BRPI0911615B1 - grampo para coluna de ascensão. - Google Patents
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Description
(54) Título: GRAMPO PARA COLUNA DE ASCENSÃO.
(73) Titular: PARKER-HANNIFIN CORPORATION, Sociedade Norte-Americana. Endereço: 6035 Parkland Boulevard, Cleveland, Ohio 44124-4141, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US) (72) Inventor: TRAVIS L. SESSIONS; GARY W. SCHRODER; TYLER B. MINER; LARRYG. COBB.
Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 30/04/2009, observadas as condições legais
Expedida em: 06/11/2018
Assinado digitalmente por:
Liane Elizabeth Caldeira Lage
Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados “GRAMPO PARA COLUNA DE ASCENSÃO”
Fundamentos da Invenção
Em uma operação de perfuração fora da costa, uma coluna de perfuração se estende a partir de uma plataforma para a boca do poço, pelo qual ela perfura mais e mais profundamente no fundo do mar. A coluna de perfuração se estende através de uma coluna de ascensão que alcança da plataforma até a cabeça do poço, usualmente com um conjunto de válvulas de segurança para prevenção de explosão submarina entre esta e o fundo do mar. Durante a perfuração, o lodo removido do poço é drenado para a superfície através da coluna de ascensão, que pode ter mais de 30 cm de largura (por exemplo, ela pode ter aproximadamente 53 cm de diâmetro) e pode ter milhares de metros de comprimento. A coluna de ascensão é tipicamente feita de uma sucessão de tubos tendo extremidades adjacentes que são conectadas e desconectadas na plataforma para elevar e abaixar a coluna de ascensão no oceano.
Sumário da Invenção
Um grampo de coluna de ascensão que é fornecida compreende partes de garra termoplástica formadas por moldagem por injeção de polietileno (por exemplo, HPDE). O grampo pode ser construído para ter maior resistência que seus primos fundidos feitos de plástico termofusível (por exemplo, uretano). Adicional ou alternativamente, o grampo pode ser mais resistente à corrosão e/ou muito mais leve do que um grampo de coluna de ascensão de metal análoga.
Breve Descrição dos Desenhos
A FIG. 1 é um diagrama esquemático de uma operação de perfuração fora da costa.
A FIG. 2 é uma vista esquemãtica em grande plano de um grampo de coluna de ascensão conectando extremidades adjacentes de dois tubos de coluna de ascensão.
As FIGs. 3 e 4 são vistas em perspectiva e plana, respectivamente do grampo de coluna de ascensão.
As FIGs. 5, 6 e 7 são vistas frontal, de topo e lateral, respectivamente de outro grampo de coluna de ascensão (os grampos sendo mostrado sem suas tampas na FIG. 7)
Descrição Detalhada da Invenção
Uma operação de perfuração fora da costa é mostrada esquematicamente na FIG. 1. Nesta operação 10, uma coluna de perfuração 11 se estende a partir da plataforma 12 em um poço, pelo qual ela perfura mais e mais profundamente no fundo do mar. A coluna de perfuração 11 se estende através de uma coluna de ascensão 13 que alcança da plataforma até a cabeça do poço, usualmente com um conjunto de válvulas de segurança 14 para prevenção de explosão submarina entre esta e o fundo do mar. Durante a perfuração, o lodo removido do poço é drenado para a superfície através da coluna de ascensão 13. A opera2 ção de perfuração 10 frequentemente também incluirá linhas auxiliares 15 (por exemplo, linhas de estrangulamento, linhas de interrupção, linhas pneumáticas, linhas hidráulicas, linhas de controle de equipamento, e/ou linhas de perfilagem) que correm ao longo da coluna de ascensão 13.
Como é mais bem visto com relação adicionalmente à FIG. 2, a coluna de ascensão 13 é tipicamente feita de uma sucessão de tubos 16. As extremidades adjacentes dos tubos vizinhos (isto é, a extremidade posterior de um tubo e a extremidade anterior do próximo tubo) podem ser unidas por um grampo de coluna de ascensão 20. Os tubos 16 podem, desse modo, ser conectados e desconectados na plataforma 12 para elevar e abaixar a coluna de ascensão 13 no oceano. As linhas auxiliares 15 podem também ser mantidas pelo grampo de coluna de ascensão 30.
Com relação agora às FIGs. 3 e 4, o grampo de coluna de ascensão 20 é mostrado mais detalhadamente. Enquanto alguns grampos de coluna de ascensão exigem uma cinta de metal solta para mantê-las na coluna de ascensão, o grampo ilustrado 20 pode ser caracterizado pela ausência de tal cinta externa. Isso sendo dito, o uso do grampo 20 em conjunto com uma cinta externa é possível e visado.
