BRPI0708595A2 - Aparelho de proteção contra falha para um conjunto de controle de pressão - Google Patents

Abstract

APARELHO DE PROTEçãO CONTRA FALHA PARA UM CONJUNTO DE CONTROLE DE PRESSãO. A presente invenção provê um aparelho de proteção contra falha incluindo uma fonte de ar proporcionando ar tendo uma pressão pneumática, uma primeira válvula em comunicação hidráulica com a fonte de ar permitindo a comunicação hidráulica de um fluido de controle entre um primeiro orifício de fluido e um segundo orifício de fluido quando a pressão pneumática for ao menos uma pressão pneumática mínima e proporcionando comunicação hidráulica do fluido de controle entre o primeiro orifício de fluido e o segundo orifício de fluido quando a pressão pneumática estiver abaixo da pressão pneumática mínima, uma segunda válvula em comunicação hidráulica com a fonte de ar impedindo a comunicação do ar entre uma entrada de ar e uma saída de ar quando a pressão pneumática for ao menos a pressão pneumática mínima e permitindo comunicação de ar entre a entrada de ar e a saída de ar quando a pressão pneumática estiver abaixo da pressão pneumática mínima, uma terceira válvula em comunicação hidráulica com a fonte de ar permitindo comunicação de ar para uma terceira saída de válvula quando a pressão pneumática for ao menos a pressão pneumática mínima e impedindo a comunicação de ar para a terceira saida de válvula quando a pressão pneumática estiver abaixo da pressão pneumática mínima, um recipiente de pressao em comunicação hidráulica com a terceira saída de válvula e tendo uma saída de ar, em que a saida de ar está em comunicação hidráulica com a entrada de ar da segunda válvula, e um dispositivo de alerta em comunicação hidráulica com a saida de ar da segunda válvula e operável para emitir um som quando ar for comunicado a partir da saída de ar.

Description

APARELHO DE PROTEÇÃO CONTRA FALHA PARA UM CONJUNTO DECONTROLE DE PRESSÃO

Esse pedido reivindica prioridade para PedidoProvisório de Patente 60/780.093 depositado em 8 de marçode 2 006 e intitulado "A Failure Protection Apparatus for aPressure Control Assembly" cujo conteúdo é aqui incorporadointegralmente para todas as finalidades.

Antecedentes da Invenção

Esta invenção se refere a um aparelho paracongelar a pressão de valor estabelecido em umestrangulador hidráulico quando a pressão pneumática noestrangulador cair abaixo de uma faixa de operação normal epara retornar o estrangulador para operação normal quando apressão pneumática retornar à faixa normal.

Existem muitas aplicações nas quais há anecessidade de se controlar a contrapressão de um fluxofluindo em um sistema. Por exemplo, na perfuração de poçosde petróleo, é comum suspender um tubo de perfuração nopoço com uma broca na sua extremidade inferior e, à medidaque a broca é girada, para circular um fluido deperfuração, tal como uma lama de perfuração,descendentemente através do interior da coluna deperfuração, para fora através da broca, e para cima noespaço anular dó poço até a superfície. Essa circulação dofluido é mantida com o propósito de remover as aparas dopoço, para esfriar a broca, e para manter pressãohidrostática no poço para controlar a formação de gases eprevenir estouros e semelhantes. Naqueles casos onde o pesoda lama de perfuração não é suficiente para conter apressão do fundo de furo no poço, se torna necessárioaplicar contrapressão adicional à lama de perfuração nassuperfícies para compensar a ausência de altura de elevaçãohidrostática e desse modo manter o poço sob controle. Dessemodo, em alguns casos, um dispositivo de controle decontrapressão é montado na linha de fluxo de retorno para ofluido de perfuração.

Dispositivos de controle de contrapressão tambémsão necessários para controlar os "jatos de gás" nosistema, causados pela intrusão de água salgada ou formaçãode gases no fluido de perfuração que podem conduzir a umacondição de estouro. Nessas situações, contrapressãoadicional suficiente deve ser imposta ao fluido deperfuração de tal modo que o fluido de formação é contido eo poço controlado até que fluido ou lama mais pesada possaser circulada descendentemente na coluna de perfuração eascendentemente no espaço anular para paralisar o poço.

Também é desejável evitar a criação de contrapressõesexcessivas que poderiam causar o emperramento da coluna deperfuração, ou causar dano na formação, no revestimento dopoço, ou no equipamento da cabeça de poço.

Contudo, a manutenção de uma contrapressão ótimano fluido de perfuração é complicada pelas variações emcertas características do fluido de perfuração quando elepassa através do dispositivo de controle de contrapressão.

