BRPI0804838B1

BRPI0804838B1 - junta rosqueada de alta resistência mecânica, particulamente para tubos revestidos

Info

Publication number: BRPI0804838B1
Application number: BRPI0804838A
Authority: BR
Inventors: Néstor Jesús Santi; Gastón Mauro Mazzaferro
Original assignee: Tenaris Connections B.V.
Priority date: 2007-06-05
Filing date: 2008-06-05
Publication date: 2018-12-18
Also published as: US20080303274A1; MX2008007240A; CN101319743B; US7753416B2; CA2632820A1; AR061224A1; CA2632820C; CN101319743A; BRPI0804838A2; EP2000629A1; EP2000629B1; BRPI0804838A8

Abstract

junta rosqueada de alta resistência mecanica, particularmente para tubos revestidos. a presente invenção refere-se a uma junta rosqueada de alta resistência mecânica, de preferência, para tubos revestidos, compreendendo: - um acoplamento (1) com uma superfície interna rosqueada ao longo de todo o seu comprimento, as suas extremidades sendo definidas como extremidades fêmea; e - um par de tubos (t), cada um deles tendo extremidades (2), definidas como extremidades macho, com uma superfície rosqueada externa e uma extremidade desprovida de rosca definida como um nariz (n); a dita junta tendo um perfil de rosca api redonda 8 (3), de acordo com o padrão api 5b, com uma interferência de diâmetro de o a 2 mm; em que cada um dos ditos narizes compreende: - uma parte superior formada por uma chanfradura de rosca (b), com uma inclinação de substancialmente 65 graus, que continua em uma primeira área redonda (s1) com um primeiro raio de curvatura (r1) de 1,5 mm; e uma parte inferior incluindo uma segunda área redonda (s2), com um segundo raio de curvatura (r2) de 1,5 mm; a dita chanfradura de rosca (b) sendo sobreposta à dita rosca (3), e a dita primeira área redonda (s1) se estendendo da dita chanfradura de rosca (b) até um ponto da sua curvatura, no qual uma linha tangencial é perpendicular ao eixo longitudinal (x) do dito tubo (t), a dita segunda área redonda (s2) se estendendo de um ponto da sua curvatura no qual uma linha tangencial é perpendicular ao eixo longitudinal (x) do dito tubo (t) até a superfície interna do dito tubo (t)

Description

JUNTA

ROSQUEADA DE

ALTA RESISTÊNCIA

PARTICULARMENTE PARA TUBOS

REVESTIDOS

A presente invenção é dirigida a juntas para a conexão de elementos tubulares revestidos, para serem usados como tubulações de poços ou invólucros de poços, dependendo do diâmetro do tubo. Uma aplicação alternativa seria em tubos de linha.

As jantas rosqueadas atualmente conhecidas compreendem um elemento que é rosqueado internamente em ambas as a dita junta designada usualmente uma luva ou bucha, e dois elementos rosqueados internamente (macho) ajustando-se elemento fêmea, de modo que os elementos podem ser presos entre si por meio das ditas atualmente usada é

O comprimento superfícies rosqueadas. Um tipo de junta aquela descrita no padrão API 5B.

da seção rosqueada nesse tipo de junta é limitado, portanto, a rosca pode ficar desacoplada sob carga de tensão ou cargas combinadas encurvamento e tensão, ou também as roscas podem ser arrancadas sob tensão de cisalhamento. O modo de falha mais frequente nesse tipo de juntas é o desacoplamento.

Outro aspecto das juntas da técnica anterior é que provocam interferências nas linhas de fluxo de fluido escoando dentro do tubo no qual é presa a junta;

a dita

2/9 _r r interferência sendo provocada por um ressalto formado 'W^rP' ' as superfícies internas dos elementos mecho e fêmea.

