através de paredes laterais opostas da placa de trava 421. A placa de trava 421 pode incluir um ou mais canais 421c. Os canais 421c podem ser formados longitudinalmente através de uma superfície externa da placa de trava 421. O um ou mais recessos podem ser formados através de uma parede lateral adjacente aos canais 421c.

[0077] A luva 422 pode ser tubular tendo um orifício através da mesma. A luva 422 pode incluir um ombro anular disposto em torno de uma circunferência externa da luva 422. A luva 422 pode ser disposta no orifício da placa de trava 421. A luva 422 pode se estender através do orifício da placa de trava 421. A ranhura da placa de trava 421 pode ser configurada para receber o ombro anular da luva 422. A luva pode ser pelo menos parcialmente disposta no orifício do alojamento 411. A luva 422 pode ser móvel longitudinalmente com a placa de trava 421 em relação ao alojamento 411. A luva 422 pode ser configurada para transferir fluido do orifício do alojamento 411 para um orifício do adaptador

430. A luva 422 pode incluir uma ou mais vedações dispostas em torno de uma circunferência externa. A uma ou mais vedações podem ser configuradas para engatar e vedar contra o orifício do adaptador 430 e o orifício do alojamento 411. A uma ou mais vedações podem ser configuradas para impedir que o fluido vaze para fora do orifício do alojamento 411 e do orifício do adaptador 430.

[0078] Um ou mais parafusos de travamento 423 podem ser dispostos em um ou mais recessos da placa de trava 421. Os parafusos de travamento 423 podem ser móveis entre uma posição estendida e uma posição retraída em relação ao recesso. O um ou mais parafusos de travamento 423 podem ser móveis em uma direção perpendicular ao eixo longitudinal do orifício da placa de trava 421. Um atuador, como um conjunto de pistão e cilindro, pode ser disposto no um ou mais recessos da placa de trava 421. O conjunto de pistão e cilindro pode ser configurado para mover o um ou mais parafusos de travamento 423 entre a posição estendida e a retraída. O conjunto de pistão e cilindro pode ser configurado para mover os parafusos de travamento 423 para os canais 421c.

[0079] O conjunto de compensação pode incluir um atuador, como o conjunto de pistão e cilindro 426 e um prendedor 427. O alojamento 411 pode incluir uma câmara de pistão. A câmara de pistão pode ser formada longitudinalmente através do alojamento 411. O conjunto de pistão e cilindro 426 pode ser disposto na câmara de pistão. O conjunto de pistão e cilindro 426 pode ser configurado para se mover longitudinalmente em relação ao alojamento 411. O conjunto de pistão e cilindro 426 pode ser configurado para acionar a placa de trava 421. O conjunto de pistão e cilindro 426 pode ser conectado ao prendedor 427 em uma extremidade longitudinal inferior. O prendedor 427 pode ser conectado à placa de trava 421 em uma extremidade longitudinal oposta ao conjunto de pistão e cilindro 426. O prendedor 427 pode acoplar longitudinalmente a placa de trava 421 e o conjunto de pistão e cilindro 426. O conjunto de pistão e cilindro 426 pode ser configurado para reduzir a quantidade de peso estabelecida nas roscas da coluna tubular durante a conexão com uma coluna tubular. O conjunto de pistão e cilindro 426 pode ser configurado para compensar o deslocamento descendente do acionamento de topo e a ferramenta devido à composição rosqueada à coluna tubular.

[0080] O pino de alinhamento 424 pode ser disposto na placa de trava 421. O pino de alinhamento 424 pode se estender longitudinalmente para baixo a partir de uma superfície inferior da placa de trava 421. O pino de alinhamento 424 pode ter uma extremidade inferior cônica. O pino de alinhamento 424 pode ser configurado para facilitar o alinhamento da placa de trava 421 e do adaptador 430. Um ou mais conectores de utilidade 425 podem ser configurados para conectar-se a uma ou mais linhas de fornecimento 417 em uma extremidade longitudinal superior. O um ou mais conectores de utilidade 425 podem ser formados através da placa de trava

421. O um ou mais conectores de utilidade 425 podem se estender longitudinalmente para baixo a partir da superfície inferior da placa de trava 421. O um ou mais conectores de utilidade 425 podem ser configurados para receber e transferir pelo menos um de energia, dados, elétrico, pneumático e/ou hidráulico.

[0081] Voltando à Figura 12, o adaptador 430 pode ser tubular com um orifício através dele. O orifício do adaptador 430 pode ser configurado para receber o ressalto da placa de trava 421. O orifício do adaptador 430 pode ser configurado para receber a luva 422. O adaptador 430 pode ser formado integralmente com a ferramenta. O adaptador 430 pode ser configurado para ser inserido substancialmente horizontalmente ou lateralmente no alojamento 411. O adaptador 430 pode ser configurado para ser inserido substancialmente horizontalmente ou lateralmente através da janela 415 do alojamento 411 no recesso 413. O adaptador 430 pode ser configurado para ser inserido lateralmente através da janela 415 em um ângulo. O adaptador 430 pode ser configurado para ser inserido lateralmente em um ângulo de cerca de trinta graus ou menos em relação a um eixo horizontal do alojamento 411. O adaptador 430 pode ter uma seção de cabeça 431 formada na extremidade longitudinal superior. A seção de cabeça 431 pode ter a forma de u. A seção de cabeça 431 pode ser configurada para ser recebida no recesso 413 do alojamento 411. O ombro 414 pode ser configurado para engatar na seção de cabeça 431 e suportar o peso do adaptador 430 e da ferramenta. O engate do ombro 414 e da seção de cabeça 431 pode acoplar longitudinalmente o adaptador 430 e o alojamento 411.

[0082] A seção de cabeça 431 pode ter uma ou mais abas 434 formadas na extremidade longitudinal superior. As abas 434 podem ter um orifício 435 formado através das mesmas. O orifício 435 pode ser perpendicular ao orifício do adaptador

430. O orifício 435 pode ser configurado para receber o parafuso de travamento 423 na posição estendida. Os canais 421c podem ser configurados para receber as abas 434. A recepção do parafuso de travamento 423 no orifício 435 pode acoplar longitudinalmente o adaptador 430 e a placa de trava

421. O conjunto de pistão e cilindro 426 pode ser configurado para mover longitudinalmente o adaptador 430 em relação ao alojamento 411. O conjunto de pistão e cilindro 426 pode ser configurado para compensar o peso do adaptador 430 e a ferramenta durante a composição na coluna tubular.

[0083] A seção de cabeça 431 pode incluir um ou mais receptores de utilidade 432 formados longitudinalmente através da mesma. Os receptores de utilidade 432 podem se conectar a uma ou mais linhas de fornecimento 433. As linhas de fornecimento 433 podem se conectar à ferramenta. Os receptores de utilidade 432 podem ser configurados para conectar-se aos conectores de utilidade 425. Os receptores de utilidades 432 podem ser configurados para transferir energia, dados, eletrônicos, pneumáticos e/ou hidráulicos entre o acionamento de topo e a ferramenta quando conectados aos conectores de utilidades 425. A seção de cabeça 431 pode ter um ou mais canais dispostos longitudinalmente através dela. Os canais podem ser configurados para receber as linhas de fornecimento 433. A Figura 14 ilustra uma vista em seção transversal do adaptador 430. A seção de cabeça 431 pode incluir um recesso de alinhamento 436. O recesso de alinhamento 436 pode ser configurado para receber o pino de alinhamento 424. O recesso de alinhamento 436 pode ser formado longitudinalmente para baixo através da seção de cabeça 431. O recesso de alinhamento 436 e o pino de alinhamento 424 podem ser configurados para alinhar a placa de trava 421 e o adaptador 430.

[0084] As Figuras 15A-C, 16A-C e 17A-B ilustram vistas em corte transversal da operação do CMC 400. O CMC 400 é operável para acoplar torcional e longitudinalmente o acionamento de topo à ferramenta. Referindo-se às Figuras 15A-C, o adaptador 430 é inserido no recesso 413 do alojamento 411. A ferramenta que possui o adaptador 430 é movida adjacente ao acionamento de topo. O adaptador 430 é inserido substancialmente horizontalmente ou lateralmente através da janela 415 do alojamento 411. O adaptador 430 pode ser inserido em um ângulo de cerca de trinta graus ou menos em relação a um eixo horizontal do alojamento 411. O adaptador 430 repousa no ombro 414 do alojamento 411. O engate do adaptador 430 com a parede traseira do recesso 413 impede o movimento horizontal ou lateral adicional do adaptador 430 através do alojamento 411. O ombro 414 suporta o peso do adaptador 430 e da ferramenta. O engate das paredes laterais do recesso 413 com a seção de cabeça 431 fornece transferência de torque para o adaptador 430 e a ferramenta quando o alojamento 411 é girado pelo acionamento de topo.

