BRPI0712512A2 - processo para constituir um a conexão de rosca em cunha e colar - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA CONSTITUIR UMA CONEXAO DE ROSCA EM CUNHA E COLAR. Um processo para constituir uma conexão de rosca em cunha, compreendendo um elemento pino e um elemento caixa, inclui: aplicar um lubrificante de tubo a pelo menos um do elemento pino e do elemento caixa, em que o elemento pino e o elemento caixa compreendem roscas em cunha correspondentes; reduzir a viscosidade do lubrificante de tubo pelo menos temporariamente; e girar o elemento pino relativamente ao elemento caixa, para constituir a conexão de rosca em cunha, em que a rotação ocorre enquanto a viscosidade do lubrificante de tubo é pelo menos temporariamente reduzida. Um colar, a ser usado com um conjunto de pinças na constituição de uma conexão rosqueada entre um elemento pino e um elemento caixa, inclui: pelo menos uma unidade de força configurada para reduzir temporariamente a viscosidade do lubrificante de tubo aplicado a pelo menos um do elemento pino e do elemento caixa; e uma superfície interna tendo um diâmetro selecionado para corresponder ao diâmetro externo de pelo menos um do elemento pino e do elemento caixa.

Description

"PROCESSO PARA CONSTITUIR UMA CONEXÃO DE ROSCA EM CUNHA E COLAR"

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Juntas de invólucros, camisas e outros dispositivos tubulares para campo de petróleo são freqüentemente usados em perfuração, completação e produção de um poço. As juntas de invólucros podem ser, por exemplo, colocadas em uma boca de poço para estabilizar uma formação e protegê-la contra altas pressões na boca do poço (por exemplo, pressões na boca do poço que excedam uma pressão de formação), que poderiam danificar a formação. As juntas de invólucros são seções de tubos de aço, que podem ser acopladas de um modo de extremidade-com-extremidade por conexões rosqueadas, conexões soldadas e outras conexões conhecidas na técnica. As conexões são usualmente projetadas de modo que um selo seja formado entre uma parte interna das juntas de invólucros acopladas e um espaço anular, formado entre as paredes externas das juntas de invólucros e as paredes da boca do poço. O selo pode ser, por exemplo, um selo elastomérico (por exemplo, um selo de anel em O), um selo de rosca, um selo de metal-com-metal formado próximo à conexão, ou selos similares conhecidos na técnica.

Um tipo de conexão rosqueada comumente usado para formar um selo de rosca em dispositivos tubulares de campos de petróleo é uma rosca em cunha. As "roscas em cunha" são caracterizadas por roscas, independentemente de uma forma de rosca particular, que aumentam em largura nas direções opostas em um elemento pino 101 e em um elemento caixa 102. A taxa na qual as roscas variam em largura, ao longo da conexão, é definida por uma variável conhecida comumente como uma "razão de cunha". Como aqui usado, "razão de cunha", embora tecnicamente não uma razão, se refere à diferença entre o filete de flanco de pegada e o filete de flanco de carga, que faz com que as roscas tenham uma largura variável ao longo da conexão. Uma discussão detalhada das razões de cunha é proporcionada na patente U.S. 6.206.436, emitida para Mallis e atribuída ao cessionário da presente invenção. Essa patente é incorporada no presente relatório descritivo por referência na sua totalidade.

As roscas em cunha são descritas extensivamente na patente U.S. RE 30.647, emitida para Blose, patente U.S. RE 34.467, emitida para Reeves, patente U.S. 4.703.954, emitida para Ortloff, e patente U.S. 5.454.605, emitida para Mott, todas cedidas ao cessionário da presente invenção e incorporadas por referência no presente relatório descritivo. Continuando com as Figuras IA e 1B, no elemento pino 101, uma crista de rosca de pino 222 é estreita no sentido da extremidade distai do elemento pino 101, enquanto que uma crista de rosca de caixa 291 é larga. Movimentando-se ao longo de um eixo 105 (da direita para a esquerda), a crista de rosca de pino 222 se alarga, enquanto que a crista de rosca de caixa 291 se estreita. Na Figura 2, as roscas são afiladas, significando que uma rosca de pino 106 aumenta em diâmetro do início ao final, enquanto que uma rosca de caixa 107 diminui em diâmetro em um modo complementar. 0 fato de ter-se um estreitamento de rosca pode aperfeiçoar a capacidade de cravar o elemento pino 101 no elemento caixa e distribuir a tensão na conexão.

