ES2313320T3 - Herramienta para triturar coque. - Google Patents
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Abstract
Herramienta (2) para triturar coque, comprendiendo - una caja (4) que está conectada en el estado operacional a una varilla de perforación y - sobre o en la cual está prevista - al menos una boquilla de corte (34), cada una para el corte, y una boquilla de perforación (41) para la perforación del coque y - al menos una válvula (20) para controlar la dirección por la boquilla de corte (34) y la boquilla de perforación (41) del flujo del agua que fluye por la varilla de perforación y la caja (4), caracterizada porque - en el interior de caja (4) están formados al menos dos canales de flujo (31, 47) - siendo que cada una forma unas regiones cerradas y - cada uno de los cuales es asociado individualmente con una abertura de admisión (32, 37) y - cada uno de los cuales se extiende en cada caso entre la abertura de admisión asociada (32, 37) y la boquilla de corte (34) o la boquilla de perforación (41), - siendo que la válvula (20) para cerrar y abrir las aberturas de admisión (32, 37) está provista en la región de las aberturas de admisión (32, 37).
Description
Herramienta para triturar coque.
La invención se relaciona con una herramienta
para triturar el coque comprendiendo
- una caja que está fijada en esta operacional
en una varilla perforadora y sobre o dentro de la cual
- se encuentra dispuesta al menos en cada caso
una boquilla de corte para cortar y una boquilla de perforación para
perforar el coque y
- al menos una válvula para el control de una
dirección de flujo del agua que pasa por la barra perforadora y la
caja por la boquilla de corte y la boquilla de perforación.
En las refinerías de petróleo se transforma la
última fracción del petróleo crudo que ya no es aprovechable de otra
manera en coque. La transformación se lleva a cabo mediante
introducción de esta fracción en tambores que se llenan de coque
conforme avance el período de operación. Cuando se alcance el nivel
máximo de llenado de los tambores, entonces se retira el coque de
los tambores mediante corte.
Este, así llamado, "descoque" se realiza
usualmente con chorros de agua a alta presión que desmenuzan el
coque y lo retiran de los tambores mediante enjuague. La herramienta
para producir estos chorros de agua de alta presión se introduce
mediante un varillaje de perforación desde arriba en el tambor. El
"descoque" se realiza en dos etapas. Primera se perfora en el
tambor una abertura de arriba hacia abajo, en seguida se vuelve a
introducir la herramienta en el extremo superior del tambor y el
coque es desmenuzado ahora mediante chorros de agua de alta presión
que son producidos por las boquillas de corte aproximadamente a un
ángulo perpendicular con relación al eje.
La herramienta, que se conoce por ejemplo del
documento WO 03/014261 A1 que creador del género, está diseñado, por
lo tanto, para dos estados operacionales, primero para la
perforación de una abertura que se requiere para al movimiento de la
herramienta y para retirar posteriormente el coque desmenuzado, y en
segundo lugar para cortar el coque a lo largo de la sección
transversal del tambor. Correspondientemente, las boquillas de
perforación envían los chorros de agua de alta presión esencialmente
paralelamente o a un ángulo agudo con relación a un eje que es
formado por la varilla de perforación y por la abertura generada
durante la perforación.
El cambio entre los estados operacionales de
perforar y cortar debe realizarse de manera rápida y simple. Las
boquillas que se usan en la herramienta están expuestas a fenómenos
de desgaste debido a la alta presión del agua y deben intercambiarse
regularmente. La herramienta, consecuentemente, debe configurarse de
modo tal que sea posible realizar un cambio de las boquillas en
forma rápida y segura.
Los fenómenos de desgaste de las boquillas son
agravados por la situación de que el agua en las herramientas
conocidas del tipo mencionado en inicialmente es forzada con alta
presión a una cámara anular conectada a todas las boquillas a partir
de la cual el agua llega desviada a la respectiva boquilla abierta,
siendo que no hay ningún tipo de alineación del flujo en dirección a
la respectiva boquilla.
