BRPI0601353B1

BRPI0601353B1 - elevador de tubos e método para levantar um componente tubular

Info

Publication number: BRPI0601353B1
Application number: BRPI0601353A
Authority: BR
Inventors: Drzewiecki Lopek
Original assignee: National-Oilwell L P
Priority date: 2005-04-13
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2017-03-28
Also published as: EP1840323B1; DE602006009479D1; DK1712728T3; NO330087B1; CA2542681C; US7594683B2; CA2542681A1; NO20061664L; EP1712728A1; EP1840323A1; US20060231344A1; BRPI0601353A; EP1712728B1; MXPA06004181A; DE602006002766D1

Abstract

"elevador e método para levantar um componente tubular". um elevador compreendendo um corpo tendo um eixo geométrico longitudinal atravessante. o corpo é operável para pelo menos parcialmente circundar e suportar um componente tubular alinhado com o eixo geométrico longitudinal. o corpo também tem uma abertura longitudinal que é dimensionada para de modo a permitir que o componente tubular a atravesse. uma porta é girante em torno do eixo geométrico longitudinal do corpo e tem uma posição fechada em que o componente tubular é retido no interior do corpo e uma posição aberta em que o componente tubular pode passar através da abertura longitudinal.

Description

“ELEVADOR DE TUBOS E MÉTODO PARA LEVANTAR UM COMPONENTE TUBULAR” FUNDAMENTOS A presente invenção trata genericamente de equipamento de manuseio de tubos. Mais especificamente, a presente invenção trata de elevadores usados para se engatarem come levantarem componentes tubulares verticalmente orientados.

Muitos tipos diferentes de componentes tubulares são objeto de manuseio durante a perfuração, completação, e intervenções em poços. Entre os componentes tubulares usados na construção e manutenção de poços estão o tubo de perfuração, colares de perfuração, tubos de revestimento e tubos de produção. Muitos tipos especializados diferentes de equipamento são usados no manuseio de componentes tubulares durante as várias fases da perfuração, completação, e métodos de intervenção.

Elevadores são freqüentemente usados quando os componentes tubulares estão em ou sendo movidos para uma orientação vertical ou próxima à vertical. A maioria dos elevadores é configurada para interagir com um ombro ou ressalto, sobre a superfície externa do componente tubular. O engate do elevador com o ombro permite que o elevador suporte o peso do componente tubular e previne a queda do componente tubular através do elevador.

Muitos elevadores são equipados com portas de vaivém que se abrem para permitir que o componente tubular seja recebido no elevador e são a seguir fixadas em uma posição fechada para reter. Estas portas são com freqüência caracterizadas por dobradiças que suportam as portas de vaivém e conjuntos de travar que mantém as forças fechadas. Estas portas e conjuntos de travar são muitas vezes manualmente operados e tem sido assim alvo de esforços para aperfeiçoar a segurança e funcionamento destes dispositivos.

Permanece a necessidade por desenvolver métodos e aparelhos para elevadores que superem algumas das dificuldades precedentes enquanto proporcionando resultados globais mais vantajosos.

SUMÁRIO DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

As modalidades da presente invenção são dirigidas no sentido de um elevador compreendendo um corpo tendo um eixo geométrico longitudinal atravessante. O corpo é operável para pelo menos parcialmente circundar e suportar um componente tubular alinhado com o eixo geométrico longitudinal. O corpo também tem uma abertura longitudinal que é dimensionada de modo a permitir a passagem do componente tubular através da mesma. Uma porta de vaivém é girante em tomo do eixo geométrico longitudinal do corpo e tem uma posição fechada em que o componente tubular é retido no interior do corpo e uma posição aberta em que o componente tubular pode passar através da abertura longitudinal.

