BR112020019846A2

BR112020019846A2 - Processo de avaliação da qualidade do acoplamento de dois componentes tubulares

Info

Publication number: BR112020019846A2
Application number: BR112020019846-3A
Authority: BR
Inventors: Céline Sches; Denis Bourlart
Original assignee: Vallourec Oil And Gas France
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2021-01-05
Also published as: AR114764A1; FR3079905A1; FR3079905B1; EP3774171B1; US12000750B2; WO2019197772A1; EP3774171A1; US20210088396A1

Abstract

processo de avaliação da qualidade do acoplamento de dois componentes tubulares. a presente invenção refere-se a processo de acoplamento de um primeiro componente tubular (1) que tem uma porção roscada (3) com um segundo componente tubular (2) que tem uma porção roscada (4) compreendendo: o engate (11) do primeiro componente tubular (1) sobre o segundo componente tubular (2); a rotação (12) do primeiro componente tubular (1) em relação ao segundo componente tubular (2) pelo enroscamento das porções roscadas (3, 4); a obtenção (13) de um conjunto de pontos que constitui uma curva que representa o torque aplicado quando do enroscamento do primeiro componente tubular (1) até uma posição final em função do número de voltas efetuadas pelo primeiro componente tubular (1) em relação ao segundo componente tubular (2); a comparação (20) de um ou vários parâmetros da curva obtida com uma ou várias curvas de referência de uma base de dados na qual cada curva de referência está associada a uma avaliação da qualidade de acoplamento de primeiro e segundo componentes tubulares de referência; e a avaliação (21) da qualidade de acoplamento do primeiro e do segundo componente tubulares (1, 2) de acordo com a etapa de comparação (20) da curva obtida com as curvas de referência. além disso, a etapa de comparação (20) compreende a comparação da forma de pelo menos uma porção da curva obtida.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “PRO-

CESSO DE AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DO ACOPLAMENTO DE DOIS COMPONENTES TUBULARES”.

[1] A presente invenção refere-se, de maneira geral, a compos- tos tubulares que compreendem uma porção roscada e, mais precisa- mente, a um processo de acoplamento de uma porção roscada de um primeiro componente tubular com uma porção roscada de um segundo componente tubular.

[2] Mais particularmente, a invenção refere-se a um processo de avaliação da qualidade de acoplamento de um primeiro componente tu- bular tendo uma porção roscada a um segundo acoplamento tubular tendo uma porção roscada.

[3] No domínio da exploração de petróleo e gás, seja no âmbito de uma implantação “offshore” ou “onshore” que requer operações de perfuração e de exploração de poços, as operações realizadas compre- endem o acoplamento de componentes tubulares entre si e a descida dos mesmos nos poços, afim de constituir colunas de perfuração ou co- lunas de poços de exploração de petróleo ou de gás.

[4] Uma porção roscada macho ou fêmea disposta em uma ex- tremidade de um primeiro componente tubular pode ser acoplada dire- tamente a uma porção roscada complementar de um segundo compo- nente tubular.

[5] De acordo com outro caso, o primeiro e o segundo compo- nentes tubulares podem ser acoplados diretamente por meio de um componente tubular intermediário, tal como uma junta.

[6] Os componentes tubulares são montados sob tensões defi- nidas afim de atender a exigências de aperto e de estanqueidade im- postas por condições de utilização, afim de garantir a integridade da montagem quando de sua utilização durante toda a sua vida útil.

[7] Entretanto, pode acontecer que o acoplamento não seja re- alizado corretamente, o que pode danificar os componentes tubulares ou levar à separação prematura dos mesmos.

[8] A qualidade de enroscamento influencia, portanto, direta- mente a estanqueidade e a longevidade da montagem de componente tubulares. Então é necessário avaliar a qualidade do acoplamento efe- tuado, validando ou invalidando a conformidade do enroscamento reali- zado.

[9] Classicamente, as ferramentas destinadas ao acoplamento de componentes tubulares compreendem sensores configurados para determinar o torque aplicado quando do enroscamento, bem como o número de voltas do primeiro componente tubular em relação ao se- gundo componente tubular. Essas ferramentas permitem traçar uma curva que representa a evolução do valor do torque em função do nú- mero de voltas efetuadas durante a montagem, que é chamada geral- mente de “curva de enroscamento”.

[10] É conhecido do documento US 204/071056 um processo de acoplamento de um primeiro tubular e de um segundo componente tu- bular roscados, cada um tendo um apoio. O torque aplicado, bem como o número de voltas quando do acoplamento são medidos. Em seguida o acoplamento é avaliado em função dos seguintes parâmetros: o valor do torque quando o apoio do primeiro componente tubular entra em con- tato com o apoio do segundo componente tubular; o número de voltas efetuadas pelo primeiro componente tubular a partir do contato ente o apoio do primeiro componente tubular e o apoio do segundo compo- nente tubular até a posição final dos componentes tubulares; a inclina- ção da porção da curva a partir do contato entre o apoio do primeiro componente tubular e o apoio do segundo componente tubular até a posição final; e o valor do torque na posição final. Esses parâmetros devem estar compreendidos entre um valor mínimo e um valor máximo provenientes de curvas de referência.

