BRPI0600418B1

BRPI0600418B1 - CONNECTION ASSEMBLY, STEM HOLDING SYSTEM, AND METHOD

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Publication number: BRPI0600418B1
Authority: BR
Publication date: 2018-10-02

Description

(54) Título: CONJUNTO DE CONEXÃO, SISTEMA DE RETENÇÃO DE HASTE, E, MÉTODO (73) Titular: NATIONAL-OILWELL, L.P.. Endereço: 10000 Richmond Avenue, Suite 400, Houston, Texas 77042-4200, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US) (72) Inventor: ANDREW DALE RILEY; RANDALL FERRAIN WEAVER(54) Title: CONNECTION SET, STEM RETENTION SYSTEM, E, METHOD (73) Holder: NATIONAL-OILWELL, LP Address: 10000 Richmond Avenue, Suite 400, Houston, Texas 77042-4200, UNITED STATES OF AMERICA ( US) (72) Inventor: ANDREW DALE RILEY; RANDALL FERRAIN WEAVER

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 02/10/2018, observadas as condições legaisValidity Term: 10 (ten) years from 10/02/2018, subject to legal conditions

Expedida em: 02/10/2018Issued on: 10/02/2018

Assinado digitalmente por:Digitally signed by:

Liane Elizabeth Caldeira LageLiane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados “CONJUNTO DE CONEXÃO, SISTEMA DE RETENÇÃO DE HASTE, E,Director of Patents, Computer Programs and Topographies of Integrated Circuits “CONNECTION SET, STEM RETENTION SYSTEM, AND,

MÉTODO”METHOD"

REFERÊNCIA A PEDIDOS RELACIONADOSREFERENCE TO RELATED REQUESTS

O presente pedido reivindica prioridade para o Pedido 5 Provisório U.S. No. 60/653.605, depositado em 14 de fevereiro de 2005 e intitulado “Hydraulic Self-Aligning Piston Rod Retention System”, que é por este meio incorporado aqui por referência para todas as finalidades.This order claims priority for US Provisional Order 5 No. 60 / 653,605, filed on February 14, 2005 and entitled “Hydraulic Self-Aligning Piston Rod Retention System”, which is hereby incorporated by reference for all purposes .

DECLARAÇÃO REFERENTE A PESQUISA OUDECLARATION REGARDING RESEARCH OR

DESENVOLVIMENTO FEDERALMENTE PATROCINADO 10 Não aplicável.FEDERALLY SPONSORED DEVELOPMENT 10 Not applicable.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

As formas de realização da presente invenção referem-se a equipamento altemante, particularmente bombas de lama de alta pressão, usadas na indústria de produção de óleo. Mais particularmente, as formas de reabzação da presente invenção referem-se a um novo método e aparelho para acoplar componentes usados em equipamento altemante, tal como bombas de lama.Embodiments of the present invention relate to alternating equipment, particularly high pressure mud pumps, used in the oil production industry. More particularly, the forms of rehabilitation of the present invention refer to a new method and apparatus for coupling components used in alternating equipment, such as mud pumps.

As bombas de lama de alta pressão, comumente encontradas na indústria de produção de óleo, são geralmente grandes bombas altemantes.High pressure mud pumps, commonly found in the oil production industry, are generally large alternating pumps.

Os componentes de uma bomba de lama podem ser divididos em uma extremidade de força e uma extremidade de fluido. Os componentes da extremidade de força compreendem uma plurabdade de hastes conectoras altemantes e cmzetas conectadas a um eixo de manivela rotativo. Os componentes da extremidade de fluido compreendem uma plurabdade de conjuntos de pistão e cibndro, juntamente com as válvulas necessárias para controlar o fluxo de fluido para dentro e para fora dos cibndros. Em muitas bombas, uma haste extensora estende-se de cada cmzeta e é acoplada a um pistão, via uma haste de pistão. A extremidade de energia serve para converter movimento rotacional do eixo de manivela em um movimento bnearThe components of a mud pump can be divided into a force end and a fluid end. The components of the power end comprise a plurability of alternating connecting rods and couplings connected to a rotating crankshaft. The fluid end components comprise a plurality of piston and cyber assemblies, together with the valves necessary to control the flow of fluid in and out of the cymbers. In many pumps, an extension rod extends from each cylinder and is coupled to a piston, via a piston rod. The energy end serves to convert rotational movement of the crankshaft into a bnear movement

Petição 870180026676, de 03/04/2018, pág. 5/24 altemante dos pistões dentro dos cilindros. O movimento altemante dos pistões gera fluido pressurizado.Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 5/24 alternating pistons inside cylinders. The alternating movement of the pistons generates pressurized fluid.

O fluido de perfuração pressurizado pela bomba de lama com frequência contém um alto volume de material sóbdo e pode ser altamente abrasivo. Quando operando com alta pressão, as bombas de lama de fluido abrasivo tendem a ter taxas de desgaste muito elevadas, especialmente nos componentes extremos de fluido, tais como os pistões. Em razão de as bombas de lama de alta pressão experimentam elevadas taxas de desgaste dos pistões e outros componentes, é com frequência necessário substituir os componentes em uma base regular. Quando se substitui estes componentes, a bomba de lama deve necessariamente ser desativada, o que com frequência resulta em interrupção do processo de perfuração. Portanto, a fim de reduzir a paralisação, é benéfico ser-se capaz de remover e substituir os componentes gastos rápida e eficientemente.The drilling fluid pressurized by the mud pump often contains a high volume of sober material and can be highly abrasive. When operating at high pressure, abrasive fluid mud pumps tend to have very high wear rates, especially on extreme fluid components, such as pistons. Because high pressure mud pumps experience high wear rates on pistons and other components, it is often necessary to replace components on a regular basis. When replacing these components, the mud pump must necessarily be deactivated, which often results in interruption of the drilling process. Therefore, in order to reduce downtime, it is beneficial to be able to remove and replace worn components quickly and efficiently.