Geralmente, os selos de rosca são difíceis de alcançar com roscas diferentes de em cunha, tendo amplas cristas e raízes, embora, as mesmas formas de rosca possam ter selos de rosca, quando usadas para roscas em cunha. As roscas em cunha não têm qualquer forma de rosca particular. Um exemplo de uma forma de rosca adequada é uma forma de rosca de metade em cauda de andorinha descrita na patente U.S. 5.360.239, emitida para Klementich e incorporada no presente relatório descritivo por referência. Outra forma de rosca inclui um flanco de carga ou flanco de pegada multifacetado, descrito na patente U.S. 6.722.706, emitida para Church e incorporada por referência no presente relatório descritivo. Todas as formas de rosca mencionadas acima são consideradas como uma forma de rosca "aprisionada", significando que pelo menos uma parte dos flancos de carga correspondentes e/ou dos flancos de pegada correspondentes se sobreponham axialmente. Uma forma de rosca aberta (isto é, não aprisionada), com uma forma geralmente retangular, é descrita na patente U.S. 6.578.880, emitida para Watts. As formas de rosca mencionadas acima são exemplos de formas de rosca que podem ser usadas para as concretizações da invenção. Geralmente, as formas de rosca abertas, tais como de dente-de-serra ou de pegada, não são adequadas para as roscas em cunha, porque vão conferir uma grande força radial no elemento caixa. Uma forma de rosca genericamente quadrada, tal como aquela descrita por Watts, ou uma forma de rosca aprisionada, não confere uma força radial externa no elemento caixa. Aqueles versados na técnica vão considerar que os ensinamentos contidos no presente relatório descritivo não são limitados às formas de rosca particulares.

Para as roscas em cunha, um selo de rosca pode ser obtido em conseqüência da pressão de contato provocada pela interferência em pelo menos uma parte da conexão entre o flanco de carga de pino 226 e o flanco de carga de caixa 225 e entre o flanco de pregada de pino 232 e o flanco de pegada de caixa 231, que ocorre quando a conexão é constituída. Uma proximidade estreita ou uma interferência entre as raízes 292 e 221 e as cristas 222 e 291 completa o selo de rosca, quando ocorre em pelo menos uma parte de onde ocorre a interferência de flanco. Geralmente, uma maior pressão pode ficar contida com uma maior interferência entre as raízes e as cristas ("interferência raiz/crista") no elemento pino 101 e no elemento caixa 102 e por aumento da interferência de flanco. A conexão particular mostrada na Figura IA também inclui um selo metal-com-metal, que é feito por uma pressão de contato entre as superfícies do selo correspondentes 103 e 104, localizadas respectivamente no elemento pino 101 e no elemento caixa 102. As roscas em cunha não têm um torque de parada positivo na conexão. Para as roscas em cunha que não têm um torque de parada positivo, a constituição é "indeterminada", e, por conseguinte, a posição relativa dos elemento pino e elemento caixa varia durante a constituição para uma determinada faixa de torque, que vai ser aplicada, do que para as conexões tendo um ressalto de torque de parada positivo. Como usado no presente relatório descritivo, "constituição" se refere ao rosqueamento conjunto de um elemento pino e de um elemento caixa. "Constituição selecionada" se refere ao rosqueamento conjunto do elemento pino e do elemento caixa com um grau de torque desejado, ou com base em uma posição relativa (axial ou circunferencial) do elemento pino com o elemento caixa. Para as roscas em cunha, que são projetadas para ter ambas a interferência de flanco e a interferência de raiz/crista, em uma constituição selecionada, ambas a interferência de flanco e a interferência de raiz/crista aumentam na medida em que a conexão é constituída (isto é, o aumento em torque aumenta a interferência de flanco e a interferência de raiz/crista). Para roscas em cunha afiladas, que são projetadas para ter um vão livre de raiz/crista, o vão livre diminui na medida em que a conexão é constituída. Independentemente do projeto da rosca em cunha, os flancos correspondentes ficam mais próximos entre si (isto é, o vão livre diminui ou a interferência aumenta), durante a constituição. A constituição indeterminada propicia que a interferência de flanco e a interferência de raiz/crista sejam aumentadas por aumento do torque de constituição na conexão. Desse modo, uma rosca em cunha pode ser capaz de suportar pressões mais altas no selo de rosca de gás e/ou de liquido, por projeto da conexão para que tenha mais interferência de flanco e/ou interferência de raiz/crista ou por aumento do torque de constituição na conexão, embora, isso também aumente a tensão na conexão, durante, a constituição, o que pode levar a falha durante uso.

