BRPI0715836A2

BRPI0715836A2 - bloco de fluxo

Info

Publication number: BRPI0715836A2
Application number: BRPI0715836-0A
Authority: BR
Inventors: Hans Paul Hopper; Andrew Bean
Original assignee: Cameron Int Corp
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2013-07-23
Also published as: US9506310B2; WO2008023203A1; GB2454419B; EP1892372A1; US20100011557A1; GB0903159D0; NO20090652L; GB2454419A

Abstract

BLOCO DE FLUXO. A presente invenção refere-se a um método de fabricação de um bloco de fluxo para uso como um bloco em T, um bloco tipo árvore, um bloco de tubulação ou um bloco de válvula, o método compreendendo as etapas de: usinagem de um orifício principal em um corpo; formação de uma abertura no corpo em uma parede lateral do orifício principal; o fornecimento de um inserto possuindo um primeiro orifício formando uma interseção com um segundo orifício e estando em comunicação por fluido um com o outro; a formação de uma superfície substancialmente curva em pelo menos parte da interseção entre o primeiro orifício e o segundo orifício; e a inserção do inserto dentro da abertura, de forma que o primeiro orifício seja substancialmente alinhado com o orifício principal a fim de fornecer um percurso de fluxo de fluido entre o orifício principal e o segundo orifício.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "BLOCO DE FLUXO".

A presente invenção refere-se a um bloco de fluxo para uso co- mo um bloco em T, um bloco tipo árvore, um bloco de tubulação ou um bloco de válvula. Em particular, a presente invenção refere-se a um bloco de árvo- re que pode ser utilizado em um poço de extração de óleo, por exemplo.

Na técnica de exploração de óleo, uma árvore é um dispositivo de segurança de pressão consistindo em uma peça em T em uma boca de poço que permite a intervenção vertical e permite que fluidos fluam através de uma porta horizontal ou lateral angulada para dentro ou para fora do furo do poço. A junção de fluxo em qualquer superfície ou árvore submarina é alcançada utilizando-se um bloco de árvore. A junção é usinada a partir de um bloco sólido visto que uma junção soldada não corresponderia às exi- gências de integridade e momento de dobra necessárias. A junção tem ge- ralmente um ângulo de 90°.

O metal parente do corpo, normalmente aço, é raramente utili- zado para manusear a faixa de fluidos encontrada e utilizada em um poço de produção de óleo. A possibilidade de corrosão, erosão, enfraquecimento de- corrente de hidrogênio ou dióxido de carbono exige que as superfícies mo- lhadas dos furos e partes externas do corpo propriamente dito sejam prote- gidas. Essa proteção é normalmente alcançada por uma liga de níquel tal como Inconel® forrando as superfícies por uma solda contínua de uma pare- de de material de liga de níquel na parede metálica parente. Quando for- mando um arco, e até que a solda seja estabelecida, um friso de solda de qualidade inconsistente é colocado o que não é aceitável. O mesmo ocorre quando a solda é interrompida e reiniciada, o que ocorre quando a pistola de solda precisa atravessar uma abertura ou porta lateral. O revestimento de superfícies de aço em liga de níquel é um procedimento de solda complexo. Se revestir as superfícies do orifício utilizando-se solda de liga de níquel, um arco de solda elétrico deve ser mantido a uma distância precisa da superfície metálica para garantir uma qualidade consistente da solda. Em uma junção em um bloco de árvore entre um orifício de produção e uma saída lateral, a solda rotativa precisa pular o orifício e então remontar uma vez que tenha atravessado. A qualidade quando o arco de solda é retomado pode sofrer. Uma solução conhecida para esse problema é ilustrada nas figuras 1a a c.