También en otra herramienta, conocida a partir
del documento DE 39 41 953 A1, la alimentación de agua bajo presión
a las boquillas de corte y las boquillas de perforación se realiza
primeramente en un pistón central y de allí, dependiendo de la
función del pistón, a la caja de la herramienta a través de unas
aberturas que pasan por la pared del pistón a uno o dos cavidades
anulares una de las cuales está conectada con la boquilla de corte y
la otra se conecta con las boquillas de perforación. El flujo del
agua bajo presión se sujeta en el pistón a la formación de un
vórtice y, sólo después de haber sufrido las correspondientes
pérdidas de presión y flujo, para a través de las aberturas en la
pared del pistón a unos conductos radiales en los cuales el agua se
conduce a las boquillas.
También en la herramienta conocida por del
documento US 5,816,505 se proveen dos cavidades anulares de este
tipo siendo que a cada una de ellas se conduce el agua bajo presión
como función de un mando que produce el modo de perforación o el
modo de corte, causando pérdidas de flujo considerables y
transportado de la respectiva cavidad anular mediante unos conductos
allí a las boquillas.
La invención se basa en el objetivo de ofrecer
una herramienta para triturar coque que tiene una construcción
particularmente sencilla y que puede es de uso y mantenimiento
seguro.
La invención logra su acometido con una
herramienta según la reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos
de la invención se indican en las reivindicaciones subordinadas.
Lo que caracteriza la herramienta inventiva son
a menos dos canales de flujo formados en el interior de la caja que
se extienden en cada caso entre unas aberturas individuales de
admisión asociadas con el respectivo canal de flujo y las
respectivas boquillas de corte y perforación. La válvula para el
control de la dirección de flujo del agua a las boquillas de corte o
las boquillas de perforación está dispuesta en esto en la región de
la abertura de admisión y cierre en función del respectivo estado
operacional, normalmente cortar o perforar, las respectivas
aberturas de admisión de los canales de flujo individuales.
Los canales de flujo que son -en el marco de la
invención- unas regiones cerradas en sí que se extienden entre las
aberturas de admisión y las aberturas de salida dispuestas en la
región de las boquillas asociadas, permiten alimentar el agua con
pérdidas de flujo muy pequeñas orientadas a las respectivas
boquillas. Gracias a la reducción, que es asociada con esto, de las
influencias perturbadoras que actúan sobre las boquillas es posible
incrementar significativamente la vida útil de las boquillas
individuales en comparación con las herramientas convencionales.
La minimización de las pérdidas de flujo, así
como la optimización del flujo dentro de las herramientas permite
además alimentar el agua a la herramienta con una presión de
alimentación menor en comparación con las herramientas conocidas,
manteniendo iguales las presiones de salida de las boquillas.
La configuración inventiva permite, por lo
tanto, también un incremento de la vida útil de los componentes
conectados con la herramienta como, por ejemplo, una bomba de
alimentación, gracias a la reducción de la potencia de bombeo.
Otra ventaja de la herramienta inventiva resulta
del hecho que las aberturas de admisión que pueden cerrarse para
regular la dirección de flujo del agua pueden combinarse en un punto
discrecional, constructivamente ventajoso de la herramienta, de
manera que es posible regular también varias boquillas disponibles
independientemente entre sí mediante el uso de una sola válvula.
Se puede por lo tanto prescindir del uso de una
multiplicidad de válvulas que serían necesarias en particular al
usar varias boquillas que además deberían disponerse preferentemente
en un plano, de manera que la herramienta inventiva puede ser
producida en una forma muy compacta a bajo costo y que tiene además
una construcción particularmente sencilla.
En función del diseño de la válvula y de la
disposición de la abertura de admisión es posible en principio
regular la dirección de flujo del agua por la herramienta de manera
discrecional.
Pero en adaptación al uso primordial de la
herramienta, esta se diseña ventajosamente para los dos estados
operacionales cortar y perforar, siendo que en el estado de cortar
las aberturas de admisión para la boquilla de perforar y en el
estado operacional perforar la abertura de admisión a la boquilla de
cortar se cierra por la válvula.