[11] Entretanto, o número limitado de parâmetros considerados não permite interpretar todos os casos de cifras de acoplamento e a probabilidade de uma avaliação não satisfatória continua importante. Há a necessidade de diminuir essa probabilidade de avaliação não satisfa- tória. Sem uma supervisão humana suplementar, uma parte dos aco- plamentos que falharam pode ser considerada erroneamente como tendo sido efetuados com sucesso, e vice-versa. Ou um acoplamento mal efetuado pode ter consequências dramáticas para a segurança ou o meio ambiente. Há necessidade de melhorar as técnicas de avaliação do acoplamento de compostos tubulares para melhorar a integridade da coluna constituída.

[12] Há igualmente uma necessidade de um método que permita efetuar avaliações confiáveis de que a amostragem dos pontos de me- dida seja elevada ou confiável. De fato, de acordo com o equipamento utilizado, uma curva de enroscamento pode ser elaborada com mais de 3000 pontos de medição ou então ser obtida com menos de 300 pontos de medição.

[13] A maioria dos acoplamentos efetuados necessita de uma ve- rificação suplementar feita por uma pessoa competente. Essa pessoa pode estar sujeita aos riscos ligados à sua presença na plataforma em que ocorre o acoplamento. Também, a avaliação de acordo com os pro- cessos conhecidos pode diminuir o ritmo das operações de montagem e a descida dos tubos realizadas no canteiro de obras.

[14] Portanto, a invenção tem o objetivo de superar esses incon- venientes e refere-se a um processo de acoplamento dos componentes tubulares roscados, levanto a uma avaliação precisa e confiável da qua- lidade do acoplamento.

[15] Assim, propõe-se um processo de acoplamento de um pri-

meiro componente tubular que tem uma porção roscada com um se- gundo componente tubular que tem uma porção roscada compreen- dendo: o engate do primeiro componente tubular sobre o segundo com- ponente tubular; a rotação do primeiro componente tubular em relação ao segundo componente tubular para o enroscamento das porções ros- cadas; a obtenção de um conjunto de pontos que constituem uma curva que representa o torque aplicado quando do enroscamento do primeiro componente tubular até uma posição final em função do número de vol- tas efetuadas pelo primeiro componente tubular em relação ao segundo componente tubular; a comparação de um ou vários parâmetros da curva obtida com uma ou várias curvas de referência de uma base de dados na qual cada curva de referência está associada a uma avaliação da qualidade de acoplamento do primeiro e do segundo componentes tubulares de referência; e a avaliação da qualidade de acoplamento do primeiro e do segundo componentes tubulares após a etapa de compa- ração da curva obtida com as curvas de referência.

[16] Além disso, a etapa de comparação compreende a compa- ração da forma de pelo menos uma porção da curva obtida.

[17] De acordo com uma característica, cada curva de referência da base de dados pode estar associada a um status de acoplamento representativo do estado conforme ou não conforme do acoplamento do primeiro e do segundo componentes tubulares de referência.

[18] Preferivelmente, a atribuição do status de acoplamento de cada curva de referência da base de dados é realizada por ação hu- mana.

[19] Vantajosamente a etapa de comparação compreende uma comparação da forma da porção da curva obtida a partir do engate do primeiro componente tubular sobre o segundo componente tubular até o contato entre um primeiro alcance de estanqueidade do primeiro com- ponente tubular e um segundo alcance de estanqueidade do segundo componente tubular, e/ou da porção da curva obtida a partir do contato entre o primeiro alcance de estanqueidade do primeiro componente tu- bular e o segundo alcance de estanqueidade do segundo componente tubular até o contato entre o primeiro apoio do primeiro componente tu- bular e o segundo apoio do segundo componente tubular, e/ou da parte da curva obtida a partir do contato entre o primeiro apoio do primeiro componente tubular e o segundo apoio do segundo componente tubular até a posição final.

[20] Preferivelmente a etapa de comparação e a etapa de avalia- ção são realizadas por um algoritmo provocado por aprendizagem au- tomática a partir da base de dados de curvas de referência, após obten- ção da curva associada à avaliação da quantidade de acoplamento do primeiro e do segundo componentes tubulares, a curva obtida sendo acrescentada à base de dados.

[21] De preferência, o algoritmo derivado por aprendizagem au- tomática a partir da base de dados de curvas de referência dá um resul- tado sob a forma de uma probabilidade de validade da curva obtida.

[22] Vantajosamente o algoritmo está configurado para comparar a linearidade da porção da curva obtida a partir do engate do primeiro e do segundo componentes tubulares até o contato entre um primeiro apoio do primeiro componente tubular e um segundo apoio do segundo componente tubular em relação a uma ou várias curvas de referência da base de dados.

[23] Em uma variante, o algoritmo está configurado para compa- rar a linearidade da porção da primeira curva obtida a partir do contato entre o primeiro alcance de estanqueidade do primeiro componente tu- bular e o segundo alcance de estanqueidade do segundo componente tubular até o contato entre o primeiro apoio do primeiro componente tu- bular e o segundo apoio do segundo componente tubular.

