ES2594626T3

ES2594626T3 - Herramienta de aprehensión

Info

Publication number: ES2594626T3
Application number: ES06721876.8T
Authority: ES
Inventors: Maurice William Slack
Original assignee: Noetic Technologies Inc
Current assignee: Noetic Technologies Inc
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2006-05-03
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2026-05-03
Also published as: US7909120B2; US8042626B2; EP1877644A1; US20080210063A1; AU2006243731B2; NO339833B1; CA2676758A1; CA2606520A1; EP1877644A4; CA2606520C; DK1877644T3; EP1877644B1; WO2006116870A1; NO20075640L; US20110132594A1; MX2007013761A; AU2006243731A1; PL1877644T3

Abstract

Una herramienta de aprehensión, que comprende: al menos un cuerpo (30) que incluye un adaptador (20) de carga asociado adaptado para ser conectado a una cabeza de arrastre o a un bastidor de reacción e interactuar con ellos; un conjunto de aprehensión (50, 60) llevado por al menos un cuerpo (30), que tiene al menos una superficie de agarre (51) adaptada para moverse desde una posición retraída a una posición aplicada para aplicar radialmente la superficie de agarre (51) con una superficie interior o una superficie exterior de una pieza de trabajo tras el desplazamiento axial relativo de al menos un cuerpo (30) con relación a la superficie de agarre (51) en al menos una dirección axial; una transmisión (101, 102) que actúa entre al menos un cuerpo (30) y el conjunto de aprehensión (50, 60) que, tras la rotación relativa en al menos una dirección del adaptador de carga (20) con relación a la superficie de agarre (51) da como resultado un desplazamiento axial relativo de al menos un cuerpo (30) con relación a la superficie de agarre (51) para mover la superficie de agarre (51) desde la posición retraída a la posición aplicada. en que la transmisión (101, 102) convierte al menos un rango de movimiento de rotación a movimiento axial que tiende a urgir a la superficie de agarre (51) a la posición aplicada y tras la aplicación ejerce una fuerza axial que aumenta con el aumento de la rotación y correlativamente activa la aplicación de tracción radial de la superficie de agarre (51) con la pieza de trabajo, y en que el movimiento rotacional para activar la transmisión (101, 102) es bidireccional, desencadenado bien por rotación en el sentido de las agujas del reloj o bien en el sentido contrario a las agujas del reloj del adaptador de carga (20) con relación a la superficie de agarre (51).

Description

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DESCRIPCION

Herramienta de aprehension CAMPO DEL INVENCION

Esta invencion se refiere en general a aplicaciones donde tubos y sartas de tubos deben ser aprehendidos, manejados e izados con una herramienta conectada a un cabezal de arrastre o a un bastidor de reaccion para permitir la transferencia de ambas cargas axial y de torsion a y desde el segmento tubular que esta siendo aprehendido. En el campo de la perforacion de tierra, la construccion de pozos y el mantenimiento de pozos con plataformas de perforacion y de mantenimiento esta invencion se refiere a cunas, y mas espedficamente, en plataformas que emplean aparatos de perforacion, se aplica a una herramienta de insercion y manipulacion de tubos que se fija al impulsor superior apara aprehender el segmento proximal de sartas de tubos que estan siendo ensambladas, desplegadas o retiradas del anima del pozo. Esta herramienta de insercion y manipulacion de tubos soporta distintas funciones necesarias o beneficiosas para estas operaciones que incluyen aplicacion y liberacion rapidas, izado, empuje, giro y flujo de fluido presurizado dentro y fuera de la sarta de tubos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Hasta hace poco, las tenazas de aprieto eran el metodo establecido utilizado para accionar sartas de revestimientos o tubos hacia dentro o hacia fuera de los pozos de petroleo, en coordinacion con el sistema de izado de plataforma de perforacion. Este metodo de tenaza de aprieto permite que tales sartas de tubos, compuestas de segmentos de tubena o uniones con extremidades roscadas de acoplamiento, sean montadas relativamente de manera eficiente atornillando juntas las extremidades roscadas acopladas (montaje) para formar conexiones roscadas entre segmentos de tubena secuenciales cuando son anadidos a la sarta que esta siendo instalada en el anima del pozo; o a la inversa retirados y desmontados (desmontaje). Pero este metodo de tenaza de aprieto no soporta simultaneamente otras funciones beneficiosas tales como giro, empuje o llenado de fluido, despues de anadir o retirar un segmento de tubena de la sarta, y mientras la sarta esta siendo bajada o elevada en el anima del pozo. Accionar los tubos con tenazas tambien requieren tipicamente un despliegue de personal en localizaciones relativamente muy peligrosas tales como en el suelo de la plataforma o mas significativamente, por encima del suelo de la plataforma, en las denominadas “plataformas de enchufado de tubos”.