Antes da constituição, um lubrificante de tubo é tipicamente aplicado em ambos o elemento pino e o elemento caixa de uma conexão rosqueada. O lubrificante de tubo proporciona lubrificação, para ajudar na constituição da conexão e impede escoriação, que poderia provocar ruptura da conexão posteriormente. Em aplicações em campos de petróleo, o lubrificante de tubo contém tipicamente partículas metálicas, tais como de cobre, para impedir escoriação entre as roscas do elemento pino e do elemento caixa. As partículas metálicas também ajudam a obter um selo de rosca entre as roscas em cunha, que constituem ambos os flanços de carga e de pegada.

Em virtude da maneira de encaixe estreito, no qual são constituídas as roscas em cunha, comparada com a conexão de rosca não em cunha dotada de ressalto, menos lubrificante de tubo é necessário. Tipicamente, o lubrificante de tubo é apenas aplicado à rosca de pino de uma conexão de rosca em cunha. A aplicação do lubrificante de tubo é também tipicamente feita com um pincel, em vez de um grande esfregão, como é típico de outras conexões de roscas não em cunha. Quando uma conexão de rosca em cunha é constituída, o excesso de lubrificante de tubo pode ficar retido entre a rosca de pino e a rosca de caixa, o que pode provocar leituras de torque falsas (provocando uma constituição inadequada) ou danificando potencialmente a conexão. Muitos dos problemas associados com o lubrificante de tubo podem ser atenuados por aplicação de menos lubrificante de tubo do que nas conexões de roscas não em cunha e controle da velocidade na qual a conexão é constituída, para permitir que o lubrificante de tubo seja expulso.

De fato, o dano a uma conexão em razão de lubrificante de tubo é raro, mas é ainda uma preocupação para os operadores. Um cenário no qual o dano à conexão pode ocorrer é quando o lubrificante de tubo é muito viscoso. Isso pode ocorrer em meios físicos de tempo frio, tal como na parte oriental do norte do Alasca ou no mar do Norte, quando se usa um lubrificante de tubo errado. Para meios físicos de tempo frio, um lubrificante de tubo com um teor de metal mais baixo e uma viscosidade cinemática reduzida deve ser usado. A viscosidade cinemática é a razão da viscosidade de um fluido para a sua densidade. Centistoke é uma unidade comum para a viscosidade cinemática. Um centistoke é a viscosidade em centipoise dividida pela densidade do líquido na mesma temperatura. Se um lubrificante de tubo errado for usado e a conexão for constituída rapidamente, como é típico de um quadro de energia utilizado para as conexões de constituição, o verniz de tubo pode ficar retido entre a rosca de pino e a rosca de caixa, provocando um alto acúmulo de pressão que expando o elemento caixa.

Um cenário mais comum, que pode ocorrer quando da constituição de uma conexão de rosca em cunha é o isolamento do tubo. 0 isolamento do tubo se refere ã situação na qual uma conexão propicia uma leitura de torque falsa, que indica que a conexão é inteiramente constituída em um torque de constituição, mas não é inteiramente constituída com base na posição relativa do elemento pino e do elemento caixa. Freqüentemente, o isolamento do tubo é de difícil detecção no aparelho quando da constituição, e mesmo um pequeno grau pode ameaçar a integridade da conexão. Uma causa para isolamento do tubo em conexões de roscas em cunha é o travamento hidráulico resultante da evacuação inadequada do lubrificante de tubo. O acúmulo de pressão pode então provocar derramamento durante uso, provocando risco de uma reversão acidental da conexão ou vazamentos hidráulicos. O isolamento do tubo é uma preocupação particular para conexões rosqueadas de maiores diâmetros, tais como aquelas com um diâmetro igual ou superior a 24,4 cm (9-5/8 in). A evacuação do lubrificante é mais difícil para conexões rosqueadas de maiores diâmetros, em virtude do caminho helicoidal mais longo para o lubrificante de tubo.