[24] Em uma variante alternativa ou complementar, o algoritmo pode estar configurado para comparar a linearidade da porção da curva obtida a partir do contato entre o primeiro apoio do primeiro componente tubular e o segundo apoio do segundo componente tubular até a posi- ção final.

[25] De maneira vantajosa, o algoritmo está configurado para comparar porções decrescentes da curva obtida com uma ou várias cur- vas de referência da base de dados. Em uma variante, o algoritmo está configurado para somar as perdas de acoplamento sobre a porção de curva entre o engate do primeiro componente tubular sobre o segundo componente tubular até contato entre um primeiro alcance de estanquei- dade do primeiro componente tubular e um segundo alcance de estan- queidade do segundo componente tubular. Além disso, o algoritmo pode estar configurado para obtenção de uma curva média de referência a partira da base de dados das curvas de referência, e configurado para calcular a distância média entre a curva obtida e a curva média de refe- rência. Preferivelmente essa distância é calculada a partir do ponto de alcance, isto é, o ponto de contato entre o primeiro alcance de estan- queidade do primeiro componente tubular e o segundo alcance de es- tanqueidade do segundo componente tubular. Essa distância é calcu- lada com a norma L2 e, portanto, calculando para cada ponto avaliado a raiz quadrada da soma dos quadrados dos componentes do vetor di- ferencial entre o ponto da curva obtida normalizada e o ponto da curva de referência correspondente normalizada.

[26] As curvas de referência podem ser normalizadas em relação a um acoplamento final de referência em ordenada, que é o acopla- mento final médio das curvas de referência e em abscissa por uma ro- tação de referência, que representa o número de rotações efetuadas entre o começo do acoplamento e o atingimento do acoplamento final médio de referência.

[27] De acordo com uma forma de realização, o algoritmo pode estar configurado para calcular e comparar, em relação a uma ou várias curvas de referência da base de dados, a área triangular delimitada pela porção da curva obtida a partir do contato entre um primeiro alcance de estanqueidade do primeiro componente tubular e um segundo alcance de estanqueidade do segundo componente tubular até o contato entre um primeiro apoio do primeiro componente tubular e um segundo apoio do segundo componente tubular, uma reta de inclinação nula que passa pelo ponto de contato entre o primeiro alcance de estanqueidade do pri- meiro componente tubular e o segundo alcance de estanqueidade do segundo componente tubular, e uma reta vertical que passa pelo ponto de contato entre o primeiro apoio do primeiro componente tubular e o segundo apoio do segundo componente tubular, e/ou configurado para calcular a área do triângulo delimitado pela porção da curva obtida a partir do contato entre o primeiro apoio do primeiro componente tubular e o segundo apoio do segundo componente tubular, uma reta de incli- nação nula que passa pelo ponto de contato entre o primeiro apoio do primeiro componente tubular e o segundo apoio do segundo compo- nente tubular, e uma reta vertical que passa pelo ponto da curava obtida na posição final.

[28] Preferivelmente o algoritmo está configurado para calcular o comprimento da porção da curva obtida a partir do contato entre um primeiro alcance de estanqueidade do primeiro componente tubular e um segundo alcance de estanqueidade do segundo componente tubular até a posição final. Desta maneira, após comparação com uma ou várias curvas de referência da base de dados, o algoritmo pode evidenciar ru- ído ou variações anormais do acoplamento.

[29] Além disso, o algoritmo pode estar configurado para efetuar uma análise em Componentes Principais, realizada a partir de vários parâmetros da curva obtida.

[30] De acordo com uma característica, o algoritmo pode estar configurado para efetuar uma Repartição de dados, preferivelmente Re- partição em k-médias e/ou uma Repartição baseada na densidade.

[31] De acordo com outra característica, o algoritmo pode ser do tipo t-SNE.

[32] De acordo com uma forma de realização, o algoritmo utiliza técnicas escolhidas dentre a Análise em Componentes Principais, Re- partição em k-médias, Repartição baseada na densidade, análise t-SNE para realizar agrupamentos de curvas de referência e o algoritmo aplica as ditas técnicas à curva obtida afim de classificá-la em um ou vários agrupamentos de curvas de referência, e sem seguida o algoritmo de- termina, de acordo com o pertencimento da curva obtida aos diferentes grupos de curvas, a probabilidade de validade da curva obtida.

[33] De acordo com uma forma de realização, o algoritmo pode estar configurado para calcular a soma das perdas de acoplamento na porção de curva que se situa entre o começo do enroscamento e o ponto de alcance.

[34] Vantajosamente, o algoritmo pode estar configurado para comparar a linearidade da porção da curva obtida a partir do contato entre o primeiro apoio do primeiro componente tubular e o segundo apoio do segundo componente tubular até a posição final.