Tipicamente, as junta API podem ser aplicadas a tubos revestidos por modificação da extremidade frontal do tubo, isto é, o nariz arredondado do tubo, e aplicação de um revestimento na seção intermediária da junta, a denominada seção J. Isso tem as seguintes desvantagens:

a seção rosqueada é interrompida, limitando, desse modo, a capacidade da junta de transmitir cargas estruturais, tais como cargas de tensão, compressão, encurvamento ou torção;

- o uso de juntas rosqueadas tendo 10 roscas por cada 2,54 cm (1 polegada), em tubos menores que

8,89 cm (32 polegadas) em diâmetro, apresenta problemas operacionais devido à maior tendência de desalinhamento e união durante aperto; e • 20 a seção J implica em descontinuidade geométrica da superfície interna da junta; portanto, as extremidades frontais do tubo nas seções da conexão ficam expostas e ficam sujeitas ao toque da passagem de ferramentas durante manutenção, o que pode danificar dano aos seus revestimentos internos.

3/9 documento AR20457B1, pelo mesmo requerente, define uma junta rosqueada altamente resistente, na qual as superfícies rosqueadas têm um perfil de rosca redonda de acordo com o padrão API 5B, e em que o comprimento rosqueado em cada uma das extremidades macho é maximizado, comparado com a junta convencional descrita por esse padrão. Na sua superfície desprovida de rosca adjacente à seção rosqueada, cada uma das extremidades macho tem uma

superfície anular localizada em um plano, que é perpendicular ao eixo da junta. A junta pode compreender opcionalmente uma ranhura central, que pode alojar ou não um anel feito de material polimérico, para aperfeiçoar a capacidade de vedação da junta. Essa junta se comporta melhor do que as juntas mencionadas acima, uma vez que se contrapõe à tendência da junta de saltar, aumenta a resistência a cisalhamento das roscas, quando a j unta é submetida a cargas de tensão ou cargas combinadas de encurvamento e tensão, e não altera, significativamente, as linhas de escoamento do fluido escoando dentro da junta.

requerente incorporou então uma capacidade aperfeiçoada para adaptar os revestimentos internos às características da junta descrita no documento AR20457B, a dita capacidade aperfeiçoada sendo o objeto da presente invenção.

Para esse fim, o requerente decidiu usar uma rosca API redonda 8, de acordo com o padrão API 5B, que se acomoda no corpo do tubo com extremidades que não ficam comprimidas, aa Λ,

4/9 ficando a junta toda rosqueada ao longo do seu comprimento.

Como mencionado acima, na junta da invenção, as extremidades do tubo macho não ficam em contato entre si.

As ditas extremidades compreendem duas partes localizadas entre a parte rosqueada superior e a superfície interna de cada uma das extremidades macho, isto é, uma parte superior e uma parte inferior. A parte superior é primeira chanfradura de rosca continuando área arredondada com um formada formada em uma por uma primeira primeiro raio de curvatura, e a por uma segunda área arredondada com um segundo curvatura. Os ditos primeiro e segundo raios de constante ambos frontal do tubo. Os curvatura definindo, raios de os raios de curvatura são idênticos

1,5 m e desse modo, a extremidade curvatura são definidos como máximos possíveis, para aperfeiçoar os aspectos de adesão do revestimento interno para o tubo, quando a extremidade frontal do tubo é de uma espessura minima

Um anel elastomérico é alojado no centro da junta, o dito anel sendo comprimido por ambos os narizes do tubo ou elementos macho, proporcionando, desse modo, uma continuidade geométrica da superfície interna também proporcionando continuidade à barreira da junta, e protetora de corrosão do revestimento interno do tubo. 0 dito anel pode ser equipado, opcionalmente, com pelo menos um inserto feito de material de alta resistência mecânica e resistente a corrosão, tal como, por exemplo, aço inoxidável, que proporciona ao anel uma resistência mecânica estrutural e

5/9 também serve como um guia de centralização para ferramentas passando pela junta, o vez, uma proteção estrutural ao revestimento que proporciona, por

interno área. As vantagens dessa junta são:

comprimento da rosca: as roscas que se acomodam no tubo maximizam a capacidade da transmitir cargas estruturais (cargas conexão em de tensão, compressão, encurvamento e torção);

passo da rosca: uma rosca com 8 filetes por 2,54 cm (1 in) é usada em toda a faixa aplicável de diâmetros e espessuras de tubo, propiciando um aperto mais rápido (com menos voltas) e mais 15 seguro (sem desalinhamento e menos propenso a esmagamento);

anel elastomérico: proporciona continuidade

geométrica à superfície interna da j unta, bem como uma barreira de proteção a corrosão; mantém o fluido escoando longe desse modo, em segundo conexão; opcionalmente, compreende pelo menos um dureza e resistência a da rosca, contribuindo, lugar, para aperto da o anel elastomérico inserto metálico de alta corrosão, tal como, por exemplo, de aço inoxidável, que proporciona resistência mecânica estrutural e serve como um guia de centralização para ferramentas passando