Em muitos projetos de bomba de lama, as hastes de pistão que conectam os pistões são conectadas a hastes extensoras via aparelho de retenção, tal como grampos ou elos de haste de pistão. Estes grampos de haste de pistão podem simphficar a remoção e substituição de um pistão. Em razão de as condições de campo serem com frequência menores do que as ideais e os componentes desgastarem-se durante operação, há com frequência algum grau de desalinhamento entre os componentes altemantes. Este desahnhamento pode resultar em complicações e retardos na instalação de um grampo de haste de pistão convencional e na realização da conexão entre uma haste extensora e uma haste de pistão. Portanto, existe uma necessidade de um aparelho de retenção, que permita uma eficiente substituição dos pistões gastos e outros componentes de alto desgaste, enquanto ajustando o desahnhamento entre os componentes de bomba de lama, tais como a haste extensora e a haste de pistão.In many mud pump designs, the piston rods that connect the pistons are connected to extension rods via a retainer, such as clamps or piston rod links. These piston rod clamps can simulate the removal and replacement of a piston. Because the field conditions are often less than ideal and the components wear out during operation, there is often some degree of misalignment between the alternating components. This design can result in complications and delays in installing a conventional piston rod clamp and in making the connection between an extension rod and a piston rod. Therefore, there is a need for a retainer, which allows an efficient replacement of worn pistons and other high-wear components, while adjusting the design between mud pump components, such as the extension rod and piston rod.

Assim, as formas de reabzação da presente invenção sãoThus, the forms of rehabilitation of the present invention are

Petição 870180026676, de 03/04/2018, pág. 6/24 dirigidas a sistemas de retenção de haste de pistão, que procuram superar estase outras limitações da técnica anterior.Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 6/24 aimed at piston rod retention systems, which seek to overcome stasis other limitations of the prior art.

SUMÁRIO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDASSUMMARY OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

As formas de realização da presente invenção incluem 5 métodos e aparelho compreendendo um conjunto de conexão, compreendendo um alojamento e um membro de tração, disposto dentro do alojamento. O membro de tração compreende primeira e segunda partes de extremidade. Cada parte de extremidade encaixa de maneira vedante no alojamento para formar uma câmara hidráulica entre elas. Um primeiro conector é articuladamente acoplado à primeira parte de extremidade. A posição axial do primeiro conector, em relação ao alojamento, é controlada por pressão dentro da câmara hidráulica.Embodiments of the present invention include 5 methods and apparatus comprising a connection assembly, comprising a housing and a pulling member, disposed within the housing. The traction member comprises first and second end parts. Each end part fits tightly into the housing to form a hydraulic chamber between them. A first connector is hingedly coupled to the first end part. The axial position of the first connector, in relation to the housing, is controlled by pressure inside the hydraulic chamber.

Em certas formas de realização, um sistema de retenção de haste compreende um conjunto de conexão, tendo um membro de tração disposto dentro de um alojamento. O membro de tração tem primeira e segunda partes de extremidade, que de maneira vedante encaixam no alojamento, para formar uma câmara hidráulica entre elas. Um primeiro conector é acoplado à primeira parte de extremidade e disponível dentro de um primeiro receptáculo disposto dentro de uma primeira haste. Um segundo conector é acoplado à segunda parte de extremidade e disponível dentro de um segundo receptáculo disposto dentro de uma segunda haste. O primeiro e o segundo conectores são acoplados ao membro de tração, a fim de articular ou oscilar com respeito ao membro de tração, a fim de compensar o desalinhamento do conjunto de conexão e da primeira e da segunda hastes. A distância axial entre o primeiro conector e o segundo conector é controlada por pressão dentro da câmara hidráulica.In certain embodiments, a rod retaining system comprises a connection assembly, having a traction member disposed within a housing. The traction member has first and second end parts, which seal together in the housing, to form a hydraulic chamber between them. A first connector is coupled to the first end part and available within a first receptacle disposed within a first stem. A second connector is coupled to the second end part and available within a second receptacle disposed within a second stem. The first and second connectors are coupled to the traction member, in order to articulate or oscillate with respect to the traction member, in order to compensate for the misalignment of the connection set and the first and second rods. The axial distance between the first connector and the second connector is controlled by pressure inside the hydraulic chamber.

Assim, as formas de realização da presente invenção compreendem uma combinação de aspectos e vantagens, que possibilitam substancial intensificação dos sistemas de retenção de haste. Estas e váriasThus, the embodiments of the present invention comprise a combination of aspects and advantages, which enable substantial enhancement of stem retention systems. These and several

Petição 870180026676, de 03/04/2018, pág. 7/24 outras características e vantagens da presente invenção serão prontamente evidentes para aqueles hábeis na técnica quando da leitura da seguinte descrição detalhada das formas de reabzação preferidas da invenção e por referência aos desenhos anexos.Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 7/24 other features and advantages of the present invention will be readily apparent to those skilled in the art upon reading the following detailed description of the preferred forms of rehabilitation of the invention and by reference to the accompanying drawings.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para um entendimento mais detalhado da presente invenção, é feita referência às Figuras anexas, em que:For a more detailed understanding of the present invention, reference is made to the attached Figures, in which:

A Figura 1 é uma vista em seção parcial de uma bomba de lama compreendendo um sistema de retenção de haste construído de acordo com formas de realização da invenção;Figure 1 is a partial section view of a mud pump comprising a rod retention system constructed in accordance with embodiments of the invention;

A Figura 2 é uma vista isométrica de um sistema de retenção de haste, construído de acordo com as formas de reabzação da invenção;Figure 2 is an isometric view of a rod retention system, built according to the rehabilitation methods of the invention;

A Figura 3 é uma vista em seção parcial do sistema de retenção de haste da Figura 2;Figure 3 is a partial section view of the rod retention system of Figure 2;

A Figura 4 é uma vista isométrica de um conjunto de conexão construído de acordo com formas de realização da invenção;Figure 4 is an isometric view of a connection assembly constructed in accordance with embodiments of the invention;

A Figura 5 é uma vista em seção parcial do conjunto de conexão da Figura 4;Figure 5 is a partial section view of the connection set of Figure 4;

A Figura 6 é uma vista em seção parcial de um membro de tração construído de acordo com as formas de reabzação da invenção;Figure 6 is a partial section view of a traction member constructed in accordance with the rehabilitation methods of the invention;

A Figura 7 é uma vista isométrica de um conector oscilante, construído de acordo com as formas de realização da invenção;Figure 7 is an isometric view of an oscillating connector, constructed in accordance with the embodiments of the invention;

A Figura 8 é uma vista em seção parcial, mostrando um conjunto de conexão em uma posição de instalação; eFigure 8 is a partial section view, showing a connection set in an installation position; and

A Figura 9 é uma vista em seção parcial mostrando um conjunto de conexão em uma posição operacional.Figure 9 is a partial section view showing a connection set in an operational position.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDASDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Na descrição que segue, partes similares são marcadas por toda a especificação e desenhos com os mesmos numerais de referência,In the description that follows, similar parts are marked throughout the specification and drawings with the same reference numerals,

Petição 870180026676, de 03/04/2018, pág. 8/24 respectivamente. As figuras de desenho não são necessariamente em escala.Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 8/24 respectively. The drawing figures are not necessarily to scale.

Certos aspectos da invenção podem ser mostrados exagerados em escala ou em forma um tanto esquemática e alguns detalhes dos elementos convencionais podem não ser mostrados, no interesse da clareza e concisão.Certain aspects of the invention may be shown exaggerated in scale or in somewhat schematic form and some details of conventional elements may not be shown, in the interest of clarity and conciseness.

Com referência agora à Figura 1, a bomba de lama 10 compreende a extremidade de fluido 20 e a extremidade de potência 30. A extremidade de fluido 20 compreende o pistão 22, revestimento de cibndro 24, módulo 26, válvula de admissão 27 e válvula de saída 28. A extremidade de potência 30 compreende o eixo de manivelas 32, haste conectora 34 e cruzeta 36. A extremidade de fluido 20 é acoplada a uma extremidade de potência 30 pelo sistema de retenção 40. O sistema de retenção 40 compreende a haste extensora 42, haste de pistão 44 e conjunto de conexão 46. A haste extensora 42 conecta a cruzeta 36 e é acoplada, via conjunto de conexão 46, à haste de pistão 44, que se conecta ao pistão 22. O pistão 22 é removido da bomba 10 desconectando-se o conjunto de conexão 46, a fim de desacoplar a haste de pistão 44 da haste extensora 42.Referring now to Figure 1, the mud pump 10 comprises the fluid end 20 and the power end 30. The fluid end 20 comprises piston 22, cymbal liner 24, module 26, inlet valve 27 and inlet valve outlet 28. The power end 30 comprises the crankshaft 32, connecting rod 34 and crosshead 36. The fluid end 20 is coupled to a power end 30 by the retention system 40. The retention system 40 comprises the extension rod 42, piston rod 44 and connection set 46. The extension rod 42 connects crosshead 36 and is coupled, via connection set 46, to piston rod 44, which connects to piston 22. Piston 22 is removed from the pump 10 by disconnecting the connection set 46, in order to decouple the piston rod 44 from the extension rod 42.

O sistema de retenção 40 é mostrado mais detalhadamente nas Figuras 2 e 3. O sistema de retenção 40 compreende ainda os pinos 48 e 50. O conjunto de conexão 46 compreende os conectores extremos 52 e 56. O conjunto de conexão 46 compreende os conectores extremos 52 e 56, que interfaceiam com os receptáculos 54 e 58 na haste extensora 42 e haste de pistão 44, respectivamente. As interfaces entre os conectores 52 e 56 e seus respectivos receptáculos 54 e 58 são configurados de modo a compensar o desabnhamento entre as hastes 42, 44 e conjunto de conexão 46 durante a montagem do sistema de retenção 40. O pino 48 encaixa no conector 52 e receptáculo 54, a fim de acoplar a haste extensora 42 ao conjunto de conexão 46. O pino 50 encaixa no conector 56 e receptáculo 58, a fim de acoplar o conjunto de conexão 46 à haste de pistão 44. Cada pino permite que seu conector associado gire em tomo do eixo geométrico longitudinal do pino, aThe retention system 40 is shown in more detail in Figures 2 and 3. The retention system 40 also comprises pins 48 and 50. The connection set 46 comprises the end connectors 52 and 56. The connection set 46 comprises the end connectors 52 and 56, which interface with receptacles 54 and 58 on the extension rod 42 and piston rod 44, respectively. The interfaces between connectors 52 and 56 and their respective receptacles 54 and 58 are configured to compensate for the gap between the rods 42, 44 and connection set 46 during the assembly of the retention system 40. Pin 48 fits into connector 52 and receptacle 54, in order to couple extension rod 42 with connection set 46. Pin 50 fits into connector 56 and receptacle 58, in order to couple connection set 46 to piston rod 44. Each pin allows its connector associated rotate around the longitudinal geometric axis of the pin,