[0085] Com referência às Figuras 16A-C, o conjunto de pistão e cilindro 426 é acionado para mover a placa de trava 421 longitudinalmente em relação ao alojamento 411 e em direção à superfície superior da seção de cabeça 431. A placa de trava 421 engata na superfície superior do adaptador 430. A luva 422 se move longitudinalmente no orifício do adaptador

430. Uma vedação disposta em torno de uma circunferência das vedações de luva contra o orifício do adaptador 430. O pino de alinhamento 424 é recebido no recesso de alinhamento 436. O pino de alinhamento 424 e o recesso de alinhamento 436 garantem o alinhamento do um ou mais conectores de utilidade 425 e um ou mais receptores de utilidades 432. À medida que a placa de trava 421 continua a abaixar, o um ou mais conectores de utilidade 425 se engatam e se conectam ao um ou mais receptores de utilidades 432. Quando conectados, o um ou mais conectores de utilidade 425 e um ou mais receptores 432 transferem energia, dados, eletrônicos, hidráulicos e/ou pneumáticos entre o acionamento de topo e a ferramenta. O um ou mais canais 421c recebem a uma ou mais abas 434 do adaptador 430. O orifício 435 se move em alinhamento com o parafuso de travamento 423.

[0086] Referindo-se às Figuras 17A-B, o conjunto de pistão e cilindro é acionado para mover o parafuso de travamento 423 para o orifício 438 da aba 434. A recepção do parafuso de travamento 423 no orifício 435 acopla longitudinalmente a placa de trava 421 e o adaptador 430. O conjunto de pistão e cilindro 426 é pressurizado para pré-carregar a conexão. O conjunto de pistão e cilindro 426 é usado para fornecer compensação de rosca. O conjunto de pistão e cilindro 426 levanta a seção de cabeça 431 fora do ombro 414. O conjunto de pistão e cilindro 426 move o adaptador 430 longitudinalmente em relação ao alojamento 411. O conjunto de pistão e cilindro move a seção de cabeça 431 do adaptador 430 longitudinalmente no recesso 413 do alojamento 411. O conjunto de pistão e cilindro 426 reduz a quantidade de peso estabelecida nas roscas da coluna tubular durante a conexão com uma coluna tubular. O conjunto de pistão e cilindro 426 compensa o deslocamento para baixo do acionamento de topo e a ferramenta devido à composição rosqueada à coluna tubular.

[0087] A fim de desacoplar o acionamento de topo e a ferramenta, o conjunto de pistão e cilindro 426 é acionado para abaixar a seção de cabeça 431 sobre o ombro 414 do alojamento 414. O conjunto de pistão e cilindro 428 é acionado para retrair o parafuso de travamento 423 do orifício 435, desse modo desacoplando longitudinalmente a placa de trava 421 e o adaptador 430. O conjunto de pistão e cilindro 426 é acionado para elevar longitudinalmente a placa de trava 421 em relação ao adaptador 430. O um ou mais conectores de utilidade 425 se desengatam do um ou mais receptores de utilidades 432. O pino de alinhamento 424 se move para fora do recesso de alinhamento 436. A luva 422 se afasta do orifício do adaptador 430. Em seguida, o adaptador

430 é removido do recesso 413 do alojamento 411. A seção de cabeça 431 do adaptador 430 é movida substancialmente horizontalmente ou lateralmente para fora através da janela 415 do alojamento 411, desse modo desacoplando torcionalmente o adaptador 430 e o alojamento 411.

[0088] As Figuras 18A-B ilustram uma vista em seção transversal de um sistema CMC 500, de acordo com uma quinta modalidade. O CMC 500 inclui um membro de acionamento 510, um conjunto de acoplamento 520 e um adaptador 530 de uma ferramenta. O membro de acionamento 510 inclui um alojamento 511, rolamentos 512, 513 e um cano 514. O membro de acionamento 510 pode ser configurado para conectar-se ao acionamento de topo. O membro de acionamento 510 pode ser formado integralmente com o acionamento de topo ou outro membro de deslocamento. O alojamento 511 pode ser retangular tendo um orifício através do mesmo. O alojamento pode incluir uma ou mais seções 511a,b. As seções 511a,b do alojamento podem ser separadas por uma parede de suporte 511c. A parede de suporte 511c pode ser perpendicular ao eixo longitudinal do alojamento 511. A seção de alojamento 511a pode ter uma abertura na extremidade longitudinal superior. A abertura da seção de alojamento 511a pode ser alinhada com o orifício do alojamento 511.

[0089] O rolamento 512 pode ser disposto na seção de alojamento 511a adjacente à abertura. O rolamento 513 pode ser disposto na parede de suporte 511c adjacente ao orifício do alojamento 511. O cano 514 pode ser tubular tendo um orifício através dele. O cano 514 pode ser disposto no orifício do alojamento 511. O cano 514 pode se estender para cima longitudinalmente a partir do orifício do alojamento

511. O orifício do cano 514 pode ser configurado para transferir fluido de perfuração do acionamento de topo para a ferramenta. O cano 514 pode incluir uma seção de engrenagem 514a. A seção de engrenagem 514a pode ser disposta em torno de uma circunferência do cano 514. A seção de engrenagem 514a pode incluir dentes de engrenagem formados em torno de uma circunferência externa. Um atuador, como um motor, pode ser configurado para girar o cano 514 em relação ao alojamento 511. A seção de engrenagem 514a pode ser configurada para engatar o motor. A seção de engrenagem 514a pode ser configurada para transferir torque do motor para o cano 514.

[0090] O cano 514 pode ser suportado pelo alojamento 511. O cano 514 pode repousar no rolamento 513. O rolamento 513 pode ser configurado para permitir a rotação do cano 514 em relação ao alojamento 511. O rolamento 513 pode ser configurado para suportar uma carga axial descendente a partir do cano 514. O rolamento 512 pode ser configurado para suportar uma carga axial para cima a partir do cano

514. O rolamento 512 pode ser configurado para permitir a rotação do cano 514 em relação ao alojamento 511. O cano 514 pode incluir uma seção estriada 514b. A seção estriada 514b pode ser disposta em uma extremidade longitudinal inferior do cano 514. A seção estriada 514b pode estar abaixo da seção de engrenagem 514a do cano 514. Estrias podem ser formadas em uma circunferência externa do cano 514 na seção estriada 514b. Alternativamente, as estrias podem ser formadas em uma circunferência interna do cano 514.

[0091] Um ressalto 515 pode ser disposto em uma extremidade inferior do cano 514. O ressalto 515 pode ter uma ranhura disposta em torno de uma circunferência. A ranhura pode ser configurada para receber uma vedação. A seção de alojamento 511b pode ter um flange 516 formado em uma extremidade longitudinal inferior. O flange 516 pode ser um flange anular. O flange 516 pode incluir um ou mais recessos 517. O um ou mais recessos 417 podem ser de forma retangular. O um ou mais recessos 517 podem se estender para fora de uma superfície interna do flange 516.

[0092] O conjunto de acoplamento 520 pode incluir um ou mais parafusos de travamento 521, um ou mais atuadores, como um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 522 e um ou mais conectores de utilidade 523. O um ou mais parafusos de travamento 521 podem ser de forma retangular. O um ou mais parafusos de travamento 521 podem ser dispostos no um ou mais recessos 517. O um ou mais parafusos de travamento 521 podem ser movidos radialmente entre uma posição estendida e uma posição retraída. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 522 podem ser configurados para mover o um ou mais parafusos de travamento 521 entre a posição estendida e a posição retraída. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 522 podem ser dispostos em um ou mais recessos 517. Um prendedor 524 pode conectar um respectivo conjunto de pistão e cilindro à seção de alojamento 511b. O um ou mais conectores de utilidade 523 podem ser dispostos na extremidade longitudinal inferior do flange 516. O um ou mais conectores de utilidade 523 podem ser conectados em uma extremidade a uma ou mais linhas de fornecimento. O um ou mais conectores de utilidade 523 podem ser configurados para receber e transferir energia, dados, eletrônicos, hidráulicos e/ou pneumáticos para e a partir de uma ou mais linhas de fornecimento. O um ou mais conectores de utilidade 523 podem ser rotativamente estacionários. O um ou mais conectores de utilidade 523 podem rotativamente estacionários durante a rotação do cano 514.

