BRPI0720369A2 - Acoplamento submarino - Google Patents
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Description
"ACOPLAMENTO SUBMARINO"
CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO
A presente invenção se refere a acoplamentos submarinos e em particular a uma construção aperfeiçoada para um acoplador fêmea que define um soquete para recepção da sonda de um acoplador fêmea.
ESTADO DA TÉCNICA DA PRESENTE INVENÇÃO
Acopladores desta natureza geral são bem conhecidos
para utilização em equipamento submarino, particularmente associado com cabeças de poços submarinos, e são normalmente utilizados para possibilitar conexão de fluido hidráulico altamente pressurizado. Muito tipicamente, é 15 proporcionada uma "placa pontiaguda" sobre a qual um arranjo de acopladores é montado e que pode proporcionar conexão simultânea de uma multiplicidade de pares de acoplamento.
Acopladores desta natureza geral usualmente possuem 20 válvulas de autovedação que são usualmente constituídas por válvulas de cabeçote móvel carregadas por mola, uma em cada acoplador, e são dispostas de maneira que quando os acopladores são emparelhados (cooperados) as válvulas de cabeçote móvel são elevadas a partir de seus respectivos 25 assentos para proporcionar conexão de fluido entre os acopladores. Entretanto, a presente invenção não é limitada para esta forma de conexão.
É usualmente necessário proporcionar uma vedação entre a sonda do acoplador macho e seu soquete de recepção. Por 30 conveniência, uma tal vedação é disposta, usualmente em um recesso anular interno, no corpo do acoplador fêmea e normalmente esta vedação proporciona uma vedação radial entre o soquete e a sonda. Por preferência, esta vedação (primária) proporciona uma vedação de metal - para - metal entre os acopladores e ainda que diversas diferentes formas de vedação tenham sido propostas, uma forma preferida é uma vedação de metal na forma de um anel oco que pode proporcionar vedação radial entre os acopladores. Por 5 preferência, existe mais do que uma vedação e é conhecido proporcionar uma vedação anular oca, secundária, polimérica, espaçada separadamente a partir da vedação primária e da mesma forma proporcionando vedação radial entre os acopladores.
É necessário proporcionar um recurso de retenção pelo
menos da vedação primária e preferivelmente também da vedação secundária dentro do acoplador fêmea. 0 objetivo primordial da presente invenção é o de proporcionar um retentor aperfeiçoado de construção simples e confiável, 15 que pode proporcionar uma vedação direta com o acoplador fêmea de maneira a proporcionar vedação entre a região da vedação primária que o mesmo retém e o exterior do acoplador. Um propósito de uma tal vedação é o da prevenção de vazamento a partir do acoplador no caso da vedação 20 primária ser deslocada ou de outro modo falhar.
Três exemplos do estado da técnica são os documentos representados pela patente norte americana número US 4.834.139 Al e pelas patentes britânicas números GB 2.407.628 Al e GB 2.394.994 Al.
No acoplamento descrito na patente norte americana
número US 4.834.139 Al, a vedação de metal configurada em (C) é disposta em um anteparo anular na borda do soquete e é retida por intermédio de uma luva externa que também possui uma ranhura anular interna que acomoda um anel 30 configurado em (O) elastomérico constituindo uma segunda vedação radial entre os acopladores. No acoplamento descrito na patente britânica número GB 2.407.628 Al, a vedação configurada em (C) é folgadamente disposta em um anteparo na extremidade de um suporte de vedação, que possui uma ranhura anular exteriormente espaçada formando o anteparo e acomodando um anel configurado em (O) que faz uma vedação axial com o corpo do acoplador. Esta ranhura é formada em uma aresta anular com laterais íngremes 5 engatando uma ranhura complementar no acoplador. O suporte também carrega uma vedação de coroa elastomérica e é retido no soquete por uma outra luva rosqueada. No acoplamento descrito na patente britânica número GB 2.394.994 Al, a vedação configurada em (C) é folgadamente posicionada em um 10 anteparo anular na extremidade de um suporte de vedação interna que possui um recesso cônico apoiando uma projeção (saliência) cônica circundando o soquete no acoplador fêmea. Uma luva rosqueada separada é requerida para reter o suporte de vedação em posição.