La aparicion de plataformas de perforacion equipadas con aparatos de perforacion ha permitido un nuevo metodo de accionar tubos, y en particular revestimientos, donde el impulsor superior esta equipado con una denominada 'herramienta de insercion y manipulacion de tubos de impulsor superior' o 'herramienta de insercion y manipulacion de tubos de impulsor superior' para aprehender y quizas cerrar hermeticamente entre el segmento de tubena proximal y la barra del impulsor superior. (Debena comprenderse aqu que el termino barra de impulsor superior significa generalmente que incluye tales componentes de sarta de aparato que pueden ser fijados al mismo, actuando eficazmente la extremidad distal del mismo como una extension de la barra). Por lo tanto se han desarrollado distintos dispositivos para llevar a cabo generalmente este proposito de 'instalacion y manipulacion de revestimiento de impulsor superior'. La utilizacion de estos dispositivos en coordinacion con el impulsor superior permite el giro, empuje y llenado de la sarta de revestimiento con fluido de perforacion durante la instalacion y manipulacion, eliminando asf las limitaciones asociadas con tenazas de aprieto. Simultaneamente, la automatizacion del mecanismo de aprehension en combinacion con las ventajas inherentes del impulsor superior reduce el nivel de implicacion humana requerida con procesos de accionamiento de tenazas de aprieto y mejora asf la seguridad.

Ademas, para manejar y accionar la revestimiento con tales herramientas de instalacion y manipulacion de tubos de impulsor superior, el peso de la sarta debe ser transferido desde el impulsor superior a un dispositivo de soporte cuando los segmentos de tubena proximal o activo estan siendo anadidos o retirados de la sarta montada de otra manera. Esta funcion es proporcionada tfpicamente por una carga axial de 'aprehension de cuna anular1 activada por el dispositivo de aprehension que utiliza 'cunas' o mordazas situadas en una 'cubeta de cuna' hueca a traves de la cual se acciona la revestimiento, donde la cubeta de cuna tiene un anima troncoconica con un diametro decreciente hacia abajo y esta soportada en o sobre el suelo de la plataforma. Las cunas que actuan luego como cunas anulares entre el segmento de tubena en la extremidad proximal de la sarta y la superficie interior troncoconica de la cubeta de cuna, aprehenden mediante traccion la tubena pero deslizan o resbalan hacia abajo y asf radialmente hacia dentro en el interior de la cubeta de cuna cuando el peso de sarta es transferido a la aprehension. La fuerza radial entre las cunas y el cuerpo de tubena es asf carga axial auto-activada o 'auto-energizada', es decir, que considera la capacidad de traccion la variable dependiente y el peso de sarta la variable independiente, existe un bucle de realimentacion positiva donde la variable independiente de peso de sarta es realimentada positivamente para controlar la fuerza de aprehension radial que actua de forma monotona para controlar la capacidad de traccion o resistencia al deslizamiento, la variable dependiente. De manera similar, el par de montaje y desmontaje aplicado al segmento de tubena activo tambien debe ser hecho reaccionar fuera de la extremidad proximal de la sarta ensamblada. Esta funcion es proporcionada tfpicamente por tenazas que tienen mordazas que se aplican al segmento de tubena proximal y un brazo fijado por un enlace tal como una cadena o cable a la estructura de la plataforma para impedir la rotacion y de este modo reaccionar al par no reaccionado de otro modo por las cunas en la cubeta de cuna. La fuerza de aprehension de tales tenazas es de manera similar auto-activada o 'auto-energizada' tfpicamente por realimentacion positiva de la carga de par aplicada.

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El documento WO 02/086279 (Tesco Corporation) describe un aparato para manejar tubos con respecto a un pozo de perforacion. El aparato es insertado en un tubo y unas garras son accionadas hacia fuera por rotacion relativa con respecto a un mandril, provocando que las garras se apliquen contra la superficie interior del tubo. Las reivindicaciones adjuntas han sido caracterizadas sobre la base de este documento.