[0093] O adaptador 530 inclui uma haste 531, um conector de torque 532, rolamentos 533, 534, um alojamento de ferramenta 535 e uma seção de transferência de utilidades 536. A haste 531 pode ser tubular tendo um orifício através dela. A haste 531 pode ter uma abertura na extremidade longitudinal superior. A abertura pode ser configurada para receber o ressalto 515 do cano 514. A haste 531 pode ter um flange 531a formado na extremidade longitudinal superior. O conector de torque 532 pode ser disposto em uma extremidade longitudinal superior da haste 531. O conector de torque 532 pode ser disposto no flange 531a. O conector de torque 532 pode ser formado integralmente com o flange 531a. O conector de torque 532 pode ter estrias 537 formadas em uma superfície interna. As estrias 537 podem ser configuradas para engatar na seção estriada 514b do cano 514. As estrias 537 podem ser configuradas para fornecer acoplamento de torção entre o cano 514 e a haste 531. As estrias 537 podem ser configuradas para transferir torque do cano 514 para a ferramenta.

[0094] O alojamento da ferramenta 535 pode ser tubular tendo um orifício através dele. O alojamento da ferramenta 535 pode ser disposto em torno de uma circunferência da haste

531. O alojamento da ferramenta 535 pode ser rotativamente estacionário em relação à haste 531. O alojamento da ferramenta 535 pode ter um ou mais recessos 535a formados através de uma superfície externa. O um ou mais recessos 535a podem ter uma forma retangular. O um ou mais recessos

535a podem se estender para dentro a partir de uma superfície externa do alojamento de ferramenta 535. O um ou mais recessos 535a podem ser configurados para receber o um ou mais parafusos de travamento 521. Um ressalto 535b pode ser formado na extremidade longitudinal superior do alojamento de ferramenta 535. O ressalto 535b pode ser disposto em torno da circunferência externa do alojamento de ferramenta 535.

[0095] O rolamento 533 pode ser disposto longitudinalmente entre o alojamento da ferramenta 535 e o flange 531a. O rolamento 533 pode ser disposto radialmente entre o ressalto 535b do alojamento de ferramenta 535 e a circunferência externa da haste 531. O rolamento 533 pode facilitar a rotação da haste 531 em relação ao alojamento de ferramenta

535. O rolamento 534 pode ser disposto longitudinalmente entre o alojamento da ferramenta 535 e uma porca de trava disposta na haste 531 acima da seção de transferência de utilidade 536. O rolamento 534 pode ser disposto radialmente entre um ombro inferior do alojamento de ferramenta 535 e a haste 531. O rolamento 534 pode facilitar a rotação da haste 531 em relação ao alojamento de ferramenta 535.

[0096] A seção de transferência de utilidade 536 pode ser configurada para fornecer uma conexão elétrica, pneumática e/ou hidráulica através de uma interface rotativa. A seção de transferência de utilidade 536 pode incluir um conjunto de anel deslizante e/ou junta rotativa hidráulica. O conjunto de anel deslizante pode incluir um membro de anel tendo um ou mais anéis de contato (como anéis de cobre) que giram com a haste 531. O conjunto de anel deslizante pode incluir um alojamento de suporte para suportar um ou mais membros de contato (como escovas). Um ou mais rolamentos podem ser dispostos entre o alojamento de suporte e o membro de anel. O um ou mais rolamentos podem facilitar a rotação do membro de anel em relação ao alojamento de suporte. Os membros de contato não rotativos entram em contato com os anéis de contato do membro de anel rotativo, fornecendo assim uma conexão elétrica para energia, dados e/ou eletrônicos através de uma interface rotativa. Desta maneira, sinais eletrônicos podem ser enviados entre a seção não rotativa e a seção rotativa do adaptador 530. Além disso, a articulação hidráulica pode fornecer transferência de fluidos hidráulicos para operação pneumática e/ou hidráulica da ferramenta. A seção de transferência de utilidades 536 pode incluir uma ou mais linhas de fornecimento 537 e um ou mais receptores de utilidades 538. A uma ou mais linhas de fornecimento 537 podem conectar o um ou mais receptores de utilidades 538 ao conjunto de junta rotativa hidráulica e/ou anel deslizante. O um ou mais receptores de utilidade 538 podem ser dispostos em uma superfície externa do alojamento de ferramenta 535. O um ou mais receptores de utilidade 538 podem ser configurados para conectar-se ao um ou mais conectores de utilidade 523. O um ou mais receptores de utilidade 538 podem ser configurados para transferir energia, dados, eletrônicos, pneumáticos e/ou hidráulicos entre o acionamento de topo e a ferramenta. O um ou mais receptores de utilidade 538 podem ser rotativamente estacionários. O um ou mais receptores de utilidade 538 podem ser rotativamente estacionários durante a rotação da haste

531.

[0097] As Figuras 19-21 ilustram a operação do CMC 500. O CMC 500 é operável para acoplar torcional e longitudinalmente o acionamento de topo à ferramenta.

Primeiro, o adaptador 530 é inserido no orifício do alojamento 511. O adaptador 530 pode ser elevado ou o membro de acionamento 510 abaixado para iniciar o processo.

A seção estriada 514b do cano 514 se move para o conector de torque 532. O engate das estrias 537 e da seção estriada 514b acopla torcionalmente o cano 514 e o conector de torque 532. O ressalto 515 do cano 514 é inserido no orifício do adaptador 530. A vedação engata e veda contra o orifício do adaptador 530. O um ou mais conectores de utilidade 523 se engatam e se conectam ao um ou mais receptores de utilidade 538 para fornecer transferência de energia, dados, eletrônicos, hidráulicos e/ou pneumáticos entre o acionamento de topo e a ferramenta.

O engate de um ombro do alojamento de ferramenta 535 com o flange 516 do alojamento 511 impede um movimento longitudinal adicional do adaptador 530 em relação ao alojamento 511. O um ou mais recessos 535a estão alinhados com o um ou mais parafusos de travamento 521. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 522 são acionados para estender o um ou mais parafusos de travamento 521 radialmente para dentro.

O um ou mais parafusos de travamento 521 movem-se radialmente para dentro para uma posição engatada no um ou mais recessos 535a.

O um ou mais parafusos de travamento 521 transferem um peso do adaptador 530 e a ferramenta para o alojamento 511. O engate do um ou mais parafusos de travamento 521 no um ou mais recessos 535a fornece acoplamento longitudinal entre o alojamento 511 e o adaptador 530 da ferramenta.

O um ou mais parafusos de travamento 521 podem ter uma superfície chanfrada.

A superfície chanfrada pode facilitar a inserção do um ou mais parafusos de travamento 521 no um ou mais recessos 535a.

[0098] Para desacoplar o acionamento de topo e a ferramenta, o um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 522 são acionados para mover o um ou mais parafusos de travamento 521 radialmente para fora do um ou mais recessos 535a. O um ou mais parafusos de travamento 521 movem-se para a posição desengatada, assim desacoplando longitudinalmente o adaptador 530 e o alojamento 511. O adaptador 530 é movido longitudinalmente em relação ao alojamento 511. As estrias 537 saem do engate com a seção estriada 514b, dissociando por torção o cano 514 e o conector de torque 532 do adaptador

530.

[0100] A Figura 22 ilustra uma vista explodida de um sistema CMC 600, de acordo com uma sexta modalidade. O CMC 600 inclui um membro de acionamento 610 de um acionamento de topo, incluindo um chassi 620 e um adaptador 630 de uma ferramenta. As Figuras 23 e 24 ilustram o membro de acionamento 610. O membro de acionamento 610 inclui um alojamento 611, um cano 613, uma engrenagem 614, uma articulação 615, a estrutura 620, um atuador, como o motor 612, e um conjunto de compensação. O alojamento 611 pode incluir uma caixa de motor 611a, uma caixa de cano 611b e uma pluralidade de braços 611c. A caixa de motor 611a pode ser tubular. A caixa de motor 611a pode ser oca. A caixa de motor 611a pode ser disposta na extremidade longitudinal superior do alojamento

611. O motor 612 pode ser disposto na caixa de motor 611a. O motor 612 pode ser um motor elétrico ou um motor hidráulico. O motor 612 pode incluir uma seção de engrenagem 612g. A seção de engrenagem 612g pode ter dentes de engrenagem formados em uma circunferência externa. A seção de engrenagem 612g pode ser configurada para transferir torque para a engrenagem 614. A seção de engrenagem 612g pode ser configurada para girar em relação ao alojamento

611.