Petição 870180026676, de 03/04/2018, pág. 9/24 fim de compensar o desalinhamento em um plano que é paralelo ao eixo geométrico longitudinal. Portanto, os pinos 48 e 50 são dispostos perpendiculares entre si, a fim de permitir o desalinhamento em mais do que um plano.Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 9/24 in order to compensate for misalignment in a plane that is parallel to the longitudinal geometric axis. Therefore, pins 48 and 50 are arranged perpendicular to each other, in order to allow misalignment in more than one plane.

Uma forma de realização do conjunto de conexão 46 é mostrado nas figuras 4 e 5. O conjunto de conexão 46 compreende o alojamento 60, membro de tração 62, conectores oscilantes 64, soquetes esféricos 66 e encaixe hidráubco 68. O membro de tração 62 é disposto dentro do alojamento 60 com as vedações 70 de maneira vedante encaixadas com o alojamento, para formar a câmara hidráubca 72. O encaixe hidráubco 68 e disposto dentro da parede do alojamento 60 e provê comunicação fluida com a câmara hidráulica 72.An embodiment of the connection set 46 is shown in figures 4 and 5. The connection set 46 comprises housing 60, tension member 62, oscillating connectors 64, ball sockets 66 and hydraulic fitting 68. The tension member 62 is arranged inside the housing 60 with the seals 70 in a sealing way fitted with the housing, to form the water chamber 72. The water socket 68 is arranged inside the wall of the housing 60 and provides fluid communication with the hydraulic chamber 72.

Um conector oscilante 64 é disposto em cada extremidade do membro de tração 62. O membro complacente 74 é disposto entre o conector oscilante 64 e o membro de tração 62. O soquete esférico 66 é acoplado ao membro de tração 62 via conexão rosqueada 76. O soquete esférico 66 encaixa no conector oscilante 64 e permite que o conector oscilante articule ou oscile em relação ao membro de tração 62 e alojamento 60. Os anéis de retenção 78 encaixam no alojamento 60 e hmitam a translação axial do membro de tração 62.An oscillating connector 64 is arranged at each end of the traction member 62. The compliant member 74 is arranged between the oscillating connector 64 and the traction member 62. The spherical socket 66 is coupled to the traction member 62 via a threaded connection 76. The spherical socket 66 fits into the oscillating connector 64 and allows the oscillating connector to pivot or oscillate in relation to the pulling member 62 and housing 60. The retaining rings 78 fit into the housing 60 and allow the axial translation of the pulling member 62.

Com referência agora à Figura 6, o membro de tração 62 pode ser formado de um membro tubular unitário 88, tendo uma fenda hebcoidal 90. A fenda 90 penetra na parede do membro tubular 88, a fim de reduzir a resistência axial e permitir que o membro tubular se expanda, em resposta a uma carga axial, bem como forneça suficiente resibência para criar as desejadas cargas sobre os componentes conectados. As extremidades abertas 92 do membro tubular 88 podem ser seladas pelos tampões 94. Em outras formas de reabzação, a fenda 90 pode ser substituída por outras penetrações de parede. O membro de tração 62 pode também ser formado de material deReferring now to Figure 6, the traction member 62 can be formed from a unitary tubular member 88, having a hebcoidal slit 90. Slit 90 penetrates the wall of the tubular member 88 in order to reduce axial strength and allow the tubular member expands in response to an axial load, as well as providing sufficient resilience to create the desired loads on the connected components. The open ends 92 of the tubular member 88 can be sealed by plugs 94. In other forms of rehabilitation, the slit 90 can be replaced by other wall penetrations. The traction member 62 can also be formed of

Petição 870180026676, de 03/04/2018, pág. 10/24 barra sólida, que tenha uma suficiente resistência e flexibilidade para permitir expansão axial. Em certas formas de realização, o diâmetro do material de barra poderia ser reduzido nas regiões seladas, para obter-se as desejadas expansão e resiliência.Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 10/24 solid bar, which has sufficient strength and flexibility to allow axial expansion. In certain embodiments, the diameter of the bar material could be reduced in the sealed regions, to achieve the desired expansion and resilience.

Com referência agora à Figura 7, o conector oscilante 64 compreende o corpo 96, tendo base esférica 98, sulco 100, receptáculo de pino 102 e diâmetro piloto esférico 104. A base esférica 68 e o diâmetro piloto esférico 104 permite que o conector oscilante 64 mova-se em resposta ao desabnhamento entre os componentes de união. Em certas formas de reabzação, um conector oscilante poderia ser formado com superfícies cilíndricas ou outras superfícies curvas, para prevenir desabnhamento em planos ou direções particulares.Referring now to Figure 7, the oscillating connector 64 comprises body 96, having spherical base 98, groove 100, pin receptacle 102 and spherical pilot diameter 104. Spherical base 68 and spherical pilot diameter 104 allows the oscillating connector 64 move in response to the gap between the joining components. In certain forms of rehabilitation, an oscillating connector could be formed with cylindrical surfaces or other curved surfaces, to prevent deflection in particular planes or directions.