Esta herramienta de aprehension utiliza un mecanismo de aprehension activado mecanicamente que genera su fuerza de aprehension en respuesta a una activacion por carga o carrera axial del conjunto de aprehension, cuya activacion ocurre bien junto con o bien independientemente de, la carga axial aplicada externamente y la carga de torsion aplicada externamente, en la forma de un par aplicado a derechas o a izquierdas, cuyas cargas son llevadas a traves de la herramienta desde el adaptador de carga del conjunto de cuerpo a la superficie de agarre del conjunto de aprehension, en aplicacion de traccion con la pieza de trabajo.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Estas y otras caractensticas de la invencion resultaran mas evidentes a partir de la siguiente descripcion en la que se hace referencia a los dibujos adjuntos, los dibujos son para el proposito de ilustracion solamente y no pretenden de ninguna manera limitar el marco de la invencion a la realizacion o realizaciones particulares mostradas, en los que:

CONFIGURACIONES DE HERRAMIENTA DE INSERCION Y MANIPULACION DE TUBOS QUE APREHENDE EXTERNAMENTE (APREHENSION EXTERNA)

La fig. 1 es una vista isometrica cortada parcial de una herramienta de insercion y manipulacion de tubos provista con un mecanismo de cuna-aprehension activado biaxialmente externo en su arquitectura de configuracion base (posicion sin revestimiento retenida).

La fig. 2 es una vista en seccion transversal de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos mostrada en la fig. 1 cuando aparece en su posicion de ajuste que aprehende la extremidad proximal de un segmento roscado y acoplado de revestimiento.

La fig. 3 es una vista isometrica parcialmente despiezada de forma ordenada del conjunto de mordazas y jaula para herramienta de insercion y manipulacion de tubos mostrada en la fig. 1.

La fig. 4 es una vista isometrica del conjunto de par de levas en la herramienta de insercion y manipulacion de tubos mostrada en la fig. 1 en su posicion ajustada.

La fig. 5 es una vista isometrica del conjunto de par de levas mostrado en la fig. 4 en su posicion de par a derechas.

La fig. 6 es una vista isometrica del conjunto de par de levas mostrado en la fig. 4 en su posicion de par a izquierdas.

La fig. 7 es una vista isometrica del conjunto de par de levas mostrado en la fig. 4 en su posicion retenida.

La fig. 8 es una vista isometrica cortada parcial de una herramienta de insercion y manipulacion de tubos mostrada en la

fig. 2 cuando aparece bajo un par a derechas que provoca rotacion y activacion de par.

La fig. 9 es una vista isometrica cortada parcial de una herramienta de insercion y manipulacion de tubos mostrada en la fig. 2 cuando aparece bajo carga de compresion para desajustar y bloquear la apertura de herramienta (posicion retrafda).

Las figs. 10 Ay B son dos vistas isometricas cortada parcial que muestran una representacion simplificada de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos, configurada como se ha mostrado en la fig. 2 con un mecanismo de cuna-aprehension en su arquitectura de configuracion base, en sus posiciones desajustada (retrafda) y ajustada respectivamente.

Las figs. 11 A y B son una herramienta de insercion y manipulacion de tubos como se ha mostrado en la fig. 10A con una arquitectura de activacion de par de cuna-aprehension plano/leva, en sus posiciones desajustada (retrafda) y ajustada respectivamente.

Las figs. 12 A y B son una herramienta de insercion y manipulacion de tubos como se ha mostrado en la fig. 10A con una arquitectura de activacion de par de cuna-aprehension leva/leva, en sus posiciones desajustada (retrafda) y ajustada respectivamente.

Las figs. 13 A y B son una herramienta de insercion y manipulacion de tubos como se ha mostrado en la fig. 10A con una arquitectura de activacion de par de cuna-aprehension leva/plano, en sus posiciones desajustada (retrafda) y ajustada respectivamente.

HERRAMIENTAS DE INSTALACION Y MANIPULACION DE TUBOS DE APREHENSION INTERNA (APREHENSION INTERNA)

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La fig. 14 es una vista isometrica cortada parcial de una herramienta de insercion y manipulacion de tubos provista con un mecanismo interno de cuna-aprehension activado biaxialmente en su arquitectura de configuracion base (posicion retenida sin revestimiento).

La fig. 15 es una vista en seccion transversal de una herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension interna mostrada en la fig. 14 cuando aparece ajustada en la extremidad proximal de un segmento roscado y acoplado de revestimiento.

La fig. 16 es una vista isometrica parcialmente despiezada de forma ordenada del conjunto de mordazas y jaula para la herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension interna mostrada en la fig. 14.