[35] Outros objetivos, vantagens e características resultarão da seguinte descrição, dada a título de exemplo puramente ilustrativo e faz referência aos desenhos anexos, nos quais:

[36] - as figuras 1A, 1B e 1C são vistas em corte de um primeiro e de um segundo componente tubulares a acoplar, respectivamente, em uma posição de enroscamento, em uma posição de estanqueidade e em uma posição de apoio;

[37] - a figura 2 ilustra um processo de acoplamento de uma por- ção roscada de um primeiro componente tubular com uma porção ros- cada de um segundo componente tubular de acordo com a invenção;

[38] - a figura 3 ilustra o acoplamento aplicado quando do acopla- mento de um primeiro e de um segundo componente tubulares em fun- ção do número de voltas efetuadas pelo primeiro componente tubular em relação ao segundo componente tubular;

[39] - a figura 4 ilustra o cálculo da área sob a curva torque/voltas obtida entre uma posição de estanqueidade e uma posição de apoio; e

[40] a figura 5 ilustra o cálculo da área sob a curva torque/voltas obtida entre uma posição de apoio e uma posição final.

[41] As figuras 1A, 1B e 1C ilustram diferentes etapas do acopla- mento de um primeiro componente tubular 1 com um segundo compo- nente tubular 2.

[42] No exemplo ilustrado, o componente tubular 1 é uma ligação do tipo luva, configurado para permitir o acoplamento do segundo com- ponente tubular 2 com um terceiro componente tubular não represen- tado.

[43] O primeiro e o segundo componente tubulares 1 e 2 compre- endem uma porção roscada, respectivamente 3 e 4, disposta vantajo- samente em uma de suas extremidades. A rosca 5 da porção roscada 3 e a rosca 6 da porção roscada 4 estão configuradas para cooperarem.

[44] Além disso, o primeiro componente tubular 1 compreende um primeiro alcance de estanqueidade 7, e o segundo componente tu- bular 2 compreende um segundo alcance de estanqueidade 8. Os al- cances de estanqueidade são formados por uma superfície destinada a assegurar a estanqueidade da montagem dos componentes tubulares 1 e 2 quando eles estão acoplados.

[45] O primeiro componente tubular 1 compreende ainda um pri- meiro apoio 9, e o segundo componente tubular 2 compreende um se- gundo apoio 10. Os apoios 9 e 10 formam um batente para parar o en- roscamento.

[46] Os alcances de estanqueidade 7 e 8, bem como os apoios 9 e 10 estão configurados para cooperar respectivamente.

[47] Existem componentes tubulares que não compreendem ba- tente. Existem componentes tubulares que não compreendem nem ba- tente nem alcance de estanqueidade. A invenção pode ser aplicada, em parte, ao acoplamento desses tipos de componentes, para as porções de curva entre começo de acoplamento e contato dos alcances de es- tanqueidade, para a porção entre contato dos alcances de estanquei- dade e fim de acoplamento, ou então entre o começo do acoplamento e o fim do acoplamento, sem que haja contato de alcances de estanquei- dade ou batentes durante o acoplamento.

[48] A figura 2 ilustra um processo de acoplamento de acordo com a invenção. Afim de acoplar os dois componentes tubulares 1 e 2, o processo compreende inicialmente o engate 11 do primeiro compo- nente tubular 1 sobre o segundo componente tubular 2.

[49] Para o enroscamento das porções roscadas 3 e 4, efetua-se uma rotação 12 do primeiro componente tubular 1 em relação ao se- gundo componente tubular 2.

[50] A ferramenta utilizada para efetuar o acoplamento é uma chave de parafusos. Esta chave de parafuso está equipada com preen- sores e motores para fazer girar o primeiro e o segundo componentes tubulares um em relação ao outro. A chave de parafuso está equipada igualmente com sensores para medir o número de voltas aplicadas e o torque de enroscamento aplicado. Esses sensores estão ligados a um sistema eletrônico que permite estocar, durante a operação, os dados de torques e de rotações aplicados e relativos à montagem. Esse sis- tema eletrônico está ligado a uma unidade de tratamento que compre- ende um algoritmo de tratamento. A unidade de tratamento está equi- pada igualmente com uma interface de usuário para apresentar um re- sultado de avaliação e/ou a curva obtida quando de um acoplamento.

[51] O processo compreende ainda a obtenção 13 de um con- junto de pontos que constituem uma curva que representa o torque apli- cado quando do enroscamento do primeiro componente tubular 1 até uma posição final em função do número de voltas efetuadas pelo pri- meiro componente tubular 1 em relação ao segundo componente tubu- lar 2.

[52] O perfil geral da curva obtida, chamada curva torque/voltas, que representa o torque aplicado quando do enroscamento em função do número de voltas efetuadas, está ilustrado na figura 3. Pode-se ver que a curva obtida compreende três porções distintas de inclinações diferentes.

[53] A primeira porção 14 corresponde ao engate do primeiro componente tubular 1 sobre o segundo componente tubular 2, depois ao enroscamento das porções roscadas 3 e 4, tal como ilustrado na fi- gura 1A. As roscas 5 e 6 entram progressivamente em contato, tradu- zindo-se por um torque aplicado cada vez mais importante.