Além do mais, o impedimento de tubo pode ser particularmente problemático em cordões utilizados em temperaturas operacionais furo abaixo elevadas (isto é, a temperatura que um dispositivo tubular vai experimentar durante uso). Particularmente, em uso a uma alta temperatura (por exemplo, temperaturas superiores a 121,1°C (250°F), um cordão encharcado com vapor, ou um cordão geotérmico), mesmo um pequeno grau de isolamento pode ser nocivo. Por exemplo, se uma conexão em cunha constituída mesmo com um pequeno grau de impedimento for disposta em um poço em alta temperatura, o lubrificante pode escoar da conexão de rosca em cunha e reduzir a integridade do selo de rosca.

Uma ampla gama de lubrificantes de tubo é comercialmente disponível. O lubrificante de tubo é, tipicamente, uma formulação proprietária de um ou mais lubrificantes e materiais particulados. Em geral, concentrações de materiais particulados mais altas resultam em um lubrificante de tubo mais viscoso, o que ajuda a proporcionar um selo de rosca em conexões de roscas em cunha. A graxa de base é também bastante determinante da viscosidade cinemática final do lubrificante de tubo. Uma empresa que proporciona lubrificante de tubo para conexões rosqueadas é a JET-LUBE® Inc. (Houston, TX, EUA). Um tipo de lubrificante de tubo proporcionado pela JET-LUBE® Inc. é KOPR-KOTE®, que contém menos de 10 por cento em peso de cobre, como o aditivo particulado. O KOPR-KOTE® é proporcionado em uma formulação alternativa para uso ártico, como são várias outras formulações da JET-LUBE®. Os lubrificantes de tubos para temperaturas mais altas ("grau térmico") da JET-LUBE® utilizam um óleo de petróleo com uma viscosidade cinemática de 414 a 506 centistokes a 40°C. Os lubrificantes de tubo de "grau ártico" utilizam uma graxa à base de cálcio com uma viscosidade cinemática de cerca de 20 a 24 centistokes a 40°C, que é muito mais baixa do que a do grau térmico. Outro lubrificante de tubo é o JET-LUBE® NCS-30, que é comercializado especificamente para uso com as conexões de roscas em cunha. Esse lubrificante de tubo não contém materiais particulados metálicos. Em vez disso, o JET-LUBE® NCS-30 usa uma formulação proprietária de fibras quimicamente inertes, como o aditivo particulado. Também, o JET-LUBE® NCS-30 usa uma graxa à base de cálcio similar aos compostos de grau ártico, para proporcionar uma menor viscosidade cinemática.

Embora muitos dos problemas com a constituição de uma rosca em cunha sejam evitados por uso de um lubrificante de tubo com menor viscosidade cinemática e/ou um teor reduzido de metal, uma desvantagem para tal lubrificante de tubo é a menor capacidade de vedação na rosca em cunha. 0 meio físico operacional na boca de poço é muito mais quente do que na superfície, o que permite que o lubrificante de tubo escoe mais facilmente e não auxilie na manutenção do selo de rosca na rosca em cunha. Em geral, quanto mais alta a viscosidade cinemática do lubrificante de tubo, melhor o selo de rosca resultante na rosca em cunha.

Além da seleção do lubrificante de tubo, soluções mecânicas para aliviar o acúmulo de pressão das conexões de roscas em cunha, durante constituição, foram propostas. Um exemplo de uma solução mecânica é descrita na patente U.S. 6.050.610, emitida para Enderle e atribuída ao cessionário da presente invenção. A patente '610 é incorporada no presente relatório descritivo por referência na sua totalidade. A patente '610 descreve uma conexão de rosca em cunha com uma ranhura em uma raiz de rosca. A ranhura proporciona um caminho de escape para o lubrificante de tubo, durante a constituição da conexão de rosca em cunha. Similar à patente '610, a patente U.S. 6.905.149, emitida para DeLange, descreve proporcionar uma ranhura em uma crista de rosca, para prover um caminho de escape para o lubrificante de tubo. No entanto, a ranhura na crista de rosca pode impedir a vedação de uma rosca em cunha assim equipada, pois a ranhura proporciona um caminho de vazamento para o lubrificante de tubo. Alternativamente, em uma rosca em cunha de dois degraus, a ranhura da crista de rosca pode ser proporcionada em apenas um degrau, de modo que a integridade do selo da conexão não seja comprometida.