La fig. 17 es una vista isometrica cortada parcial de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension interna mostrada en la fig. 14 cuando aparece bajo un par que causa rotacion y activacion de par.

La fig. 18 es una vista isometrica cortada parcial de una herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension interna configurada con una aprehension de cuna helicoidal en su posicion retrafda.

La fig. 19 es una vista en seccion transversal de la herramienta mostrada en la fig. 18 cuando aparece en su posicion ajustada que aprehende la extremidad proximal de un segmento roscado y acoplado de revestimiento.

La fig. 20 es una vista isometrica del mandril de la herramienta mostrada en la fig. 18 que muestra las superficies de rampa de aprehension de cuna helicoidal.

La fig. 21 es una vista isometrica cortada parcial de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension interna mostrada en la fig. 18 cuando aparece bajo carga de izado y de par que causa la rotacion y la activacion de par.

La fig. 22 es una vista isometrica cortada parcial de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension interna mostrada en la fig. 14 que incorpora un conjunto de freno de arbol.

La fig. 23 es una vista en seccion transversal de cerca del conjunto de freno de arbol incorporado en la herramienta mostrada en la fig. 22.

La fig. 24 es una vista isometrica cortada parcial de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension interna mostrada en la fig. 14 que incorpora un modulo de retraccion de energfa con la herramienta en su posicion ajustada pero no girada para aplicar las levas.

La fig. 25 es una vista en seccion transversal de cerca del conjunto de modulo de retraccion de energfa incorporado en la herramienta mostrada en la fig. 24.

La fig. 26 es una vista isometrica cortada parcial de la herramienta mostrada en la fig. 24 como aparecena con el modulo de retraccion de energfa extendido por aplicacion de presion para mantener la herramienta en su posicion retrafda.

La fig. 27 es una vista isometrica cortada parcial de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension interna mostrada en la fig. 14 que incorpora un modulo de liberacion de energfa donde la herramienta es mostrada como aparecena con el accionador del modulo de liberacion de potencia retrafdo y la herramienta en su posicion bloqueada.

La fig. 28 es una vista en seccion transversal de cerca del conjunto de modulo de liberacion de energfa incorporado en la herramienta mostrada en la fig. 27.

La fig. 29 es una vista isometrica cortada parcial de la herramienta mostrada en la fig. 27 como aparecena con el accionador de modulo de liberacion de energfa extendido bajo presion de fluido para liberar la herramienta.

HERRAMIENTA DE INSERCION Y MANIPULACION DE TUBOS DE APREHENSION DE CUNA EXTERNA CON ELEMENTO EXPANSIVO INTERNO

La fig. 30 es una vista isometrica cortada parcial de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension externa de la fig. 11 que incorpora un elemento expansivo interno y mostrado enchufado en la extremidad proximal de una pieza de trabajo como aparecena en su posicion retrafda.

La fig. 31 es una vista en seccion transversal de la herramienta mostrada en la fig. 30.

La fig. 32 es una vista isometrica del elemento expansivo interno de la herramienta mostrada en la fig. 30.

La fig. 33 A es una vista isometrica cortada parcial de la herramienta de la fig. 30 mostrada como aparecena bajo cargas de par y de izado combinadas.

La fig. 33 B es una vista isometrica cortada parcial de la herramienta de la fig. 33A configurada para proporcionar activacion de par del elemento expansivo y mostrada como aparecena bajo cargas de par y de izado combinadas.

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HERRAMIENTA DE REACCION DE SUELO DE PLATAFORMA (CUNAS ACTIVADAS DE PAR)

La fig. 34 es una vista isometrica cortada parcial de una herramienta de reaccion biaxial tubular de suelo de plataforma de aprehension externa provista con un mecanismo de cuna activado de par cuando aparece soportando el revestimiento sin activacion de par.

La fig. 35 es una seccion transversal de la herramienta de reaccion biaxial de tubos de suelo de plataforma mostrada en la fig. 34.

La fig. 36 es una vista isometrica de las cunas en la herramienta de la fig. 34 que muestra tetones de carga.

La fig. 37 es una vista isometrica cortada parcial de la herramienta mostrada en la fig. 34 cuando aparece bajo un par que causa rotacion y activacion de par.

HERRAMIENTA DE INSERClON Y MANIPULACON DE TUBOS DE APREHENSION DE JAULA DE COLLARfN INTERNO

La fig. 38 es una vista isometrica cortada parcial de una herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension interna configurada con una aprehension de jaula de collann en su posicion retrafda.

