BR122017018479B1 - conjunto de conector de coluna ascendente - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um conjunto de conector de coluna ascendente (6) para conectar duas seções de coluna ascendente (5a, 5b) em uma relação de extremidade com extremidade que compreende uma primeira porção de conjunto de conector (6a), uma segunda porção de conjunto de conector (6b), e um anel de travamento (11) conectado rotativamente na primeira porção de conjunto de conector. Membros de travamento estão configurados e dispostos para seletivamente e liberavelmente intertravar pela rotação relativa entre a primeira porção de conjunto de conector e o anel de travamento e a segunda porção de conjunto de conector. A porção de conjunto de conector possui um primeiro e segundo flange (10a, 10b) e compreende pelo menos um pelo menos um conector auxiliar respectivo (15a,15b,16a,16b). O primeiro flange (10a) compreende um conector macho (18a) e o segundo flange (10b) compreende um conector fêmea (18b), os referidos conectores macho e fêmea (18a, 18b) sendo fluidamente conectados a um respectivo elemento tubular principal (7a, 7b). O anel de travamento (11, 11?) é disposto entre os conectores macho e fêmea (18a, 18b) e o conector auxiliar (15a,15b,16a,16b).

Description

[001] Dividido do BR112016010732-2, depositado em 14.11.2014.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção refere-se a conectores para conectar liberavelmente tubos de coluna ascendente em uma relação de extremidade com extremidade. Mais especificamente, a invenção diz respeito a um conjunto de conector como apresentado no preâmbulo da reivindicação 1.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] A produção de hidrocarbonetos de reservatórios subterrâneos abaixo de um leito do mar é bem conhecida. Em tais operações, um navio de perfuração ou/e produção flutuante está posicionado acima de uma cabeça de poço submarina, e uma coluna ascendente estende entre o navio e a cabeça de poço. Ao longo dos anos, os avanços tecnológicos tornaram possíveis extrair hidrocarbonetos de reservatórios submarinos em profundidades de água sempre crescentes; operações em profundidades de água que excedem 3000 metros não são incomuns atualmente.

[004] Uma coluna ascendente de perfuração compreende um número de sucessivas seções (frequentemente referidas como "juntas de coluna ascendente") cujas extremidades adjacentes são conectadas a bordo do navio conforme a coluna ascendente está sendo abaixada na direção da cabeça de poço. Uma junta de coluna ascendente é tipicamente feita de um tubo principal e linhas auxiliares externas, todas tendo conectores em cada respectiva extremidade. O tubo principal está configurado para conduzir o fluido de perfuração, enquanto as linhas auxiliares referidas como "linhas de interrupção e estrangulamento" são utilizadas para circular fluidos entre o navio de perfuração e um controlador preventivo de erupção (BOP) sobre a cabeça de poço submarina, em um modo o qual é bem conhecido na técnica.

[005] Quando operando em profundidades de água de aproximadamente 3000 metros e além, a massa de coluna ascendente - que o navio flutuante deve suportar - é considerável. Os operadores de perfuração e as companhias de óleo estão, portanto, sempre procurando por meios para reduzir o tamanho e o peso dos componentes de junta de coluna ascendente. Por outro lado, como algumas das linhas auxiliares (notadamente as linhas de interrupção e estrangulamento) transportam fluidos que estão sob pressão considerável, as espessuras de parede devem ser de uma certa magnitude. É, portanto, de interesse específico projetar o conector de coluna ascendente de modo que as cargas causadas pelo tubo principal e as linhas auxiliares seja transferida entre as juntas de coluna ascendente em um modo eficiente, enquanto que a massa de conector é otimizada.

[006] A técnica anterior inclui a US 4 043 575, a qual descreve um conector para utilização entre dois tubos de coluna ascendente que têm um adaptador de pino na extremidade de um tubo. O adaptador de pino forma uma porção do conector. Uma luva de extremidade sobre o adaptador de pino tem uma superfície externa cilíndrica e um primeiro flange periférico com superfícies normais superior e inferior. Um adaptador de caixa está na extremidade do outro tubo e tem uma caixa de extremidade com uma superfície interna cilíndrica que acopla a superfície externa cilíndrica do adaptador de pino. Um segundo flange periférico sobre o adaptador de caixa tem superfícies normais superior e inferior e está adaptado para topar no primeiro flange. Uma porca anular é rotativa ao redor dos flanges e tem roscas internas acopláveis com roscas externas sobre um colar rotativo ao redor do adaptador de caixa e topando o segundo flange. Um flange de porca girado para dentro, interrompido sobre a porca sobrepõe o primeiro flange, o qual é também interrompido. O flange de porca e o primeiro flange podem ser relativamente girados para passar um pelo outro axialmente ou para impedir tal movimento axial. A porca e colar podem ser mantidos em qualquer de diversas posições relativamente giradas por uma conexão de parafuso e fenda, e o colar está preso por um parafuso contra girar sobre o adaptador de caixa. Ambos os adaptadores carregam anéis de suporte ajustáveis para tubos auxiliares.