[0101] A caixa de cano 611b pode ser disposta adjacente à caixa de motor 611a. A caixa de cano 611b pode ser circular. A caixa de cano 611a pode ser oca. A caixa de cano 611a pode ter um orifício através da mesma. O cano 613 pode ser disposto no orifício da caixa de cano 611a. O cano 613 pode se estender longitudinalmente através do orifício da caixa de cano 611a. O cano 613 pode se estender longitudinalmente para fora da caixa de cano 611a. O cano 613 pode ser configurada para transferir fluido de perfuração do acionamento de topo para a ferramenta. A engrenagem 614 pode ser disposta em torno do cano 613. A engrenagem 614 pode ser tubular tendo um orifício através dela. O cano 613 pode ser disposto através do orifício da engrenagem 614. A engrenagem 614 pode ter um flange externo 614f. O flange 614f pode incluir dentes de engrenagem dispostos em uma circunferência externa. Os dentes da engrenagem do flange 614f podem ser configurados para engatar os dentes da engrenagem da seção de engrenagem 612g. A seção de engrenagem 612g pode transferir torque para a engrenagem 614 a partir do motor

612. A engrenagem 614 pode ter uma superfície estriada formada ao longo de uma circunferência interna. A superfície estriada pode se estender longitudinalmente através do orifício da engrenagem 614. A junta rotativa 615 pode ser disposto em torno da circunferência do cano 613. O giro 615 pode ser disposto sobre o cano 613 acima do alojamento 611. O giro 615 pode ser configurado para permitir que o cano 613 gire em relação ao alojamento 611.

[0102] A pluralidade de braços 611c pode ser conectada ao estojo de cano 611b. A pluralidade de braços 611c pode se estender longitudinalmente em relação ao estojo de cano 611b. A pluralidade de braços 611c pode ser espaçada uniformemente em torno de uma circunferência da caixa de cano 611b. Cada braço pode incluir um ou mais flanges 618, 619. O um ou mais flanges 618, 619 podem ser formados na extremidade longitudinal inferior do braço. O um ou mais flanges 618, 619 podem ter uma extremidade semicircular formada em uma extremidade longitudinal inferior. Uma fenda 611s pode ser formada entre o um ou mais flanges 618, 619. A fenda 611s pode se estender longitudinalmente para cima a partir da extremidade semicircular. A fenda 611s pode se estender para dentro entre o um ou mais flanges 618, 619. Uma ranhura 617 pode ser formada através de cada um do um ou mais flanges 618, 619. A ranhura 617 pode se estender longitudinalmente para cima. A fenda 617 pode estender uma distância longitudinal substancialmente semelhante à da fenda 611s. A ranhura 617 pode se estender através do um ou mais flanges 618, 619. A fenda 617 pode se estender para dentro da fenda 611s.

[0103] A Figura 24 ilustra a estrutura 620 e o conjunto de compensação. A estrutura 620 pode incluir uma seção superior 621 com um orifício principal através da mesma. A seção superior 621 pode ser de forma retangular. A estrutura 620 pode incluir flanges 621a, 621b dispostas em uma superfície externa da seção superior 621. Os flanges 621a, 621b podem ter a forma de L. Os flanges 621a,b podem se estender longitudinalmente para baixo a partir da seção superior 621.

Os flanges 621a,b podem ser espaçados na estrutura superior

621. O braço 611c pode ser configurado para ser disposto entre os flanges 621a,b. Os flanges 621a,b podem ter uma extremidade semicircular. Os flanges 621a,b podem ter um orifício 621h formado através de uma parede da extremidade semicircular. O orifício 621h pode ser configurado para receber um parafuso de travamento 623. O parafuso de travamento 623 pode ser móvel entre uma posição travada e uma posição destravada. Um conjunto de pistão e cilindro 624, 625 pode ser configurado para mover o parafuso de travamento 623. O parafuso de travamento 623 pode estender e retrair em relação ao conjunto de pistão e cilindro 624,

625. O conjunto de pistão e cilindro 624, 625 pode ser conectado ao flange 621b. A ranhura 617 pode ser configurada para receber o parafuso de travamento 623. O parafuso de travamento 623 pode ser móvel longitudinalmente através da ranhura 617.

[0104] O conjunto de compensação pode incluir um conjunto de pistão e cilindro 622. O conjunto de pistão e cilindro 622 pode ser disposto em um canto da seção superior 621. O conjunto de pistão e cilindro 622 pode ser conectado à seção superior 621. O conjunto de pistão e cilindro 622 pode se estender através da seção superior 621. O conjunto de pistão e cilindro 622 pode se estender através de um orifício menor da seção superior 621. O conjunto de pistão e cilindro 622 pode ser parcialmente longitudinalmente móvel dentro do orifício. O conjunto de pistão e cilindro 622 pode incluir ombros anulares em ambos os lados do orifício. Os ombros anulares podem ser configurados para engatar na seção superior 621 durante a operação do conjunto de pistão e cilindro. Os ombros anulares podem engatar e apoiar a seção superior 621. Os ombros anulares podem restringir o movimento longitudinal do conjunto de pistão e cilindro 622 em relação à seção superior 621. Uma extremidade longitudinal superior do conjunto de pistão e cilindro 622 pode ser conectada ao alojamento 611. O conjunto de pistão e cilindro 622 pode ser conectado à caixa de cano 611a. O conjunto de compensação pode incluir conjuntos de pistão e cilindro adicionais dispostos em outros cantos da seção superior 621. O conjunto de compensação 622 pode ser configurado para mover longitudinalmente a estrutura 620 em relação ao alojamento

611. O conjunto de pistão e cilindro 622 pode ser configurado para reduzir a quantidade de peso estabelecida nas roscas da coluna tubular durante a conexão com uma coluna tubular. O conjunto de pistão e cilindro 622 pode ser configurado para compensar o deslocamento descendente do acionamento de topo e a ferramenta devido à composição rosqueada à coluna tubular. O conjunto de pistão e cilindro 622 pode ser configurado para pré-carregar uma conexão com uma coluna tubular. Uma extremidade longitudinal inferior do conjunto de pistão e cilindro 622 pode ser configurada para engatar um ombro externo de um alojamento de ferramenta 632 para pré-carregar a conexão.

[0105] A estrutura 620 pode incluir um conector de utilidade

626. O conector de utilidade 626 pode ser disposto na seção superior 621. O conector de utilidade 626 pode ser conectado em uma extremidade a uma ou mais linhas de fornecimento. O conector de utilidade 626 pode ser configurado para receber e transferir energia, dados, eletrônicos, hidráulicos e/ou pneumáticos para e de uma ou mais linhas de fornecimento. O conector de utilidade 626 pode ser rotativamente estacionário em relação ao alojamento 611 e à estrutura 620. O conector de utilidade 626 pode ser rotativamente estacionário durante a rotação do cano 613.

[0106] As Figuras 25A e 25B ilustram o adaptador 630. O adaptador 630 da ferramenta pode incluir uma haste 631, um conector de torque 631b, rolamentos 634, 635, o alojamento de ferramenta 632 e uma seção de transferência de utilidade

633. A haste 631 pode ser tubular tendo um orifício através dela. A haste 631 pode ter uma abertura na extremidade longitudinal superior. A abertura pode ser configurada para receber o cano 613. A haste 631 pode ser configurada para transferir fluido do cano 613 para a ferramenta. A haste 631 pode ter um flange 631a formado na extremidade longitudinal superior. O conector de torque 631b pode ser disposto em uma extremidade longitudinal superior da haste 631. O conector de torque 631b pode ser disposto no flange 631a. O conector de torque 631b pode ser formado integralmente com o flange 631a. O conector de torque 631b pode ter estrias formadas em uma superfície externa. As estrias podem ser configuradas para engatar nas estrias da engrenagem 614. As estrias do conector de torque 631b e as estrias da engrenagem 614 podem ser configuradas para fornecer acoplamento de torção entre a engrenagem 614 e a haste 631. As estrias do conector de torque 631b e as estrias da engrenagem 614 podem ser configuradas para transferir o torque da engrenagem 614 para a ferramenta. As estrias do conector de torque 631b podem ser configuradas para permitir o movimento longitudinal entre o conector de torque 631b e a engrenagem 614.