Este perfeccionamiento de la invención permite
reducir el número de los cuerpos de válvula en la válvula necesarios
en para cerrar las aberturas de admisión, de manera que la válvula
puede tener una construcción particularmente sencilla, lo que se
traduce a una reducción adicional de los costos de producción e
incrementa la seguridad de funcionamiento de la herramienta en forma
adicional.
La disposición de los canales de flujo, así como
las aberturas de admisión en la herramienta, puede elegirse
libremente según las especificaciones constructivas e
hidrodinámicas.
Según un perfeccionamiento de la invención, las
aberturas de admisión, sin embargo, se disponen esencialmente en
sentido vertical con relación a la dirección de flujo del agua que
pasa por la varilla de perforación y la caja. Usualmente, la
dirección de flujo corresponderá en esto al eje longitudinal de la
herramienta y de la varilla de perforación, de manera que las
aberturas de admisión se extienden entonces en sentido transversal
con relación al eje longitudinal de la herramienta.
Este perfeccionamiento de la herramienta permite
una forma constructiva particularmente compacta de la herramienta.
En particular se reduce el espacio constructivo requerido en
dirección transversal con relación al eje longitudinal ya que los
cuerpos de válvula, a diferencia de las herramientas conocidas, ya
no forzosamente deben estar dispuestos inmediatamente en la boquilla
y por lo tanto entre la boquilla y la cavidad interna de la
herramienta. Se reducen además considerablemente las fuerzas de
torsión que se presentan al ajustar la válvula, en comparación con
las herramientas conocidas.
Si es posible constructivamente, los canales de
flujo pueden estar conformados en una pieza con la caja. Una
simplificación de la producción se logra, sin embargo según un
acondicionamiento ventajoso de la invención, al estar los canales de
flujo formados en un inserto que puede instalarse en la caja.
La disposición del inserto se realiza en esto
ventajosamente de manera tal que no haya agua que fluya de entre el
inserto y la pared interna de la caja y pueda eventualmente producir
una interrupción del flujo principal. Esto se logra preferentemente
mediante una unión positiva y efectiva del inserto y de la caja de
la herramienta usando tornillos o elementos similares.
En este sentido no es necesario cuidar la forma
de la caja al diseñar los canales de flujo, de manera que los
canales de flujo puedan diseñarse de la manera deseable, teniendo
éstos según un perfeccionamiento de la invención una figura
hidrodinámicamente optimizada, preferentemente un curso redondeado,
siendo que la sección transversal de los canales de flujo -según un
perfeccionamiento particularmente ventajoso- cambia de la abertura
de admisión a las boquillas de corte y/o perforación.
\newpage
El uso de un inserto separado permite además
usar una materia diferente de la materia para la caja, siendo ésta
particularmente apropiada para la formación de los canales de flujo,
pero que se usa sólo de manera condicionada para la fabricación de
la caja debido a costos eventualmente mayores.
Se puede lograr una mejoría adicional del flujo
por la caja al disponer en los extremos cercanos a las boquillas de
los canales de flujo una reja enderezadora de flujo que mejora
complementariamente el comportamiento de flujo del agua por las
boquillas.
La válvula para regular el paso por las
aberturas de admisión puede tener, en principio, un cuerpo de
válvula de diseño discrecional. Según un perfeccionamiento ventajoso
de la invención, sin embargo, la válvula tiene unos cuerpos de
válvula conformadas al menos por secciones en forma esférica que
cierran las aberturas de admisión en el estado operacional
respectivamente seleccionado.
La configuración esférica de las secciones de
superficie garantiza que el acceso a la respectiva abertura de
admisión que debe cerrarse quede obturado con seguridad contra el
paso de líquidos. Un disco circular cuya cara lateral está abombada
en forma esférica sería, por ejemplo, completamente suficiente para
cumplir con las exigencias de cerrar las aberturas de admisión.
Según un perfeccionamiento particularmente
ventajoso de la invención, los cuerpos de válvula tienen, sin
embargo, al menos dos secciones de superficie esféricas y tienen
preferentemente forma simétrica. Estas secciones se superficie
esféricas se ubican usualmente de forma que están opuestas entre sí,
por ejemplo, como calotas que colindan entre sí con su
circunferencia máxima. La construcción simétrica del cuerpo de
válvula tiene la ventaja de que es sencillo guiarlos en la válvula
gracias a la simetría. Por otro lado tienen la ventaja de que - en
caso de que una primera sección de superficie esférica tuviese
señales de desgaste, los cuerpos de válvula simétricos simplemente
pueden voltearse. Para esto puede usarse en cada caso una calota
diferente con una segunda sección de superficie esférica para sellar
la abertura de admisión.