A figura 1 ilustra um elemento de suspensão de tubulação de boca de poço típico com sua extremidade inferior no lado direito (a boca do poço não é ilustrada na figura 1) em vários estágios em sua fabricação. A figura 1a ilustra uma seção transversal de um elemento de suspensão de tubulação que possui um corpo cilíndrico substancialmente circular 10. Um orifício 11 é usinado no corpo 10 que, em uso, fornecerá uma passagem pa- ra o fluido de produção ou fluido de injeção de água. Uma abertura 12 é usi- nada na parede lateral do corpo 10. Em uso, o fluido de produção fluirá do orifício 11 para a abertura 12 ou água ou fluido de fluxo de injeção de gás fluirá da abertura 12 para o orifício 11.0 fluxo de fluido na figura 1 é do lado direito do orifício 11 para a abertura 12, ou vice-versa. Como descrito acima, é necessário se revestir todas as superfí-

cies molhadas de fluido do poço do elemento de suspensão de tubulação com liga de níquel. As superfícies que precisam ser revestidas são a super- fície interna 13 do orifício 11 e determinadas partes do diâmetro externo 14 do elemento de suspensão de tubulação. Para se garantir uma qualidade consistente de poço, um bujão

de liga de nível cilíndrico sólido 15 de seção transversal circular é inserido na abertura 12 como ilustrado na figura 1b. Isso resulta na superfície do orifício 11 e o diâmetro externo 14 do corpo 10 possuindo uma superfície substanci- almente nivelada, em torno do corpo todo 10. Na próxima etapa, um arco elétrico é utilizado para revestir com liga de níquel o corpo 10 para criar o revestimento 16 na superfície do orifício 13 e o revestimento 17 no diâmetro externo 14 do corpo 10. O bujão de liga de nível 14 permite que o arco elé- trico seja mantido a uma distância constante do diâmetro externo 14 do cor- po 10, quando o arco gira em torno do exterior do corpo, ou o corpo é girado em torno do arco.

A próxima etapa do processo é ilustrada na figura 1c onde o centro do bujão de liga de níquel 15 é usinado deixando uma quantidade suficiente de liga de níquel nas paredes laterais da abertura 12. Como pode ser observado, todas as superfícies molhadas com fluido do poço do ele- mento de suspensão de tubulação estão agora revestidas em liga de níquel. Apesar de o processo ilustrado nas figuras 1a a 1c ajudar a fornecer uma qualidade consistente da solda, o uso de um bujão de liga de níquel é inde- sejável visto que exige um tempo considerável de usinagem para remover o bujão. Alternativamente, ao invés de utilizar um bujão de inserto, a abertura 12 é soldada de forma sólida utilizando a liga de níquel.

Para o equipamento contendo pressão, especialmente o equi- pamento contendo pressão de hidrocarboneto de campo de óleo, a estrutura de consistência metalúrgica do corpo para suportar as forças hidrostáticas é de suma importância. O corpo deve ter uma consistência igual por todo o seu formato. As superfícies geométricas precisas, que são necessárias nes- se campo, não podem ser alcançadas pela fundição e, dessa forma, os orifí- cios são usinados no corpo forjado de forma sólida.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de fabricação de um bloco de fluxo para uso como um bloco em T1 um bloco tipo árvore, um bloco de tubulação ou bloco de válvu- la, o método compreendendo as etapas de: usinar um orifício principal em um corpo;

formar uma abertura no corpo em uma parede lateral do orifício

principal;

fornecer um inserto possuindo um primeiro orifício formando uma interseção com um segundo orifício e estando em comunicação por fluido um com o outro;

formar uma superfície substancialmente curva em pelo menos parte da interseção entre o primeiro orifício e o segundo orifício; e

inserir o inserto na abertura, de forma que o primeiro orifício seja substancialmente alinhado com o orifício principal a fim de fornecer um per- curso de fluxo de fluido entre o orifício principal e o segundo orifício.

O uso de um inserto reduz o tempo de usinagem como descrito com relação à figura 1. Em particular, o inserto pode ser facilmente usinado devido a seu tamanho compacto com relação ao corpo.

O uso de uma superfície curva reduz o nível de turbulência no fluido quando o mesmo flui em torno da junção no corpo entre o orifício prin- cipal e a abertura. Uma redução na turbulência permite o uso de orifícios menores.

Por "superfície substancialmente curva" ou "superfície curva" se deseja significar uma superfície suavemente curva ou uma série de superfí- cies inclinadas que se aproximam de uma curva.

Uma superfície curva pode ser formada por usinagem.

A interseção entre o primeiro orifício e o segundo orifício define

preferivelmente um canto, em torno do qual o fluido flui em uso e a superfície curva pode ser formada na interseção no interior do canto do fluxo de fluido.