15
RESUMO DA PRESENTE INVENÇÃO
Em uma forma preferida da presente invenção, um acoplador fêmea submarino compreendendo um corpo definindo um soquete para a recepção de uma sonda de um acoplador 20 macho, o soquete incluindo um anteparo (suporte, apoio) anular e, exteriormente ao anteparo anular, um em parte cônico que se afunila em direção ao interior do soquete. Uma vedação anular, preferivelmente configurada em (C), é disposta para proporcionar vedação radial entre o soquete e 25 a sonda e é posicionada no anteparo anular. Um retentor, que possui uma borda chanfrada para apoio com referido assento em parte cônico, proporciona vedação, preferivelmente vedação metal - para - metal, entre a região da vedação anular e o exterior do corpo do 30 acoplador. 0 retentor possui uma periferia de rosca de parafuso para engate com uma rosca complementar sobre o interior do soquete, o retentor servindo para manter a vedação anular em posição.
Um revestimento de anel interno pode ser ajustado dentro do retentor e ser posicionado para apoiar a vedação anular. 0 revestimento de anel interno pode compreender uma parte tubular disposta dentro do anel de segurança e um flange de extremidade é preso entre o retentor e o corpo do acoplador.
0 retentor pode definir com o revestimento de anel interno um recesso anular interno ligado por um flange direcionado internamente do retentor. Este recesso anular interno pode acomodar uma vedação secundária, que pode ser uma vedação anular elastomerica.
O soquete anteriormente mencionado pode ser separado a partir de uma câmara dentro do corpo do acoplador por um assento de válvula e o acoplador pode incluir uma válvula de cabeçote móvel para engatar-se com o assento de válvula. A presente invenção se estende a um acoplamento
submarino compreendendo o acoplador fêmea e um acoplador macho adaptado para cooperar com o acoplador fêmea.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA PRESENTE INVENÇÃO
A presente invenção irá ser descrita em maiores detalhes com referência para uma concretização exemplificativa e com referência para os Desenhos das Figxiras acompanhantes, nos quais:
A Figura 1 ilustra um par de acopladores submarinos mostrados antes de seu engate mútuo; e
A Figura 2 ilustra os acopladores em engate de cooperação.
As Figuras são somente representações esquemáticas e a presente invenção não está limitada para as concretizações nelas representadas.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA CONCRETIZAÇÃO
EXEMPLIFICATIVA DA PRESENTE INVENÇÃO Na Figura 1 é mostrado um acoplador macho (1) mostrado separadamente espaçado, mas em alinhamento com um acoplador fêmea (2) antes que os dois acopladores venham a ser concretizados em engate de cooperação como mostrado na 5 Figura 2. Os acopladores são intencionados para utilização submarina da maneira usual de acopladores submarinos para o propósito de, por exemplo, conexão de linhas hidráulicas pressurizadas juntamente.
0 acoplador fêmea (2) define um soquete interno (3) 10 que possui uma câmara externa (4) e uma câmara interna (5). O acoplador macho (1) possui um corpo (6) que em sua extremidade à frente possui uma parte de diâmetro reduzido (7) que se ajusta no interior da câmara externa (4) do soquete (3) e uma sonda à frente (8) constituída por uma 15 parte cilíndrica oca da qual a periferia externa se ajusta no interior da câmara interna (5) do soquete (3).
O acoplador fêmea (2) possui uma câmara traseira (9) da qual comunicação de fluido com o soquete (3) é controlada por uma válvula (10). Nesta concretização da 20 presente invenção, a válvula (10) é uma válvula de cabeçote móvel que veda contra um assento cônico (11) entre a câmara (9) e o soquete (3) . Esta válvula de cabeçote móvel pode, como é de costume, ser proporcionada com uma inclinação de mola constituída, por exemplo, por uma mola de compressão 25 engatando a traseira da válvula de cabeçote móvel e disposta em sua outra extremidade para engatar algum detalhe no corpo do acoplador fêmea. Por conveniência, os detalhes desta forma de fechamento automático foram omitidos, mas são esquematicamente ilustrados pela flecha 30 (A) mostrando a direção da força de fechamento. A válvula de cabeçote móvel possui uma extensão à frente ou "nariz" (12) que se estende para a câmara interna (5) do soquete (3) .