[007] A técnica anterior também inclui a GB 2 320 541, a qual descreve um conector de coluna ascendente que tem respectivos membros tubulares conectados a extremidades adjacentes de tubos de coluna ascendente em uma relação de extremidade com extremidade e que tem ranhuras de travamento ao redor de suas extremidades adjacentes travadas por um anel de trava partido que circunda as extremidades adjacentes dos membros tubulares. Uma placa de suporte estende lateralmente de cada membro tubular, tubos de montagem (os quais podem ser linhas de estrangulamento e/ou interrupção) para interajustar vedantemente um com o outro quando do movimento dos membros tubulares em uma relação de extremidade com extremidade. Os tubos estão diretamente travados um no outro para impedir a separação vertical independentemente do travamento dos membros tubulares in relação de extremidade com extremidade. O travamento é por parafusos transversais operados por alavancas. O anel de trava é movido entre as posições de travamento e destravamento por meio de um anel de came que tem superfícies de came cônicas afinadas ao redor deste para um acoplamento deslizante com superfícies de seguidor ao redor do anel de trava.

[008] A técnica anterior também inclui a US 4 487 434, a qual descreve um acoplamento para seções de tubo de coluna ascendente e seções de tubo de linha de estrangulamento e interrupção paralelas associadas, onde uma seção de tubo de coluna ascendente está inserida em uma segunda. Uma das seções de tubo de coluna ascendente inclui uma extremidade macho roscada a qual tem pelo menos dois conjuntos de roscas contínuas. Uma caixa de união fêmea carregada sobre a outra seção de coluna ascendente inclui pelo menos dois conjuntos de roscas contínuas interacopladas com os conjuntos de roscas sobre a extremidade macho, os respectivos conjuntos de roscas sendo axialmente e radialmente espaçados um do outro, a caixa de união acoplando a outra seção de tubo de coluna ascendente para impedir que as seções movam axialmente uma em relação à outra. As seções estão providas com uma vedação estanque ao fluido e as seções de linha de estrangulamento e interrupção são também penetrantemente unidas e suportadas pelas seções de tubo de coluna ascendente.

[009] A técnica anterior também inclui a US 5 992 893, a qual descreve um conector de coluna ascendente em que uma placa superior por um membro de coluna ascendente superior e uma placa de coluna ascendente inferior é carregada por um membro de coluna ascendente inferior de um conector superior, e as placas de coluna ascendente superior e inferior são similarmente carregadas pelos membros de coluna ascendente superior e inferior do segundo conector. As placas estendem para fora dos membros de coluna ascendente de modo a suportar os condutos conectados nas extremidades das juntas de linha auxiliar as quais estendem ao longo dos lados dos tubos de coluna ascendente. Assim, a extremidade inferior de um conduto superior do conector superior é suportada pela placa superior do conector superior, enquanto que a extremidade superior do seu conduto inferior é suportada pela placa de conector superior.

[0010] A técnica anterior também inclui a WO 2011/104629, a qual descreve um conector para montar duas seções de tubo de coluna ascendente para operações de perfuração de poço offshore. O conector compreende um primeiro elemento de tubo principal que tem como uma extensão um elemento de conector macho provido com um flange macho perfurado por pelo menos um orifício em que um elemento de tubo auxiliar está preso, e um segundo elemento de tubo principal que tem como uma extensão um elemento de conector fêmea provido com um flange fêmea perfurado por pelo menos um orifício em que um segundo elemento de tubo auxiliar está preso. O elemento de conector macho monta dentro do elemento de conector fêmea de modo a conectar os dois elementos de tubo principais e os dois elementos de tubo auxiliares. Um anel de travamento monta o flange macho e o flange fêmea, o anel de travamento sendo montado móvel em rotação sobre a superfície externa do flange macho e o anel de travamento cooperando com as superfícies externas dos flanges macho e fêmea. O anel de travamento pode ser travado em translação por um ressalto axial provido sobre o flange macho, e o anel pode ser provido com espigas que cooperam com as espigas dispostas sobre a superfície externa do flange fêmea.

[0011] A técnica anterior também inclui a US 4 280 719, a qual descreve um conector que tem dois elementos tubulares interajustáveis e um anel de travamento com pelo menos duas linhas escalonadas de abas de travamento que cooperam com abas de travamento correspondentes de um dos elementos tubulares. As abas de travamento estão inscritas em superfícies cilíndricas que têm diferentes raios, de modo que quando o anel está inserido sobre o elemento, as suas abas deslizam sobre as abas da primeira linha de abas do elemento para uma posição onde as abas de cada linha de abas do anel possam passar entre aquelas de uma linha correspondente do elemento para formar uma pluralidade de acoplamentos de baioneta os quais podem então ser simultaneamente travados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0012] A invenção está apresentada e caracterizada na reivindicação principal, enquanto que as reivindicações dependentes descrevem outras características da invenção.