Uma superfície substancialmente curva pode ser formada na in- terseção no exterior do canto do fluxo de fluido.

A superfície curva pode ser formada em torno de toda a interse-

ção do primeiro orifício e do segundo orifício.

A superfície substancialmente curva pode ser formada como uma superfície convexa.

O inserto pode ser soldado e vedado na abertura no corpo.

A solda pode ser solda de liga de níquel.

O corpo e o inserto podem ser formados a partir do mesmo ma- terial ou podem ser formados de materiais diferentes.

A parte de inserto pode ser formada a partir de material de liga

de níquel.

O método pode compreender adicionalmente as etapas de:

formação de um recesso no corpo na parede lateral do orifício central, oposto à abertura; e

inserção do inserto na abertura de forma que uma parte do in- serto seja localizada dentro do recesso.

O inserto pode ser inserido na abertura de forma que o orifício

principal e o primeiro orifício sejam concêntricos; e onde o inserto é formado de modo que o diâmetro do primeiro orifício seja igual ao diâmetro do orifício principal.

O inserto pode ser inserido na abertura de modo que o orifício principal e o primeiro orifício sejam concêntricos; e onde uma parte do pri- meiro orifício possui um diâmetro maior do que o orifício principal de forma que o segundo orifício se estenda para dentro do recesso.

O método pode compreender adicionalmente a etapa de: formar uma segunda abertura no corpo na parede lateral do ori- fício principal e inserir o inserto na segunda abertura além de na primeira abertura.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é

fornecido um bloco de fluxo para uso como um bloco em T, um bloco de ár- vore, um bloco de tubulação, ou bloco de válvula, o bloco compreendendo:

um corpo possuindo um orifício principal usinado no corpo e um orifício lateral, o corpo sendo formado em pelo menos duas partes, uma pri- meira parte contendo o orifício principal, e uma segunda parte contendo o orifício lateral e a superfície curva;

onde o orifício lateral forma uma interseção com o orifício princi- pal e está em comunicação por fluido com o orifício principal;

e onde uma superfície substancialmente curva é fornecida em pelo menos partes da interseção entre o orifício principal e o orifício lateral.

A interseção entre o orifício principal e o orifício lateral define preferiveImente um canto em torno do qual o fluido flui durante o uso; e onde a superfície curva pode ser disposta na interseção no interior do canto do fluxo de fluido.

A superfície curva pode ser fornecida em torno de toda a inter-

seção do orifício principal e do orifício lateral.

O raio da superfície curva pode ser superior a 25% do diâmetro do orifício lateral.

O raio de curvatura da superfície curva pode ser aproximada- mente 50% do diâmetro do orifício lateral.

A superfície substancialmente curva pode ser uma superfície

convexa. Pelo menos uma solda pode ser fornecida entre a primeira parte do corpo e a segunda parte do corpo.

As primeira e segunda partes do corpo podem ser formadas a partir do mesmo material ou podem ser formadas a partir de materiais dife- rentes.

A segunda parte pode ser formada a partir de uma liga de níquel ou material de tungstênio.

O orifício lateral é perpendicular ao orifício principal ou orifício lateral pode estar em um ângulo diferente de noventa graus com relação ao orifício principal.

Um recesso pode ser fornecido no corpo em uma parede lateral do orifício principal, oposto ao orifício lateral.

O bloco pode compreender adicionalmente um segundo orifício lateral formando uma interseção com o orifício principal, o segundo orifício lateral estando em comunicação por fluido com o orifício principal; onde uma superfície substancialmente curva é fornecida em pelo menos parte da inter- seção entre o orifício principal e o segundo orifício lateral.