En comparación con las esferas, que se usan
también como cuerpos de válvula según un perfeccionamiento ventajoso
de la invención, donde es posible prescindir de un aseguramiento de
posición del cuerpo de válvula, gracias a su simetría total, se debe
dar preferencia a los cuerpos de válvula simétricos cuando el
diámetro de los cuerpos de válvula tiene un impacto directo sobre
las dimensiones de la herramienta, ya que semejante cuerpos de
válvula tienen un espesor menor que cuerpos de válvula con forma de
esfera.
Según una primera modalidad, la válvula está
dispuesta en el interior de la caja y tiene medios para guiar, en
particular unos semi-cascos, que envuelven los
cuerpos de válvula y que están en posición enganchada con las
aberturas de admisión.
Los medios para guiar el cuerpo de válvula están
dispuestos en la válvula, pero ésta no llena usualmente la caja por
completo. De esta manera existen unos espacios libres entre la
válvula y la caja. Según un perfeccionamiento ventajoso de la
invención, estos espacios libres están conectados con la cavidad
interna de la herramienta, de manera que el fluido que pasa en
estado operacional por la herramienta, pueda pasar también a través
de estos espacios libres. La ventaja de esta disposición es que no
existe una diferencia de presión entre la cavidad interna y los
espacios libres entre la caja y la válvula. Correspondientemente es
posible diseñar la válvula bajo criterios de ahorro de materia
prima, porque no es necesario absorber allí las diferencias de
presión con los esfuerzos de presión y tracción correspondientes.
Evitar las diferencias de presión garantiza además que la válvula
funcione sin fricción.
La disposición de la válvula se puede realizar,
de manera preferente, de modo tal que el cuerpo de la válvula es
prensado en forma automática sobre la abertura de admisión mediante
la presión que rige en la caja. Según un perfeccionamiento ventajoso
de la invención, sin embargo, los cuerpos de válvula están bajo
precarga mediante un elemento elástico en dirección a la abertura de
admisión. Este perfeccionamiento de la invención mejora
adicionalmente de manera complementaria la seguridad de
funcionamiento de la válvula y garantiza de manera particularmente
confiable que los cuerpos de válvula se apoyen en cada caso en las
aberturas de admisión seleccionadas y las cierren a prueba de
líquido.
El cambio del estado operacional "perforar"
al otro estado operacional "cortar" se realiza en forma manual
en la mayoría de las herramientas conocidas. La herramienta se
retira del tambor después de la primera etapa de trabajo y se
acciona un dispositivo dispuesto en el interior de la herramienta
que cierra las boquillas de perforación orientadas hacia abajo y que
abre las boquillas de corte.
Este dispositivo para cerrar una o varias
válvulas está enganchado por un lado con la válvula y tiene por el
otro una abertura de alojamiento para un elemento de control que
puede operarse desde afuera de la herramienta. Para evitar
accidentes en el manejo de la herramienta de descocar se dispone en
esto, según un perfeccionamiento ventajoso de la invención, el
dispositivo para el accionamiento de la válvula en el área cercano a
la varilla de perforación, a saber, por encima de la boquilla, de
manera que aún en el caso de un defecto de eventuales dispositivos
de control o alarma el operador puede acercarse sin riesgo a la
herramienta sin que exista el peligro de lesiones graves.