[0013] Está assim provido um conjunto de conector de coluna ascendente para conectar duas seções de coluna ascendente em uma relação de extremidade com extremidade, cada seção de coluna ascendente compreendendo pelo menos um respectivo elemento tubular principal, o conjunto de conector compreendendo - uma primeira porção de conjunto de conector presa em uma extremidade da primeira seção de coluna ascendente e que tem uma pluralidade de primeiros membros de travamento; - uma segunda porção de conjunto de conector presa em uma extremidade da segunda seção de coluna ascendente e que tem uma pluralidade de segundos membros de travamento, e - um anel de travamento conectado rotativo na primeira porção de conjunto de conector e que compreende terceiros membros de travamento e quartos membros de travamento

[0014] e em que - os primeiros membros de travamento e os terceiros membros de travamento estão configurados e dispostos para seletivamente e liberavelmente intertravar por rotação relativa entre a primeira porção de conjunto de conector e o anel de travamento; - os segundos membros de travamento e os quartos membros de travamento estão configurados e dispostos para seletivamente e liberavelmente intertravar por rotação relativa entre a segunda porção de conjunto de conector e o anel de travamento;

[0015] caracterizado pelo fato de que

[0016] a primeira porção de conjunto de conector possui um primeiro flange compreendendo um conector macho e a segunda porção de conjunto de conector possui um segundo flange compreendendo um conector fêmea, os referidos conectores macho e fêmea sendo fluidamente conectados a um respectivo elemento tubular principal, e cada referida porção de montagem de conexão compreende pelo menos um conector auxiliar, cada conector auxiliar sendo fluidamente conectado a um respectivo elemento tubular auxiliar que é conectado ao flange, em que o anel de travamento é disposto entre os conectores macho e fêmea e o pelo menos um conector auxiliar.

[0017] Em uma modalidade, os primeiros membros de travamento compreendem abas dispostas sobre uma superfície periférica externa do conector macho e os segundos membros de travamento compreendem abas dispostas sobre uma superfície periférica externa do conector fêmea, e os terceiros e quartos membros de travamento compreendem abas dispostas sobre uma superfície interna do anel de travamento.

[0018] Em uma modalidade, o anel de travamento é rotativo entre uma primeira posição onde todos os ditos membros de travamento estão intertravados, uma segunda posição onde os primeiros membros de travamento e os terceiros membros de travamento estão intertravados mas os segundos membros de travamento e os quartos membros de travamento não estão intertravados, e uma terceira posição onde nenhum dos ditos membros de travamento está intertravado e o anel de travamento é móvel na direção axial das seções de coluna ascendente e com isso removíveis da primeira porção de conjunto de conector.

[0019] Em uma modalidade, pelo menos uma das porções de conjunto compreende um meio de alinhamento que é operável entre um estado de guia e a estado de não guia.

[0020] O pelo menos um primeiro meio de alinhamento está em uma modalidade disposto sobre o anel de travamento rotativo e configurado para cooperar com pelo menos um segundo meio de alinhamento sobre o primeiro ou segundo flange.

[0021] O segundo meio de alinhamento está em uma modalidade fixamente conectado ao seu respectivo flange.

[0022] Em uma modalidade, o meio de alinhamento compreende uma ou mais áreas de contato que estão configuradas para contato deslizante com uma estrutura de guia externa.

[0023] Em uma modalidade, o primeiro flange e o segundo flange possuem um contorno não circular. Em outra modalidade, o primeiro flange e o segundo flange possuem um contorno substancialmente oval.

[0024] No conjunto de conector inventado, as ranhuras de anel de travamento proveem uma guia durante o casamento e reduz a distância de centro a centro entre o tubo principal e as linhas auxiliares. É também vantajoso que a forma de flange não circular otimiza o peso e a rigidez do conjunto de conector, já que somente as linhas que contribuem para a transferência de cargas de tensão estão estruturalmente incluída nos flanges de conector. Outras linhas podem ser presas nos flanges através de suportes suspensos. A configuração das abas dos conectores macho e fêmea e sobre o anel de travamento permite que o anel de travamento seja removido do conector sem precisar partir o anel de travamento. A geometria de flange não circular, em combinação com as estrutura de guia de aranha inventiva provê um casamento eficiente, seguro e preciso de sucessivas juntas de coluna ascendente.

[0025] O conjunto de conector inventado e estrutura de guia de aranha associada, portanto, proveem certos benefícios sobre a técnica anterior em termos de confiabilidade, aspectos de HSE e otimização de peso. O conjunto de conector inventado é mais leve do que a maioria dos conjuntos de conector comparáveis que utilizam anéis de travamento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0026] Estas e outras características da invenção ficarão claras da descrição seguinte de uma forma de modalidade preferencial, dada como um exemplo não restritivo, com referência aos desenhos esquemáticos anexos em que:

[0027] Figura 1 é uma ilustração esquemática de um navio flutuante suspendendo um tubular que utiliza uma pluralidade de conjuntos de conector de acordo com a invenção;

[0028] Figura 2 é uma vista de topo do conjunto de conector ilustrado na Figura 3;

[0029] Figura 3 é uma vista em perspectiva de uma modalidade do conjunto de conector de acordo com a invenção, que ilustra o conjunto de conector em um estado conectado e travado (os comprimentos totais dos tubos e linhas das juntas de coluna ascendente não estão mostrados);