Da mesma forma, o acoplador macho (1) possui uma câmara interna (13) que é separada a partir do interior da parte de sonda (8) por um assento de válvula cônico (14) e pode se comunicar com o interior da sonda (8) sobre a elevação de uma válvula (15) a partir do assento cônico (14) . A válvula (15) possui um nariz (16) que pode engatar o nariz (12) da válvula (10). Novamente, esta válvula (15) pode ser proporcionada com uma inclinação de mola para proporcionar fechamento normal da válvula contra a vedação (14) e por razões de simplicidade o efeito da mola é mostrado pela flecha (B). Em ambos os casos, o mecanismo de fechamento pode ser descrito, por exemplo, nas patentes britânicas números GB 2.257.219 A ou GB 2.431.453 A. As válvulas de cabeçote móvel (10) e (15) em si mesmas podem também ser como descritas na patente britânica número GB 2.431.453 A.
É desejável e costumeiro proporcionar uma vedação anular entre os acopladores e particularmente entre a periferia externa da sonda (8) e a periferia interna do acoplador fêmea (2), e particularmente a periferia interna 2 0 da câmara interna (5) do soquete (3) . No presente exemplo, uma vedação primária para este propósito é constituída por uma vedação de metal, oca, anular [usualmente chamada uma vedação de anel configurada em (C)] (17), que é localizada em um pequeno anteparo anular (18) na borda da periferia
2 5 interna da câmara (5).
A vedação (17) é mantida em posição por intermédio de um retentor (19) na forma de um anel de segurança. Este retentor engata o interior do soquete (3). O retentor (19) possui em sua extremidade externa um flange anular se 30 estendendo internamente (19a). Este flange (19a) define a extremidade de um recesso anular interno (20) no qual são dispostos uma vedação secundária anular oca polimérica (21) e um anel interno (22) que atuam como um revestimento através do qual a sonda (8) desliza antes que venha a passar a vedação (17) e adentrar a parte interna (5) do soquete (3). 0 anel interno (22) possui uma parte tubular (22a) dentro do anel de segurança e um flange de extremidade (22b) (Figura 2) que é preso entre o retentor 5 (19) e o corpo do acoplador (2). Este flange de extremidade (22a) apóia a vedação de anel configurada em (C) (17) . 0 anel interno (22) também define com o anel de segurança (19) um recesso anular no qual a vedação secundária (21) é localizada e também serve como um espaçador entre as 10 vedações (17) e (21) .
O retentor (19) é muito preferivelmente metálico, por exemplo, ele pode compreender "Nitronic 60". 0 revestimento interno (22) é também preferivelmente metálico; e da mesma forma ele pode também compreender nNitronic 60". A vedação 15 configurada em (C) (17) pode compreender " Iconel 718" laminado em ouro. A vedação elastomérica (21) pode ser feita a partir de PTFE preenchido por carbono e inclui um anel de liga de cobalto-cromo "Energizer" e um anel de ba ck - up PEEK.
O retentor (19) possui neste exemplo um rosqueamento
de parafuso de externo (23) que se engata com um rosqueamento de parafuso complementar sobre o interior da câmara (3) . Adicionalmente, o retentor (19) possui uma borda chanfrada em parte cônica (24) que apóia um assento 25 de válvula em parte cônico (25). Este assento se afunila internamente em direção ao interior do acoplador (2) . Por conseqüência, o retentor (19) proporciona uma região de vedação entre a região da vedação (17) e o exterior do acoplador fêmea (2) . Muito preferivelmente esta é uma 30 vedação metal - para - metal que proporciona proteção confiável contra vazamento de fluido hidráulico, caso a vedação primária (17) venha a falhar.