[54] No ponto de encosto 15, o primeiro alcance de estanquei- dade 7 do primeiro componente tubular 1 entra em contato com o se- gundo alcance de estanqueidade 8 do segundo componente tubular 2. Os componentes tubulares 1 e 2 estão, então, em uma posição cha- mada posição de estanqueidade ilustrada na figura 1B.

[55] A fricção importante induzida pela criação de contato dos al- cances de estanqueidade 7 e 8 se traduzem por uma mudança de incli- nação e notadamente um aumento do torque aplicado por rotação, de- finindo uma segunda porção 16 da curva obtida.

[56] A rotação do primeiro componente tubular 1 em relação ao segundo componente tubular leva a um ponto de apoio 17. Os compo- nentes tubulares estão em uma posição chamada posição de apoio, ilustrada na figura 1C, na qual o primeiro apoio 9 do primeiro compo- nente tubular 1 entra em contato com o segundo apoio 10 do segundo componente tubular 2. A fricção aumentada entre as superfícies dos respectivos apoios 9 e 10 vem juntar-se à fricção resultante do contato entre as roscas 5 e 6 e a fricção entre os alcances de estanqueidade, o que se traduz por uma nova mudança de inclinação e um aumento con- sequente do torque aplicado, definindo uma terceira porção 18 da curva obtida que se estende até um ponto final 19 onde os componentes tu- bulares atingiram a posição final.

[57] Por “posição final” entende-se, na presenta invenção, que uma posição do primeiro e do segundo componente tubulares 1 e 2 na qual um torque máximo de enroscamento é aplicado e o acoplamento está determinado.

[58] Em uma etapa seguinte à obtenção 13 da curva torque/voltas, o processo compreende uma etapa de comparação 20 de um ou vários parâmetros da curva obtida com uma ou várias curvas de referência de uma base de dados.

[59] Cada curva de referência da base de dados está associada a uma avaliação da qualidade de acoplamento de primeiro e segundo componentes tubulares de referência, realizada paralelamente ao aco- plamento de primeiro e segundo componentes tubulares 1 e 2.

[60] Além disso, a etapa de comparação 20 compreende a com- paração da forma de pelo menos uma porção da curva obtida afim de revelar uma eventual forma inabitual da curva obtida, por exemplo, in- duzida por uma variação anormal do torque.

[61] Após comparação, o processo compreende uma etapa de avaliação 21 da qualidade de acoplamento do primeiro e do segundo componentes tubulares 1 e 2 de acordo com a etapa de comparação 20 da curva obtida em relação às curvas de referência.

[62] Vantajosamente, cada curva de referência da base de dados está associada a um estado de acoplamento representativo do estado, conforme ou não conforme, do acoplamento de primeiro e segundo componentes tubulares de referência.

[63] A atribuição do estado de acoplamento de cada curva de re- ferência da base de dados é realizada preferivelmente por ação humana. Um especialista ou qualquer outra pessoa competente pode validar o acoplamento os componentes tubulares de referência associando o es- tado “conforme” à curva de referência obtida, se ele constata que o aco- plamento foi efetuado com sucesso. Inversamente, o especialista inva- lida o acoplamento dos componentes tubulares de referência associ- ando o estado “não conforme” à curva de referência obtida, se ele cons- tata que o acoplamento falhou. Assim é possível obter uma base de dados estendida confiável.

[64] A etapa de comparação 20 pode compreender a compara- ção da forma de pelo menos uma das três porções 14, 16 e 18 da curva torque/voltas obtida, isto é, a partir do engate do primeiro componente tubular 1 sobre o segundo componente tubular 2 até o contato entre o primeiro alcance de estanqueidade 7 do primeiro componente tubular 1 e o segundo alcance de estanqueidade 8 do segundo componente tu- bular; e/ou a partir do contato entre o primeiro alcance de estanqueidade 7 do primeiro componente tubular 1 e o segundo alcance de estanquei- dade 8 do segundo componente tubular 2 até o contato entre o primeiro apoio 9 do primeiro componente tubular 1 e o segundo apoio 10 do se- gundo componente tubular 2; e/ou a partir do contato entre o primeiro apoio 9 do primeiro componente tubular 1 e o segundo apoio 10 do se- gundo componente tubular 2 até a posição final correspondente ao ponto final 19.

[65] Preferivelmente, a etapa de comparação e a etapa de avali- ação são realizadas por um algoritmo, ou “inteligência artificial”, produ- zido por aprendizagem automática a partir da base de dados de curvas de referência. Após obtenção da curva torque/voltas associada à avali-

ação da qualidade de acoplamento do primeiro e do segundo compo- nentes tubulares 1 e 2, a curva obtida é acrescentada à base de dados para aumentar a base de dados e produzir o algoritmo afim de aumentar sua precisão de comparação e de avaliação da qualidade de acopla- mento. A automatização resultante da avaliação da qualidade de aco- plamento dos componentes tubulares permite dispensar o fator humano e aumentar assim a precisão da avaliação.