Por exemplo, a densidade do fluido pode ser alterada pelaintrodução de detritos ou gases de formação, e/ou atemperatura e o volume do fluido entrando no dispositivo decontrole podem mudar. Portanto, a contrapressão desejadanão será alcançada até que mudanças apropriadas tenham sidofeitas no estrangulamento do fluido de perfuração emresposta a essas condições alteradas. Dispositivosconvencionais geralmente requerem o controle manual doorifício do dispositivo de estrangulamento e ajustes nomesmo para manter a contrapressão desejada. Contudo, ocontrole manual do dispositivo de estrangulamento envolveum tempo de retardo e geralmente é inexato.

As Patentes dos Estados Unidos 4.355.784 e6.253.787, atribuídas ao cessionário do presente pedido,revelam aparelhos e métodos para controlar a contrapressãodo fluido de perfuração no ambiente mencionado acima quetrata dos problemas expostos acima. De acordo com essesarranjos, um dispositivo de estrangulamento equilibrado sedesloca em um alojamento para controlar o fluxo e acontrapressão do fluido de perfuração. Uma extremidade dodispositivo de estrangulamento é exposta à pressão dofluido de perfuração e sua outra extremidade é exposta àpressão de um fluido de controle. Em operação, uma área de"estrangulamento" definida entre uma extremidade de umelemento de estrangulamento e uma sede de estrangulador, émaior do que a área de uma passagem de descarga. Dessemodo, não há contrapressão imposta ao fluido de perfuraçãoquando ele passa através de uma passagem de entrada e dapassagem de descarga e é descarregado a partir doalojamento para recirculação. Quando for desejado exerceruma contrapressão no fluido de perfuração na passagem, ofluido de controle a partir de uma fonte externa éintroduzido em uma pressão de valor estabelecidopredeterminada na passagem e assim passa para dentro dascâmaras onde ele aplica pressão ao lado posterior doelemento de estrangulamento. Quando o fluido de perfuraçãopassa a partir do poço sendo perfurado para dentro eatravés da passagem de entrada e para dentro do alojamento,a abertura ou passagem efetiva entre a passagem de entradae a passagem de descarga é controlada pelo movimento axialdo elemento de estrangulamento em relação à sede deestrangulador. Contudo, quando um poço tiver sido perfuradoe estiver pronto para produção, equipamento alternativo éusado diferente daquele usado para perfuração do poço.

Tipicamente, o aparelho de controle de pressão éremovido quando o poço está pronto para produção esubstituído com BOPs. Quando o aparelho de controle depressão tal como aquele descrito acima é removido, a fontede fluido, externa, é desconectada. A pressão hidrostáticado sistema de circulação de lama deve estar em equilíbrioantes de o poço ser paralisado. Por diversas razões,incluindo a falha dos dispositivos de monitoração e erro dooperador, pressão na área de estrangulamento pode estarpresente. Quando a fonte de fluido externa é desconectada,o elemento de estrangulamento não mais é equilibrado pelofluido de controle e a pressão aumentada é dissipadaatravés do estrangulador e qualquer equipamento a jusante,causando potencial dano ao equipamento e risco de ferimentoou morte para as pessoas próximas.

Portanto, torna-se necessário um método e sistemapara manter a contrapressão no fluido de perfuração quandoa fonte de fluido externa é desengatada em conjunto com umsistema de alerta para alertar um operador se o fluido deperfuração na área de estrangulamento estiver sob pressão.

Assim, foi inventado um mecanismo de segurançapara prevenir a perda imediata de pressão através doaparelho de controle de pressão quando a fonte de fluidoexterna for desconectada.

Sumário

Em um aspecto, a presente invenção se refere a umaparelho de proteção contra falha. 0 aparelho pode incluiruma fonte de ar fornecendo ar tendo uma pressão pneumática,uma primeira válvula em comunicação hidráulica com a fontede ar permitindo a comunicação hidráulica de um fluido decontrole entre um primeiro orifício de fluido e um segundoorifício de fluido quando a pressão pneumática é pelo menosuma pressão pneumática mínima e impedindo a comunicaçãohidráulica do fluido de controle entre o primeiro orifíciode fluido e o segundo orifício de fluido quando a pressãopneumática estiver abaixo da pressão pneumática mínima, umasegunda válvula em comunicação hidráulica com a fonte de arimpedindo a comunicação de ar entre uma entrada de ar e umasaída de ar quando a pressão pneumática for pelo menos apressão pneumática mínima e permitindo a comunicação de arentre a entrada de ar e a saída de ar quando a pressãopneumática estiver abaixo da pressão pneumática mínima, umaterceira válvula em comunicação hidráulica com a fonte dear permitindo a comunicação de ar com uma terceira saída deválvula quando a pressão pneumática for ao menos a pressãopneumática mínima e impedindo a comunicação de ar com aterceira saída de válvula quando a pressão pneumáticaestiver abaixo da pressão pneumática mínima, um recipientede pressão em comunicação hidráulica com a terceira saídade válvula e tendo uma saída de ar, em que a saída de arestá em comunicação hidráulica com a entrada de ar dasegunda válvula, e um dispositivo de alerta em comunicaçãohidráulica com a saída de ar da segunda válvula e operávelpara emitir som quando o ar for comunicado a partir dasaída de ar.