O grampo 20 pode compreender uma primeira parte de garra 21! e uma segunda parte de garra 212 e essas partes de garra 21 podem ser abertas e fechadas umas em relação às outras. Cada uma das partes de garra 21 tem uma parede interna 22 (isto é, a parte de garra 21Ί tem uma parede interna 22y e a parte de garra 212 tem uma parede interna 222) e uma parede externa 23 (isto é, a parte de garra 211 tem uma parede externa 23! e a parte de garra 212 tem uma parede externa 232). Quando o grampo da coluna de ascensão 20 está fechado, as paredes internas 22i e 222 juntas formam a superfície radialmente interna do grampo e uma braçadeira 24 para as extremidades adjacentes dos tubos serem conectados 16. As paredes externas 23i e 232 juntas formam a superfície radialmente externa do grampo.
A primeira parte de garra 21 d compreende um corpo termoplástico 30i que ao menos parcialmente forma sua parede interna 22i e sua parede externa 23Ί. A segunda parte de garra 212 igualmente compreende um corpo termoplástico 302 que ao menos parcialmente forma sua parede interna 222 e sua parede externa 232. O primeiro corpo termoplástico 30i e/ou o segundo corpo termoplástico 302 podem ser feitos de um polietileno termoplástico, tal como um polietileno termoplástico de alta densidade HDPE. Eles podem ser formados em uma peça e/ou podem ser moldados por injeção. Com certos modelos de grampos (tal como o o modelo articulado mostrado nas FIGs. 2 e 3), pode ser possível formar o primeiro corpo termoplástico 30! em uma peça com o segundo corpo termoplástico 302.
A braçadeira da coluna de ascensão 24 tem tamanho e forma de acordo com a coluna de ascensão 13 e/ou tubos da coluna de ascensão 16. Assim, a braçadeira 24 pode ter forma, por exemplo, circular e pode ter um diâmetro maior que 30 cm e/ou maior que 50 cm.
Com uma braçadeira circular, as paredes internas 22 das partes de garra 21 podem ter cada uma forma semicilíndrica e elas podem ser simetricamente posicionadas umas em relação às outras quando o grampo 20 está fechado.
O grampo da coluna de ascensão 20 pode ainda compreender uma dobradiça 39 entre sua primeira parte de garra 21 d e sua segunda parte de garra 212. A dobradiça 39 pode formar, por exemplo, uma conexão articulada semelhante a um cotovelo que expande/contrai quando as parte de garra 20 são abertas e fechadas. A dobradiça 39 pode ser integralmente formada com a primeira parte de garra 211 e/ou a segunda parte de garra 212, e mais especificamente, parte de um ou ambos os corpos termoplásticos 30. Em qualquer evento, a dobradiça 39 pode ser feita de termoplástico (por exemplo, um polietileno termoplástico, tal como um polietileno termoplástico de alta densidade HDPE).
No grampo de coluna de ascensão ilustrado 20, cada parte de garra 21 inclui um par de flanges de conexão de garras 40 (isto é, a primeira parte de garra 21 ϊ tem dois flanges de conexão de garra 40ϊ e a segunda parte de garra 212 tem dois flanges de conexão de garra 402). Os flanges de conexão 40 se estendem radialmente para fora da respectiva parede interna 22 de seu corpo termoplástico de garra 30, com os flanges 40 de cada parte de garra 21 sendo posicionados aproximadamente 180° separados. Cada flange de conexão de garra 40i da primeira parte de garra 21! está voltado para um flange de conexão de garra correspondente 402 da segunda parte de garra 212.
Os flanges de conexão de garra 40 podem ter, cada um, aberturas de fixação 41 se estendendo através deles. Quando o grampo de coluna de ascensão 20 está em uma condição fechada, a abertura 414 em cada flange 40τ da primeira parte de garra 21Ί é alinhada com a abertura 412 do flange 402 da segunda parte de garra 212. Um fixador 50 pode se estender em e/ou através de cada conjunto de aberturas alinhadas 41. Os fixadores 50 podem compreender, por exemplo, parafusos de metal (por exemplo, aço inoxidável).