[0030] Figura 4 é uma vista em perspectiva do conjunto de conector ilustrado na Figura 3, que ilustra o conjunto de conector em um estado conectado e destravado;

[0031] Figura 5 é uma vista em perspectiva do conjunto de conector ilustrado na Figura 3, que ilustra o conjunto de conector em um estado desconectado;

[0032] Figura 6 é uma vista em perspectiva de uma modalidade do anel de travamento de acordo com a invenção;

[0033] Figura 7 é uma vista em seção ao longo da linha de seção A-A na Figura 2; que ilustra o conjunto de conector em um estado conectado e travado (que corresponde à Figura 3);

[0034] Figura 8 é uma vista em seção ao longo da linha de seção A-A na Figura 2; que ilustra o conjunto de conector em um estado conectado e destravado (que corresponde à Figura 4);

[0035] Figura 9 é uma vista em seção ao longo da linha de seção A-A na Figura 2; que ilustra o conjunto de conector em um estado desconectado (que corresponde à Figura 5);

[0036] Figura 10 é uma vista lateral do conjunto de conector de acordo com a invenção em estado desconectado (similar às ilustrações da Figura 5 e Figura 9), mas onde o anel de travamento e uma linha auxiliar foram removidos para propósitos de ilustração;

[0037] Figura 11a é uma ilustração esquemática dos conectores macho e fêmea em um estado de conexão e mostra as abas do anel de travamento em um estado travado;

[0038] Figura 11b é um desenho em seção ao longo da linha de seção D-D na Figura 11a;

[0039] Figura 11c é um desenho em seção ao longo da linha de seção E-E na Figura 11a;

[0040] Figura 12a é uma ilustração similar àquela da Figura 11a, mas o anel de travamento foi girado para uma posição onde as abas do anel de travamento estão em um estado destravado (por meio de que os conectores macho e fêmea podem ser desconectados) mas o anel de travamento permanece conectado no conector macho (superior);

[0041] Figura 12b é um desenho em seção ao longo da linha de seção F-F na Figura 12a;

[0042] Figura 12c é um desenho em seção ao longo da linha de seção G-G na Figura 12a;

[0043] Figura 13a é uma ilustração similar àquela da Figura 12a, mas o elemento de conector fêmea (inferior) foi removido, e o anel de travamento foi girado para uma posição onde as abas do anel de travamento não estão acoplando as abas do conector macho, de modo que o anel de travamento pode ser removido do conector macho;

[0044] Figura 13b é um desenho em seção ao longo da linha de seção H-H na Figura 13a;

[0045] Figura 13c é um desenho em seção ao longo da linha de seção J-J na Figura 13a;

[0046] Figura 14 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de uma aranha de coluna ascendente de acordo com a invenção em um estado aberto, em combinação com uma modalidade do conjunto de conector de acordo com a invenção em um estado desconectado;

[0047] Figura 15 é uma vista em perspectiva da aranha de coluna ascendente ilustrado na Figura 14 em um estado fechado, em combinação com uma modalidade do conjunto de conector de acordo com a invenção em um estado desconectado; e

[0048] Figura 16 é uma vista frontal (na direção da seta B) da aranha de coluna ascendente e conjunto de conector ilustrado na Figura 15.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA MODALIDADE PREFERIDA

[0049] A seguinte descrição pode usar termos tais como "horizontal", "vertical", "lateral", "para trás e para frente", "para cima e para baixo", "superior", "inferior", "interno", "externo", "frente", "traseira", "acima", "abaixo", etc. Estes termos geralmente se referem às vistas e orientações como mostradas nos desenhos e que estão associadas com uma utilização normal da invenção. Os termos são utilizados para a conveniência do leitor somente e não devem ser limitantes. Na descrição seguinte, o termo "axial" deverá ser compreendido como referindo à direção longitudinal do conjunto de conector de coluna ascendente, como indicado pela linha de centro axial CL na Figura 3. O termo "radial" deverá ser compreendido como referindo à extensão radial dos componentes que estão sendo descritos, isto é, qualquer plano perpendicular à linha de centro CL.

[0050] A Figura 1 ilustra um navio de perfuração flutuante 4 suspendendo um coluna ascendente de perfuração 2 por um guindaste 1. A coluna ascendente 2 estende do navio 4, através de um corpo de água V, e conecta a uma cabeça de poço 3, que normalmente compreende um controlador preventivo de erupção (BOP; não mostrado). A coluna ascendente assim forma um conduto entre o navio 4 e um poço W, o qual por sua vez conecta com um reservatório R. A coluna ascendente 2 está composta por um número de sucessivas seções 5 (frequentemente como "juntas de coluna ascendente") cujas extremidades adjacentes são conectadas à bordo do navio conforme a coluna ascendente está sendo abaixada na direção da cabeça de poço. Cada junta de coluna ascendente 5 compreende um tubo principal 7 e linhas auxiliares externas 8, 9. As juntas de coluna ascendente estão conectadas em uma relação de extremidade com extremidade por conjuntos de conector 6. O tubo principal 7 está configurado para transportar fluidos de perfuração e fluidos de poço, enquanto que as linhas auxiliares 8, 9 na modalidade ilustrada são assim denominadas "linhas de interrupção e estrangulamento", respectivamente. Outras linhas auxiliares (não mostradas na Figura 1), tal como as linhas hidráulicas ou linhas de intensificação, são também normalmente conectadas na junta de coluna ascendente. As linhas de Interrupção e estrangulamento geralmente diferem das outras linhas auxiliares porque estas precisam suportar altas pressões internas e são consequentemente projetadas com paredes relativamente espessas. As espessuras de parede de, por exemplo, a linha de intensificação e a linha hidráulica, por outro lado, não precisam ser especificamente grandes, já que estas linhas estão projetadas para serem operadas sob pressões comparativamente mais baixas.