[66] Vantajosamente, pode-se prever que a curva obtida seja as- sociada a um estado de acoplamento representativo do estado con- forme ou não conforme do acoplamento do primeiro e do segundo com- ponentes tubulares de referência, após verificação do estado de acopla- mento, realizado por ação humana, antes de ser acrescentada à base de dados.

[67] Pode-se prever igualmente que cada curva de referência da base de dados associada a um estado não conforme seja associada a um estado suplementar que caracteriza o problema na origem da não conformidade do acoplamento dos componentes tubulares.

[68] De preferência, o algoritmo produzido por aprendizagem au- tomática está configurado para obtenção de uma curva média de refe- rência a partir da base de dados das curvas de referências, e configu- rada para calcular a distância entre a curva obtida e a curva média de referência.

[69] Além disso, o algoritmo pode ser do tipo DTW (do inglês Dynamic Time Waring), ou seja, deformação temporal dinâmica. De ma- neira vantajosa, poderá estar previsto que tal algoritmo, que permite me- dir a similaridade entre duas sequências que podem variar no tempo, permita aqui avaliar a distância entre a curva obtida e a curva média de referência calculada. Na prática, cada curva pode ser traduzida em ma- triz. Uma matriz de distância pode ser calculada. Os caminhos entre o ponto de partida e o ponto de chegada são calculados, e o caminho que apresenta a soma mínima das distâncias é determinado. Pode-se fazer referência a Silva, D. F., Batista, G. E. A. P. A. (2015). Speeding Up All- Pairwise Dynamic Time Warping Matrix Calculation.

[70] Uma curva de referência calculada é estabelecida fazendo a média de curvas de enroscamento correspondente a enroscamentos validados para conexões do mesmo modelo, mesmo grau de aço, mesmo diâmetro nominal. Portanto, pode haver uma curva de referência calculada para uma conexão VAM© TOP de grau L80 13Cr de diâmetro externo nominal de 88,9mm e uma curva de referência calculada para uma conexão VAM© 21 de grau VM110 em diâmetro normal externo 139,7MM, ou ainda uma curva de referência calculada para uma cone- xão VAM© 21 de grau VM110 em diâmetro nominal externo 168,3mm.

[71] Em uma variante, a etapa de comparação da forma da curva torque/voltas obtida com uma ou várias curvas de referência pode com- preender a comparação da linearidade de pelo menos uma porção da curva obtida.

[72] Neste sentido, o algoritmo está configurado vantajosamente para comparar a linearidade da porção da curva obtida a partir do en- gate do primeiro e do segundo componentes tubulares 1 a 2 até o con- tato entre o primeiro apoio 9 do primeiro componente tubular 1 e o se- gundo apoio 10 do segundo componente tubular 2, em relação a uma ou várias curvas de referência da base de dados. De fato, a não lineari- dade da curva que tem a posição de apoio, isto é, o aparecimento de variações anormais do torque, é significativa da não conformidade do acoplamento.

[73] Em uma variante, o algoritmo está configurado para compa- rar a linearidade da porção da curva obtida a partir do contato entre o primeiro alcance de estanqueidade do primeiro componente tubular e o segundo alcance de estanqueidade do segundo componente tubular até o contato entre o primeiro apoio do primeiro componente tubular e o segundo apoio do segundo componente tubular.

[74] Em uma variante alternativa ou complementar, o algoritmo pode estar configurado para comparar a linearidade da porção da curva obtida a partir do contato entre o primeiro apoio do primeiro componente tubular e o segundo apoio do segundo componente tubular até a posi- ção final. Na prática, a linearidade pode ser avaliada pelo cálculo na norma L2 da diferença entre a curva obtida e o segmento de reta que liga os pontos de apoio e final. O aparecimento de variações anormais do torque em relação à linearidade do aumento do torque nesta porção de curva é particularmente significativo da não conformidade do acopla- mento.

[75] Ademais, o algoritmo pode estar configurado para comparar as porções decrescentes da curva obtida com uma ou várias curvas de referência da base de dados.

[76] O algoritmo pode estar configurado para calcular a soma das perdas de torque sobre a porção de curva que se situa entre o começo do enroscamento e o ponto de alcance, as perdas de torque traduzindo- se por porções de curva nas quais a dita curva é decrescente. Na prática, as porções decrescentes da dita porção de curva são identificadas e as perdas de torque correspondentes são somadas. Isto traduz variações de torque em alta frequência.

[77] De maneira vantajosa, a comparação da forma de curva tor- que/voltas obtida pode compreender o cálculo e a comparação pelo al- goritmo do comprimento da porção da curva obtida a partir do contato entre o primeiro alcance de estanqueidade 7 do primeiro componente tubular 1 e o segundo alcance de estanqueidade 8 do segundo compo- nente tubular 2 até a posição final, em relação a uma ou várias curvas de referência da base de dados.