A fim de montar o conjunto de conexão 46, como mostrado na Fig. 5, os tampões de tubo 94 (ou outro meio de vedação adequado) são atarraxadas dentro de cada extremidade do membro de tração 62. Um conector oscilante 64 e membro resibente 74 são então colocados em cada extremidade do membro de tração 62. Um soquete esférico 66 é atarraxado sobre cada extremidade do membro de tração 62, para reter o conector oscilante 64. Como anteriormente descrito, os conectores oscilantes 64 e os soquetes esféricos 66 têm superfícies de união que são redondas, esféricas ou de outro modo formadas, com superfícies curvas de união que permitem que o conector oscilante articule ou oscile em relação ao membro de tração 62. Após as extremidades do membro de tração 62 terem sido seladas e os conectores oscilantes 54 instalados, estes componentes são instalados dentro do alojamento 60 juntamente com as vedações 70.In order to mount the connection set 46, as shown in Fig. 5, the tube plugs 94 (or other suitable sealing means) are screwed into each end of the pulling member 62. An oscillating connector 64 and a resilient member 74 they are then placed at each end of the draw member 62. A spherical socket 66 is screwed onto each end of the draw member 62 to retain the swivel connector 64. As previously described, the swivel connectors 64 and spherical sockets 66 have surfaces of joints that are round, spherical or otherwise formed, with curved joining surfaces that allow the oscillating connector to pivot or oscillate in relation to the traction member 62. After the ends of the traction member 62 have been sealed and the oscillating connectors 54 installed, these components are installed inside the housing 60 together with the seals 70.

Para instalar o membro de tração 62, um anel retentor 78 é instalado em um sulco em uma extremidade do alojamento 60. O membro de tração 62 é então desbzado para dentro do alojamento 60, pela extremidade oposta do anel de retenção instalado 78. Após o membro de tração 62 e seusTo install the pulling member 62, a retaining ring 78 is installed in a groove at one end of the housing 60. The pulling member 62 is then pulled out into the housing 60, by the opposite end of the installed retaining ring 78. After traction member 62 and its

Petição 870180026676, de 03/04/2018, pág. 11/24 componentes associados serem instalados dentro do alojamento 60, um segundo anel de retenção 78 é instalado na outra extremidade do alojamento, a fim de prender o membro de tração dentro do alojamento. A montagem é completada pela instalação de um encaixe hidráulico 68.Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 11/24 associated components are installed within the housing 60, a second retaining ring 78 is installed at the other end of the housing in order to secure the traction member within the housing. The assembly is completed by installing a hydraulic fitting 68.

Para operar o conjunto de conexão 46, uma fonte de fluido hidráubco, tal como uma bomba, é acoplada ao encaixe hidráubco 68, de modo que a fonte de fluido fique em comunicação fluida com a câmara hidráubca 72. O membro de tração 62 alongar-se-á axialmente, em resposta à apbcação do fluido hidráulico pressurizado à câmara hidráubca 72. Em certas formas de reabzação, uma pressão de fluido hidráulico de 211 kg/cm² pode ser apbcada à câmara hidráubca 72. O alongamento do membro de tração 62 aumenta a extensão dos conectores oscilantes 64 do alojamento 60 do conjunto de conexão 46. Portanto, a posição axial dos conectores oscilantes 64 em relação ao alojamento 60 é dependente da pressão dentro da câmara hidráubca 72.In order to operate the connection set 46, a source of hydraulic fluid, such as a pump, is coupled to the hydraulic fitting 68, so that the fluid source is in fluid communication with the hydraulic chamber 72. The traction member 62 elongates it will be axially applied in response to the pressurized hydraulic fluid application to the hydrocarbon chamber 72. In certain forms of rehabilitation, a hydraulic fluid pressure of 211 kg / cm ² can be applied to the hydraulic chamber 72. The elongation of the traction member 62 increases the extension of the oscillating connectors 64 of the housing 60 of the connection set 46. Therefore, the axial position of the oscillating connectors 64 in relation to the housing 60 is dependent on the pressure inside the hydrocarbon chamber 72.

O conjunto de conexão 46 é construído de modo que, quando a câmara hidráubca 72 não é pressurizada (como mostrado na Fig. 5), a distância entre os receptáculos dos conectores oscilantes 64 é menor do que a distância entre os correspondentes receptáculos da bile 44 e da haste de extensão 46, quando as hastes contatam o alojamento 60 (como mostrado na Figura 2). Assim, a pressurização da câmara hidráulica 72 é utibzada para estirar o membro de tração 62 e permitir que os receptáculos dos conectores oscilantes 64 tomem-se abnhados com os correspondentes receptáculos das hastes conectadas.The connection set 46 is constructed so that, when the water chamber 72 is not pressurized (as shown in Fig. 5), the distance between the receptacles of the oscillating connectors 64 is less than the distance between the corresponding bile receptacles 44 and the extension rod 46, when the rods contact the housing 60 (as shown in Figure 2). Thus, the pressurization of the hydraulic chamber 72 is used to stretch the tension member 62 and allow the receptacles of the oscillating connectors 64 to be inflated with the corresponding receptacles of the connected rods.

Assim, o conjunto de conexão 46 é pressurizado para estirar o membro de tração 62 e permitir que os conectores oscilantes 64 tomem-se axialmente alinhados com os receptáculos da haste de pistão e haste de extensão. Isto é reabzado inserindo-se um bico hidráulico (não mostrado) dentro do encaixe hidráulico 68 (vide Figura 5). O pico hidráubco pode entãoThus, the connection set 46 is pressurized to stretch the pulling member 62 and allow the oscillating connectors 64 to be axially aligned with the piston rod and extension rod receptacles. This is done again by inserting a hydraulic nozzle (not shown) into hydraulic fitting 68 (see Figure 5). The hydraulic peak can then

Petição 870180026676, de 03/04/2018, pág. 12/24 ser conectado a uma bomba hidráubca ou outra fonte de fluido pressurizada, e câmara hidráubca 72 do conjunto de conexão 46 pressurizado. Em certas formas de realização, o conjunto será pressurizado a um máximo 211 kg/cm².Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 12/24 be connected to a water pump or other pressurized fluid source, and water chamber 72 of the pressurized connection assembly 46. In certain embodiments, the assembly will be pressurized to a maximum of 211 kg / cm ² .