As ranhuras para alívio de pressão descritas nas patentes '610 e '149 são limitadas em profundidade e largura, porque ranhuras maiores vão reduzir a resistência mecânica da conexão rosqueada. Em virtude do tamanho limitado, as ranhuras de alívio de pressão e outras soluções mecânicas para o acúmulo de pressão das conexões de roscas em cunha, durante a constituição, podem falhar em impedir o dano à conexão e o isolamento do tubo para as conexões problemáticas, tais como as conexões de roscas em cunha de maior diâmetro.

RESUMO DA INVENÇÃO

Em um aspecto, a presente invenção se refere a um processo para constituição de uma conexão de rosca em cunha, incluindo um elemento pino e um elemento caixa. De preferência, o processo inclui a aplicação de um lubrificante de tubo a pelo menos um do elemento pino e do elemento caixa, em que o elemento pino e o elemento caixa compreendem roscas em cunha correspondentes. O processo inclui a redução da viscosidade do lubrificante de tubo, pelo menos temporariamente, e a rotação do elemento pino em relação ao elemento caixa, para constituir a conexão de rosca em cunha, em que a rotação ocorre enquanto a viscosidade do lubrificante de tubo é reduzida, pelo menos temporariamente.

Em outro aspecto, a presente invenção se refere a um processo de constituição de uma conexão de rosca em cunha, incluindo um elemento pino e um elemento caixa. 0 processo inclui, de preferência, a aplicação de um lubrificante de tubo em pelo menos um do elemento pino e do elemento caixa, em que o elemento pino e o elemento caixa compreendem roscas em cunha correspondentes. Além do mais, o processo inclui a redução temporária da viscosidade do lubrificante de tubo e a constituição da conexão de rosca em cunha, enquanto a viscosidade do lubrificante de tubo é reduzida temporariamente. Em outro aspecto, a presente invenção se refere a um colar a ser usado com um conjunto de pinças na constituição de uma conexão rosqueada entre um elemento pino e um elemento caixa. De preferência, o colar inclui pelo menos uma unidade de força, configurada para reduzir temporariamente a viscosidade do lubrificante de tubo, aplicada a pelo menos, um do elemento pino e do elemento caixa. Além do mais, o colar inclui uma superfície interna, tendo um diâmetro selecionado para corresponder a um diâmetro externo de pelo menos um do elemento pino e do elemento caixa.

Outros aspectos e vantagens da invenção vão ficar evidentes da descrição apresentadas a seguir e das reivindicações em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As Figuras 1A e 1B mostram uma conexão de rosca em cunha da técnica anterior.

A Figura 2 mostra um conjunto de pinças de força, para uso com um processo de acordo com uma concretização da presente invenção.

A Figura 3 mostra um colar constituído, de acordo com uma concretização da presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA

A presente invenção se refere a um processo para a constituição de uma conexão de rosca em cunha. Mais especificamente, a presente invenção se refere a processos para minimizar o acúmulo de pressão em uma conexão de rosca em cunha, resultante do lubrificante de tubo ser incapaz de escapar durante a constituição.

A maneira na qual uma conexão de rosca em cunha é constituída pode ter um efeito significativo em se o isolamento de tubo ocorre. Por exemplo, uma alta velocidade angular relativa do elemento pino e do elemento caixa, durante a constituição, pode piorar o acúmulo de pressão, porque o lubrificante de tubo é incapaz de escoar em torno da hélice das roscas em cunha suficientemente rápido para escapar. Em virtude dessa preocupação, os procedimentos de serviço no campo para constituição de conexões de roscas em cunha podem incluir velocidades rotativas máximas, durante a constituição. Por exemplo, as conexões de roscas em cunha de menor diâmetro podem ser limitadas a 25 revoluções por minuto, e as conexões de roscas em cunha de maior diâmetro (tais como as conexões de diâmetro de 24,4 cm - 9-5/8 in) podem ser limitadas a 15 revoluções por minuto. A diferença nas velocidades rotativas recomendadas é uma conseqüência da maior velocidade tangencial das conexões de maior diâmetro.