[78] Preferivelmente o algoritmo está configurado ainda para cal-

cular a área 22 do triângulo ilustrado na figura 4, delimitado por: a por- ção 16 da curva obtida a parir do contato entre o primeiro alcance de estanqueidade 7 do primeiro componente tubular 1 e o segundo alcance de estanqueidade 8 do segundo componente tubular 2 até o contato entre o primeiro apoio 9 do primeiro componente tubular 1 e o segundo apoio 10 do segundo componente tubular 2; uma reta de inclinação nula que passa pelo ponto de encosto 15 ou ponto de contato entre o pri- meiro alcance de estanqueidade 7 do primeiro componente tubular 1 e o segundo alcance de estanqueidade 8 do segundo componente tubular 2; e uma reta 24 vertical que passa pelo ponto de apoio 17 ou ponto de contato entre o primeiro apoio 9 do primeiro componente tubular 1 e o segundo apoio 10 do segundo componente tubular 2.

[79] De acordo com uma alternativa ou de maneira suplementar, o algoritmo pode estar configurado para calcular a área 25 do triângulo delimitado pela porção da curva obtida a partir do contato entre o pri- meiro apoio 9 do primeiro componente tubular 1 e o segundo apoio 10 do segundo componente tubular 2; uma reta 26 de inclinação nula que passa pelo ponto 17 de contato entre o primeiro apoio 9 do primeiro componente tubular 1 e o segundo apoio 10 do segundo componente tubular 2; e uma reta 27 vertical que passa pelo ponto 19 da curva obtida na posição final.

[80] O algoritmo pode estar configurado então para comparar a área 22, 25 calculada em relação a uma ou várias curvas de referência da base de dados.

[81] Poderá estar previsto também que o algoritmo formado por aprendizagem automática seja do tipo t-SNE, do inglês “t-distributed sto- chastic neighbor embedding”. O algoritmo t-SNE é uma técnica de re- dução de dimensão para a visualização de dados. Trata-se de um mé- todo não linear que permite representar um conjunto de pontos de um espaço de grande dimensão em um espaço de duas ou três dimensões,

os dados podem ser visualizados em seguida com uma nuvem de pon- tos.

[82] De acordo com uma forma de realização, o algoritmo pode estar configurado também para efetuar uma Repartição de dados, pre- ferivelmente uma repartição em k-médias e/ou uma repartição baseada na densidade chamada “DBSCAN”, do inglês “density-based spatial clu- stering of applications with noise”.

[83] Vantajosamente o algoritmo está configurado para efetuar uma análise em componentes principais (ACP), realizada a partir de um ou vários parâmetros da curva obtida, para avaliação da qualidade de acoplamento. A Análise em Componentes Principais consiste em trans- formar variáveis ligadas entre se em novas variáveis sem correlação umas com a outras.

[84] De maneira ainda mais vantajosa, a ACP é efetuada a parir de parâmetros, dos quais pelo menos um está entre: o número de por- ções decrescentes da curva obtida; e o valor da inclinação da terceira poção 18 da curva obtida, isto é, entre a posição de apoio e a posição final, após regressão linear.

[85] Além da comparação da forma de uma porção da curva ob- tida, a etapa de comparação 20 pode estar realizada considerando igualmente um ou vários dos quaro parâmetros seguintes: o valor do torque quando o primeiro apoio 9 do primeiro componente tubular 1 en- tra em contato com o segundo apoio 10 do segundo componente tubular 2: o número de voltas efetuadas pelo primeiro componente tubular 1 a partir do contato entre o primeiro apoio 9 do primeiro componente tubu- lar 1 e o segundo apoio 10 do segundo componente tubular 2 até a po- sição final dos componentes tubulares; a inclinação da porção da curva a partir do contato entre o apoio do primeiro componente tubular e o apoio do segundo componente tubular até a posição final; e o valor do torque na posição final.

[86] Preferivelmente a ACP é efetuada igualmente a partir de um ou vários doa quatro parâmetros expostos acima.