\newpage
A continuación se describe un ejemplo de
realización de la invención mediante los dibujos. Las
reivindicaciones subordinadas se refieren a modalidades ventajosas
de la invención. En los dibujos muestran:
Fig. 1 una primera vista de sección en dirección
longitudinal de una primera modalidad de la herramienta inventiva en
el estado operacional "perforar";
Fig. 2 una segunda vista de sección en dirección
longitudinal de la herramienta según la Fig. 1 en el mismo plano de
sección en el estado operacional "cortar";
Fig. 3 una vista lateral de la herramienta según
Fig. 1 a lo largo de la línea de sección A-B de la
Fig. 1;
Fig. 4 una vista desde arriba sobre un inserto
de la herramienta según Fig. 1 para alojar los canales de flujo;
Fig. 5 una vista de sección parcial del inserto
según la Fig. 4 a lo largo de la línea de sección
A-B según la Fig. 4;
Fig. 6 una vista de sección del inserto según la
Fig. 4 a lo largo de la línea de sección C-D de la
Fig. 5;
Fig. 7 una vista de sección del inserto según la
Fig. 4 a lo largo de la línea de sección E-F de Fig.
4
Fig. 8 una vista de perspectiva de una válvula
de la herramienta según la Fig. 1
Fig. 9 una vista de frente de la válvula según
Fig. 8
Fig. 10 una vista desde abajo de la Fig. 8;
Fig. 11 una vista lateral de la válvula según la
Fig. 8 a lo largo de la línea de sección A-B según
la Fig. 9 y
Fig. 12 una vista de sección de la válvula según
la Fig. 8 a lo largo de la línea de sección C-D de
la Fig. 10.
La Fig. 1 muestra una herramienta 2
comprendiendo una caja 4, cuatro válvulas 34, 41 -dos válvulas 41
para perforar el coque, dos válvulas 34 para cortar el coque- de las
cuales se muestran sólo dos, un inserto 30 comprendiendo cuatro
canales 31, 47 de flujo, así como una válvula 20 para abrir y cerrar
unas aberturas 32, 37 de admisión (Cf. Fig. 4) dispuestas en el
inserto 30.
La herramienta 2 está colgada en estado
operacional en una varilla de perforación no mostrado a detalle y se
inserta en un tambor lleno de coque. Indicaciones como "arriba"
o "abajo" se refieren, en el caso de la herramienta 2
representada en las Fig. 1 y 3, así como en el caso de los
componentes representados en las Fig. 2 y en las Fig.
4-12 al eje A longitudinal que está alineado con la
varilla de perforación (arriba) y una perforación producida mediante
la herramienta 2 (abajo; no mostrada).
La caja 4 está formada en forma bipartita y se
compone de una mitad 4a de caja superior y una mitad 4b de caja
inferior que están conectadas entre sí mediante unos tornillos 7 que
se extienden a través de la mitad 4b inferior de la caja y que
enganchan unas perforaciones roscadas en la mitad 4a superior de la
caja.
Una cavidad 50 en la mitad 4b inferior de la
caja garantiza el flujo sin impedimento del líquido a través de los
canales 31 de flujo hacia las boquillas 41 de perforación que se
encuentran dispuestas en unas perforaciones 48 correspondientes en
la parte 4b inferior de la caja y que están sujetadas en su posición
mediante unos tornillos 42. Una obturación 43 anular dispuesta en el
área de las superficies de apoyo de las boquillas 41 de perforación
en la perforación 48 sella en esto la cavidad interna de la
herramienta 2 respecto al ambiente.
La mitad 4a superior de la caja está fijada a
prueba de líquido mediante una brida 5 colocando en forma intermedia
una obturación 6 anular en la varilla de perforación. La mitad 4a
superior de la caja se extiende desde allí como cuerpo hueco
esencialmente cilíndrico hasta la mitad 4b de caja inferior. En el
extremo de la mitad 4a de caja superior que se orienta hacia la
mitad 4b de caja inferior se encuentra formado un talón 51 en forma
de círculo. En este talón 51 se apoya en la mitad 4a de caja
superior un inserto 30 dispuesto en la región inferior de la mitad
4a de caja superior mediante una brida 27.
En la cara superior e inferior de la brida 27 se
encuentran dispuestas en unas ranuras 29 formadas de manera
correspondiente unas obturaciones 36 anulares para sellar la cavidad
interna y para sellar la conexión de la mitad 4b de caja inferior y
la caja 4a de caja superior (Cf. Fig. 5). Una obturación 35 está
insertada en una ranura 28 anular en la región superior del inserto
30 y sella la disposición del inserto 30 en la mitad 4a de caja
superior en su región superior.