Outro aspecto da invenção se refere a um aparelhode proteção contra falha incluindo uma fonte de arproporcionando ar· tendo uma pressão pneumática, umaprimeira válvula em comunicação hidráulica com a fonte dear permitindo a comunicação hidráulica de um fluido decontrole entre um reservatório hidráulico pressurizado euma câmara em um alojamento de um conjunto de controle depressão quando a pressão pneumática a partir da fonte de arfor ao menos uma pressão pneumática mínima e impedindo acomunicação hidráulica do fluido de controle quando apressão pneumática a partir da fonte de ar estiver abaixoda pressão pneumática mínima, uma segunda válvula tendo umaprimeira entrada de ar em comunicação hidráulica com afonte de ar, uma segunda entrada de ar, e uma saída de ar,em que a segunda válvula impede a comunicação de ar entre asegunda entrada de ar e a saída de ar quando a pressãopneumática a partir da fonte de ar for ao menos a pressãopneumática mínima e permitindo comunicação de ar entre asegunda entrada de ar e a saída de ar quando a pressãopneumática a partir da fonte de ar estiver abaixo dapressão pneumática mínima, uma terceira válvula tendo umaterceira entrada de válvula e uma terceira saída deválvula, em que a terceira entrada de válvula está emcomunicação hidráulica com a fonte de ar e em que aterceira válvula permite a comunicação de ar a partir daterceira entrada de válvula para a terceira saída deválvula quando a pressão pneumática a partir da fonte de arfor ao menos a pressão pneumática mínima e impedindo acomunicação de ar entre a terceira entrada de válvula e aterceira saída de válvula quando a pressão pneumáticaestiver abaixo da pressão pneumática mínima, um recipientede pressão em comunicação hidráulica com a terceira saídade válvula e tendo uma saída de ar, em que a saída de arestá em comunicação hidráulica com a segunda entrada de arda segunda válvula, e um dispositivo de alerta acionadopneumaticamente em comunicação hidráulica com a saída de arda segunda válvula, em que o dispositivo de alerta emite umsom quando o ar é transferido a partir do recipiente depressão através da segunda válvula.

Ainda outro aspecto da presente invenção serefere a um aparelho de controle de pressão incluindo umafonte de ar proporcionando ar tendo uma pressão pneumáticaa uma saída de fonte de ar, um conjunto de controle depressão que inclui um alojamento tendo uma passagem deentrada, um furo axial, uma porção do qual forma umapassagem de saída, e uma câmara, um elemento deestrangulamento para controlar o fluxo de fluido a partirda passagem de entrada para a passagem de saída, o fluidoaplicando uma força em uma extremidade do membro deestrangulamento, uma fonte de fluido de controle conectadaà câmara de modo que o fluido de controle aplica uma forçaigual sobre a outra extremidade do elemento deestrangulamento para controlar a posição do elemento deestrangulamento no alojamento de uma forma a exercer umacontrapressão sobre o fluido na passagem de entrada, em quea fonte de ar está em comunicação hidráulica com a fonte defluido de controle para prover pressão pneumática sobre ofluido de controle, um mandril fixado ao alojamento e seestendendo em outra porção do furo, e uma lançadeiraconectada ao elemento de estrangulamento e montada de formadeslizante no mandril dentro da porção de furo desseúltimo, e o aparelho incluindo ainda uma primeira válvulaem comunicação hidráulica com a fonte de ar e permitindo acomunicação hidráulica do fluido de controle entre a fontede fluido de controle e a câmara do conjunto de controle depressão quando a pressão pneumática a partir da fonte de arfor ao menos uma pressão pneumática mínima e impedindocomunicação hidráulica do fluido de controle quando apressão pneumática a partir da fonte de ar estiver abaixoda pressão pneumática mínima, uma segunda válvula tendo umaprimeira entrada de ar em comunicação hidráulica com afonte de ar, uma segunda entrada de ar, e uma saída de ar,em que a segunda válvula impede a comunicação do ar entre asegunda entrada de ar e a saída de ar quando a pressãopneumática a partir da fonte de ar for ao menos a pressãopneumática mínima e permitindo comunicação de ar entre asegunda entrada de ar e a saída de ar quando a pressãopneumática a partir da fonte de ar estiver abaixo dapressão pneumática mínima, uma terceira válvula tendo umaterceira entrada de válvula e uma terceira saída deválvula, em que a terceira entrada de válvula está emcomunicação hidráulica com a fonte de ar e em que aterceira válvula permite a comunicação de ar a partir daterceira entrada de válvula para a terceira saída deválvula quando a pressão pneumática a partir da fonte de arfor ao menos a pressão pneumática mínima e impedindo acomunicação de ar entre a terceira entrada de válvula e aterceira saída de válvula quando a pressão pneumáticaestiver abaixo da pressão pneumática mínima, um recipientede pressão em comunicação hidráulica com a terceira saídade válvula e tendo uma saída de ar, em que a saída de arestá em comunicação hidráulica com a segunda entrada de arda segunda válvula, e um dispositivo de alerta emcomunicação hidráulica com a saída de ar da segundaválvula, em que o dispositivo de alerta emite um som quandoar é comunicado a partir do recipiente de pressão atravésda segunda válvula.