Uma válvula de descarga no conjunto de bico pode ser usada para evitar a superpressurização do conjunto de conexão 46.A discharge valve on the nozzle assembly can be used to prevent overpressurization of connection assembly 46.

A Figura 8 ilustra uma extremidade do conjunto de conexão 46 em uma posição de instalação, onde a câmara hidráubca 72 foi pressurizada. Deve ser entendido que ambas as extremidades do conjunto de conexão operarão em substancialmente a mesma maneira e substancialmente em uníssono. Em certas formas de reabzação, pode ser possível conectar uma extremidade do conjunto de conexão 46 sem pressurizar o sistema, porém a pressurização é necessária para conectar ambas as extremidades. Na Figura 8, o receptáculo 80 e a haste 82 são usados para genericamente descrever qualquer haste em que o conjunto de conexão seja fixada. Por exemplo, o receptáculo 80 e a haste 82 podem ser, por exemplo, uma haste de pistão ou uma haste extensora, como descrito acima.Figure 8 illustrates one end of the connection assembly 46 in an installation position, where the water chamber 72 has been pressurized. It is to be understood that both ends of the connection assembly will operate in substantially the same manner and substantially in unison. In certain forms of rehabilitation, it may be possible to connect one end of connection set 46 without pressurizing the system, but pressurization is necessary to connect both ends. In Figure 8, receptacle 80 and stem 82 are used to generically describe any stem to which the connection assembly is attached. For example, receptacle 80 and rod 82 can be, for example, a piston rod or an extension rod, as described above.

O fluido pressurizado na câmara hidráubca 72 faz com que o membro de tração 62 alongue-se. O alongamento do membro tensor 62 estende o conector oscilante 64 do alojamento 60. O conector oscilante estendido 64 é inserido dentro do receptáculo 80 da haste 82. Uma vez os furos atravessantes da haste 82 e conector oscilante 64 são axialmente abnhados, o pino 84 é inserido para acoplar o conector oscilante 64 à haste 82.The pressurized fluid in the hydrocarbon chamber 72 causes the traction member 62 to elongate. The elongation of the tension member 62 extends the oscillating connector 64 of the housing 60. The extended oscillating connector 64 is inserted into the receptacle 80 of the rod 82. Once the through holes in the rod 82 and the oscillating connector 64 are axially inflated, the pin 84 is inserted to couple oscillating connector 64 to rod 82.

A extensão do conector oscilante 64 cria um vão 86 entre o alojamento 60 do conjunto de conexão 46 e a haste 82. O vão 86 permite que o conector oscilante 64 compense o desabnhamento entre o conjunto de conexão 46 e haste 82. O conector oscilante 64 pode girar dentro do receptáculo 80 em tomo do eixo geométrico longitudinal do pino 84. Como discutido acima, uma vez que cada conector oscilante 64 pode somente girarThe extension of the oscillating connector 64 creates a gap 86 between the housing 60 of the connection set 46 and the stem 82. The gap 86 allows the oscillating connector 64 to compensate for the gap between the connection set 46 and the stem 82. The oscillating connector 64 can rotate inside receptacle 80 around the longitudinal axis of pin 84. As discussed above, since each oscillating connector 64 can only rotate

Petição 870180026676, de 03/04/2018, pág. 13/24 em tomo do eixo geométrico longitudinal de seu respectivo pino 84, o conector oscilante e os pinos das extremidades opostas do conjunto de conexão 46 devem ser orientados perpendicular entre si, de modo a permitir a compensação do desalinhamento em mais do que um plano.Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 13/24 around the longitudinal geometric axis of its respective pin 84, the oscillating connector and the pins at the opposite ends of the connection set 46 must be oriented perpendicular to each other, in order to allow the compensation of misalignment in more than one plane .

Quando o conector oscilante 64 move-se em relação ao receptáculo 80, o membro complacente 88 é comprimido entre o conector e o receptáculo e ajuda a centrar o conector dentro do receptáculo. O conector oscilante 64 pode então girar em relação ao membro de tração 62, ao longo da interface esférica entre o conector e o soquete esférico 66. O membro complacente 74 é comprimido entre o conector oscilante 64 e o membro de tração 62, quando o conector oscilante se move e ajuda a retomar o conector oscilante para sua posição original, em relação ao conector oscilante.When the oscillating connector 64 moves in relation to the receptacle 80, the compliant member 88 is compressed between the connector and the receptacle and helps to center the connector within the receptacle. The oscillating connector 64 can then rotate relative to the pulling member 62, along the spherical interface between the connector and the spherical socket 66. The compliant member 74 is compressed between the swinging connector 64 and the pulling member 62, when the connector oscillating switch moves and helps to return the oscillating connector to its original position in relation to the oscillating connector.