De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é fornecido um conjunto de bloco de fluxo para uso como um bloco em T, um bloco de árvore, bloco de tubulação ou bloco de válvula, o conjunto compre- endendo:

um corpo possuindo um orifício principal usinado e uma abertura no corpo em uma parede lateral do orifício principal;

um inserto pré-formado possuindo um primeiro orifício formando uma interseção com um segundo orifício e estando em comunicação por fluido um com o outro;

onde, em uso, o inserto é inserido na abertura no corpo de for- ma que o orifício principal e o segundo orifício estejam em comunicação por fluido um com o outro; onde o inserto é fornecido com uma superfície substancialmente

curva em pelo menos parte da interseção entre o primeiro orifício e o segun- do orifício. Exemplos da presente invenção serão descritos com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

As figuras de 1a a c ilustram seções transversais de um bloco de acordo com a presente invenção possuindo um orifício principal e uma saída lateral;

As figuras 2a e 2b ilustram seções transversais de um bloco de acordo com a presente invenção possuindo um orifício principal e uma saída lateral;

A figura 3 ilustra uma seção transversal de um bloco de acordo com a presente invenção possuindo um orifício principal e uma saída lateral;

A figura 4 ilustra uma seção transversal de um bloco de acordo com a presente invenção possuindo um orifício principal e duas saídas late- rais;

A figura 5 ilustra uma seção transversal de bloco de acordo com a presente invenção possuindo um orifício principal e uma saída lateral que forma uma entrada para a injeção de fluido;

A figura 6 ilustra uma seção transversal de um bloco de acordo com a presente invenção possuindo um corpo ampliado;

A figura 7 ilustra uma seção transversal de um bloco de acordo com a presente invenção possuindo um corpo aumentado;

As figuras 8a e 8b ilustram seções transversais de um bloco de acordo com a presente invenção possuindo um orifício principal e uma saída lateral.

As figuras 2a e 2b ilustram um bloco de árvore em um elemento de suspensão de tubulação compreendendo um corpo 20 possuindo um ori- fício principal 21 para o fluido de produção. O orifício principal 21 é usinado no corpo 20. Uma abertura 22 é usinada na parede lateral do corpo 20 e se estende para dentro do orifício principal 21. O bloco de árvore é formado quando uma saída lateral (não-ilustrada) é conectada à abertura 22 de forma que um percurso de fluido seja estabelecido entre o orifício principal 21 e o orifício lateral. O orifício principal 21 e o orifício lateral são, nesse exemplo, perpendiculares, mas pode haver situações nas quais é indesejável e podem ser não perpendiculares.

Nesse exemplo, uma abertura retangular é formada na parede lateral do corpo 20 e essa abertura retangular se estende através do orifício 21 para dentro do lado oposto do orifício 21 de forma que o diâmetro do ori- fício 21 seja aumentado de um diâmetro inicial ilustrado em 21a para um diâmetro aumentado ilustrado em 21b. O inserto 23 possui uma seção trans- versal retangular pela qual uma abertura retangular é utilizada. No entanto, o inserto pode ter uma seção transversal de outro formato e a abertura no cor- po teria o formato para combinar com o da seção transversal do inserto. Um inserto 23 possuindo um formato externo correspondente à

abertura 22 é então inserido na abertura 22. O inserto 23 é formado a partir de um material de liga de níquel e consiste em um primeiro orifício usinado 24 e um orifício secundário usinado 25 formado em um ângulo reto um com o outro.

O inserto 23 é disposto na abertura 22 de modo que o primeiro

orifício do inserto 24 seja alinhado com o orifício principal 21. Isso é alcan- çado, como observado na figura 2a, pelo inserto se estendendo para dentro do diâmetro aumentado formado pela abertura 22 de modo que o primeiro orifício do inserto 24 seja alinhado com e concêntrico com o orifício principal 21. A comunicação por fluido é, dessa forma, estabelecida entre o orifício principal 21 e a saída lateral (não-ilustrada) através do primeiro orifício 24 e o segundo orifício 25 do inseto 23.

Para corresponder às exigências de corrosão e erosão, o diâ- metro interno 21a do orifício 21 é revestido com Inconel®, pela solda com liga de níquel como ilustrado em 26. O revestimento com liga de níquel 26 se estende a partir do inserto 23 para cada extremidade do elemento de sus- pensão de tubulação. O inserto 23 propriamente dito não precisa ser revesti- do visto que é feito de liga de níquel. O orifício 21 é subseqüentemente usi- nado para deixar uma superfície nivelada suave entre o revestimento de liga de níquel 26 e o inserto 23.