La fig. 39 es una vista en seccion transversal de la herramienta mostrada en la fig. 38 como aparecena insertada en la extremidad proximal de una pieza de trabajo tubular.

La fig. 40 es una vista isometrica cortada parcial de la herramienta mostrada en la fig. 38 como aparecena ajustada y bajo carga de un par que causa activacion del elemento de aprehension.

DESCRIPCION DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS

PRINCIPIOS GENERALES

La herramienta se compone de tres componentes o conjuntos principales que interaction: 1) un conjunto de cuerpo, 2) un conjunto de aprehension llevado por el conjunto de cuerpo, y 3) una transmision que actua entre el conjunto de cuerpo y el conjunto de aprehension. El conjunto de cuerpo proporciona generalmente asociacion estructural de los componentes de herramienta e incluye un adaptador de carga por el que la carga procedente de una cabeza de arrastre o bastidor de reaccion es transferida dentro y fuera de la parte restante del conjunto de cuerpo o del cuerpo principal. El conjunto de aprehension, tiene una superficie de agarre, es llevado por el cuerpo principal del conjunto de cuerpo y esta provisto con medios para mover la superficie de agarre desde una posicion retrafda a una posicion aplicada en respuesta al movimiento axial relativo, o carrera, para aplicar radialmente y a traccion la superficie de agarre con una pieza de trabajo. El conjunto de aprehension actua asf como un elemento de aprehension activado por carga o carrera axial. La transmision que actua entre el conjunto de cuerpo y el conjunto de aprehension esta adaptada para enlazar la rotacion relativa entre el adaptador de carga y la superficie de agarre a carrera axial de la superficie de agarre. El cuerpo principal es posicionado coaxialmente con respecto a la pieza de trabajo para formar un espacio anular en el que el elemento de aprehension activado por carrera axial es colocado y conectado al cuerpo principal. El elemento de aprehension tiene una superficie de agarre adaptada para aplicacion de traccion adaptable, distribuida circunferencialmente y opuesta colectivamente, con la pieza de trabajo. El elemento de aprehension esta configurado ademas para enlazar el desplazamiento axial relativo, o carrera, entre el cuerpo principal y la superficie de agarre en al menos una direccion axial, al desplazamiento radial de la superficie de agarre contra la pieza de trabajo con fuerzas correlativas axial y radial colectivamente opuestas que se producen a continuacion de tal manera que la fuerza de aprehension radial en la superficie de agarre permite la reaccion de la carga axial a la pieza de trabajo, donde la fuerza de aprehension radial distribuida es hecha reaccionar internamente, cuya disposicion comprende un mecanismo de aprehension activado por carga axial donde la carga axial es llevada entre la cabeza de arrastre o bastidor de reaccion y la pieza de trabajo; actuando el adaptador de carga, el cuerpo principal y el elemento de aprehension, generalmente en serie.

Este mecanismo de aprehension activado por carga axial esta previsto ademas para permitir la rotacion relativa entre una o ambas de las interfaces que llevan la carga axial entre el adaptador de transferencia de carga y el cuerpo principal o el cuerpo principal y el elemento de aprehension cuya rotacion relativa esta limitada por al menos un mecanismo de transmision activado rotacionalmente que enlaza la rotacion relativa entre el adaptador de carga y la superficie de agarre a la carrera axial de la superficie de agarre. El mecanismo o mecanismos de transmision pueden estar configurados para proporcionar esta relacion entre las carreras de rotacion y axial de numerosas maneras tales como con brazos de transmision pivotantes o cuerpos de balancrn que actuan entre el conjunto de cuerpo y el conjunto de aprehension pero tambien puede ser proporcionada en la forma de pares de levas que actuan entre el elemento de aprehension y al menos el cuerpo principal o el adaptador de transferencia de carga para acomodarse asf facilmente y transmitir las cargas axial y de torsion provocando, o tendiendo a provocar, la rotacion y para promover el desarrollo de la fuerza de aprehension radial. Los pares de levas, que actuan generalmente en la forma de una leva y un seguidor de leva, que tiene superficies de contacto estan dispuestos en la realizacion preferida para enlazar su rotacion relativa combinada, en al menos una direccion, a la carrera del elemento de aprehension en una direccion que tiende a apretar el agarre, cuya carrera tiene asf el mismo efecto que y actua en combinacion con carrera inducida por carga axial llevada por el