A flexibilidade do conector oscilante 64 permite que o conector oscilante se mova em resposta ao desalinhamento entre o conjunto de conexão 46 e a haste 82, o que toma mais fácil alinhar os furos através do conector oscilante e a haste, de modo que o pino 84 possa ser facilmente instalado. Uma vez o pino 84 esteja instalado, a conexão entre o conjunto de conexão 46 e a haste 42 é completada aliviando-se a pressão dentro da câmara hidráulica 72. Quando a pressão dentro da câmara hidráulica 72 é reduzida, o membro de tração 62 contrai-se axialmente, puxando o conector oscilante 64 para o alojamento 60.The flexibility of the oscillating connector 64 allows the oscillating connector to move in response to misalignment between the connection set 46 and the stem 82, which makes it easier to align the holes through the oscillating connector and the stem, so that the pin 84 can be easily installed. Once the pin 84 is installed, the connection between the connection set 46 and the stem 42 is completed by relieving the pressure inside the hydraulic chamber 72. When the pressure inside the hydraulic chamber 72 is reduced, the traction member 62 contracts axially by pulling the swivel connector 64 into the housing 60.

Como mostrado na Figura 9, a contração do membro de tração 62 puxa a haste 82 para o conjunto de conexão 46, de modo que o vão 86 (vide Figura 8) fecha e a haste pressiona contra o alojamento 60. Quando a haste 82 contata o alojamento 60, a contração continuada do membro de tração 62 transmite uma carga de cisalhamento sobre o pino 84. Esta carga de cisalhamento sobre o pino 84 mantém a conexão entre a haste 82 e o conjunto de conexão 46 durante o movimento altemante.As shown in Figure 9, the contraction of the pulling member 62 pulls the stem 82 towards the connection set 46, so that the gap 86 (see Figure 8) closes and the stem presses against the housing 60. When the stem 82 contacts the housing 60, the continuous contraction of the pulling member 62 transmits a shear load on the pin 84. This shear load on the pin 84 maintains the connection between the rod 82 and the connection set 46 during the alternating movement.

Para desconectar a haste 82 do conjunto de conexão 46, umaTo disconnect rod 82 from connection set 46, a

Petição 870180026676, de 03/04/2018, pág. 14/24 fonte de fluido pressurizado é hidraulicamente acoplada ao encaixe hidráulico 68, de modo que a fonte de fluido fica em comunicação fluida com a câmara hidráulica 72. O membro de tração 62 alongar-se-á axialmente em resposta à aplicação do fluido hidráulico pressurizado à câmara hidráulica 72. O alongamento do membro de tração 62 aumenta a extensão dos conectores oscilantes 64 do alojamento 60 do conjunto de conexão 46, liberando as cargas sobre os pinos 84. Uma vez os pinos sejam descarregados, eles podem ser removidos, assim desconectando a haste 82 do conector oscilante 46.Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 14/24 pressurized fluid source is hydraulically coupled to hydraulic fitting 68, so that the fluid source is in fluid communication with the hydraulic chamber 72. Traction member 62 will extend axially in response to the application of hydraulic fluid pressurized to the hydraulic chamber 72. The elongation of the traction member 62 increases the extension of the oscillating connectors 64 of the housing 60 of the connection set 46, releasing the loads on the pins 84. Once the pins are unloaded, they can be removed, thus disconnecting rod 82 from swivel connector 46.

É descrito um novo método e aparelho para reter os 10 componentes em equipamento altemante, tal como bombas de lama usadas em operações de perfuração de solo. Entre as numerosas vantagens deste aparelho de retenção está a capacidade de acomodar algum grau de desalinhamento entre os componentes em que é conectado. O aparelho realiza isto incorporando as superfícies de união entre os componentes que têm superfícies que são arredondadas ou formadas com um raio esférico. Além disso, os dois pinos de retenção, que conectam o aparelho de retenção aos componentes adjacentes (isto é, a haste de extensão e a haste de pistão), são orientados a 90 graus entre si. Isto permite que o aparelho de retenção ajuste o desalinhamento em múltiplos planos. Outras vantagens do aparelho inclui a capacidade de conectar e desconectar componentes com mais baixas pressões hidráulicas do que são tipicamente necessárias na técnica anterior, dispositivo hidraulicamente acionados.A new method and apparatus for retaining the 10 components in alternating equipment, such as mud pumps used in soil drilling operations, is described. Among the numerous advantages of this retention device is the ability to accommodate some degree of misalignment between the components to which it is connected. The apparatus accomplishes this by incorporating the joining surfaces between components that have surfaces that are rounded or formed with a spherical radius. In addition, the two retaining pins, which connect the retainer to the adjacent components (ie the extension rod and piston rod), are oriented at 90 degrees to each other. This allows the retainer to adjust the misalignment in multiple planes. Other advantages of the device include the ability to connect and disconnect components with lower hydraulic pressures than are typically required in the prior art, hydraulically driven device.

Embora formas de realização desta invenção tenham sido mostradas e descritas, suas modificações podem ser feitas por uma pessoa hábil na técnica, sem desvio do escopo ou ensinamento desta invenção. As formas de realização aqui descritas são exemplificativas somente e não são limitadoras. Muitas variações e modificações do sistema e aparelho são possíveis e estão dentro do escopo da invenção. Por exemplo, as dimensões relativas de várias partes, os materiais de que as várias partes são feitas eAlthough embodiments of this invention have been shown and described, its modifications can be made by a person skilled in the art, without deviating from the scope or teaching of this invention. The embodiments described here are exemplary only and are not limiting. Many variations and modifications of the system and apparatus are possible and are within the scope of the invention. For example, the relative dimensions of various parts, the materials from which the various parts are made and