O diâmetro externo 14 do corpo 20 também é revestido com liga de níquel em determinados locais. Para se alcançar um friso de solda de qualidade consistente no diâmetro externo do corpo, um bujão de aço é loca- lizado no segundo orifício do inserto 25 em tal posição que uma superfície do bujão seja substancialmente nivelada com o diâmetro externo do corpo 20, de modo que toda a circunferência do corpo 20 na posição do inserto 23 seja sólida. Um revestimento com liga de níquel pode então ser soldado ao diâmetro externo do corpo 20 com uma solda de qualidade consistente visto que não haverá quaisquer quebras na solda o que afetará a qualidade da solda. O bujão de aço pode, subseqüentemente, ser usinado.

O inseto 23 também compreende uma superfície curva ilustrada por 30 na figura 2a. A superfície curva 30 é disposta no canto interno do per- curso de fluxo de fluido pretendido entre o orifício principal 21 e a saída late- ral (não-ilustrada). Descobriu-se que a superfície curva ajuda a reduzir a tur- bulência nos percursos de fluxo quando comparada com um canto interno de 90° convencional utilizado em elemento de suspensão de tubulação anterior. Por canto interno de 90° se deseja significar que a superfície interna do orifí- cio 21 e a abertura 22 correspondem a um ângulo reto e formam uma borda. A superfície curva 30 ajuda a impedir áreas de circulação em torno do canto quando o fluido flui do orifício principal 21 para a saída lateral.

Os inventores desse pedido investigaram os elementos de sus- pensão de tubulação da técnica anterior e em particular o percurso de fluxo entre o orifício principal e o orifício lateral que flui em torno da borda de ân- gulo reto do canto interno de 90 . Um canto interno de 90 é o normal nos elementos de suspensão de tubulação da técnica anterior devido à facilidade de usinagem. Os inventores aprenderam a partir de modelagem em compu- tador que a área de fluxo efetiva na técnica anterior é reduzida causando um aumento máximo de velocidade de 79% devido à região de fluxo recirculado em torno do canto interno de 90 e para alcançar uma taxa de fluxo adequa- da, a velocidade do fluxo na verdade precisa aumentar. Portanto, um percur- so de fluxo de 90 em torno do canto interno cria um fluxo turbulento e a alta velocidade correspondente no fluido causa alto cisalhamento dentro do flui- do. Em um fluido de múltiplas fases (como é freqüentemente encontrado na produção de óleo), espuma e emulsões são formadas no fluido. Isso é inde- sejável visto que o próximo estágio do processo é freqüentemente a separa- ção de fases. Devido ao estado do fluido que foi submetido a cisalhamento, o fluido exigirá um longo período de tempo para assentar o que resulta em uma infraestrutura de separação maior e mais cara.

O uso de uma superfície curva 30 no inserto 23 permite que o

fluido flua em torno do canto com apenas um aumento de 36% na velocida- de máxima e, portanto, com turbulência reduzida e, consequentemente, cisa- lhamento reduzido. De acordo, a saída lateral (não-ilustrada) pode ser fabri- cada com um diâmetro menor (em comparação com a saída lateral da técni- ca anterior) visto que toda a área transversal da saída lateral é efetivamente utilizada. Isso é particularmente vantajoso visto que reduz peso e custo. A- perfeiçoamentos adicionais podem ser encontrados pelo aumento do diâme- tro do orifício principal 21 no corpo 20 de modo que a velocidade máxima do fluido no orifício principal 21 é reduzida, que, por sua vez, reduz a turbulên- cia no fluido. Isso é ilustrado nas figuras 8a e 8b.

O inserto 23 é usinado a partir de um bloco sólido de liga de ní- quel durante o qual o primeiro orifício 24 e o segundo orifício 25 do inserto são formados. O canto entre os orifícios 24, 25 é usinado subseqüentemente pela inserção de uma ferramenta no inserto 23 (através dos orifícios 24, 25) para criar a superfície curva 30. Só é possível se usinar a superfície curva 30 visto que a mesma é formada no inserto 23. Não é possível se usinar uma superfície curva no corpo 20 do hangar de tubulação diretamente visto que uma ferramenta de usinagem angulada de forma adequada não pode ser inserida através do orifício principal 21. Nesse exemplo, o inserto é usinado, mas pode também ser forjado ou fundido dependendo do tipo de material utilizado para o inserto.