Os flanges de conexão de garra 40 podem ser parte do corpo termoplástico 30 da respectiva parte de garra 21. O grampo de coluna de ascensão 20 mostrado nas FIGs. 2 e 3, a dobradiça 39 se estende entre as extremidades distais (isto é, radialmente externas) de um conjunto de flanges voltados um para o outro 40. Quando abrindo e fechando o grampo de coluna de ascensão 20, os conjuntos opostos de flanges são divergentes e convergentes um em relação ao outro.
Qualquer uma ou ambas as partes de garra 21 podem ter um ou mais suportes 70 para manter as linhas auxiliares 15 e uma tampa 71 para um, alguns, ou todos os suportes 70. Quando a tampa 717712 está aberta, uma linha auxiliar 15 pode ser localizada no suporte 70i/702, e quando a tampa 717712 está fechada, uma braçadeira 72 é formada para a linha auxiliar 15. A braçadeira de linha auxiliar 72 pode ter forma circular com um diâmetro menor do que o da braçadeira da coluna de ascensão 24. Por exemplo, o diâmetro da braçadeira de linha auxiliar 72 pode ser menor que 25 cm, 20 cm, 15 cm, 10 cm, e/ou 5 cm.
O grampo de coluna de ascensão 20, e/ou cada parte de garra 21 podem ter suportes 70 que são do mesmo tamanho e/ou suportes que são de tamanhos diferentes. No grampo 20 mostrado nas FIGs. 2 e 3, por exemplo, a primeira parte de garra 21i tem três suportes 70i de três diâmetros diferentes. A segunda parte de garra 212 tem três suportes 702 com diâmetros diferentes, com seu maior suporte 702 e seu menos suporte 702 sendo substancialmente do mesmo tamanho do maior suporte e do menor suporte 70i na primeira parte de garra 21!. Cada suporte 70 é fornecido com sua própria tampa 71 dimensionada de uma maneira correspondente.
Os suportes 70 podem ser parte do corpo termoplástico 30 de sua respectiva parte de garra 21 (e assim formado em uma peça). As tampas 31 podem ser formadas separadamente a partir dos suportes 70 e/ou o corpo termoplástico 30, e então conectadas a ele (por exemplo, com os pinos 80) durante a montagem do grampo da coluna de ascensão 20. Uma técnica de conexão vantajosa pode ser uma onde a tampa 71 pode permanecer conectada a seu suporte correspondente 70 com, por exemplo, uma conexão pivotante.
As tampas 71 podem ser feitas de qualquer material adequado (por exemplo, um termoplástico, um polietileno termoplástico e/ou um termoplástico HDPE) por qualquer método apropriado (por exemplo, moldagem por injeção). As tampas 71 podem (ou não) ser feitas do mesmo material do corpo termoplástico 30 de sua parte de garra 21 e/ou elas podem (ou não) ser feitas do mesmo material de seu suporte correspondente 70.
Com relação agora às FIGs. 5 a 7, outra versão do grampo de coluna de ascensão 120 é mostrada. O grampo de coluna de ascensão 120 é similar de muitas maneiras ao grampo de coluna de ascensão 20 mostrado nas FIGs. 2 a 3, onde os números de referência similares são usados para designar partes similares.
O grampo de coluna de ascensão 120, como o grampo de coluna de ascensão 20, tem uma primeira parte de garra 21! compreendendo um corpo termoplástico 30Ί (que ao menos parcialmente forma sua parede interna 22! e sua parede externa 23i) e uma segunda parte de garra 212 compreendendo um corpo termoplástico 302 (que ao menos parcialmente forma sua parede interna 222 e sua parede externa 232). O grampo 120 também tem uma cinta de reforço 60i embutida no corpo elastomérico 301 da primeira parte de garra 21Ί e/ou uma cinta de reforço 602 embutida no corpo elastomérico 302 da segunda parte de garra 212. Preferencialmente, mas não necessariamente, uma ou ambas as cintas de reforço 60 são completamente encapsuladas dentro de seu corpo termoplástico embutido 30. As cintas 60 podem ser feitas de um material que é mais duro do que o usado para formar o corpo termoplástico 30. Por exemplo, cada cinta de reforço 60 pode ser feita de metal (por exemplo, aço inoxidável). As cintas 60i e 602, como os corpos termoplásticos 30i e 302, podem ser aproximadamente simétricas quando o grampo 120 está fechado. No grampo ilustrado 120, as cintas de reforço 60 formam parte dos flanges de conexão 40 e parte de ao menos alguns dos suportes 70.