Assim, a presente invenção compreende uma combinação de características e vantagens que a habilitam a superar vários problemas dos dispositivos precedentemente existentes. As várias características descritas acima, assim como demais aspectos se evidenciarão facilmente aqueles versados na técnica pela leitura da descrição detalhada que se segue das modalidades preferenciais da invenção, e da consulta aos desenhos apensos. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Para uma descrição mais detalhada da modalidade preferencial da presente invenção, referência passa a ser aos desenhos apensos, em que: A figura 1 mostra uma vista superior de um elevador construído de acordo com as modalidades da invenção; A figura 2 mostra uma vista seccional parcial do elevador da figura 1; A figura 3 mostra uma vista seccional parcial de um elevador aberto construído de acordo com modalidades da invenção; A figura 4 mostra uma vista em seção transversal do pino de segurança de fechamento do elevador da figura 3; A figura 5 mostra uma vista seccional parcial de um elevador fechado construído de acordo com modalidades da invenção; A figura 6 mostra uma vista em seção transversal do pino de segurança de fechamento do elevador da figura 5; A figura 7 mostra um componente tubular sendo recebido por um elevador construído de acordo com modalidades da invenção; A figura 8 mostra um componente tubular plenamente engatado por um elevador construído de acordo com modalidades da invenção; A figura 9 mostra uma vista em seção transversal do elevador engatado da figura 8.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

Reportando-se a seguir às figuras 1 e 2, o conjunto de elevador 1 compreende o corpo 12, anel inferior 14, porta 16, anel superior 18, e pino de segurança de fechamento 20. A figura 2 é uma vista seccional do conjunto de elevador 10 tomada ao longo da linha seccional 2-2 da figura 1. O corpo 12 compreende o ombro inferior 22, o ombro superior 24, pinos de alça 26, manipulo 28, e fenda de travamento 30. O anel inferior 14 e o anel superior são girantemente fixados em relação ao corpo 12 por pinos 32 e 33, respectivamente. O pino de segurança de fechamento 20 é acoplado com a porta 16 e é guiado pela fenda de travamento 30. O anel de pressão 31 se engata com o corpo 12 e retém o anel superior 18, a porta 16, e o anel inferior 14 no interior do corpo. O corpo 12 tem uma forma substancialmente cilíndrica apresentando uma abertura de um lado. Os pinos de alça 26 são dispostos em lados opostos do corpo 12 para afixação a alças ou outros componentes de suspensão. Em determinadas modalidades, os pinos de alça 26 podem ser substituídos por argolas, orelhas de levantar, ou outros dispositivos para conectar o elevador 10 com um aparelho de levantar. A fenda de travamento 30 se estende através do corpo 12 e inclui o rebaixo 36 dimensionado para interface com o pino de fechamento de segurança 20.

As figuras 3 e 5 mostram uma seção transversal do conjunto de elevador 10, tomada ao longo da linha seccional 3-3 da figura 2. A figura 3 mostra o conjunto de elevador 10 como mostrado em uma posição aberta em que a abertura da porta 38 está alinhada com a abertura do corpo 34. Na posição aberta, a bucha 40 do pino de fechamento de segurança 20 é retraída e repousa contra o corpo 12. Reportando-se a seguir à figura 4, o pino de travamento 20 compreende a bucha 40, a haste 42, a mola de bucha 44, o botão de travar 46, e a mola do botão 48. A bucha 40 compreende o ombro 50 e o rebaixo 52. A haste 42 compreende a extremidade dianteira em forma de ‘Τ’ 54 que se engata com a porta 16 e a extremidade traseira flangeada 56 que se engata deslizantemente com o botão de travar 46, tal como uma fenda em rabo de andorinha. A mola da bucha 44 está disposta entre o ombro 50 e a extremidade traseira 56 de modo a compelir a bucha 40 no sentido da extremidade dianteira 54 da haste 42. Para retomar a bucha à extremidade traseira 56, o botão de travar 46 tem de ser centrado de modo a passar pelo rebaixo 52. O botão de travar 46 é compelido para uma posição excêntrica pela mola de botão 48. A porta 16 é girada para uma posição fechada, como mostrado na figura 5, deslocando o pino de fechamento de segurança 20 através da fenda 30 até o pino de fechamento 20 se engatar com o rebaixo. O pino de fechamento engatado é mostrado na figura 6. Na posição fechada, a porta 16 cerra por completo a abertura do corpo 34 e o pino de fechamento de segurança 20 é disposto na extremidade da fenda 30. A bucha 40 é compelida para o interior do rebaixo 36 pela mola da bucha 44. Quando a bucha 40 penetra no rebaixo 36, o botão de travamento 46 ingressa no rebaixo de bucha 52 e é compelido para um lado pela mola de botão 48. A partir da posição travada a única maneira de destravar e girar a porta 16 é seguir as etapas descritas abaixo. Primeiro, o botão de travar 46 é centrado no interior da bucha 40. Isto permite que a bucha 40 seja retraída e puxada para fora do rebaixo 36. Uma vez a bucha 40 fora do rebaixo 36, a porta 16 pode ser girada passando o pino de fechamento 20 através da fenda 30 para a posição aberta mostrada na figura 4.