Um exemplo adicional é ilustrado na figura 3 onde o inserto 23 é fornecido com duas superfícies curvas 30 e 31 formadas nos cantos interno e externo do percurso de fluxo entre o orifício principal 21 e o orifício de saí- da. Em uso, quando o fluxo flui do orifício principal 21 para o orifício de saída através do primeiro orifício 24 e do segundo orifício 25 do inserto, o fluxo tenderá a overshoot o segundo orifício 25 (fluindo na direção do topo do hangar de tubulação como ilustrado na figura 3), e então se dobra sobre si mesmo para fluir para fora através da saída lateral através do segundo orifí- cio 25. O fornecimento da segunda superfície curva 31 ajuda a reduzir o o- vershoot e a turbulência no fluido que "overshot" o segundo orifício 25.

A figura 4 ilustra um exemplo adicional da invenção onde duas saídas laterais serão fornecidas, o inserto 23 sendo modificado para se es- tender através de todo o corpo 20 do hangar de tubulação. O uso de duas saídas laterais significa que as duas saídas podem ter, cada uma, um diâ- metro menor em comparação com uma única saída lateral. Por exemplo, se o diâmetro do orifício principal tiver 17,78 cm., então o diâmetro de cada uma das saídas laterais pode ser de 12,7 cm. Uma vantagem da utilização de uma saída lateral menor é que válvulas menores podem ser utilizadas nas saídas laterais.

A figura 5 ilustra um exemplo adicional. Na figura 5, o fluxo de fluido é da saída lateral para o orifício principal 21, através do inseto 23. Nesse caso, o fluido é injetado através da saída lateral descendo pelo orifí- cio principal 21. O inserto 23 é fornecido com uma zona de armazenamento hidráulico 40 oposta ao segundo orifício 25. A zona de armazenamento hi- dráulico 40 ajuda a impedir que o fluido injetado danifique a superfície inter- na dos orifícios. Nesse exemplo, o inserto 23 é usinado de uma forma similar ao inserto ilustrado na figura 4, que se estende juntamente com o segundo orifício 25 completamente através do inserto. Isso permite que a superfície curva seja usinada em ambos os lados do inserto. Então, a abertura no in- serto que é oposta à saída lateral é obstruída com um bujão de liga de ní- quel como ilustrado em 41.

A figura 6 ilustra um exemplo adicional. Nesse exemplo, o orifí- cio principal 21 está localizado em um corpo 20a que possui uma área trans- versal maior do que os corpos 20 previamente descritos. A abertura 22a no corpo 20a, portanto, se projeta mais para dentro do corpo 20a do que as a- berturas 22 previamente descritas. O inserto 23 é inserido na abertura 22a e então uma manga de enchimento 50 é inserida na abertura 22a de forma que se apoie contra o inserto 23 como ilustrado na figura 6. A manga de en- chimento 50 é tipicamente fabricada a partir de aço e forma um encaixe por fricção com o corpo 20a. As superfícies molhadas dos orifícios são revesti- das com liga de níquel como descrito anteriormente, juntamente com a su- perfície interna da manga de enchimento 50 de forma que o revestimento com liga de níquel 26a forme uma superfície nivelada com o inserto 23. Na figura 6 uma saída lateral 51 também é ilustrada. A saída lateral é retida no lugar por parafusos 52 e é vedada contra o corpo 20a com uma gaxeta 53.

A figura 7 ilustra um exemplo adicional similar ao exemplo ilus- trado na figura 6. Nesse exemplo, o orifício principal 21 não se estende completamente através do corpo 20a e o inserto 23a é modificado de forma que o primeiro orifício 24 não se estenda completamente através do inserto 23a. Uma superfície curva 54 é usinada no inserto 23a no canto externo do fluxo de fluido além do canto interno.