En la cara superior de la brida 27 se encuentra
dispuesta además una perforación 39 para alojar un pivote 38 de
posicionamiento que se encuentra dispuesto al estar ensamblado el
inserto 30 en la mitad 4a de caja superior parcialmente en una
perforación correspondiente en la mitad 4a de caja superior.
El inserto 30 representado como componente
individual en las Fig. 4-7 tiene en su extremo
cercano a la varilla de perforación cuatro aberturas 32, 37 de
admisión que están desplazadas en cada caso en 90º en el extremo
circular del inserto 30. Respectivamente dos aberturas 32, 37 de
admisión opuestas conducen a las boquillas 34 de corte
respectivamente a la cavidad 50 dispuesta frente a las boquillas 41
de perforación.
Las aberturas 32 de admisión forman, vistas en
dirección del flujo, el inicio de dos canales 47 de flujo que tienen
un curso curvado y que terminan en unas aberturas 33 de salida
frente a las boquillas 34 de corte dispuestas diametralmente en la
herramienta 2. Para conectar las boquillas 34 de corte a las
aberturas 33 de salida, el inserto 30 tiene en su región posterior a
las aberturas 33 de salida -vista también en dirección del flujo-
una abertura 49 de alojamiento formada de manera correspondiente.
Las boquillas 34 de corte mismas están dispuestas en perforaciones
45 correspondientes en la mitad 4a de caja superior y aseguradas
mediante unos tornillos 46.
Las aberturas 37 de admisión forman -vistas en
dirección del flujo- el principio de dos otros canales 31 de flujo
que se extienden por separado y opuestos entre sí hasta la cavidad
50. Los canales 31 de flujo tienen en esto una sección transversal
redondeada que disminuye y crece de las aberturas 37 de admisión
hasta la cavidad 50. La vista seccionada en el plano de las
boquillas 34 de corte representada en las Fig. 3 y 6 muestra el
punto de la sección transversal aproximadamente menor de los canales
31 de flujo.
Encima del inserto 30 se encuentra dispuesta la
válvula 20 en forma rotatoria en la mitad 4a de caja superior. La
válvula 20 se apoya en esto mediante un talón 54 anular en su
superficie circunferencial en una superficie 52 de apoyo conformada
de manera correspondiente en la mitad 4a de caja superior y queda
fijada, por lo tanto, en dirección hacia la varilla de perforación
(Cf. Fig. 8-12).
La caja 21 de válvula está formada en su extremo
cercano al inserto 30 en forma de un cuerpo hueco cilíndrico en que
se ha conformado un portador 8 de semi-casco que se
extiende esencialmente en sentido perpendicular con relación al eje
longitudinal de la herramienta 2. El portador 8 de
semi-casco tiene dos semi-cascos 25
dispuestos en cada caso de manera opuesta entre sí para el
alojamiento de unos cuerpos 26 de válvula, siendo que los
semi-cascos 25 envuelven los cuerpos 26 de válvula
en su región superior y aseguran de esta manera la posición del
cuerpo 26 de válvula en dirección radial de la herramienta 2.
Los cuerpos 26 de válvula están conformados en
forma de discos y tienen unas secciones de superficie esféricas
opuestas entre sí que están adaptadas a la forma de las aberturas
32, 37 de admisión.
El portador 8 de semi-cascos
mismo está formado de modo tal que en un plano transversal con
relación al eje longitudinal de la caja 4 dos regiones colindantes
con los semi-cascos 25, opuestas entre sí, liberan
en cada caso un área de ángulo de aproximadamente 90º para el flujo
a través de la válvula 20.
Empezando con el portador 8 de
semi-cascos, la caja 21 de válvula tiene una sección
anular que disminuye hacia arriba, seguido por una brida 19 anular
formada en forma cilíndrica que tiene, para la conexión con un
engrane 22 cónico, unas perforaciones 9 que están configuradas para
alojar unos tornillos 24 que se extienden pasando por las
perforaciones 9 en unas roscas formadas de manera correspondiente en
la rueda 22 dentada cónica y que conectan ésta de esta manera
fijamente con la caja 21 de válvula.