A minimização da quantidade de lubrificante de tubo espalhada nas roscas em cunha, antes da constituição, reduz a quantidade de lubrificante de tubo que pode ficar retida e provocar acúmulo de pressão. Tipicamente, o lubrificante de tubo é espalhado com um pincel em apenas um dos elementos de uma conexão de rosca em cunha. No entanto, o controle preciso do volume e da distribuição do lubrificante de tubo pode ser difícil de obter na prática em um aparelho de perfuração.

Como discutido acima, um lubrificante de tubo de menor viscosidade é menos suscetível a acúmulo de pressão, por causa das características de escoamento aperfeiçoadas. No entanto, essa vantagem é contrabalançada pela desvantagem de uma menor capacidade de lubrificação e vedação, durante uso, particularmente quando o uso é em um meio físico de temperatura mais alta. Seria vantajoso ter uma baixa viscosidade durante a constituição e uma alta viscosidade durante uso.

Duas técnicas, que podem ser usadas para reduzir temporariamente a viscosidade do lubrificante de tubo, são vibração e calor. De acordo com uma concretização da presente invenção, uma conexão de rosca em cunha é aquecida antes ou durante a constituição, e/ou vibrada durante a constituição, para reduzir a viscosidade do lubrificante de tubo, pelo menos temporariamente, para permitir que o excesso de lubrificante de tubo seja expulso da conexão de rosca em cunha, durante a constituição. 0 aquecimento da conexão de rosca em cunha pode ser feito um pouco antes da conexão de rosca em cunha, desde que a conexão de rosca em cunha se mantenha na ou acima da temperatura selecionada, durante a constituição. A temperatura selecionada vai variar, dependendo das propriedades do lubrificante de tubo aplicado à conexão de rosca em cunha. Alternativamente, o lubrificante de tubo não pode ser aquecido antes que seja aplicado à conexão de rosca em cunha. Aqueles versados na técnica vão considerar que a viscosidade do lubrificante de tubo pode não retornar exatamente à viscosidade original do lubrificante de tubo, após a viscosidade ser reduzida por aquecimento e/ou vibração, durante a constituição.

O lubrificante de tubo é tipicamente um fluido coloidal, tendo pequenas partículas, tais como de grafite ou cobre, dispersas nele. A vibração da conexão de rosca em cunha, durante a constituição, pode reduzir a viscosidade aparente do lubrificante de tubo por auxilio no movimento das pequenas partículas no lubrificante de tubo. A freqüência ótima da vibração vai variar de acordo com as propriedades do lubrificante de tubo aplicado à conexão de rosca em cunha.

Os processos de acordo com as concretizações da presente invenção não são limitados a processos particulares para aquecimento ou vibração de uma conexão de rosca em cunha, exceto se reivindicado explicitamente de outro modo. A Figura 2 mostra um conjunto de pinças de constituição, que pode ser usado com um colar de constituição mostrado na Figura 3, de acordo com uma concretização da presente invenção. As conexões de roscas em cunha são freqüentemente constituídas usando pinças de força, tais como aquelas mostradas na Figura 2. Um conjunto de pinças de força típico inclui uma "pinça de amparo" estacionária 17 e uma "pinça de força" rotativa 46. Um elemento é retido no lugar pela pinça de amparo 17, enquanto que a pinça de força 46 aperta o outro elemento e o gira, para constituir a conexão de rosca em cunha. 0 aperto é obtido por uso de elementos de aperto 15 e 31, dispostos dentro da pinça de amparo 17 e pinça de força 46, respectivamente. Para evitar dano às partes rosqueadas da conexão de rosca em cunha, os elementos de aperto 15 e 31 são tipicamente localizados para ficarem abaixo e acima das partes rosqueadas, durante a constituição.