As figuras 7-9 ilustram o engate de um componente tubular 100 com o conjunto de elevador 10. Como mostrado na figura 7, o conjunto de elevador 10 está na posição aberta em que o vão da porta 38 está alinhado com a abertura do corpo 34. O componente tubular 100 é inserido no interior das aberturas 34, 38 de tal modo que o elevador 10 está disposto próximo à conexão 102. O elevador 10 pode ser afixado ao componente tubular 100 quando o componente tubular está vertical, horizontal ou a qualquer ângulo intermediário. Uma vez que o componente tubular 100 seja recebido no elevador 10, o pino de fechamento de segurança 20 é movido através da fenda 30 de tal modo que a porta 16 gira para capturar o componente tubular.

Uma vez na posição fechada, como mostrado nas figuras 8 e 9, a superfície angular do anel superior 18 se engata com o ombro coniforme da conexão 102. A porta 16 retém o componente tubular 100 em relação de estreito engate com o anel superior 18 e anel inferior 14. Assim, o componente tubular 100 é seguramente fixado no interior do elevador 10 e está pronto para ser levantado. Uma vez que o manuseio do componente tubular 100 seja completado, a porta 16 é girada de volta para a posição aberta da figura 7 e o elevador 10 pode ser removido do componente tubular.

Como pode ser visto na figura 8, a relação entre anel superior 18, porta 16 e anel inferior 14 e o componente tubular 100 é crítica para o desempenho do elevador 10. Quando o diâmetro e tipo de componente tubular muda, um ou mais do anel inferior 14, porta 16, e anel superior 18 podem ter de ser trocados de modo a engatar corretamente tubos com diferentes diâmetros ou ombros de conexão. Muitos dos outros componentes do elevador 10, tal como o corpo 12 e pino de fechamento de segurança 20 podem ser usados para uma gama de dimensões de tubo sem exigir substituição. Assim, o elevador 10 pode ser projetado parta permitir simples montagem e desmonte.

Reportando-se de volta as figuras 2 e 3, o elevador 10 pode ser desmontado primeiramente removendo o anel de pressão 32, permitindo que o anel superior 18 seja removido do corpo. A porta 16 pode então ser levantada através do corpo 12. Quando a porta 16 é levantada o pino de fechamento de segurança 20 deslizará para fora da fenda em forma de ‘Τ’ na porta, assim permitindo que o pino de fechamento seja removido da fenda 30. Após a porta 16 ser removida, o anel inferior 14 pode então ser removido do corpo 12.

Nas modalidades acima descritas, o pino de fechamento de segurança 20 é usado para manualmente abrir e fechar o elevador 10. Em outras modalidades, a porta podería ter dentes de engrenagem usinados sobre sua superfície externa e o pino de fechamento podería ser substituído por um pinhão e motor hidráulico que giraria a porta. O elevador hidraulicamente acionado pode encontrar aplicação específica no permitir controle remoto do elevador e para elevadores de maiores dimensões onde a operação manual apresentaria dificuldades.

Embora modalidades preferenciais da presente invenção tenham sido ilustradas e descritas, modificações das mesmas podem ser introduzidas por aqueles versados na técnica sem se afastar do âmbito ou ensinamentos da presente invenção. As modalidades aqui descritas são meramente ilustrativas e não são limitativas. Muitas variações e modificações do sistema e aparelho são possíveis e se enquadram dentro do âmbito da invenção. Por exemplo, elevadores suscetíveis uma ampla variedade de tamanhos e os componentes tubulares podem ser construídos de acordo com as modalidades aqui apresentadas. Por conseguinte, o âmbito de proteção não está limitado às modalidades aqui descritas, porém é somente limitada pelas reivindicações que se seguem, o âmbito das quais abrange todos os equivalentes da matéría-objeto das reivindicações.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Elevador de tubos (10) caracterizado pelo fato de que compreende: um corpo (12) tendo um eixo geométrico longitudinal atravessante, em que o dito corpo (12) é operãvel para pelo menos parcialmente circundar e suportar um componente tubular (100) alinhado com o eixo geométrico longitudinal atravessante; uma abertura longitudinal (34) através do dito corpo (12), em que a abertura (34) é dimensionada de modo a permitir a passagem do componente tubular (100) através da mesma; e uma porta (16) gírante em torno do eixo geométrico longitudinal do corpo (12), em que a porta (16) tem uma posição fechada em que o componente tubular (100) é retido no interior do corpo (12) e uma posição aberta em que o componente tubular (100) pode passar através da abertura longitudinal (34).