Outros aspectos e vantagens da matériareivindicada serão evidentes a partir da descrição a seguire das reivindicações anexas.

Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é uma vista em seção transversal de umconjunto de controle de pressão da técnica anterior.

A Figura 2 é um diagrama esquemático do aparelhode proteção contra falha.

A Figura 3 é uma vista em perspectiva do sistemade alerta.

Descrição Detalhada

A matéria reivindicada se refere a um aparelho deproteção contra falha 100 (mostrado na Figura 2) para umconjunto de controle de pressão 12 do tipo mostrado na

Figura 1. O conjunto de controle de pressão 12 inclui umalojamento 14 tendo um furo axial 16 se estendendo atravésde seu comprimento e tendo uma extremidade de descarga 18.Uma passagem de entrada radialmente estendida 20 também éformada no alojamento 14 e intersecta o furo 16. Fluido deperfuração a partir de um fundo de poço é introduzido napassagem de entrada 20, passa através do alojamento 14 enormalmente é descarregado a partir da extremidade dedescarga do furo 16 para recirculação.

Um tampo 22 é preso à extremidade do alojamento14 oposta à extremidade de descarga 18 do furo 16 doalojamento. O tampo 22 tem o formato substancialmente de Tem seção transversal e tem uma porção cilíndrica 24 seestendendo para dentro do furo 16 do alojamento. Ainterface entre o tampo 22 e o alojamento 14 é vedada. 0tampo 22 é preso à extremidade correspondendo do alojamento 14.

Um mandril 2 6 é preso na porção de extremidade dotampo 22. A interface entre o mandril 26 e o tampo 22 évedada. Uma haste 2 8 é montada de forma deslizante em umfuro axial se estendendo através do mandril 26 e é vedadadinamicamente nesse lugar. Uma porção de extremidade dahaste 28 se projeta a partir das extremidadescorrespondentes do mandril 16 e do tampo 22, e a outraporção de extremidade da haste 28 se projeta a partir daoutra extremidade do mandril 26 e para dentro do furo 16.

Um elemento de estrangulamento cilíndrico 3 0 édisposto no furo 16. O elemento de estrangulamento 30 seestende na intersecção do furo 16 com a passagem de entrada 20para controlar o fluxo de fluido a partir desse últimopara o mencionado primeiro.

Uma lançadeira cilíndrica 32 é montada de formadeslizante sobre o mandril 26. A lançadeira 32 é vedadadinamicamente dentro do alojamento 14 e sobre o mandril 26.

A lançadeira 32 tem uma porção de diâmetro reduzido 34 quedefine, com a superfície interna do alojamento 14, umacâmara de fluido 36. Outra câmara de fluido 38 pode serdefinida entre, a superfície externa do mandril 26 e umasuperfície interna correspondente da porção de tampo 24. Ascâmaras 3 6 e 3 8 se comunicam e recebem um fluido decontrole a partir de uma passagem 4 0 formada através dotampo 22. A passagem 40 é conectada a um sistemahidráulico, descrito abaixo, para recircular o fluido decontrole para e a partir da passagem, que inclui uma fontede fluido de controle 104 (mostrado na Figura 2) . O fluidode controle é introduzido na passagem 4 0 e, portanto, nascâmaras 36 e 38, em uma pressão de valor definido,predeterminado, desejado, conforme determinado por umregulador de pressão de valor estabelecido e medida por ummedidor localizado em um console associado.

O fluido de controle entra nas câmaras 3 6 e 3 8 eatua contra as porções de extremidade expostascorrespondentes da lançadeira 32. A lançadeira 32 éprojetada para se deslocar de modo que a força causada pelapressão do fluido de controle a partir das câmaras 3 6 e 38na pressão de valor estabelecido predeterminada atuandosobre as porções de extremidade expostas correspondentes dalançadeira é igual à força causada pela pressão do fluidode perfuração na passagem 2 0 atuando sobre as porções deextremidade expostas correspondentes da outra extremidadeda lançadeira e do retentor 42. Assim, a lançadeira 32 estánormalmente em uma condição equilibrada.