[0051] Cada junta de coluna ascendente pode convenientemente ser provida com um ou mais módulos de flutuação (não mostrados).

[0052] Referindo agora à Figura 5, a qual ilustra um conjunto de conector em um estado desconectado, o conjunto de conector 6 compreende uma porção de conjunto superior 6a, uma porção de conjunto inferior 6b, e um anel de travamento 11. A porção de conjunto superior 6a forma a extremidade inferior de uma junta de coluna ascendente 5a e a porção de conjunto inferior 6b forma a extremidade superior de uma junta de coluna ascendente 5b (disposta como ilustrado na Figura 1). Deve ser compreendido que os comprimentos totais dos tubos e linhas das juntas de coluna ascendente não estão mostrados na Figura 5, mas somente as porções que estão sendo presas no conjunto de conector. O anel de travamento 11 está preso rotativo e removível na porção de conjunto superior 6a em um modo o qual será abaixo descrito.

[0053] A porção de conjunto superior 6a compreende um flange superior 10a ao qual está conectado um tubo principal superior 7a, uma linha de interrupção superior 8a e uma linha de estrangulamento superior 9a. Uma linha de intensificação superior 12a está também conectada no flange superior, através de um suporte suspenso externo 13a. O flange superior 10a também compreende furos vazados 14a que podem ser utilizados para outras linhas auxiliares (por exemplo, linhas hidráulicas; não mostradas). A linha de interrupção superior 8a e a linha de estrangulamento superior 9a estendem através do flange superior para respectivos elementos de conexão machos 15 a, 16a, e a linha de intensificação superior 12a também termina em um elemento de conexão macho 17a.

[0054] A porção de conjunto de conector inferior 6b compreende um flange inferior 10b (que tem uma forma similar àquela do flange superior 10a) ao qual está conectado um tubo principal inferior 7b e linhas de interrupção e estrangulamento inferiores (não mostradas na Figura 5). Uma linha de intensificação inferior 12b está também conectada no flange inferior, através de um suporte suspenso externo 13b. O flange inferior 10b também compreende furos vazados 14b que podem ser utilizados para outras linhas auxiliares (não mostradas). As linhas de interrupção e estrangulamento inferiores (não mostradas na Figura 5) estendem através do flange inferior para respectivos elementos de conexão fêmeas 15b, 16b, e a linha de intensificação inferior 12b também termina em um elemento de conexão fêmea 17b. Os flanges superior e inferior 10a,b podem ser soldados nos, ou ser formados integralmente com, seus respectivos tubos principais 7a,b.

[0055] A linha de interrupção, a linha de estrangulamento e a linha de intensificação estão conectadas através dos respectivos elementos de conexão macho e fêmeas em um modo o qual é conhecido na técnica (por exemplo, acoplamentos de pino / caixa), e portanto não serão aqui descritos em mais detalhes.

[0056] O tubo principal inferior 7b estende através do flange inferior 10b para um conector fêmea anular 18b, que tem uma pluralidade de abas externas 19 dispostas em intervalos regulares ao redor da periferia de conector assim como em uma direção axial. A modalidade ilustrada mostra três linhas circunferenciais de abas de conector fêmea 19, as abas dentro de cada linha circunferencial sendo dispostas em intervalos regulares ao redor da periferia de conector.

[0057] A Figura 10 mostra o conjunto de conector em um estado desconectado (similar àquele da Figura 5), mas o anel de travamento e a linha de intensificação foram removidas nesta figura, por meio disto expondo um conector macho anular 18a o qual está preso no flange superior 10a e formando a porção de extremidade do tubo principal superior 7a. O conector macho 18a compreende na sua extremidade inferior uma porção de diâmetro reduzido 22, projetado e configurado para ser acomodado dentro do conector fêmea 18b, e um ressalto 23a que está configurado para apoiar contra uma borda correspondente 23b sobre o conector fêmea 18b. O conector macho 18a compreende uma pluralidade de abas externas 20 dispostas em intervalos regulares ao redor da periferia do conector macho assim como em uma direção axial. A modalidade ilustrada mostra duas linhas circunferenciais de abas de conector macho 20, as abas dentro de cada linha circunferencial dispostas em intervalos regulares ao redor da periferia de conector. O conector macho 18a também compreende uma pluralidade de abas superiores externas 21 dispostas em intervalos regulares ao redor da periferia de conector macho. Os flanges superior e inferior 10a,b podem ser soldados nos, ou ser formados integralmente com, seus respectivos conectores macho e fêmea 18a,b.