De acordo com uma concretização da presente invenção, um colar de constituição 401 pode ser colocado em torno da parte rosqueada de uma conexão de rosca em cunha, durante a operação de constituição. Nessa concretização particular, o colar de constituição 401 é um anel bipartido com uma articulação 405, que permite que o colar de constituição 401 seja aberto e fechado em torno da parte rosqueada da conexão de rosca em cunha. A superfície interna 412 pode contatar o diâmetro externo do elemento caixa, para transmitir calor ou vibração para a conexão de rosca em cunha. O colar de constituição 401 pode incluir ainda unidades de força 411, para gerar calor ou vibração. Após colocar o colar de constituição 401 em torno da parte rosqueada da conexão de rosca em cunha, as unidades de força 411 e 410 são giradas, para aquecer ou vibrar a conexão de rosca em cunha, para reduzir, temporariamente, a viscosidade do lubrificante de tubo, durante a constituição. Aqueles versados na técnica vão considerar que muitos processos são disponíveis para aquecimento ou vibração da conexão de rosca em cunha. Como tal, a presente invenção não é limitada a qualquer fonte de calor ou vibração particular. Por exemplo, o calor pode ser qerado por indução. Em uma concretização, a vibração pode ser gerada usando um motor excêntrico, girando a uma velocidade selecionada para determinar a freqüência da vibração.

Ainda mais, o local no qual calor e/ou vibração são aplicados na conexão de rosca em cunha pode variar. Em uma concretização, uma fonte de calor ou vibração pode ser integrada nas pinças de força, que são usadas para constituir a conexão de rosca em cunha. A capacidade do elemento pino e do elemento caixa metálicos em transmitir calor e vibração pode permitir que a fonte de calor ou vibração fique em locais diferentes de diretamente na parte rosqueada da conexão de rosca em cunha.

A temperatura na qual a conexão de rosca em cunha é aquecida pode ser selecionada para que fique em torno ou superior à temperatura operacional do fundo do poço, na qual a conexão de rosca em cunha vai ser usada. Por seleção de uma temperatura de acordo com a temperatura operacional do fundo do poço, a conexão de rosca em cunha vai ser constituída com o lubrificante de tubo, na ou abaixo da viscosidade do lubrificante de tubo no fundo do poço. Isso impede o alívio de qualquer acúmulo de pressão na conexão de rosca em cunha, porque qualquer escoamento de lubrificante de tubo vai ocorrer durante a constituição, quando a viscosidade é reduzida temporariamente.

As concretizações da presente invenção podem proporcionar uma ou mais das seguintes vantagens. 0 aquecimento e/ou a vibração da conexão de rosca em cunha, durante a constituição, reduz temporariamente a viscosidade do lubrificante de tubo. A viscosidade reduzida do lubrificante de tubo propicia características de escoamento aperfeiçoadas, que permitem que o excesso de lubrificante de tubo seja evacuado, reduzindo, desse modo, o risco de acúmulo de pressão durante a constituição da conexão de rosca em cunha. Por conseguinte, o risco de isolamento de tubo pode ser reduzido significativamente, mesmo para conexões de roscas em cunha de maior diâmetro.

Uma vantagem de um processo de constituição em relação às soluções mecânicas, tais como ranhuras de crista ou de raiz, é que as concretizações da presente invenção não necessitam que itens adicionais sejam trabalhados à máquina na conexão de rosca em cunha. Itens adicionais na conexão de rosca em cunha aumentam ainda mais a complexidade de manufatura inerente em uma conexão de rosca em cunha. Por conseguinte, os itens adicionais aumentam ainda mais o custo de manufatura. Por mudança do processo no qual a conexão de rosca em cunha é constituída, a necessidade para soluções mecânicas para evacuação de lubrificante de tubo pode ser eliminada ou reduzida, para economizar custos de manufatura. Além disso, as soluções mecânicas na técnica anterior podem falhar em proporcionar um caminho de escoamento suficiente para o excesso de lubrificante de tubo, particularmente para as conexões de roscas em cunha de maior diâmetro. Aumentando-se a profundidade e/ou a largura das ranhuras de raiz ou crista, pode-se também reduzir a resistência mecânica da conexão de rosca em cunha. Os processos de constituição de acordo com as concretizações da presente invenção não afetam a integridade mecânica da conexão de rosca em cunha.

Uma vantagem do uso de um colar de constituição 401, tal como a concretização mostrada na Figura 3, é que o colar de constituição 401 pode proporcionar reforço no diâmetro externo do elemento caixa, durante a constituição. Um tubo de grande diâmetro com paredes finas tem a tendência de ficar excêntrico após manufatura e durante a constituição. Se dimensionado para encaixe firme em torno do diâmetro externo de um elemento caixa, um colar de constituição 401 ajuda a reduzir a excentricidade da conexão de rosca em cunha, forçando o elemento caixa e o elemento pino em circulo.