Com referência à Figura 2, o aparelho de proteçãocontra falha 100 é mostrado esquematicamente. Uma fonte dear 102 prove ar sob pressão à fonte de fluido de controle104. O ar aplica pressão ao fluido de controle dentro dafonte de fluido de controle 104, a qual por sua vez provêpressão sobre a lançadeira 32 (mostrada na Figura 1) paramanter uma pressão predeterminada dentro do conjunto decontrole de pressão. Um regulador 106 ao longo da linha defluxo de ar 108 a partir da fonte de ar 102 mantém apressão pneumática em uma pressão máxima predeterminadacorrespondendo a uma pressão de fluido de controle exigidapara manter a lançadeira 32 do conjunto de controle depressão 12 em um local desejado. Uma pressão pneumáticaminima é exigida para manter a pressão na fonte de fluidode controle 104 e manter a lançadeira 32 em uma posiçãoequilibrada. O regulador 106 pode ser ajustável para variara pressão pneumática sobre o fluido de controle. A fonte dear 102 pode ser qualquer fonte típica, tal como uma fontede ar pressurizado industrial ou semelhante.

Uma descrição do sistema hidráulico pararecircular fluido de controle é apresentada aqui nadimensão necessária para entendimento do aparelho deproteção contra falha 100. É considerado por aquelesversados na técnica que tal sistema hidráulico terácomponentes e recursos adicionais em relação àqueles aquirevelados.

o fluido de controle é provido às câmaras 36, 3 8do conjunto de controle de pressão 12 a partir da fonte defluido de controle 104 através de uma linha de fluido decontrole 110. Uma primeira válvula 112 é posicionada aolongo da linha de fluido de controle 110 entre a fonte defluido de controle 104 e o conjunto de controle de pressão12. A primeira válvula 112 tem um primeiro orifício defluido 114 em comunicação hidráulica com a fonte de fluidode controle 104 e um segundo orifício de fluido 116 emcomunicação hidráulica com o conjunto de controle depressão 12. Uma primeira válvula 112 também está emcomunicação hidráulica com a fonte de ar 102 através de umalinha de fluxo de ar 118, de tal modo que a primeiraválvula 112 é submetida à mesma pressão pneumática que afonte de fluido de controle 104. A comunicação hidráulicaentre o primeiro e segundo orifícios de fluido 114, 116 émantida enquanto o ar tendo uma pressão pneumática mínima éfornecido à primeira válvula 112 pela fonte de ar 102.Quando a pressão pneumática fornecida pela fonte de ar 102cai abaixo de uma pressão pneumática mínima, a primeiraválvula 112 fecha para impedir a transferência de fluidoentre o primeiro e o segundo orifícios de fluido 114, 116.

Desse modo, quando a pressão pneumática é ao menos umapressão mínima, a primeira válvula 112 permite acomunicação hidráulica do fluido de controle entre a fontede fluido de controle 104 e as câmaras 36, 38 no alojamento14 .

Mediante fechamento quando a pressão pneumáticacai abaixo da pressão mínima, a primeira válvula 112 impedequalquer comunicação hidráulica do fluido de controle entrea fonte de fluido de controle 104 e as câmaras 36, 38. Comoresultado desse fechamento quando a pressão pneumática cai,a lançadeira 32 é "congelada" no lugar até que a pressãopneumática seja trazida de volta para ao menos a pressãopneumática mínima exigida para equilibrar a lançadeira 32.Mediante manutenção da lançadeira 32 na posição antes deuma perda da pressão pneumática, a pressão sendo controladapelo conjunto de controle de pressão 12 também é mantida.Um sistema de alerta 120, conforme mostrado nasFiguras 2 e 3, inclui uma segunda válvula 122, uma terceiraválvula 124, um recipiente de pressão 126, e um dispositivode alerta 128. A segunda válvula 122 tem uma primeiraentrada de ar 130 em comunicação hidráulica com a fonte dear 102, de tal modo que a segunda válvula 122 é submetida àmesma pressão pneumática que a primeira válvula 112 e afonte de fluido de controle 104. A segunda válvula 122 temuma segunda entrada de ar 132 e uma saída de ar 134. Quandoa pressão pneumática para a primeira entrada de ar 130 épelo menos a pressão mínima, a comunicação hidráulica entrea segunda entrada de ar 132 e a saída de ar 134 é impedida.Como será discutido abaixo, perda de pressão pneumáticapara a primeira entrada de ar 130 resultará na comunicaçãode ar entre a segunda entrada de ar 132 e a saída de ar 134.

A terceira válvula 124 tem uma terceira entradade válvula 136 em comunicação hidráulica com a fonte de ar102 e uma terceira saída de válvula 138. A terceira válvula124 é preferivelmente uma válvula de retenção. Desde que oar provido à terceira entrada de válvula 13 6 esteja aomenos na pressão mínima, ele será comunicado entre aterceira entrada de válvula 136 e a terceira saída deválvula 13 8. Quando a pressão pneumática para a terceiraentrada de válvula 13 6 cair abaixo da pressão mínima, aterceira válvula 124 se fechará, desse modo impedindo acomunicação hidráulica entre a terceira entrada de válvula136 e a terceira saída de válvula 138.