[0058] Referindo agora à Figura 6, o anel de travamento 11 compreende uma porção superior 11a e uma porção inferior 11b, cada porção sendo internamente configurada e dimensionada para receber os conectores macho e fêmea 18a,b, respectivamente. Está prontamente aparente da Figura 6 que o diâmetro externo da porção superior 11a é menor do que o diâmetro externo da porção inferior 11b, e que as superfícies externas das porções superior e inferior estão unidas por uma porção de superfície porção chanfrada 11c.

[0059] Uma linha de abas superiores internas 26 está disposta em intervalos regulares ao redor da periferia interna da porção superior 11a. Uma pluralidade de abas intermediárias internas 25 está disposta em intervalos regulares ao redor da periferia interna de porção superior 11a, assim como em uma direção axial, abaixo das abas superiores 26. A modalidade ilustrada mostra duas linhas circunferenciais de abas intermediárias 25, as abas dentro de cada linha dispostas em intervalos regulares ao redor da periferia interna de anel de travamento. Uma pluralidade de abas inferiores internas 24 está disposta em intervalos regulares ao redor da periferia interna da porção inferior 11b, assim como em uma direção axial. A modalidade ilustrada mostra três linhas circunferenciais de abas inferiores 24, a abas dentro de cada linha dispostas em intervalos regulares ao redor da periferia interna de anel de travamento.

[0060] A superfície externa da porção inferior de anel de travamento 11b também compreende ranhuras 27 as quais cada uma está disposta e configurada para pelo menos parcialmente acomodar uma respectiva porção aumenta 15c, 16c, 17c do elemento de conexão fêmea 15b, 16b, 17b quando o anel de travamento 11 está em uma posição destravada (ver, por exemplo, Figura 5). As ranhuras 27 assim proveem uma guia durante o casamento dos conjuntos de conector superior e inferior 6a,b. As ranhuras também servem para reduzir a distância entre o tubo principal e as linhas auxiliares em cada junta de coluna ascendente, por meio disto reduzindo os momentos de dobramento causados por cargas transferidas através das linhas auxiliares e para dentro do respectivo flange.

[0061] Referindo novamente à Figura 5, esta figura ilustra um estado desconectado do conjunto de conector. No entanto, a figura ilustra um estado onde os conjuntos de conector superior e inferior 6a,b estão bastante próximos (por exemplo, imediatamente antes do casamento ou após a separação), de modo que as ranhuras 27 de fato estão guiando as porções ampliadas 15 c, 16c, 17c dos elementos de conexão fêmeas 15b, 16b, 17b.

[0062] A Figura 4 ilustra o conjunto de conector em condição totalmente casada (conectada), mas o anel de travamento 11 está no estado destravado.

[0063] A Figura 3 ilustra o conjunto de conector em um estado conectado e travado, onde, comparado com a ilustração da Figura 4, o anel de travamento 11 foi girado no sentido anti-horário de modo que as ranhuras 27 não estão alinhadas com os elementos de conexão fêmeas. De fato, nesta posição do anel de travamento, as porções ampliadas 15c, 16c, 17c são impedidas de mover na direção axial pela porção superfície chanfrada 11c.

[0064] As Figuras 7, 8 e 9 são vistas em seção ao longo da linha de seção A-A na Figura 2 e correspondem aos estados ilustrados pelas Figuras 3, 4 e 5, respectivamente. Estas figuras, e especificamente a Figura 9, ilustram como anéis de vedação 29 estão dispostos dentro de ranhuras de vedação 28 sobre a parede interna do conector fêmea 18b. Os anéis de vedação portanto não estão expostos às abas de anel de travamento durante o casamento, e o risco de danificar as vedações durante o casamento é reduzido.

[0065] Nas Figuras 11a-c os conectores macho e fêmea 18a,b estão mostrados no estado conectado e travado pelas abas de anel de travamento 24, 25, 26 (o corpo de anel de travamento não está mostrado nas Figuras diagramáticas 11a, 12a, 13a, somente suas abas. Nas Figuras diagramáticas 11b,c, 12b,c, 13b,c, somente as abas estão mostradas; não os corpos aos quais estas estão conectadas). Nas Figuras 11a-c mostram como as abas superiores de anel de travamento 26 topam contra respectivas abas superiores de conector macho 21, as abas intermediárias de anel de travamento 25 topam contra as respectivas abas inferiores de conector macho 20, e as abas inferiores de anel de travamento 24 topam contra respectivas abas de conector fêmea 19.