Aperfeiçoamentos adicionais podem ser encontrados pelo au- mento do diâmetro do orifício principal 21 no corpo 20 de forma que a velo- cidade máxima do fluido no orifício principal 21 seja reduzida, o que, por sua vez, reduz a turbulência no fluido. Isso é ilustrado nas figuras 8a e 8b que ilustram uma finalização da tubulação de vários diâmetros 27a e 27b conec- tadas ao corpo 20 na extremidade do corpo 29. O diâmetro do orifício em 27a é de 12,7 cm. e o diâmetro do orifício em 27b e dentro do corpo 20 é de 17,78 cm. O diâmetro da saída lateral é de 12,7 cm. O uso de um orifício principal aumentado 21 também permite que a superfície curva 30 seja for- mada em torno de toda a interseção do orifício principal 21 e da saída late- ral. Nesse exemplo, com um orifício de diâmetro aumentado e a superfície curva formada em torno de toda a interseção, o aumento da velocidade má- xima é de apenas 15%.

Os insertos descritos acima são usinados a partir de um bloco sólido de liga de níquel apesar de poderem ser formados também a partir de algum outro material adequado tal como tungstênio, Inconel®, Stellite®, ou aço de liga baixa. Se o inserto for fabricado a partir de tungstênio não será possível para o inserto ser soldado com liga de nível no orifício. Ao invés disso, o inserto de tungstênio terá que ser travado por um flange na saída lateral ou por uma manga mecânica. Um inserto de tungstênio é duro o sufi- ciente para suportar a corrosão, erosão, enfraquecimento por hidrogênio e dióxido de carbono causado pelo fluido de produção ou fluido de injeção de água e, dessa forma, não precisa ser revestido.

A invenção também foi descrita com referência a um elemento de suspensão de tubulação. No entanto, deve-se notar que a invenção não está limitada a um elemento de suspensão de tubulação e pode, igualmente, ser aplicada a qualquer bloco em T, bloco de árvore, bloco de tubulação ou bloco de válvula.

No caso de um elemento de suspensão de tubulação, o inserto deve ser tornado o mais compacto possível. Isso porque um elemento de suspensão de tubulação é um elemento de suporte de estrutura crítica em uma boca de poço e pode ter que suportar ate 227 toneladas de peso. Essa carga precisa ser suportada pelo metal do elemento de suspensão de tubu- lação e é, portanto, desejável se minimizar a quantidade de metal removido do corpo do elemento de suspensão de tubulação.

Claims

1. Método de fabricação de um bloco de fluxo para uso como um bloco em T, um bloco tipo árvore, um bloco de tubulação ou bloco de válvula, o método compreendendo as etapas de: usinagem de um orifício principal em um corpo; formação de uma abertura no corpo em uma parede lateral do orifício principal; fornecimento de um inserto possuindo um primeiro orifício for- mando uma interseção com um segundo orifício e estando em comunicação por fluido um com o outro; formação de uma superfície substancialmente curva em pelo menos parte da interseção entre o primeiro orifício e o segundo orifício; e inserção do inserto na abertura, de forma que o primeiro orifício seja substancialmente alinhado com o orifício principal a fim de fornecer um percurso de fluxo de fluido entre o orifício principal e o segundo orifício.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a superfície curva é formada por usinagem.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a in- terseção entre o primeiro orifício e o segundo orifício define um canto, em torno do qual o fluido flui em uso; e onde a superfície curva é formada na interseção no interior do canto do fluxo de fluido.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, em que uma super- fície substancialmente curva é formada na interseção no exterior do canto de fluxo de fluido.

5. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que a superfície curva é formada em torno de toda a interseção do primeiro orifício e do se- gundo orifício.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações an- teriores, em que a superfície substancialmente curva é formada como uma superfície convexa.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, em que o inserto é soldado e vedado na abertura no corpo.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, em que a solda é uma solda de liga de níquel.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, em que o corpo e o inserto são formados a partir do mesmo material.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de -1 a 8, em que o corpo e o inserto são formados a partir de materiais diferen- tes.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, em que a parte de inserto é formada a partir de material de liga de níquel.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de -1 a 11, compreendendo adicionalmente as etapas de: formação de um recesso no corpo na parede lateral do orifício principal, oposto à abertura; e inserção do inserto na abertura de forma que uma parte do in- serto seja localizada dentro do recesso.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que o inserto é inserido na abertura de forma que o orifício principal e o primeiro orifício sejam concêntricos; e onde o inserto é formado de modo que o diâmetro do primeiro orifício seja igual ao diâmetro do orifício principal.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que o inserto é inserido na abertura de forma que o orifício principal e o primeiro orifício sejam concêntricos; e onde uma parte do primeiro orifício possua um diâmetro maior do que o orifício principal de forma que o segundo orifício se estenda para dentro do recesso.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de -1 a 11, compreendendo adicionalmente a etapa de: formação de uma segunda abertura no corpo na parede lateral do orifício principal e a inserção do inserto na segunda abertura além de na primeira abertura.