Ainda que a invenção tenha sido descrita com relação a um número limitado de concretizações, aqueles versados na técnica, tendo o beneficio dessa descrição, vão considerar que outras concretizações podem ser pensadas, que não se afastam do âmbito da invenção, como descrito no presente relatório descritivo. Conseqüentemente, o âmbito da invenção deve ser limitado apenas pelas reivindicações em anexo.

Claims (19)

1. Processo para constituir uma conexão de rosca em cunha, compreendendo um elemento pino e um elemento caixa, o processo caracterizado pelo fato de que compreende: - aplicação de um lubrificante de tubo a pelo menos do elemento pino e do elemento caixa, em que o elemento pino e o elemento caixa compreendem roscas em cunha correspondentes; - redução da viscosidade do lubrificante de tubo pelo menos temporariamente; e - rotação do elemento pino relativamente ao elemento caixa, para constituir a conexão de rosca em cunha, em que a rotação ocorre enquanto a viscosidade do lubrificante de tubo é reduzida pelo menos temporariamente.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a viscosidade reduzida temporariamente do lubrificante de tubo é obtida por aquecimento da conexão de rosca em cunha a uma temperatura selecionada.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a temperatura selecionada é pelo menos uma temperatura operacional furo abaixo para a conexão de rosca em cunha.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a viscosidade reduzida temporariamente do lubrifciante de tubo é obtida por aquecimento do verniz de tubo a uma temperatura selecionada.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a viscosidade reduzida temporariamente do lubrificante de tubo é obtida por vibração da conexão de rosca em cunha.

6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda prender um colar de constituição em torno de pelo menos um do elemento pino e do elemento caixa, em que o colar de constituição compreende pelo menos um de uma fonte térmica e uma fonte de vibração.

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o colar de constituição compreende uma parte articulada.

8. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o colar de constituição compreende uma superfície interna tendo um diâmetro selecionado, para corresponder a um diâmetro externo do elemento caixa.

9. Processo para constituir uma conexão de rosca em cunha, compreendendo um elemento pino e um elemento caixa, o processo caracterizado pelo fato de que compreende: - aplicação de um lubrificante de tubo a pelo menos do elemento pino e do elemento caixa, em que o elemento pino e o elemento caixa compreendem roscas em cunha correspondentes; - redução temporária da viscosidade do lubrificante de tubo; e - constituição da conexão de rosca em cunha, enquanto a viscosidade do lubrificante de tubo é reduzida temporariamente.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a viscosidade reduzida temporariamente do lubrificante de tubo é obtida por aquecimento da conexão de rosca em cunha a uma temperatura selecionada.

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a temperatura selecionada é pelo menos uma temperatura operacional furo abaixo para a conexão de rosca em cunha.

12. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a viscosidade reduzida temporariamente do lubrificante de tubo é obtida por preaquecimento do lubrificante de tubo a uma temperatura selecionada.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a temperatura selecionada é pelo menos uma temperatura operacional furo abaixo para a conexão de rosca em cunha.

14. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a viscosidade reduzida temporariamente do lubrificante de tubo é obtida por vibração da conexão de rosca em cunha.

15. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a constituição da conexão de rosca em cunha compreende a rotação do elemento pino relativamente ao elemento caixa.

16. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a constituição da conexão de rosca em cunha compreende a rotação do elemento caixa relativamente ao elemento pino.

17. Colar, a ser usado com um conjunto de pinças na constituição de uma conexão de rosca em cunha, entre um elemento pino e um elemento caixa, o colar caracterizado pelo fato de que compreende: - pelo menos uma unidade de força, configurada para reduzir temporariamente a viscosidade do lubrificante de tubo aplicado a pelo menos um do elemento pino e do elemento caixa; e - uma superfície interna tendo um diâmetro selecionado para corresponder a um diâmetro externo de pelo menos um do elemento pino e do elemento caixa.

18. Colar de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma unidade de força é um aquecedor.

19. Colar de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma unidade de força é uma fonte de vibração.