[0107] O alojamento de ferramenta 632 pode ser tubular tendo um orifício através dele. O alojamento de ferramenta 632 pode ser disposto em torno de uma circunferência da haste

631. O alojamento de ferramenta 632 pode ser estacionário em relação à haste 631. O alojamento de ferramenta 632 pode ter uma ou mais abas 632a-c formadas em uma superfície externa. As abas 632a-c podem se estender perpendicularmente ao eixo longitudinal da haste 631. Cada uma das abas 632a-c pode ter um orifício 632h formado através de uma parede. O orifício 632h pode ser configurado para receber o parafuso de travamento 623. A aba 632a pode ser configurada para ser disposta entre o flange 621a e o flange 618. A fenda 611s pode ser configurada para receber a aba 632b. A aba 632b pode ser configurada para ser disposta entre os flanges 618,

619. A aba 632c pode ser configurada para ser disposta entre o flange 619 e o flange 621b. Um ressalto pode ser formado na extremidade longitudinal superior do alojamento de ferramenta 632. O ressalto pode ser disposto em torno da circunferência externa do alojamento de ferramenta 632. O rolamento 634 pode ser disposto longitudinalmente entre o alojamento de ferramenta 632 e o flange 631a. O rolamento 634 pode ser disposto radialmente entre o ressalto do alojamento de ferramenta 632 e a circunferência externa da haste 631. O rolamento 634 pode facilitar a rotação da haste 631 em relação ao alojamento de ferramenta 632. O rolamento 635 pode ser disposto longitudinalmente entre o alojamento de ferramenta 632 e uma contra-porca disposta na haste 631 acima da seção de transferência de utilidade 633. O rolamento 635 pode ser disposto radialmente entre um ombro inferior do alojamento de ferramenta 632 e a haste 631. O rolamento 635 pode facilitar a rotação da haste 631 em relação ao alojamento de ferramenta 632.

[0108] A seção de transferência de utilidade 633 pode ser configurada para fornecer uma conexão elétrica e/ou hidráulica através de uma interface rotativa. A seção de transferência de utilidade 633 pode incluir um conjunto de anel deslizante e/ou junta rotativa hidráulica. O conjunto de anel deslizante pode incluir um membro de anel com um ou mais anéis de contato (como anéis de cobre) que giram com a haste 631. O conjunto de anel deslizante pode incluir um alojamento de suporte para suportar um ou mais membros de contato (como escovas). Um ou mais rolamentos podem ser dispostos entre o alojamento de suporte e o membro de anel. O um ou mais rolamentos podem facilitar a rotação do membro de anel em relação ao alojamento de suporte. Os membros de contato não rotativos entram em contato com os anéis de contato do membro de anel rotativo, fornecendo assim uma conexão elétrica para energia, dados e/ou eletrônicos através de uma interface rotativa. Desta maneira, sinais eletrônicos podem ser enviados entre a seção não rotativa e a seção rotativa do adaptador 630. Além disso, a articulação hidráulica pode fornecer transferência de fluidos hidráulicos para operação pneumática e/ou hidráulica da ferramenta. A seção de transferência de utilidades 633 pode incluir uma ou mais linhas de fornecimento e um receptor de utilidades 636. A uma ou mais linhas de fornecimento podem conectar o receptor de utilidade 636 ao conjunto de junta rotativa hidráulica e/ou anel deslizante. O receptor de utilidade 636 pode ser disposto em uma superfície externa do alojamento de ferramenta 632. O receptor de utilidade 636 pode ser configurado para conectar-se ao conector de utilidade 626. O receptor de utilidade 636 pode ser configurado para transferir energia, dados, eletrônicos, pneumáticos e/ou hidráulicos entre o acionamento de topo e a ferramenta. O receptor de utilidade 636 pode ser rotativamente estacionário em relação ao alojamento de ferramenta 632. O receptor de utilidade 636 pode ser rotativamente estacionário durante a rotação da haste 631.

[0109] As Figuras 26-31 ilustram a operação do CMC 600. A Figura 26 ilustra a estrutura 620 acoplada ao alojamento 611 pelo conjunto de pistão e cilindro 622. O CMC 600 é operável para acoplar torcional e longitudinalmente o acionamento de topo à ferramenta. Primeiro, o adaptador 630 é inserido no alojamento 611, como mostrado na Figura 27. O conector de torque 631b é inserido no orifício da engrenagem 614. O cano 613 é inserido no orifício do conector de torque 631b. As estrias do conector de torque 631b engatam nas estrias da engrenagem 614, desse modo acoplando torcionalmente o motor 612 à haste 631. A aba 632b está alinhada com a fenda 611s. A aba 632a está alinhada com a folga entre o flange 621a e o flange 618. A aba 632c está alinhada com a folga entre o flange 621b e o flange 619.

[0110] Como mostrado na Figura 28, a aba 632b se move para a fenda 611s. A aba 632a se move para a folga entre o flange 621a e o flange 618. A aba 632c se move para a folga entre o flange 621b e o flange 619. Um batente formado no flange 621b pode engatar na aba 632c. Um batente formado no flange 621a pode engatar na aba 632a. Os batentes podem ser configurados para restringir o movimento longitudinal adicional da uma ou mais abas 632a-c. O engate de uma ou mais abas 632a-c com os batentes pode facilitar o alinhamento. O orifício 632h está alinhado com a ranhura 617 e o orifício 621h. O conector de utilidade 626 engata e conecta-se ao receptor de utilidade 636 para fornecer transferência de energia, dados, eletrônicos, hidráulica e/ou pneumática entre o acionamento de topo e a ferramenta. Em seguida, o conjunto de pistão e cilindro 624, 625 é acionado para mover o parafuso de travamento 623. O parafuso de travamento 623 se move através do orifício 621h do flange 621b, o orifício 632h da aba 632c, a ranhura 617 do flange 619, o orifício da aba 632b, a ranhura do flange 618, o orifício da aba 632a e o orifício do flange 621b. Na posição travada mostrada na Figura 29, o parafuso de travamento 623 acopla longitudinalmente a estrutura 620 e o adaptador 630.

[0111] A Figura 30 ilustra o adaptador 630 em uma posição de perfuração. Na posição de perfuração, o conjunto de pistão e cilindro 622 é operado para engatar no ombro do alojamento de ferramenta 632. A extremidade longitudinal inferior do conjunto de pistão e cilindro 622 engata no ombro do alojamento de ferramenta 632 para pré-carregar a conexão, como mostrado na Figura 28. O pré-carregamento da conexão pode reduzir as vibrações no sistema durante a perfuração. Em seguida, o conjunto de pistão e cilindro 622 é acionado para mover longitudinalmente a estrutura 620 e o adaptador 630 em relação ao alojamento 611. A Figura 31 ilustra o adaptador 630 em uma posição de compensação. Como pode ser visto na Figura 31, o conjunto de pistão e cilindro 622 é operado para mover longitudinalmente a estrutura 620 e o adaptador 630 em relação ao alojamento 611. O conjunto de pistão e cilindro 622 é operado para fornecer compensação de rosca. O conjunto de pistão e cilindro 622 é operado para levantar a estrutura 620 e o adaptador 630 em relação ao alojamento 611. O parafuso de travamento 623 se move longitudinalmente para cima em relação ao alojamento. O parafuso de travamento 623 suporta o peso do adaptador 630 e da ferramenta. O parafuso de travamento 623 engata no alojamento de ferramenta 632 e carrega o alojamento de ferramenta 632 e o adaptador 630 para cima em relação ao alojamento. O conjunto de pistão e cilindro 622 reduz a quantidade de peso estabelecida nas roscas da coluna tubular durante a conexão com uma coluna tubular. O conjunto de pistão e cilindro 622 compensa o deslocamento para baixo do acionamento de topo e a ferramenta devido à composição rosqueada à coluna tubular.