La herramienta 2 representada en la Fig. 1 está
en el estado operacional "perforar" (estado de perforar). En el
estado de perforar, los cuerpos 26 de válvula de la válvula 20
cierran las aberturas 32 de admisión en el inserto 30. El diámetro
de los cuerpos 26 de válvula está dimensionado de modo tal las
aberturas 32 de admisión son cubiertas confiable y
completamente.
Simultáneamente, las aberturas 37 de admisión
del inserto 30 están libremente accesibles. El agua que entra bajo
alta presión desde la varilla de perforación a la herramienta 2,
pasa por la cavidad interna en la herramienta 2 por encima de la
válvula 20, a través de ésta y las aberturas 37 de admisión así como
los canales 31 de flujo contiguos, pasa a continuación por la
cavidad 50 en la mitad 4b de caja inferior para salir finalmente a
través de las boquillas 41 de perforación a un tambor lleno de
coque, no mostrado a detalle.
Para que se pueda cambiar del estado de
perforación al estado operacional "cortar", se prevé un
dispositivo 10 de accionamiento para accionar la válvula 20 en la
herramienta 2. El dispositivo 10 de accionamiento tiene una flecha
12 que se extiende en dirección vertical con relación al eje A por
la mitad 4b de caja superior en cuyo extremo dispuesto en la cavidad
interna de la herramienta 2 se encuentra dispuesta una rueda 11
dentada cónica que está enganchada con la rueda 22 dentada cónica en
la cara superior de la válvula 20. En el extremo opuesto a la rueda
11 dentada, la flecha 12 tiene una abertura 13 de alojamiento de
herramienta que está configurada para alojar una palanca manual que
permite girar la flecha 12 y la rueda 11 dentada cónica. La flecha
12 misma está alojada en un elemento 18 de inserto que está fijado
en la mitad 4a de caja superior en una perforación 17 en la mitad
4a de caja superior usando una obturación 15 anular y unos tornillos
14 que se extienden a la mitad 4a de caja superior. Otra obturación
16 sella en esto la flecha 13 en el elemento 18 de inserto.
Para cambiar del estado de perforación al estado
operacional de "cortar" se acciona mediante rotación de la
flecha 12, usando una palanca manual adaptada a la abertura 13 de
alojamiento de herramienta la rueda 11 dentada cónica. La válvula 20
que está enganchada con la rueda 11 dentada mediante la rueda 11
dentada es girada por la rueda 11 dentada en la mitad 4a de caja
superior por el eje A. Junto con la caja 21 de válvula se gira así
la rueda 22 dentada cónica y con esto también el cuerpo 26 de
válvula de la válvula 20.
Mediante rotación de la válvula 20 en el extremo
superior del inserto 30 se liberan los cuerpos 26 de válvula, que
habían cerrado las aberturas 32 de admisión hacia los canales 47 de
flujo que llevan a las boquillas 34 de corte. Los cuerpos 26 de
válvula se desplazan mediante el accionamiento de la abertura 13 de
alojamiento de herramienta en un arco de círculo por 90º, hasta que
las aberturas 37 de admisión queden completamente cerradas.
La figura 2 muestra la herramienta 2 en el
estado operacional de cortar. De la varilla de perforación sale el
agua y la presión alta a la cavidad interna de la mitad 4a de caja
superior y pasa ahora por las aberturas 32 de admisión a los canales
47 de flujo y a continuación por las boquillas 34 de corte. Las
aberturas 37 de admisión están cerradas segura y completamente por
los cuerpos 26 de válvula dispuestos encima de ellas. El efecto de
cierre del cuerpo 26 de válvula se asegura en esta posición igual
como al cerrar las aberturas 32 de admisión porque la presión
extraordinariamente alta del agua, que se ubica por encima de 100
bares, prensa los cuerpos 26 de válvula al interior de las aberturas
32, 37 de admisión.