O recipiente de pressão 126 é preferivelmente umagarrafa de gás recarregável em comunicação hidráulica com aterceira saída de válvula 138. O recipiente de pressão 126também tem uma saída de ar 14 0. A saída de ar 14 0 dorecipiente de pressão 126 está em comunicação hidráulicacom a segunda entrada de ar 132 da segunda válvula 122. Élembrado que quando a pressão pneumática para a segundaválvula 122 for ao menos a pressão pneumática mínima, acomunicação hidráulica entre a segunda entrada de ar 132 ea saída de ar 134 é impedida. Desse modo, quando a pressãopneumática for ao menos a pressão mínima, não hácomunicação hidráulica a partir do recipiente de pressão126 através da segunda válvula 122.

O dispositivo de alerta 128 é preferivelmente umabuzina pneumática em comunicação hidráulica com a saída dear 134 da segunda válvula 122. Desde que a pressãopneumática para a segunda válvula 122 seja ao menos apressão pneumática mínima, a segunda válvula 122 é fechadae nenhum ar é comunicado para o dispositivo de alerta 128.Como será discutido abaixo, quando a pressão pneumática caiabaixo da pressão pneumática mínima, o ar é comunicado apartir do recipiente de pressão 126 através da segundaválvula 122 para o dispositivo de alerta 128. O dispositivode alerta 128 emite um som de alerta quando o ar é dirigidopara ele.

Um regulador de pressão 142 pode estar localizadoentre a saída de ar 140 do recipiente de pressão 126 e àsegunda entrada de ar 132 da segunda válvula 122. 0regulador de pressão 142 controla a pressão pneumáticasendo transmitido a partir do recipiente de pressão 126para o dispositivo de alerta 128 no caso da pressãopneumática cair abaixo da pressão pneumática mínima.Durante operação normal do conjunto de controlede pressão 12, o fluido de controle aplica uma pressãopredeterminada ã lançadeira 32 que é igual à pressãoaplicada pelo fluido sendo circulado através do conjunto decontrole de pressão 12 no outro lado da lançadeira 32.

Embora a pressão aplicada pelo fluido de controle sejacontrolada por um regulador de fluido de controle (nãomostrado), a pressão pneumática é aplicada ao fluido decontrole na fonte do fluido de controle 104. A pressãopneumática aplicada é ao menos uma pressão pneumáticamínima suficiente para o fluido de controle manter alançadeira 32 no conjunto de controle de pressão 12 em umlocal predeterminado para uma pressão correspondente. Se apressão pneumática cair abaixo dessa pressão pneumáticamínima, o fluido de controle não mais equilibra a pressãodo fluido sendo regulado pelo conjunto de controle depressão 12 e o fluido que sai pode ser bem em excesso dapressão desejada, potencialmente danificando o equipamentoa jusante.

No caso da pressão pneumática cair abaixo dapressão pneumática mínima predeterminada do ar, a primeiraválvula 112 impede a comunicação hidráulica do fluido decontrole entre as câmaras 36, 3 8 no conjunto de controle depressão 12 e a fonte de fluido de controle 104. Isso impedeque a lançadeira 32 se desloque substancialmente e mantenhaa pressão do fluido sendo regulada pelo conjunto decontrole de pressão 12.

Simultaneamente com o fechamento da primeiraválvula 112, a terceira válvula 124 se fecha, desse modoimpedindo que o ar contido no recipiente de pressão 126escape a partir do recipiente 126 para os condutos de ar amontante. Além disso, a segunda válvula 122 se abre paraprover comunicação hidráulica entre a segunda entrada de ar132 e a saída de ar 134. O ar contido sob pressão dentro dorecipiente de pressão 126 é, então, comunicado a partir dorecipiente de pressão 126 através da segunda válvula 122para o dispositivo de alerta 128. O regulador de pressão142 controla o fluxo de ar a partir do recipiente depressão 126. Preferivelmente, o recipiente de pressão 126 édimensionado para acomodar ar suficiente para fazer soar odispositivo de alerta 128 por um período de tempopredeterminado quando o regulador de pressão 142 é ajustadopara uma predeterminada pressão pneumática. O período detempo no qual o dispositivo de alerta 128 soa pode servariado dependendo da aplicação do aparelho de proteçãocontra falha 120. Algumas circunstâncias podem garantirmais tempo do que outras, e o período de tempo de talalerta não é, aqui, limitado.