Petição 870180026676, de 03/04/2018, pág. 15/24 outros parâmetros podem ser variados. Além disso, o uso do termo “entre”, quando descrevendo o local de um componente, não deve ser interpretado de modo que o componente deva estar diretamente contatando os membros adjacentes. Alem disso, outras formas de realização podem incorporar diferentes configurações do o membro de tração descrito acima, incluindo o uso de molas de compressão, que atuam nas superfícies para reduzir a distância entre os conectores oscilantes. Portanto, o escopo de proteção não é limitado às formas de realização aqui descritas, mas somente limitado pelas reivindicações que seguem, cujo escopo incluirá todos os equivalentes do assunto das reivindicações.Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 15/24 other parameters can be varied. In addition, the use of the term “between”, when describing the location of a component, should not be interpreted in such a way that the component should be directly contacting adjacent members. In addition, other embodiments may incorporate different configurations of the tension member described above, including the use of compression springs, which act on the surfaces to reduce the distance between the oscillating connectors. Therefore, the scope of protection is not limited to the embodiments described here, but only limited by the claims that follow, the scope of which will include all equivalents of the subject of the claims.

Petição 870180026676, de 03/04/2018, pág. 16/24Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 16/24

Claims

1. Connection set, characterized by the fact that it comprises:

an accommodation;

A traction member disposed within said housing and comprising a first and second end portion, wherein each end portion seals in said housing, to form a hydraulic chamber between them; and a first connector hingedly coupled to the first end portion, wherein the axial position of said first connector, with respect to said housing, is controlled by pressure within the hydraulic chamber.

2. Connection set according to claim 1, characterized by the fact that it also includes a socket, which

15 pivotally couples said first connector to the first end part.

Connection set according to claim 1, characterized in that said traction member comprises a tubular body.

20

Connection set according to claim 3, characterized in that said traction member also comprises a spiral groove, through a part of said tubular body.

5. Connection set according to claim 1, characterized in that said first connector comprises:

25 a base having a curved surface;

a body extending from said base; and a pin receptacle through said body, wherein said pin receptacle has a longitudinal geometric axis, which is perpendicular to a longitudinal geometric axis of said body.

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Connection set according to claim 5, characterized in that said first connector also comprises a spherical shoulder arranged circumferentially around said body, in which said spherical shoulder has a center of curvature disposed along the

5 longitudinal geometric axis of said pin receptacle.

Connection set according to claim 1, characterized in that it also comprises a second connector hingedly coupled to the second end part.

Connection set according to claim 7, 10 characterized in that said second connector comprises a pin receptacle, which is perpendicular to a pin receptacle disposed in said first connector.

9. Rod retention system, characterized by the fact that it comprises:

15 a connection assembly comprising a traction member disposed within a housing, where the traction member has first and second end parts, where each end part seals in the housing, to form a hydrophobic chamber between them ;

20 a first connector coupled to the first end part and disposable within a first receptacle, disposed within a first rod; and a second connector coupled to the second end part and disposable within a second receptacle disposed with a second

25 rod, in which said first and second connectors are coupled to the traction member, in order to articulate or oscillate with respect to the traction member, in order to compensate for the design of said connection set and the first and second rods, in which the axial distance between said first connector and said second connector is controlled by the pressure inside the chamber

Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. Hydraulic 18/24.

10. Rod retention system according to claim 9, characterized by the fact that it also comprises:

a first pin that fits into said first connector and the

The first receptacle, when said first connector is disposed within said first receptacle; and a second pin that fits into said second connector and the second receptacle, when said second connector is disposed within said second receptacle.

10

11. Rod retention system according to claim 10, characterized in that said first pin is perpendicular to said second pin.

12. Rod retention system according to claim 9, characterized in that the traction member comprises

15 a tubular body.

13. Rod retaining system according to claim 12, characterized in that the traction member further comprises a spiral groove, through a part of said tubular body.

14. Rod retention system according to claim 9, characterized in that said first connector comprises:

a base having a curved surface; a body extending from said base; and a pin receptacle through said body, wherein said pin receptacle has a longitudinal geometric axis, which is perpendicular to a longitudinal geometric axis of said body.

15. Rod retention system according to claim 14, characterized in that said first connector also comprises a spherical shoulder, circumferentially arranged in

Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 19/24 volume of said body, in which said spherical shoulder has a center of curvature arranged along the longitudinal geometric axis of said pin receptacle.

16. Method characterized by the fact of understanding:

5 inserting a traction member in a housing, where the traction member has first and second end parts, where each end part seals in the housing, to form a hydraulic chamber between them;

coupling a first connector to the first end of the traction member, where the first connector can articulate or oscillate in relation to the traction member; and coupling a second connector to the second end of the traction member, where the second connector can articulate or oscillate with respect to the traction member.

15

17. Method according to claim 16, characterized by the fact that it also comprises:

insert the first connector into a first receptacle on a first rod; and align the first connector and the first receptacle, so that a first pin can fit into the first connector and the first receptacle, where the first connector can articulate or oscillate in relation to the tension member, in order to compensate for the misalignment of the housing and the first stem.

18. Method according to claim 17, characterized by the fact that it comprises:

insert the second connector into a second receptacle arranged on a second rod; and align the second connector and the second receptacle, so that a second pin can fit into the second connector and first

Petition 870180026676, of 04/03/2018, p. 20/24 receptacle, in which the second connector can articulate or oscillate in relation to the traction member, in order to compensate for the deflection of the housing and the second rod.

19. Method according to claim 18, characterized in that the first pin is perpendicular to the second pin.

20. Method according to claim 18, characterized in that the second connector is aligned with the first connector, increasing the pressure inside the hydrophobic chamber, in order to elongate the traction member.

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