[0066] Nas Figuras 12a-c, as quais representam o estado conectado e destravado, o anel de travamento foi girado em um ângulo α (um comprimento de arco di com relação à marca de referência K sobre o conector macho 18a) para uma posição onde as abas inferiores de anel de travamento 24 não topam contra as abas de conector fêmea 19 mas estão dispostos em respectivos espaços entre as abas de conector fêmea adjacentes 19 (ver Figura 12c). Portanto, neste estado o anel de travamento não suporta o conector fêmea 18b, o qual pode assim ser retirado do conector macho e do anel de travamento. As abas superiores de anel de travamento 26 estão ainda suportadas por respectivas porções de macho abas superiores de conector 21, e as abas intermediárias de anel de travamento 25 estão ainda suportadas por respectivas porções de abas inferiores de conector macho 20 (ver Figuras 12a,b), por meio de que o anel de travamento está ainda preso no conector macho.

[0067] Nas Figuras 13a-c, o conector fêmea foi removido (já que este não está suportado pelo anel de travamento, conforme Figura 12c) e o anel de travamento foi adicionalmente girado, um ângulo β (uma distância angular d2 com relação à marca de referência K), para uma posição onde as abas superiores de anel de travamento 26 não são suportadas por respectivas abas superiores de conector macho 21 mas estão dispostas em respectivos espaços entre as abas superiores de conector macho adjacentes 21, e as abas intermediárias de anel de travamento 25 não estão suportadas por respectivas abas inferiores de conector macho 20 mas estão dispostas em respectivos espaços entre as abas inferiores de conector macho adjacentes 20 (ver Figura 13b).

[0068] A Figura 13b (e as Figuras 11b, 12b) ilustra como as abas superiores de anel de travamento 26 estão dispostas sobre uma porção do anel de travamento que tem um maior diâmetro do que a porção do conector macho onde as abas inferiores de conector macho 20 estão dispostas. Também, as abas intermediárias de anel de travamento 25 estão dispostas sobre uma porção do anel de travamento que tem um menor diâmetro do que a porção do conector macho onde as abas superiores 21 estão dispostas. Portanto, O anel de travamento pode ser removido do conector macho sem ser impedido por nenhuma das abas no conector macho. Está aparente das Figuras 12a-c e 13a-c que o comprimento de arco d2 é duas vezes a distância di e que β = 2α. Em uma modalidade, β = 45° e α = 22,5°.

[0069] Como está evidente da, por exemplo, Figura 12c, as abas inferiores de anel de travamento 24 têm arcos a3, que são ligeiramente menores do que o comprimento de arco a2 entre abas de conector fêmeas adjacentes 19 que estão na mesma linha de abas, de modo que o conector fêmea pode ser removido do anel de travamento quando o anel de travamento na posição mostrada nas Figuras 12a-c.

[0070] Como está evidente da, por exemplo, Figura 13b, as abas superiores e intermediárias de anel de travamento 26, 25 têm comprimentos de arco a5, a4 que são ligeiramente menores do que o comprimento de arco a1 entre as abas de conector macho adjacentes 20, 21 (ver Figura 12b) que estão na mesma linha de abas, de modo que o anel de travamento possa ser removido do conector macho quando o anel de travamento está na posição mostrada nas Figuras 13a,b.

[0071] Referindo à Figura 7, a pessoa versada na técnica compreenderá que as tensões axiais dentro do tubo principal 7a e as linhas de interrupção e estrangulamento 8a, 9a da junta de coluna ascendente superior são transferidas pelo conjunto de conector para o tubo principal 7a,b e as linhas de interrupção e estrangulamento 8b, 9b da junta de coluna ascendente inferior. As cargas de tensão são tomadas tanto nos tubos principais quanto nas linhas de interrupção e estrangulamento, utilizando princípios e técnicas bem conhecidos.

[0072] Como está claramente mostrado nas Figuras 2 a 5, os flanges superior e inferior 10a,b têm formas elípticas que otimiza o peso e a rigidez do conjunto de conector. Somente as linhas que contribuem para a transferência de cargas de tensão (tubo principal, linhas de interrupção e estrangulamento) estão estruturalmente incluídas nos flanges de conector. Outras, linhas de parede fina tal como as linhas de intensificação estão simplesmente presas nos flanges através de suportes suspensos.

[0073] As Figuras 14, 15 e 16 ilustram o conjunto de conector inventado em utilização durante o casamento de duas juntas de coluna ascendente sucessivas (não mostradas). Uma aranha 30, a qual por si conhecida na técnica, compreende placas de suporte móveis 31a,b que podem ser deslizadas para trás e para frente para seletivamente suportar (Figuras 15, 16) e liberar (Figura 14) os conjuntos de conector 6a,b (e assim as juntas de coluna ascendente às quais estes estão conectados).

[0074] Na Figura 15, o conjunto de conector inferior 6b está sendo suportado pelas placas de aranha 31a,b (estando na posição fechada) e assim suportam as juntas de coluna ascendente (não mostradas) sobre estas. Uma junta de coluna ascendente superior (não mostrada) que tem o conjunto de conector superior 6a na sua extremidade inferior está para ser casada com o conjunto de conector inferior 6b. As estruturas de guia 32 asseguram que os conjuntos de conector 6a,b estejam alinhados antes do processo de casamento começar. Como mostrado também na Figura 14, uma região chanfrada 34 na porção superior de cada estrutura de guia interage com uma respectiva área de contato 35 sobre o flange, por meio disto assegurando um alinhamento preliminar antes do casamento, enquanto a porção de guia linear 33 assegura o alinhamento quando os conjuntos de conector estão sendo casados. Assim, em virtude da forma não circular dos flanges 10a,b e às disposições das áreas de contato 35 de modo que estas inicialmente topam contra a região chanfrada 34 e então contra a porção de guia linear 33, o alinhamento da duas porções de conjunto de conector 6a,b é assegurado durante a operação de casamento e conexão.