Os flanges de conexão de garra 40 no grampo de coluna de ascensão 120, como aqueles no grampo de coluna de ascensão 20, podem ter aberturas de fixação 41 se estendendo através deles para recebimento do fixador 50. O grampo 120 também incorpora inserções de recebimento de fixador 42 em cada uma dessas aberturas 41, que são rodeadas pelo corpo termoplástico 30 da respectiva parte de garra 21. As inserções 427422 podem ter roscas internas (por exemplo, para encaixar com as roscas externas nos fixadores 50) e/ou elas podem ser feitas de metal. Adicional ou altemativamente, cada inserção pode ser soldada ou de outra forma acoplada à cinta de reforço interna 80i/802 da respectiva parte de garra 217212 com o propósito de apoio.
O grampo de coluna de ascensão 120, como o grampo de coluna de ascensão 20, tem suportes 70 que formam braçadeiras de linha auxiliar 72. Mas no grampo de coluna de ascensão 120, eles compartilham as partes de perna de projeção (das respectivas partes de garra 21) com os flanges de conexão 40. Em um conjunto de flanges voltados um para o outro 40 (o conjunto inferior na FIG. 5), um suporte 70 se estende a partir de cada flange 40 e eles juntos formam a braçadeira 72. No grampo de coluna de ascensão 120, a dobradiça 39 se estende entre esses suportes formando as braçadeiras 701 e 702. Em outro conjunto de flanges voltados um para o outro 40 (o conjunto superior na FIG. 5), um suporte 70 também se estende a partir de cada flange 40, mas eles são orientados para formar duas braçadeiras separadas 72 quando cobertos por uma tampa comum 71.
O grampo de coluna de ascensão 120 pode ainda compreender um espaçador 90! posicionado contra a parede interna 22y da primeira parte de garra 21! e um espaçador 902 posicionado contra a parede interna 222 da segunda parte de garra 212. Os espaçadores 90 são destinados a contatar o tubo de coluna de ascensão 16 e reduzir o atrito entre as paredes internas 22. Para esse fim, eles podem ser feitos de um material elastomérico, tal como borracha. Os espaçadores 90 podem ter uma forma plana seguindo o perfil das paredes internas 22 das partes de garra 21.
O grampo de coluna de ascensão 120, como o grampo de coluna de ascensão 20, pode ser usado sem uma cinta de metal solta para mantê-la na coluna de ascensão 13. Mas, o uso de tal cinta externa (não mostrado) pode ser vantajoso com o grampo de coluna de ascensão 120. A cinta poderia ser feita, por exemplo, de aço inoxidável, e incluir aberturas ou fendas para acomodar a projeção radial de linhas auxiliares 15, dobradiça 39, flanges 40, fixadores 50, suportes 70, tampas 71, e/ou pinos 80.
Embora o grampo de coluna de ascensão 20/120 tenha sido mostrado e descrito com relação a certas modalidades, alterações equivalentes e modificações deveríam ocorrer aos versados na técnica mediante a revisão desta especificação e desenhos. Se um elemento (por exemplo, componente, montagem, sistema, dispositivo, composição, método, processo, etapa, meio, etc.) foi descrito como executando uma função ou funções particulares, esse elemento corresponde a qualquer equivalente funcional (isto é, qualquer elemento executando a mesma função ou equivalente) desse, sem considerar se ele é estruturalmente equivalente a ele. E enquanto uma característica particular pode ter sido descrita com relação a menos de todas as modalidades, tal característica pode ser combinada com uma ou mais características das outras modalidades.
Claims (5)
1. Grampo de coluna de ascensão marítima (20/120), CARACTERIZADO POR compreender:
uma primeira parte de garra (211) e uma segunda parte de garra (212) que podem ser abertas e fechadas uma em relação a outra;
cada uma das partes de garra (211/212) tendo uma parede interna (221/222) e uma parede externa (231/232);
as paredes internas (2212, 2212) juntas formam, quando o grampo (20/120) está fechado, a superfície radialmente interna do grampo e uma braçadeira (24) para um tubo de coluna de ascensão (16);
as paredes externas (231, 232) juntas formam, quando o grampo (20/120) está fechado, a superfície radialmente externa do grampo;
a primeira parte de garra (211) compreendendo um primeiro corpo termoplástico (301) formando ao menos parcialmente sua parede interna (221) e sua parede externa (231) ; e a segunda parte de garra (212) compreendendo um segundo corpo termoplástico (302) formando ao menos parcialmente sua parede interna (222) e sua parede externa (232) .
2. Grampo de coluna de ascensão marítima (20/120) de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO POR um ou cada um do primeiro e segundo corpo termoplástico (301/302) ser moldado por injeção, preferivelmente em uma peça, e preferivelmente de polietileno termoplástico ou polietileno termoplástico de alta densidade (HDPE).