[0112] As Figuras 32 e 33 ilustram um sistema CMC 700, de acordo com uma sétima modalidade. O CMC 700 inclui um membro de acionamento 710 de um acionamento de topo e um adaptador 730 de uma ferramenta. A Figura 32 ilustra o membro de acionamento 710. O membro de acionamento 710 inclui um alojamento 711, uma engrenagem 712, um cano 713, um atuador, como um motor, uma junta rotativa 714 e um conjunto de compensação. O alojamento 711 pode incluir uma ou mais seções 711a-d. As seções de alojamento 711a-d podem ser formadas integralmente. A seção de alojamento 711a pode ser uma caixa de motor. A caixa de motor pode ser tubular. A caixa de motor pode ser oca. O motor pode ser disposto na caixa de motor. O motor pode ser um motor elétrico. O motor pode incluir uma seção de engrenagem. A seção de engrenagem pode ter dentes de engrenagem formados em uma circunferência externa. A seção de alojamento 711b pode ser uma caixa de cano. A caixa de motor pode ser disposta na caixa de cano. A caixa de motor pode ser disposta em uma circunferência externa da caixa de cano. A caixa de cano pode ser tubular com um orifício através dela.

[0113] O cano 713 pode ser disposto no orifício da caixa de cano. O cano 713 pode ser configurado para transferir fluido de perfuração do acionamento de topo para a ferramenta. A engrenagem 712 pode ser disposta no orifício da caixa de cano. O motor pode ser pelo menos parcialmente disposto no orifício da caixa de cano. A engrenagem 712 pode ser disposta em torno do cano 713. A engrenagem 712 pode ser tubular tendo um orifício através dela. O cano 713 pode ser disposto através do orifício da engrenagem 712. A engrenagem 712 pode ter um flange externo 712f. O flange 712f pode incluir dentes de engrenagem dispostos em uma circunferência externa. Os dentes da engrenagem do flange 712f podem engatar nos dentes da engrenagem da seção de engrenagem. A seção de engrenagem pode transferir torque para a engrenagem 712 do motor. A engrenagem 712 pode ter uma superfície estriada formada ao longo de uma circunferência interna. A superfície estriada pode se estender longitudinalmente através do orifício da engrenagem 712. A junta rotativa 714 pode ser disposta em torno da circunferência do cano 713. A junta rotativa 714 pode ser disposta sobre o cano 713 acima do alojamento 711. A junta rotativa 714 pode ser configurada para permitir que o cano 713 gire em relação ao alojamento 711. Um ou mais conectores de utilidade podem ser dispostos no alojamento

711. O um ou mais conectores de utilidade podem ser configurados para transferir pelo menos um de energia, dados, eletrônicos, pneumáticos e/ou hidráulicos entre o acionamento de topo e a ferramenta. O um ou mais conectores de utilidade podem ser rotativamente estacionários em relação ao alojamento 711. O um ou mais conectores de utilidade podem ser rotativamente estacionários durante a rotação do cano 713.

[0114] A seção de alojamento 711c pode ser tubular tendo um orifício através dela. O cano 713 pode ser pelo menos parcialmente disposto no orifício da seção de alojamento 711c. A engrenagem 712 pode ser pelo menos parcialmente disposta no orifício da seção de alojamento 711c. A seção de alojamento 711c pode incluir um flange 711f em uma extremidade longitudinal inferior. O flange 711f pode incluir um ou mais recessos 711r. O um ou mais recessos 711r podem ser formados longitudinalmente através do flange 711f. A seção de alojamento 711d pode incluir um gancho. A seção de alojamento 711d pode ser configurada para conectar-se a um membro de deslocamento 701. O gancho pode descansar em um suporte do membro de deslocamento 701. A seção de alojamento 711d pode incluir uma ou mais abas 711t. A uma ou mais abas 711t podem ser configuradas para conectar-se a um conjunto de compensação do membro de deslocamento 701. O conjunto de compensação do membro de deslocamento pode incluir um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 703. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 703 do membro de deslocamento podem ser configurados para mover longitudinalmente o membro de acionamento 710 e o adaptador 730. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 703 podem levantar o gancho da seção de alojamento 711d do suporte do membro de deslocamento 701. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 703 podem ser configurados para reduzir a quantidade de peso estabelecida nas roscas da coluna tubular durante a conexão com uma coluna tubular. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 703 podem ser configurados para compensar o deslocamento para baixo do acionamento de topo e a ferramenta devido à composição rosqueada à coluna tubular.

[0115] O conjunto de compensação pode ser disposto no orifício da seção de alojamento 711c. A seção de alojamento 711c pode ter uma abertura em uma extremidade longitudinal inferior. A abertura pode ser configurada para receber o adaptador 730 da ferramenta. O conjunto de compensação pode incluir um atuador, como um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 721, um anel de trava 722 e um anel de bloqueio

723. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 721 podem ser conectados à seção de alojamento 711c em uma extremidade longitudinal. O um ou mais conjuntos de pistões e cilindros 721 podem ser conectados ao anel de trava 722 em uma extremidade longitudinal oposta. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 721 podem ser configurados para mover longitudinalmente o anel de trava 722 em relação ao alojamento 711. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 721 podem ser configurados para reduzir a quantidade de peso estabelecida nas roscas da coluna tubular durante a conexão com uma coluna tubular. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 721 podem ser configurados para compensar o deslocamento para baixo do acionamento de topo e a ferramenta devido à composição rosqueada à coluna tubular.

[0116] O anel de trava 722 pode ser disposto na seção de alojamento 711c. O anel de trava 722 pode ser suportado pelo um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 721. O anel de bloqueio 722 pode ser um disco anular. O anel de trava 722 pode ter um orifício através dele. O orifício do anel de trava 722 pode ser configurado para receber o adaptador 730. O anel de trava 722 pode ter uma ou mais ranhuras 724 formadas ao longo de uma circunferência externa. A uma ou mais ranhuras 724 podem se estender longitudinalmente através do anel de trava 722. O anel de bloqueio 722 pode incluir um perfil 725. O perfil 725 pode ser disposto em uma superfície longitudinal inferior do anel de trava 722. O perfil 725 pode ter a forma de T. O perfil 725 pode se estender em segmentos arqueados em torno do anel de trava 722. O anel de bloqueio 723 pode ser disposto no orifício da seção de alojamento 711c. O anel de bloqueio 723 pode ser um disco anular. O anel de bloqueio 723 pode ser rotativo em relação ao alojamento 711. O anel de bloqueio 723 pode ser rotativo em relação ao anel de trava 722. O anel de bloqueio 723 pode ter um canal 726 formado em uma circunferência interna. O canal 726 pode incluir um ou mais segmentos arqueados. O canal 726 pode ser configurado para receber o perfil 725. O anel de bloqueio 723 pode incluir uma seção superior 723a. A seção superior 723a pode incluir um ou mais segmentos arqueados. O um ou mais segmentos arqueados da seção superior 723a podem se estender longitudinalmente através da uma ou mais ranhuras 724.

[0117] A Figura 34B ilustra uma vista de cima para baixo do conjunto de compensação do membro de acionamento 710, em uma posição não ativada. Um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 727 podem ser configurados para girar o anel de bloqueio 723. Cada um do um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 727 pode ser fixado à seção de alojamento 711c em uma extremidade. Cada um do um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 727 pode ser fixado a uma dobradiça. A dobradiça pode ser disposta em uma superfície superior do anel de trava

722. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro podem girar na dobradiça. Cada um do um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 727 pode ser fixado à seção superior 723a do anel de bloqueio 723 em uma extremidade oposta à dobradiça. Cada um do um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 727 pode ser fixado a um segmento arqueado separado da seção superior 723a. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 727 podem ser configurados para se mover entre uma posição acionada, mostrada na Figura 35B, e uma posição não acionada, mostrada na Figura 34B. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 727 podem ser configurados para girar o anel de bloqueio 723 em relação ao alojamento 711 e o anel de trava 722. O perfil 725 pode se mover através do canal 726 quando o anel de bloqueio 723 gira em relação ao anel de trava 722. A seção superior 723a pode ser configurada para se mover através da ranhura 724 quando o anel de bloqueio 723 gira em relação ao anel de trava 722.