2. Elevador de tubos (10), de acordo eom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um anel superior (18) disposto no interior do corpo (12), em que o anel superior (18) compreende uma superfície de apoio que se engata com um ombro disposto sobre o componente tubular (100).

3. Elevador de tubos (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um anel inferior (14) disposto no interior do corpo (12), em que a porta (16) é disposta vertiealmeme entre o anel superior (18) e o anel inferior (14).

4. Elevador de tubos (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o anel superior (18), o anel inferior (14) e a porta (16) são removíveis do dito corpo (12).

5. Elevador de tubos (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: uma fenda (30) circunferencial através do dito corpo (12); e um pino (20) disposto através da dita fenda (30) e engatado com a porta (16), em que o movimento do pino (20) através da fenda (30) controla a posição da porta (16).

6. Elevador de tubos (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um componente de travamento (50, 36) que fixa a posição do pino (20) em relação à fenda (30) quando a porta (16) está na posição fechada.

7. Elevador de tubos (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o pino (20) compreende ainda uma bucha (40) axialmente deslocável disposta sobre o mesmo, em que a bucha (40) se engata com um rebaixo (36) formado na dita fenda (30) quando a porta (16) está na posição fechada.

8. Elevador de tubos (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma trava de bucha (46, 48, 52) que previne o deslocamento da bucha (40) em relação ao pino (20) quando a bucha (40) está engatada com o rebaixo (36).

9. Elevador de tubos (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: um anel superior (18) disposto no interior do dito corpo (12); um anel inferior (14) disposto no interior do dito corpo (12), em que o anel superior (18) e o anel inferior (14) individualmente têm aberturas que são alinhadas com a abertura (34) através do corpo (12); em que a porta (16) está disposta entre o anel superior (18) e o anel inferior (14).

10. Elevador de tubos (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o anel superior (18), o anel inferior (14) e a porta (16) são removíveis do dito corpo (12).

11. Elevador de tubos (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma fenda circunferencial (30) disposta através do dito corpo (12); e um pino (20) disposto através da fenda (30) e engatado com a porta (16), em que o deslocamento do pino (20) através da fenda (30) controla a posição da porta (16).

12. Elevador de tubos (10), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende um ainda componente de travamento (50, 36) que fixa a posição do pino (20) em relação à fenda (30) quando a porta (16) está na posição fechada.

13. Elevador de tubos (10), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o dito pino (20) compreende ainda uma bucha (40) axialmente móvel disposta sobre o mesmo, em que a bucha (40) se engata com um rebaixo (36) formado na dita fenda (30) quando a porta (16) está na posição fechada.

14. Elevador de tubos (10), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma trava de bucha (46, 48, 52) que previne o deslocamento da bucha (40) em relação ao pino (20) quando a bucha (40) está engatada com o rebaixo (36).

15. Método para levantar um componente tubular (100) caracterizado pelo fato de que compreende: inserir um componente tubular (100) através de uma abertura (34) no interior de um elevador (10) de modo a alinhar um eixo geométrico central do componente tubular (100) com o eixo geométrico longitudinal do elevador (10); e girar uma porta (16) do elevador (10) em tomo do eixo geométrico longitudinal do elevador (10) para uma posição fechada que previne o componente tubular (100) de se deslocar através da abertura (34) para o interior do elevador (10), em que a porta (16) é girada para a posição fechada movendo um pino (20) que está acoplado com a porta (16) através de uma fenda (30) circunferencial disposta através do dito corpo (12).

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda ativar um componente de travamento (50, 36) para fixar a posição do pino (20) em relação à fenda (30) quando a porta (16) está na posição fechada.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o componente de travamento compreende uma bucha (40) axialmente móvel disposta sobre o pino (20), em que a bucha (40) se engata com um rebaixo (36) formado na fenda (30) quando a porta (16) está na posição fechada.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma trava de bucha (46, 48, 52) que previne o deslocamento da bucha (40) em relação ao pino (20) quando a bucha (40) está engatada com o rebaixo (36).