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pela junta, proporcionando, desse modo, proteção estrutural ao revestimento interno da junta; e extremidades alterações no diâmetro interno da junta, o que pode expor revestimento interno a dano das ferramentas passando pela junta, durante manutenção.

É então um objeto da presente invenção uma junta rosqueada de alta resistência mecânica , particularmente para tubos revestidos, a dita junta compreendendo:

- um acoplamento com uma superfície interna rosqueada ao longo de todo o seu comprimento com as extremidades definidas como fêmea; e

um par dos ditos tubos, cada um deles tendo extremidades, definidas com macho, com uma superfície rosqueada externa e uma extremidade desprovida de rosca definida como nariz; a dita junta tendo um perfil de rosca API redonda 8, de acordo com o padrão API 5B, com uma interferência de diâmetro de 0 a 2 mm;

a dita junta caracterizada pelo fato de que os ditos narizes compreendem:

7/9 uma parte superior formada por uma chanfradura rosca, graus, com um com uma inclinação de substancialmente que continua primeiro raio uma parte inferior redonda, mm, em uma pr ime ira de curvatura de incluindo uma com um segundo de rosca sendo área redonda

1,5 mm, e segunda área raio de curvatura de 1,5 sobreposta à dita rosca e área redonda chanfradura de rosca até um ponto da sua curvatura, no qual uma linha tangencial é perpendicular ao eixo longitudinal do dito tubo, a dita segunda área redonda se estendendo de

um ponto da sua curvatura no qual uma linha tangencial perpendicular ao eixo longitudinal do dito tubo até superfície interna do dito tubo.

A invenção vai ser descrita a seguir em mais detalhes por meio das figuras descritas abaixo.

A Figura 1 é uma vista da seção central ou seção J” da junta rosqueada da invenção.

A Figura 3 mostra em mais detalhes a estrutura da extremidade desprovida de rosca da junta, ou nariz, de acordo com as diferentes espessuras do tubo. A Figura 1 mostra um elemento rosqueado de acoplamento ou fêmea 1, em cuja superfície interna, as extremidades rosqueadas macho 2

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dos dois tubos T são atarraxadas conjuntamente para formar uma junta rosqueada. Esse ponto tem um perfil de rosca redonda 3 de acordo com o padrão API redondo 8, com uma interferência de modalidade de 0 a 2 mm. Cada uma das 5 extremidades desprovidas de rosca de ambas as extremidades macho é um nariz redondo N, que, de acordo com a presente invenção, tem aspectos estruturais específicos. Cada nariz

N é formado chanfradura por de substancialmente e que continua uma parte superior, que rosca B com uma graus, que se em uma primeira sobrepõe compreende uma inclinação à dita rosca área redonda Sl, com de

3, um

Rl de área redonda se estende da dita chanfradura de rosca B até um ponto da sua curvatura, no qual uma linha tangencial é 15 perpendicular ao eixo longitudinal X do dito tubo. Além disso, uma parte inferior é definida, que é formada por uma segunda área redonda S2, tendo um segundo raio de curvatura

R2, também de 1,5 mm. A dita segunda área redonda S2 se

estende de um ponto da sua curvatura, no qual uma linha tangencial é perpendicular ao eixo longitudinal X do dito tubo T, até a superfície interna do dito tubo. Ambos os raios de curvatura Rl e R2 são localizados um após o outro, no caso de um tubo de espessura mínima. No entanto, ambos os raios de curvatura Rl, R2 são conectados por meio de uma 25 zona de transição P, no caso de tubos com espessura média ou máxima. A dita zona de transição P se estende entre os ditos pontos das ditas áreas redondas Sl, S2, em que uma linha tangencial ao ditos pontos é perpendicular ao eixo longitudinal X do tubo, como se pode observar na Figura 3.