[87] Nas diferentes formas de realização descritas, os métodos podem compreender uma etapa de normalização das curvas obtidas e as curvas de referência previamente à aplicação do algoritmo de acordo com a invenção. Isto permite melhorar sensivelmente o resultado da avaliação da conformidade de montagem.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo de acoplamento de um primeiro componente tu- bular (1) que tem uma porção roscada (3) com um segundo componente tubular (2) que tem uma porção roscada (4), compreendendo: - o engate (11) do primeiro componente tubular (1) sobre o segundo componente tubular (2); - a rotação (12) do primeiro componente tubular (1) em rela- ção ao segundo componente tubular (2) para o enroscamento das por- ções roscadas (3, 4); - a obtenção (13) de um conjunto de pontos que constituem uma curva que representa o torque aplicado quando do enroscamento do primeiro componente tubular (1) até uma posição final em função do número de voltas efetuadas pelo primeiro componente tubular (1) em relação ao segundo componente tubular (2); - a comparação (2) de um ou vários parâmetros da curva ob- tida com uma ou várias curvas de referência de uma base de dados na qual cada curva de referência está associada a uma avaliação da qua- lidade de acoplamento de primeiro e segundo componentes tubulares de referência; e - a avaliação (21) da qualidade de acoplamento do primeiro e do segundo componentes tubulares (1, 2) de acordo com a etapa de comparação (20) da curva obtida com as curvas de referência, caracterizado pelo fato de que a etapa de comparação (20) compreende a comparação da forma de pelo menos uma porção da curva obtida.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada curva de referência da base de dados está asso- ciada a um estado de acoplamento representativo do estado conforme ou não conforme do acoplamento do primeiro e do segundo componen- tes tubulares de referência.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a atribuição do estado de acoplamento de cada curva de referência da base de dados é realizada por ação humana.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa de comparação (20) compreende uma comparação da forma da porção da curva obtida a partir do engate do primeiro componente tubular (1) sobre o segundo componente tubular (2) até o contato entre um primeiro alcance de es- tanqueidade (7) do primeiro componente tubular (1) e um segundo al- cance de estanqueidade (8) do segundo componente tubular (2), e/ou da porção (16) da curva obtida a partir do contato entre o primeiro al- cance de estanqueidade (7) do primeiro componente tubular (1) e o se- gundo alcance de estanqueidade (8) do segundo componente tubular (2) até o contato entre o primeiro apoio (9) do primeiro componente tu- bular (1) e o segundo apoio (10) do segundo componente tubular (2), e/ou da porção (18) da curva a partir do contato entre o primeiro apoio (9) do primeiro componente tubular (1) e o segundo apoio (10) do se- gundo componente tubular (2) até a posição final.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa de comparação (20) e a etapa de avaliação (21) são realizadas por um algoritmo criado por aprendizagem automática a partir da base de dados de curvas de refe- rência, após obtenção da curva associada à avaliação da qualidade de acoplamento do primeiro e do segundo componentes tubulares (1, 2) da curva obtida que é acrescentada à base de dados.

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o algoritmo está configurado para comparar a lineari- dade da porção da curva obtida a partir do engate do primeiro e do se- gundo componentes tubulares (1, 2) até o contato entre um primeiro apoio (9) do primeiro componente tubular (1) e um segundo apoio (10)

do segundo componente tubular (2) em relação a uma ou várias curvas de referência da base de dados.

7. Processo de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracteri- zado pelo fato de que o algoritmo está configurado para comparar as porções decrescentes da curva obtida com uma ou várias curvas de re- ferência da base de dados.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que o algoritmo está configurado para obtenção de uma curva média de referência a partir da base de dados das curvas de referência, e configurado para calcular a distância entre a curva obtida e a curva média de referência.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de que o algoritmo está configurado para calcular e comparar, em relação a uma ou várias curvas de referência da base de dados, a área (22) do triângulo delimitado pela porção (16) da curva obtida a partir do contato entre um primeiro alcance de estan- queidade (7) do primeiro componente tubular (1) e um segundo alcance de estanqueidade (8) do segundo componente tubular (2) até o contato entre o primeiro apoio (9) do primeiro componente tubular (1) e um se- gundo apoio (10) do segundo componente tubular (2), uma reta (23) de inclinação nula que passa pelo ponto (15) de contato entre o primeiro alcance de estanqueidade (7) do primeiro componente tubular (1) e o segundo alcance de estanqueidade (8) do segundo componente tubular (2), e uma reta (24) vertical que passa pelo ponto (17) de contato entre o primeiro apoio (7) do primeiro componente tubular (1) e o segundo apoio (8) do segundo componente tubular (2), e/ou configurado para calcular a área (25) do triângulo delimitado pela porção (18) da curva obtida a partir do contato entre o primeiro apoio (9) do primeiro compo- nente tubular (1) e o segundo apoio (10) do segundo componente tubu- lar (2), uma reta (26) de inclinação nula que passa pelo ponto (17) de contato entre o primeiro apoio (9) do primeiro componente tubular (1) e o segundo apoio (10) do segundo componente tubular (2), e uma reta (27) vertical que passa pelo ponto (19) da curva obtida na posição final.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 5 a 9, caracterizado pelo fato de que o algoritmo está configurado para calcular o comprimento da porção da curva obtida a partir do con- tato entre um primeiro alcance de estanqueidade (7) do primeiro com- ponente tubular (1) e um segundo alcance de estanqueidade (8) do se- gundo componente tubular (2) até a posição final.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 5 a 10, caracterizado pelo fato de que o algoritmo está configurado para efetuar uma Análise em Componentes Principais, realizada a partir de vários parâmetros da curva obtida.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 5 a 11, caracterizado pelo fato de que o algoritmo está configurado para efetuar uma Repartição de dados, preferivelmente uma Repartição em k-médias e/ou uma Repartição baseada na densidade.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 5 a 12, caracterizado pelo fato de que o algoritmo é do tipo t-SNE.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que o algoritmo pode estar configurado para calcular a soma das perdas de torque sobre a porção de curva que se situa entre o começo do enroscamento e o ponto de alcance.

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que o algoritmo pode estar configurado para comparar a linearidade da porção da curva obtida a partir do contato entre o primeiro apoio do primeiro componente tubular e o segundo apoio do segundo componente tubular até a posição final.