A Figura 2 ilustra os acopladores (1) e (2) em engate de cooperação. Neste exemplo particular as válvulas de cabeçote móvel (10) e (15) são de vedação em si mesmas e mutuamente engatáveis para proporcionar abertura, para este propósito as extensões à frente das respectivas válvulas de cabeçote móvel (10) e (15) são dispostas para engatar umas 5 em relação às outras na medida em que o acoplador macho (1) é inserido para o acoplador fêmea (2), de maneira que cada válvula de cabeçote móvel (10) e (15) é elevada a partir de seu respectivo assento para proporcionar comunicação de fluido entre o acoplador fêmea (2) e o acoplador macho (1). 10 Entretanto, como indicado precedentemente, esta forma de válvula de cabeçote móvel não é essencial para a presente invenção em seu conceito o mais amplo.
Irá ser observado que tanto a vedação primária (17) e quanto a vedação secundária (21) proporcionam vedação entre 15 o soquete (3) do acoplador fêmea (2) e a sonda (8) do acoplador macho (1) . 0 retentor (19) proporciona vedação adicional entre a região da vedação (17) e o exterior do acoplador fêmea (2). 0 acoplador macho (1) não é requerido para realizar quaisquer vedações externas.
0 retentor (19), por intermédio disso proporciona um
duplo propósito de retenção e de vedação e possibilita uma construção mais simples a ser feita. Em particular, três regiões de vedação, associadas com a vedação configurada em (C) (17), com a vedação secundária (21) e com o assento 25 (24) são proporcionadas por intermédio de somente quatro componentes, a saber, as vedações (17) e (21), o retentor
(19) e o revestimento de anel interno (22).
A presente invenção foi descrita com referência a uma concretização específica, e deverá ser observado por 30 aqueles especializados no estado da técnica que a mesma não é limitada para tal concretização e é unicamente limitada pelo escopo de proteção das reivindicações de patente posteriormente.
Claims (10)
1. Um acoplador fêmea submarino, caracterizado pelo fato de que compreende um corpo (2) definindo um soquete (3) para a recepção de uma sonda de um acoplador macho, o soquete (3) incluindo um anteparo anular (18) e, exteriormente ao anteparo anular (18), um assento em parte cônico (25) que se afunila em direção ao interior do soquete (3), uma vedação anular (17), que é disposta para proporcionar vedação radial entre o soquete (3) e a sonda e é posicionada no anteparo anular (18), um retentor (19) , que possui uma borda chanfrada (24) para apoio com referido assento em parte cônico (25), para proporcionar vedação entre a região da vedação anular (17) e o exterior do corpo (2) do acoplador, e que possui uma periferia de rosca de parafuso (23) para engate com uma rosca complementar sobre o interior do soquete (3) , o retentor (19) servindo para manter a vedação anular (17) em posição.
2. Um acoplador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a vedação anular (17) é uma vedação de metal configurada em (C).
3. Um acoplador de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um revestimento de anel interno (22) que se ajusta dentro do retentor (19) e é posicionado para apoiar a vedação anular (17).
4. Um acoplador de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o revestimento de anel interno (22) compreende uma parte tubular (22a) disposta dentro do anel de segurança e um flange de extremidade (22b) que é preso entre o retentor (19) e o corpo (2) do acoplador.
5. Um acoplador de acordo com as reivindicações 3 ou4, caracterizado pelo fato de que o retentor (19) define com o anel interno um recesso anular interno (20) ligado por um flange direcionado internamente (19a) do retentor (19) .
6. Um acoplador de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o recesso anular interno (20) acomoda uma vedação anular secundária (21).
7. Um acoplador de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a vedação anular secundária (21) compreende uma vedação elastomérica.
8. Um acoplador de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que o retentor (19) faz uma região de vedação metal - para - metal com o assento (25).
9. Um acoplador de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que o soquete (3) anteriormente mencionado é separado a partir de uma câmara (9) dentro do corpo (2) do acoplador por um assento de válvula (11) e o acoplador inclui uma válvula de cabeçote móvel (10) para engate com o assento de válvula (11).
10. Um acoplamento submarino, caracterizado pelo fato de que compreende um acoplador fêmea (2) conforme definido em qualquer reivindicação precedente adaptado para cooperar com referido acoplador fêmea (2).
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