16. Bloco de fluxo para uso como um bloco em T, bloco de árvo- re, bloco de tubulação ou bloco de válvula, o bloco compreendendo: um corpo possuindo um orifício principal usinado no corpo e um orifício lateral, o corpo sendo formado em pelo menos duas partes, uma pri- meira parte contendo o orifício principal, e uma segunda parte contendo o orifício lateral e a superfície curva; onde o orifício lateral forma uma interseção com o orifício princi- pal e está em comunicação por fluido com o orifício principal; e onde uma superfície substancialmente curva é fornecida em pelo menos parte da interseção entre o orifício principal e o orifício lateral.

17. Bloco, de acordo com a reivindicação 18, em que a interse- ção entre o orifício principal e o orifício lateral define um canto em torno do qual o fluido flui em uso; e onde a superfície curva é disposta na interseção no interior do canto do fluxo de fluido.

18. Bloco, de acordo com a reivindicação 19, em que uma su- perfície substancialmente curva é disposta na interseção no exterior do can- to de fluxo de fluido.

19. Bloco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 21, em que o raio da superfície curva é superior a 25% do diâmetro do orifício lateral.

20. Bloco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 21, em que o raio da superfície curva é superior a 25% do diâmetro do orifício lateral.

21. Bloco, de acordo com a reivindicação 22, em que o raio de curvatura da superfície curva é aproximadamente 50% do diâmetro do orifí- cio lateral.

22. Bloco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 23, em que a superfície substancialmente curva é uma superfície con- vexa.

23. Bloco, de acordo com a reivindicação 16, compreendendo adicionalmente pelo menos uma solda entre a primeira parte do corpo e a segunda parte do corpo.

24. Bloco, de acordo com a reivindicação 16 ou reivindicação 23, em que as primeiras e segunda partes do corpo são formadas a partir do mesmo material.

25. Bloco, de acordo com a reivindicação 16 ou reivindicação 23, em que as primeira e segunda partes do corpo são formadas a partir de diferentes materiais.

26. Bloco, de acordo com a reivindicação 25, em que a segunda parte é formada a partir de liga de níquel ou material de tungstênio.

27. Bloco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 16 a 26, em que o orifício lateral é perpendicular ao orifício principal.

28. Bloco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 16 a 26, em que o orifício lateral está em um ângulo diferente de 90° com relação ao orifício principal.

29. Bloco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 16 a 28, compreendendo adicionalmente um recesso no corpo em uma pa- rede lateral do orifício principal, oposta ao orifício lateral.

30. Bloco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 16 a 28, compreendendo adicionalmente um segundo orifício lateral que forma uma interseção com o orifício principal, o segundo orifício lateral es- tando em comunicação por fluido com o orifício principal; onde uma superfície substancialmente curva é fornecida em pe- lo menos parte da interseção entre o orifício principal e o segundo orifício lateral.

31. Conjunto de bloco de fluxo para uso como um bloco em T, bloco de árvore, bloco de tubulação ou bloco de válvula, o conjunto compre- endendo: um corpo possuindo um orifício principal usinado e uma abertura no corpo em uma parede lateral do orifício principal; um inserto pré-formado possuindo um primeiro orifício formando uma interseção com um segundo orifício e estando em comunicação por fluido um com o outro; onde, em uso, o inserto é inserido na abertura no corpo de for- ma que o orifício principal e o segundo orifício estejam em comunicação por fluido um com o outro; onde o inserto é fornecido com uma superfície substancialmente curva em pelo menos parte da interseção entre o primeiro orifício e o segun- do orifício.