3. Grampo de coluna de ascensão marítima (20/120) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO PELA braçadeira (24) ser uma braçadeira cilíndrica, tendo preferivelmente um diâmetro maior que 30 cm.
4. Grampo de coluna de ascensão marítima (20/120) de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO POR adicionalmente compreender uma dobradiça (39) entre a primeira parte de garra (211) e a segunda parte de garra (212), que forma um pivô quando as partes de garra (201, 202) são abertas e fechadas, em que a dobradiça (39) é preferivelmente e formada de maneira integral com pelo menos uma da primeira parte de garra (211) ou segunda parte de garra (212).
5. Grampo de coluna de ascensão marítima (20) de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO PELA dobradiça (39) ligar flanges (401, 402) voltados um para o outro da primeira parte de garra (211) da segunda parte de garra (212).
6. Grampo de coluna de ascensão marítima (120) de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO PELA dobradiça (39) ligar os suportes (701, 702) voltados um para o outro da primeira parte de garra (211) e da segunda parte de garra (212).
7. Grampo de coluna de ascensão marítima (20/120) de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO PELA primeira parte de garra (211) incluir pelo menos um flange de conexão de garra (401) e a segunda parte de garra (212) incluir pelo menos um flange de conexão de garra (402) em que os flanges de conexão de garra (401/402) têm aberturas (411/412) para recebimento dos fixadores (50), em que as aberturas (411/412) compreendem inserções de recebimento de fixadores (421/422) rodeadas pelo corpo termoplástico (3012) da respectiva parte de garra (211/212).
8. Grampo de coluna de ascensão marítima (120) de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO PELAS inserções de recebimento de fixador (421/422) serem fixadas à cinta de reforço (601/602) da respectiva parte de garra (211/212).
9. Grampo de coluna de ascensão marítima (120) de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO PELAS inserções de recebimento de fixador (421/422) serem soldadas à cinta de reforço (601/602) da respectiva parte de garra (211/212).
10. Grampo de coluna de ascensão marítima (20/120) de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO PELA primeira parte de garra (211) ter pelo menos um suporte (701) para manter uma linha auxiliar (15), preferivelmente formado pelo corpo termoplástico (301) da primeira parte de garra (211), e em que a segunda parte de garra (212) tem um suporte (702) para manter uma linha auxiliar (15), preferivelmente formado pelo corpo termoplástico (302) da segunda parte de garra (212).
11. Grampo de coluna de ascensão marítima (20/120) de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO POR adicionalmente compreender uma tampa (711/712) para pelo menos um dos suportes (701/702), em que quando a tampa (711/712) está aberta, a linha auxiliar (15) pode ser colocada no suporte (701/702) e em que quando a tampa (711/712) está fechada, uma braçadeira (72) é formada para uma linha auxiliar (15), em que preferivelmente a tampa (711/712) permanece fixada ao suporte (701/702) correspondente, preferivelmente por uma conexão de modo pivô, quando está aberta.
12. Grampo de coluna de ascensão marítima (120) de acordo com a reivindicação 10 ou 11, CARACTERIZADO POR uma/a braçadeira (72) formada para a linha auxiliar (15) ser formada por um suporte (701) na primeira parte de garra (201) e um suporte (702) na segunda parte de garra (202).
13. Grampo de coluna de ascensão marítima (120) de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO PELOS suportes (701, 702) de formação da braçadeira compartilharem partes de perna protuberantes das respectivas partes de garra (211, 212) com os flanges de conexão (401, 402).
14. Grampo de coluna de ascensão marítima (20/120) de acordo com a reivindicação 12 ou 13, CARACTERIZADO PELA braçadeira de linha auxiliar (72) ser uma braçadeira circular, preferivelmente tendo um diâmetro menor do que o da braçadeira de coluna de ascensão (24).
5 15. Grampo de coluna de ascensão marítima (20/120) de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO POR:
a primeira parte de garra (211) tem pelo menos um suporte (701) para fixar uma linha auxiliar (15) e uma tampa (711) para pelo menos um suporte (701);
quando o suporte (701) é aberto, a linha auxiliar (15) pode ser colocada no suporte 10 (701) e em que quando o suporte (701) é fechado pela tampa (711), uma braçadeira (72) é formada para uma linha auxiliar (15);
o suporte (701) abre radialmente para fora; e o suporte (701) abre independentemente das partes de garra (211/212).
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