Claims (14)
1. Herramienta (2) para triturar coque,
comprendiendo
- una caja (4) que está conectada en el estado
operacional a una varilla de perforación y - sobre o en la cual está
prevista
- al menos una boquilla de corte (34), cada una
para el corte, y una boquilla de perforación (41) para la
perforación del coque y
- al menos una válvula (20) para controlar la
dirección por la boquilla de corte (34) y la boquilla de perforación
(41) del flujo del agua que fluye por la varilla de perforación y la
caja (4),
caracterizada porque
- en el interior de caja (4) están formados al
menos dos canales de flujo (31, 47)
- siendo que cada una forma unas regiones
cerradas y
- cada uno de los cuales es asociado
individualmente con una abertura de admisión (32, 37) y
- cada uno de los cuales se extiende en cada
caso entre la abertura de admisión asociada (32, 37) y la boquilla
de corte (34) o la boquilla de perforación (41),
- siendo que la válvula (20) para cerrar y abrir
las aberturas de admisión (32, 37) está provista en la región de las
aberturas de admisión (32, 37).
2. Herramienta según la reivindicación 1,
caracterizada porque esta está diseñada para los dos estados
operacionales de cortar y perforar, siendo que en el estado
operacional de cortar la abertura de admisión (37) a la boquilla de
perforación (41) está cerrada por la válvula (20) y en el estado
operacional de perforar la abertura de admisión (32) a la boquilla
de cortar (34).
3. Herramienta según la reivindicación 1 o 2,
caracterizada porque las aberturas de admisión (32, 37) están
dispuestas esencialmente verticalmente con relación a la dirección
de flujo del agua que pasa por la varilla de perforación y la caja
(4).
4. Herramienta según una o varias de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los
canales de flujo (31, 47) están configurados en un inserto (30) que
puede montarse en la caja (4).
5. Herramienta según una o varias de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los
canales de flujo (31, 47) tienen una configuración
hidrodinámicamente optimizada, preferentemente un curso
redondeado.
6. Herramienta según una o varias de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la sección
transversal de los canales de flujo (31, 47) cambia de la abertura
de admisión (32, 37) a la boquilla de corte (34) y/o a la boquilla
de perforación (41).
7. Herramienta según una o varias de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en el
extremo orientado hacia las boquillas (34, 41) de los canales de
flujo (31, 47) se encuentran dispuestos unos elementos para
enderezar el flujo.
8. Herramienta según una o varias de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la válvula
(20) tiene unos cuerpos de válvula (26) configurados al menos por
secciones en forma esférica que cierran las aberturas de admisión
(32, 37) en el estado operacional seleccionado en cada caso.
9. Herramienta según una o varias de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los
cuerpos de válvula (26) tienen al menos dos secciones de superficie
esféricas y están configurados preferentemente en forma
simétrica.
10. Herramienta según una o varias de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la válvula
(20) está configurada como válvula esférica, siendo que las
aberturas de admisión (32, 37) pueden cerrarse en cada caso por una
esfera de la válvula esférica.
11. Herramienta según una o varias de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los
cuerpos de válvula (26) están bajo precarga mediante un elemento
elástico en dirección a las aberturas de admisión (32, 37).
12. Herramienta según una o varias de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los
cuerpos de válvula (26) están enganchados con unos medios de guía,
en particular con unos semi-cascos (25) que
envuelven los cuerpos de válvula (26).
13. Herramienta según una o varias de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la válvula
(20) está enganchada con un dispositivo (10) para accionar la
válvula (20), en particular para cambiar entre los diferentes
estados operacionales.
14. Herramienta según una o varias de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada por al menos dos
boquillas (34) para cortar y dos boquillas (41) para perforar,
siendo que las boquillas están dispuestas en unas perforaciones (45,
48) en la caja (4) y en cada caso están conectadas mediante un canal
de flujo (31, 47) con las respectivas aberturas de admisión (32, 37)
dispuestas verticalmente con relación a la varilla de perforación,
siendo que las aberturas de admisión (32) a las boquillas de corte
(34) están cerradas cuando la herramienta se encuentra en el estado
operacional de perforar y que las aberturas de admisión (37) a las
boquillas de perforar (41) están cerradas cuando la herramienta (2)
está en el estado operacional de cortar.
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