Quando a pressão pneumática é restaurada para apressão pneumática mínima exigida para equilibrar alançadeira 32, a primeira válvula 112 permite a comunicaçãohidráulica do fluido de controle entre a fonte de fluido decontrole 104 e as câmaras 36, 3 8 no conjunto de controle depressão 12 uma vez mais. Ao mesmo tempo, a segunda válvula122 fecha a trajetória de comunicação hidráulica entre orecipiente de pressão 126 e o dispositivo de alerta 128,cessando o sinal de alerta audível. A terceira válvula 124torna a abrir para prover o ar para recarregar o recipientede pressão 126. Desse modo, o aparelho de proteção contrafalha 100 reajusta a si próprio quando a pressão pneumáticamínima é restaurada.

Embora a matéria reivindicada tenha sido descritacom relação a um número limitado de modalidades, aquelesversados na técnica, com o benefício dessa revelação,considerarão que outras modalidades podem ser concebíveisas quais não se afastam do escopo da matéria reivindicadaconforme aqui revelado. Conseqüentemente, o escopo damatéria reivindicada deve ser limitado apenas pelasreivindicações anexas.

Claims (16)

1. Aparelho de proteção contra falha,caracterizado por compreender:uma fonte de ar proporcionando ar tendo umapressão pneumática;uma primeira válvula em comunicação hidráulicacom a fonte de ar permitindo a comunicação hidráulica de umfluido de controle entre um primeiro orifício de fluido eum segundo orifício de fluido quando a pressão pneumáticafor ao menos uma pressão pneumática mínima e impedindo acomunicação hidráulica do fluido de controle entre oprimeiro orifício de fluido e o segundo orifício de fluidoquando a pressão pneumática estiver abaixo da pressãopneumática mínima;uma segunda válvula em comunicação hidráulica coma fonte de ar impedindo a comunicação de ar entre umaentrada de ar e uma saída de ar quando a pressão pneumáticafor ao menos a pressão pneumática mínima e permitindocomunicação de ar entre a entrada de ar e a saída de arquando a pressão pneumática estiver abaixo da pressãopneumática mínima;uma terceira válvula em comunicação hidráulicacom a fonte de ar permitindo a comunicação de ar com umaterceira saída de válvula quando a pressão pneumática forao menos a pressão pneumática mínima e impedindo acomunicação do ar com a terceira saída de válvula quando apressão pneumática estiver abaixo da pressão pneumáticamínima;um recipiente de pressão em comunicaçãohidráulica com a terceira saída de válvula e tendo umasaída de ar, em que a saída de ar está em comunicaçãohidráulica com a entrada de ar da segunda válvula; eum dispositivo de alerta em comunicaçãohidráulica com a saída de ar da segunda válvula e operávelpara emitir som quando o ar é comunicado a partir da saídade ar.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por compreender ainda:um regulador de pressão entre a saída de ar dorecipiente de pressão e a entrada de ar da segunda válvula.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o dispositivo de alerta éuma buzina pneumática.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a terceira válvula é umaválvula de retenção.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o recipiente de pressão éuma garrafa de gás recarregável.

6. Aparelho de proteção contra falha,caracterizado por compreender:uma fonte de ar proporcionando ar tendo umapressão pneumática;uma primeira válvula em comunicação hidráulicacom a fonte de ar permitindo a comunicação hidráulica de umfluido de controle entre um reservatório hidráulicopressurizado e uma câmara em um alojamento de um conjuntode controle de pressão quando a pressão pneumática a partirda fonte de ar for ao menos uma pressão pneumática mínima eimpedindo a comunicação hidráulica do fluido de controlequando a pressão pneumática a partir da fonte de ar estiverabaixo da pressão pneumática mínima;uma segunda válvula tendo uma primeira entrada dear em comunicação hidráulica com a fonte de ar, uma segundaentrada de ar, e uma saída de ar, em que a segunda válvulaimpede a comunicação de ar entre a segunda entrada de ar ea saída de ar quando a pressão pneumática a partir da fontede ar for ao menos a pressão pneumática mínima e permitindocomunicação de ar entre a segunda entrada de ar e a saídade ar quando a pressão pneumática a partir da fonte de arestiver abaixo da pressão pneumática mínima;uma terceira válvula tendo uma terceira entradade válvula e uma terceira saída de válvula, em que aterceira entrada de válvula está em comunicação hidráulicacom a fonte de ar e em que a terceira válvula permite acomunicação de ar a partir da entrada da terceira entradade válvula para a terceira saída de válvula quando apressão pneumática a partir da fonte de ar for ao menos apressão pneumática mínima e impedindo comunicação de arentre a terceira entrada de válvula e a terceira saída deválvula quando a pressão pneumática estiver abaixo dapressão pneumática mínima;um recipiente de pressão em comunicaçãohidráulica com a terceira saída de válvula e tendo umasaída de ar, em que a saída de ar está em comunicaçãohidráulica com a segunda entrada de ar da segunda válvula;eum dispositivo de alerta pneumático emcomunicação hidráulica com a saída de ar da segundaválvula, em que o dispositivo de alerta emite um som quandoo ar é comunicado a partir do recipiente de pressão atravésda segunda válvula.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado por compreender ainda:um regulador de pressão entre a saída de ar dorecipiente de pressão e a segunda entrada de ar da segundaválvula.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de que o dispositivo de alerta éuma buzina pneumática.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de que a terceira válvula é umaválvula de retenção.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de que o recipiente de pressão éuma garrafa de gás recarregável.