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Deve-se observar que as ranhuras entre a

vale das juntas ficam cheios de graxa, como é feito usualmente com esse tipo de juntas rosqueadas.

A Figura 2 ilustra o mesmo ponto, mas com a adição de um anel elastomérico 4 na dita seção J. O dito anel elastomérico 4 é comprimido lateralmente por ambos os

narizes N dos respectivos tubos. A finalidade da inserção do tio anel elastomérico é proporcionar continuidade geométrica à junta rosqueada na seção central, ou seção ’’J, por separação do fluido escoando da rosca, e, desse modo, contribuindo, em segundo lugar, para o aperto da junta rosqueada. Opcionalmente, o dito anel elastomérico 4 inclui pelo menos um inserto metálico 5 tendo altas dureza e resistência a inoxidável, que como um guia de pelo tubo T, estrutural para corrosão, feito, de preferência, proporciona resistência estrutural centralização para as ferramentas proporcionando, desse modo, o revestimento da junta.

de aço e serve passando proteção

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Junta rosqueada de alta resistência mecânica, particularmente para tubos revestidos, compreendendo:

um acoplamento (1) com uma superfície interna rosqueada ao longo de todo o seu comprimento, as suas extremidades sendo definidas como extremidades fêmea; e um par de tubos (T), cada um deles tendo extremidades (2), definidas como extremidades macho, com uma superfície rosqueada externa e uma extremidade desprovida de rosca definida como um nariz (N);

em que cada um dos ditos narizes (N) compreende:

uma parte superior formada por uma chanfradura de rosca (B) , com uma inclinação de substancialmente 65 graus, que continua em uma primeira área redonda (Sl) com um primeiro raio de curvatura (Rl); e uma parte inferior incluindo uma segunda área redonda (S2), com um segundo raio de curvatura (R2);

a dita chanfradura de rosca (B) sendo sobreposta à dita rosca (3) , e a dita primeira área redonda (Sl) se estendendo da dita

Petição 870180139162, de 08/10/2018, pág. 11/15
2/3 chanfradura de rosca (B) até um ponto da sua curvatura, no qual uma linha tangencial é perpendicular ao eixo longitudinal (X) do dito tubo (T) , a dita segunda área redonda (S2) se estendendo de um ponto da sua curvatura no qual uma linha tangencial é perpendicular ao eixo longitudinal (X) do dito tubo (T) até a superfície interna do dito tubo (T);

caracterizada pelo fato de que a dita junta tem um perfil de rosca API redonda 8 (3) , de acordo com o padrão API 5B, com uma interferência de diâmetro de 0 a 2 mm;

e em que dito primeiro raio de curvatura (Rl) é de 1,5 mm;

e em que dito segundo raio de curvatura (R2) é de 1,5 mm.

2. Junta rosqueada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os ditos primeiro e segundo raios de curvatura (Rl, R2) são localizados um após o outro, no caso de tubos (T) de espessura mínima.
3. Junta rosqueada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os ditos primeiro e segundo raios de curvatura (Rl, R2) são conectados entre si por meio uma zona de transição (P) , no caso de tubos (T) de espessura média ou máxima.

Petição 870180139162, de 08/10/2018, pág. 12/15

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4. Junta rosqueada de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a dita zona de transição (P) se estende entre os ditos pontos das ditas áreas redondas (Sl, S2), em que uma linha tangencial aos ditos pontos é perpendicular ao eixo longitudinal (X) do tubo (T).
5. Junta rosqueada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que entre os narizes (N) de ambos os elementos rosqueados macho (2), é definida uma seção central (J).
6. Junta rosqueada de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a dita seção central (J) inclui um anel elastomérico (4), que é comprimido lateralmente pelos ditos narizes (N) dos ditos tubos (T).

Junta rosqueada de acordo com a reivindicação

6, caracterizada pelo fato de que o dito anel elastomérico (4) inclui pelo menos um inserto metálico feito, de preferência, de aço inoxidável.