Claims (9)

1. Conjunto de conector de coluna ascendente (6) para conectar duas seções de coluna ascendente (5a, 5b) em uma relação de extremidade com extremidade, cada seção de coluna ascendente compreendendo pelo menos um respectivo elemento tubular principal (7a,b), o conjunto de conector compreendendo: - uma primeira porção de conjunto de conector (6a) presa em uma extremidade da primeira seção de coluna ascendente (5a) e que tem uma pluralidade de primeiros membros de travamento (20, 21, 20', 21'); - uma segunda porção de conjunto de conector (6b) presa em uma extremidade da segunda seção de coluna ascendente (5b) e que tem uma pluralidade de segundos membros de travamento (19, 19'), e - um anel de travamento (11, 11') conectado rotativo na primeira porção de conjunto de conector e que compreende terceiros membros de travamento (25, 26; 25', 26') e quartos membros de travamento (24, 24') e em que - os primeiros membros de travamento (20, 21, 20', 21') e os terceiros membros de travamento (25, 26; 25', 26') estão configurados e dispostos para seletivamente e liberavelmente intertravar por rotação relativa entre a primeira porção de conjunto de conector e o anel de travamento; - os segundos membros de travamento (19, 19') e os quartos membros de travamento (24, 24') estão configurados e dispostos para seletivamente e liberavelmente intertravar por rotação relativa entre a segunda porção de conjunto de conector e o anel de travamento; caracterizado pelo fato de que a primeira porção de conjunto de conector possui um primeiro flange (10a) compreendendo um conector macho (18a) e a segunda porção de conjunto de conector possui um segundo flange (10b) compreendendo um conector fêmea (18b), os referidos conectores macho e fêmea (18a, 18b) sendo fluidamente conectados a um respectivo elemento tubular principal (7a, 7b), e cada referida porção de montagem de conexão compreende pelo menos um conector auxiliar (15a,15b,16a,16b), cada conector auxiliar sendo fluidamente conectado a um respectivo elemento tubular auxiliar (8a,b, 9a,b) que é conectado ao flange (10a, 10b), em que o anel de travamento (11, 11’) é disposto entre os conectores macho e fêmea (18a, 18b) e o pelo menos um conector auxiliar (15a,15b,16a,16b).

2. Conjunto de conector de coluna ascendente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os primeiros membros de travamento (20, 21, 20', 21') compreendem abas dispostas sobre uma superfície periférica externa de um conector macho (18a, 18a') e os segundos membros de travamento (19, 19') compreendem abas dispostas sobre uma superfície periférica externa de um conector fêmea (18b, 18b'), e os terceiros e quartos membros de travamento (25, 26, 24, 25', 26', 24') compreendem abas dispostas sobre a superfície interna do dispositivo de travamento (11, 11').

3. Conjunto de conector de coluna ascendente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que o anel de travamento (11, 11’) é rotativo entre - uma primeira posição onde todos os ditos membros de travamento estão intertravados, - uma segunda posição onde os primeiros membros de travamento (20, 21, 20', 21') e os terceiros membros de travamento (25, 26, 25', 26') estão intertravados, mas os segundos membros de travamento (19, 19’) e os quartos membros de travamento (24, 24’) não estão intertravados, e - uma terceira posição onde nenhum dos ditos membros de travamento está intertravado e o dispositivo anel de travamento é móvel na direção axial das seções de coluna ascendente e, com isso, removíveis da primeira porção de conjunto de conector..

4. Conjunto de conector de coluna ascendente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das porções de conjunto (6a, 6b) compreende um meio de alinhamento (27, 15a-c, 35) que são operáveis entre um estado de guia e um estado de não guia.

5. Conjunto de conector de coluna ascendente de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos um primeiro meio de alinhamento (27) está disposto sobre o dispositivo de travamento rotativo (11) e configurado para cooperar com pelo menos um segundo meio de alinhamento (15a-c) sobre o primeiro ou segundo flange (10a, 10b).

6. Conjunto de conector de coluna ascendente de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o segundo meio de alinhamento (15a-c) está fixamente conectado ao seu respectivo flange.

7. Conjunto de conector de coluna ascendente de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que o meio de alinhamento compreende uma ou mais áreas de contato (35) que estão configuradas para um contato deslizante com uma estrutura de guia externa (32).

8. Conjunto de conector de coluna ascendente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro flange (10a) e o segundo flange (10b) possuem um contorno não circular.

9. Conjunto de conector de coluna ascendente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o primeiro flange (10a) e o segundo flange (10b) possuem um contorno substancialmente oval.

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