11. Aparelho de controle de pressão caracterizadopor compreender:uma fonte de ar proporcionando o ar tendo umapressão pneumática para uma saída de fonte de ar;um conjunto de controle de pressão compreendendo:um alojamento tendo uma passagem de entrada,um furo axial, uma porção do qual forma uma passagem desaída, e uma câmara;um elemento de estrangulamento adaptado paramovimento no alojamento para controlar o fluxo de fluido apartir da passagem de entrada para a passagem de saída, ofluido aplicando uma força em uma extremidade do elementode estrangulamento;uma fonte de fluido de controle conectada àcâmara de modo que o fluido de controle aplica uma forçaigual na outra extremidade do elemento de estrangulamentopara controlar a posição do elemento de estrangulamento noalojamento de uma maneira a exercer uma contrapressão sobreo fluido na passagem de entrada;em que a fonte de ar está em comunicaçãohidráulica com a fonte de fluido de controle para proverpressão pneumática sobre o fluido de controle;um mandril é fixado ao alojamento e seestendendo em outra porção do furo; euma lançadeira conectada ao elemento deestrangulamento e montada de forma deslizante no mandrildentro da porção de furo mencionada por último;uma primeira válvula em comunicação hidráulicacom a fonte de ar e permitindo comunicação hidráulica dofluido de controle entre a fonte de fluido de controle e acâmara do conjunto de controle de pressão quando a pressãopneumática a partir da fonte de ar for ao menos uma pressãopneumática mínima e impedindo a comunicação hidráulica dofluido de controle quando a pressão pneumática a partir dafonte de ar estiver abaixo da pressão pneumática mínima;uma segunda válvula tendo uma primeira entrada dear em comunicação hidráulica com a fonte de ar, uma segundaentrada de ar, e uma saída de ar, em que a segunda válvulaimpede a comunicação de ar entre a segunda entrada de ar ea saída de ar quando a pressão pneumática a partir da fontede ar for ao menos a pressão pneumática mínima e permitindoa comunicação de ar entre a segunda entrada de ar e a saídade ar quando a pressão pneumática a partir da fonte de arestiver abaixo da pressão pneumática mínima;uma terceira válvula tendo uma terceira entradade válvula e uma terceira saída de válvula, em que aterceira entrada de válvula está em comunicação hidráulicacom a fonte de ar e em que a terceira válvula permitecomunicação de ar a partir da terceira entrada de válvulapara a terceira salda de válvula quando a pressãopneumática a partir da fonte de ar for ao menos a pressãopneumática mínima e impedindo a comunicação de ar entre aterceira entrada de válvula e a terceira saída de válvulaquando a pressão pneumática estiver abaixo da pressãopneumática mínima;um recipiente de pressão em comunicaçãohidráulica com a terceira saída de válvula e tendo umasaída de ar, em que a saída de ar está em comunicaçãohidráulica com a segunda entrada de ar da segunda válvula;eum dispositivo de alerta em comunicaçãohidráulica com a saída de. ar da segunda válvula, em que odispositivo de alerta emite um som quando o ar é comunicadoa partir do recipiente de pressão através da segundaválvula.

12. Aparelho de controle de pressão, de acordocom a reivindicação 11, caracterizado por compreenderainda:um regulador de pressão entre a saída de ar dorecipiente de pressão e a segunda entrada de ar da segundaválvula.

13. Aparelho de controle de pressão, de acordocom a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que odispositivo de alerta é uma buzina pneumática.

14. Aparelho de controle de pressão, de acordocom a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que oelemento de estrangulamento é móvel no alojamento para e apartir de uma posição completamente fechada, uma posiçãocompletamente aberta, e uma posição de operação padrãoentre a posição completamente fechada e a posiçãocompletamente aberta.

15. Aparelho de controle de pressão, de acordocom a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que oelemento de estrangulamento exerce uma contrapressão sobreo fluido na posição fechada e na posição de operaçãopadrão.

16. Aparelho de controle de pressão, de acordocom a reivindicação 11, caracterizado por compreenderainda:um regulador de pressão de fonte de ar entre afonte de ar e a fonte de fluido de controle, a primeiraválvula, a primeira entrada de ar da segunda válvula, e aterceira entrada de válvula;em que o regulador de pressão da fonte de arregula a pressão pneumática do ar a partir da fonte de ar.