[0118] A Figura 33 ilustra o adaptador 730. O adaptador 730 da ferramenta pode incluir uma haste 731, um conector de torque 732, rolamentos 733, 734, um alojamento de ferramenta 735 e uma seção de transferência de utilidade 736. A haste 731 pode ser tubular tendo um orifício através dela. O orifício da haste 731 pode ser configurado para receber o cano 713. O orifício da engrenagem 712 pode ser configurado para receber a haste 731. O conector de torque 732 pode incluir uma superfície estriada. O conector de torque pode ser formado integralmente com a haste 731. A superfície estriada pode ser formada em uma superfície externa do conector de torque 732. O conector de torque 732 pode ser disposto em uma extremidade longitudinal superior da haste

731. O conector de torque 732 pode engatar na superfície estriada da engrenagem 712. O conector de torque 732 pode ser configurado para transferir o torque da engrenagem 712 para o adaptador 730. A haste 731 pode incluir um flange 731f. O flange 731f pode ser disposto abaixo do conector de torque 732. O flange 731f pode ser um flange anular.

[0119] O alojamento da ferramenta 735 pode ser tubular tendo um orifício através dele. O alojamento da ferramenta 735 pode ser disposto sobre a haste 731. O alojamento da ferramenta 735 pode incluir um ou mais flanges 735f formados em uma superfície externa. O um ou mais flanges 735f podem ser espaçados circunferencialmente entre a haste 731. O um ou mais flanges 735f podem se estender radialmente para fora do alojamento de ferramenta 735. Cada um do um ou mais flanges 735f pode ter uma ranhura 735g formada na extremidade longitudinal superior. A ranhura 735g pode ter a forma de T. A ranhura 735g pode se estender circunferencialmente através do flange. A ranhura 735g pode terminar parcialmente através do flange. A ranhura 735g pode ser configurada para receber o perfil 725 do anel de trava 722. O rolamento 733 pode ser disposto longitudinalmente entre o alojamento da ferramenta 735 e o flange 731f. O rolamento 733 pode ser disposto radialmente entre um ressalto do alojamento de ferramenta 735 e a circunferência externa da haste 731. O rolamento 733 pode facilitar a rotação da haste 731 em relação ao alojamento de ferramenta 735. O rolamento 734 pode ser disposto longitudinalmente entre o alojamento da ferramenta 735 e uma porca de trava disposta na haste 731 e acima da seção de transferência de utilidade 736. O rolamento 734 pode ser disposto radialmente entre um ombro inferior do alojamento de ferramenta 735 e a haste 731. O rolamento 731 pode facilitar a rotação da haste 731 em relação ao alojamento de ferramenta 735.

[0120] A seção de transferência de utilidade 736 pode ser configurada para fornecer uma conexão elétrica e/ou hidráulica através de uma interface rotativa. A seção de transferência de utilidade 736 pode ser configurada para transferir pelo menos um de energia, dados, eletrônica, hidráulica e pneumática entre as partes estacionárias e rotativas da ferramenta. A seção de transferência de utilidade 736 pode incluir um conjunto de anel deslizante e/ou junta rotativa hidráulica. O conjunto de anel deslizante pode incluir um membro de anel tendo um ou mais anéis de contato (como anéis de cobre) que giram com a haste 731. O conjunto de anel deslizante pode incluir um alojamento de suporte para suportar um ou mais membros de contato (como escovas). Um ou mais rolamentos podem ser dispostos entre o alojamento de suporte e o membro de anel. O um ou mais rolamentos podem facilitar a rotação do membro de anel em relação ao alojamento de suporte. Os membros de contato não rotativos entram em contato com os anéis de contato do membro de anel rotativo, fornecendo assim uma conexão elétrica para energia, dados e/ou eletrônicos através de uma interface rotativa. Desta maneira, sinais eletrônicos podem ser enviados entre a seção não rotativa e a seção rotativa do adaptador 730. Além disso, a articulação hidráulica pode fornecer transferência de fluidos hidráulicos para operação pneumática e/ou hidráulica da ferramenta. A seção de transferência de utilidades 736 pode incluir uma ou mais linhas de fornecimento e um ou mais receptores de utilidades. O um ou mais receptores de utilidades podem ser dispostos no alojamento de suporte da seção de transferência de utilidades

736. O um ou mais receptores de utilidades podem ser configurados para engatar e conectar-se ao um ou mais conectores de utilidades. O um ou mais receptores de utilidades podem ser configurados para transferir pelo menos um de energia, dados, eletrônicos, hidráulica e pneumática entre o acionamento de topo e a ferramenta. O um ou mais receptores de utilidade podem ser rotativamente estacionários em relação ao alojamento de suporte. O um ou mais receptores de utilidade podem ser rotativamente estacionários durante a rotação da haste 731. Alternativamente, o um ou mais receptores de utilidade podem ser dispostos no alojamento de ferramenta 735.

[0121] O CMC 700 é operável para acoplar torcionalmente e longitudinalmente o acionamento de topo à ferramenta. Primeiro, o adaptador 730 é inserido no alojamento 711, como mostrado na Figura 34A. Os flanges 735f do alojamento de ferramenta 735 passam através do recesso 711r do alojamento

711. O conector de torque 732 é inserido no orifício da engrenagem 712. O cano 713 é inserido no orifício do conector de torque 732. A superfície estriada do conector de torque 732 engata na superfície estriada da engrenagem 712, desse modo acoplando torcionalmente o motor à haste 731. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 727 estão na posição não atuada, como mostrado na Figura 34B. O um ou mais flanges 735f são recebidos em intervalos entre os segmentos arqueados do anel de bloqueio 723. O perfil 725 é alinhado longitudinalmente com a ranhura 735g do alojamento de ferramenta 735.

[0122] Em seguida, o um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 727 são acionados para girar o anel de bloqueio 723, como mostrado nas Figuras 35A e 35B. A rotação do anel de bloqueio 723 faz com que o anel de bloqueio 723 engate no um ou mais flanges 735f do alojamento de ferramenta 735. O engate com o um ou mais flanges 735f faz com que o alojamento da ferramenta 735 gire em relação ao alojamento 711 e ao anel de trava 722. À medida que o anel de bloqueio 723 e o alojamento da ferramenta 735 giram em relação ao anel de trava 722, o perfil 725 se move através do canal 726 e na ranhura 735g. O alojamento da ferramenta 735 continua girando em relação ao anel de trava 722 até que o perfil 725 atinja o final da ranhura 735g. O engate do perfil 725 na ranhura 735g suporta o peso do adaptador 730 e da ferramenta. O perfil 725 disposto na ranhura 735g acopla longitudinalmente o anel de trava 722 e o adaptador 730.

[0123] O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 721 são acionados para mover longitudinalmente o anel de trava 722 e o adaptador 730 em relação ao alojamento 711, como mostrado na Figura 36. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 721 são pressurizados para pré-carregar a conexão. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 721 são usados para fornecer compensação de rosca. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 721 levantam o anel de trava 722 e o adaptador 730 em relação ao alojamento 711. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 721 reduzem a quantidade de peso estabelecida nas roscas da coluna tubular durante a conexão com uma coluna tubular. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 721 compensam o deslocamento descendente do acionamento de topo e a ferramenta devido à composição rosqueada à coluna tubular.

[0124] Além disso, o conjunto de compensação do membro de deslocamento 701 pode ser acionado para fornecer compensação de rosca adicional, como mostrado na Figura 37. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 703 do membro de deslocamento movem longitudinalmente o membro de acionamento 710 e o adaptador 730. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 703 levantam o gancho da seção de alojamento 711d do suporte do membro de deslocamento 701. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 703 reduzem a quantidade de peso estabelecida nas roscas da coluna tubular durante a conexão com uma coluna tubular. O um ou mais conjuntos de pistão e cilindro 703 compensam o deslocamento descendente do acionamento de topo e da ferramenta devido à composição rosqueada à coluna tubular.

[0125] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, um sistema de acoplador para acoplar um acionamento de topo e uma ferramenta inclui um acoplador para um acionamento de topo. O sistema de acoplador inclui um alojamento com um orifício através dele e uma janela formada através do alojamento. O sistema de acoplador também inclui um adaptador de uma ferramenta tendo uma aba formada no adaptador, em que a janela está configurada para receber a aba e acoplar torcionalmente o adaptador e o alojamento. O sistema de acoplador também inclui um anel de trava disposto no alojamento e rotativo em relação ao alojamento entre uma posição travada e uma posição destravada, em que o anel de trava é configurado para acoplar longitudinalmente o adaptador e o acoplador na posição travada.

[0126] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, um sistema de acoplador para acoplar um acionamento de topo e uma ferramenta inclui um membro de acionamento do acionamento de topo configurado para transferir torque. O membro de acionamento inclui um alojamento com um orifício através dele e uma janela formada substancialmente lateralmente através do alojamento. O adaptador da ferramenta está configurado para ser inserido através da janela do alojamento.

[0127] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o sistema de acoplador inclui ainda uma placa de trava disposta no alojamento.

[0128] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, a placa de trava é longitudinalmente móvel em relação ao alojamento.

[0129] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, a placa de trava é configurada para conectar-se ao adaptador.

[0130] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o sistema de acoplador inclui ainda um ou mais conectores de utilidade móveis longitudinalmente em relação ao alojamento.

[0131] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o um ou mais conectores de utilidade são configurados para transferir pelo menos um de energia, dados, eletrônica, hidráulica e pneumática.

[0132] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, um conjunto de compensação é configurado para suportar um peso da ferramenta.

[0133] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o conjunto de compensação inclui um atuador configurado para mover uma placa de trava disposta no alojamento e um prendedor configurado para acoplar o adaptador à placa de trava.

[0134] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, um método para acoplar um acionamento de topo a uma ferramenta inclui mover a ferramenta adjacente ao acionamento de topo, a ferramenta incluindo um adaptador e o acionamento de topo incluindo um alojamento com uma janela formada através da mesma. O método inclui ainda o alinhamento do adaptador com a janela e inserir o adaptador substancialmente lateralmente na janela do alojamento, desse modo acoplando longitudinal e torcionalmente o acionamento de topo e a ferramenta.

[0135] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o método inclui ainda mover uma placa de trava disposta dentro do alojamento.

[0136] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o método inclui ainda mover um ou mais conectores de utilidade pelo menos parcialmente dispostos dentro do alojamento.

[0137] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o método inclui ainda a conexão da placa de trava ao adaptador.

[0138] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o método inclui ainda suportar um peso da ferramenta usando um conjunto de compensação.

[0139] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o método inclui ainda a conexão de um ou mais conectores de utilidade ao adaptador para transferir pelo menos um de energia, dados, eletrônica, eletrônica, hidráulica e pneumática.

[0140] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, um sistema de acoplador para acoplar um acionamento de topo e uma ferramenta inclui um membro de acionamento para um acionamento de topo configurada para transferir torque e suportar um peso da ferramenta. O membro de acionamento inclui um alojamento com um orifício através do mesmo. O sistema de acoplador inclui ainda um adaptador de uma ferramenta, uma placa de trava disposta no alojamento e móvel longitudinalmente em relação ao alojamento, em que a placa de trava é configurada para conectar-se ao adaptador, e um ou mais conectores de utilidade móveis longitudinalmente em relação ao alojamento com a placa de trava.

[0141] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o um ou mais conectores de utilidade são configurados para conectar ao adaptador.

[0142] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o um ou mais conectores de utilidade são configurados para transferir pelo menos um de energia, dados, eletrônica, hidráulica e pneumática.

[0143] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o sistema de acoplador inclui ainda um atuador disposto no alojamento e configurado para mover e conectar o um ou mais conectores de utilidade ao adaptador.

[0144] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, um sistema de acoplador para acoplar um acionamento de topo e uma ferramenta inclui um membro de acionamento para um acionamento de topo. O membro de acionamento inclui um alojamento com um orifício através dele e um cano configurado para girar em relação ao alojamento. O sistema de acoplador inclui ainda um adaptador de uma ferramenta configurada para ser inserida no orifício do alojamento e engatar o cano e um ou mais conectores de utilidade, em que o um ou mais conectores de utilidade são rotativamente estacionários.

[0145] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o um ou mais conectores de utilidade são configurados para transferir pelo menos um de energia, dados, eletrônica, hidráulica e pneumática.

[0146] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o adaptador compreende uma seção de transferência de utilidades configurada para transferir pelo menos uma de energia, dados, eletrônica, hidráulica e pneumática através de uma interface rotativa.

[0147] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o sistema de acoplador inclui ainda um conjunto de compensação configurado para suportar um peso da ferramenta.

[0148] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, a janela é formada no alojamento em um ângulo de cerca de trinta graus ou menos em relação a um eixo horizontal do alojamento.

[0149] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o adaptador é inserido em um ângulo de cerca de trinta graus ou menos em relação a um eixo horizontal do alojamento.

[0150] Embora o precedente seja direcionado para modalidades da presente invenção, outras e modalidades adicionais da invenção podem ser criadas sem se afastar do escopo básico da mesma, e o escopo do mesmo é determinado pelas reivindicações a seguir.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de acoplador para acoplar um acionamento de topo (top drive) e uma ferramenta, caracterizado pelo fato de que compreende: um membro de acionamento do acionamento de topo configurado para transferir torque, tendo: um alojamento com um orifício através dele; uma janela formada substancialmente lateralmente através do alojamento; e um adaptador da ferramenta configurada para ser inserida através da janela do alojamento.

2. Sistema de acoplador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma placa de trava disposta no alojamento.

3. Sistema de acoplador, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a placa de travamento é móvel longitudinalmente em relação ao alojamento.

4. Sistema de acoplador, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a placa de travamento está configurada para conectar ao adaptador.

5. Sistema de acoplador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um ou mais conectores de utilidade móveis longitudinalmente em relação ao alojamento.

6. Sistema de acoplador, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o um ou mais conectores de utilidade são configurados para transferir pelo menos um de energia, dados, eletrônicos, hidráulica, e pneumática.

7. Sistema de acoplador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um conjunto de compensação configurado para suportar um peso da ferramenta.

8. Sistema de acoplador, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o conjunto de compensação compreende: um atuador configurado para mover uma placa de trava disposta no alojamento; e um prendedor configurado para acoplar o adaptador à placa de travamento.

9. Método para acoplar um acionamento de topo a uma ferramenta, caracterizado pelo fato de que compreende: mover a ferramenta adjacente ao acionamento de topo, a ferramenta incluindo um adaptador e o acionamento de topo incluindo um alojamento com uma janela formada através da mesma; alinhar o adaptador com a janela; e inserir o adaptador substancialmente lateralmente na janela do alojamento, desse modo acoplando longitudinal e torcionalmente o acionamento de topo e a ferramenta.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: mover uma placa de trava disposta dentro do alojamento; e mover um ou mais conectores de utilidade pelo menos parcialmente dispostos dentro do alojamento.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: conectar a placa de travamento ao adaptador; e suportar um peso da ferramenta usando um conjunto de compensação.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10,

caracterizado pelo fato de que compreende ainda a conexão de um ou mais conectores de utilidade ao adaptador para transferir pelo menos um de energia, dados, eletrônicos, hidráulica, e pneumática.

13. Sistema de acoplador para acoplar um acionamento de topo e uma ferramenta, caracterizado pelo fato de que compreende: um membro de acionamento para um acionamento de topo configurada para transferir torque e suportar um peso da ferramenta, tendo: um alojamento com um orifício através dele; um adaptador de uma ferramenta; uma placa de trava disposta no alojamento e móvel longitudinalmente em relação ao alojamento, em que a placa de trava está configurada para conectar ao adaptador; e um ou mais conectores de utilidade móveis longitudinalmente em relação ao alojamento com a placa de trava.

14. Sistema de acoplador, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o um ou mais conectores de utilidade estão configurados para conectar ao adaptador.

15. Sistema de acoplador, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o um ou mais conectores de utilidade são configurados para transferir pelo menos um de energia, dados, eletrônicos, hidráulica, e pneumática.

16. Sistema de acoplador, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um atuador disposto no alojamento e configurado para mover e conectar o um ou mais conectores de utilidade ao adaptador.

17. Sistema de acoplador para acoplar um acionamento de topo e uma ferramenta, caracterizado pelo fato de que compreende: um membro de acionamento para um acionamento de topo, tendo: um alojamento com um orifício através dele; um cano configurado para girar em relação ao alojamento; um adaptador de uma ferramenta configurada para ser inserida no orifício do alojamento e engatar o cano; e um ou mais conectores de utilidade, em que o um ou mais conectores de utilidade são rotativamente estacionários.

18. Sistema de acoplador, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o um ou mais conectores de utilidade são configurados para transferir pelo menos um de energia, dados, eletrônicos, hidráulica, e pneumática.

19. Sistema de acoplador, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o adaptador compreende uma seção de transferência de utilidades configurada para transferir pelo menos um de energia, dados, eletrônicos, hidráulica, e pneumática através de uma interface rotativa.

20. Sistema de acoplador, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um conjunto de compensação configurado para suportar um peso da ferramenta.