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elemento de aprehension. La aplicacion de rotacion relativa entre la cabeza de arrastre o bastidor de reaccion y la superficie de agarre en contacto con la pieza de trabajo, en al menos una direccion, provoca asf el desplazamiento radial de la superficie de agarre contra la pieza de trabajo con fuerzas axial, de par y radial correlativas que se producen a continuacion de tal manera que la fuerza de aprehension radial en la superficie de agarre permite la reaccion de par a la pieza de trabajo, cuya disposicion comprende activacion de carga de torsion de modo que junto con la citada activacion de carga axial, el mecanismo de aprehension es auto-activado en respuesta a una carga biaxial combinada en al menos una direccion axial y al menos una tangencial o de torsion.

En resumen, un mecanismo de aprehension activado por carrera o por fuerza axial, donde el componente axial de carrera provoca el movimiento radial de la superficie de agarre a aplicacion de traccion con la pieza de trabajo, proporciona una fuerza de aprehension de pieza de trabajo correlativa con la fuerza axial, que resiste mediante traccion el desplazamiento de cizalladura o deslizamiento entre la pieza de trabajo y la superficie de agarre. La presente invencion proporciona otra transmision activada por rotacion o par que actua para impulsar la superficie de agarre en respuesta a la rotacion relativa inducida por carga de par transportada y hecha reaccionar dentro de la herramienta en al menos una direccion rotacional, cuya carrera inducida por rotacion o por par esta prevista para tener un componente axial que provoca el movimiento radial de la superficie de agarre con aplicacion de traccion correlativa de la pieza de trabajo y fuerza de aprehension hecha reaccionar internamente entre la pieza de trabajo y la estructura del mecanismo de aprehension.

CUNA-APREHENSION ACTIVADA MEDIANTE PAR EXTERNO

Las herramientas que incorporan un mecanismo de aprehension de tubos biaxial auto-activado pueden estar dispuestas para aprehender bien sobre la superficie interior o bien sobre la superficie exterior de la pieza de trabajo tubular. Una realizacion de la herramienta de aprehension, que sera descrita adicionalmente con posterioridad, tiene un elemento de aprehension en la forma general de mordazas o cunas distribuidas tangencial o circunferencialmente que actuan como cunas anulares dispuestas entre la pieza de trabajo y una estructura de cuna anular de acoplamiento prevista en el cuerpo principal como es comunmente conocida en la tecnica en mecanismos tales como cunas de suelo de plataforma, a la que se hace referencia en lo sucesivo como una cuna-aprehension anular. Para mayor claridad, la configuracion de aprehension exterior se ha descrito aqrn a continuacion, teniendo luego la herramienta una abertura interior donde esta situada la interfaz de aprehension que contiene las mordazas, y en la que la abertura de la pieza de trabajo tubular esta situada y aprehendida. Esta realizacion de herramienta de aprehension esta adaptada para interconectar estructuralmente con una cabeza de arrastre o bastidor de reaccion a traves de un adaptador de transferencia de carga conectado a un cuerpo principal hueco alargado simetrico axialmente en general que tiene una abertura interna en la que la pieza de trabajo tubular esta situada coaxialmente. Un intervalo de la abertura interna en dicho cuerpo principal esta perfilado para tener dos o mas superficies de contacto distribuidas circunferencialmente y opuestas colectivamente de diametro o radio decreciente en una direccion axial definida que define conjuntamente la estructura de cuna anular prevista en el cuerpo principal o a la que se hara referencia en lo sucesivo como una superficie de rampa, cuya superficie de rampa puede ser simetrica axialmente o estar compuesta de caras o facetas colectivamente opuestas generalmente distribuidas de forma circunferencial y es definida en parte por un estrechamiento que proporciona el radio decreciente en una direccion axial seleccionada que forma al menos un intervalo anular con la pieza de trabajo tubular cuyo intervalo anular esta asf caracterizado por una superficie interior generalmente cilmdrica y una superficie de rampa exterior perfilada que define una direccion de grosor anular decreciente en una direccion axial seleccionada. Una pluralidad de mordazas, conectadas por medios para mantenerlas en alineacion axial, unas con respecto a las otras, actuan como el elemento de aprehension y estan distribuidas en este intervalo anular de modo que se opongan colectivamente entre sf, ajustadas a y adaptadas para una aplicacion que no resbala y de deslizamiento axial con, respectivamente, en un lado el exterior cilmdrico de la pieza de trabajo tubular y en el lado opuesto la superficie de rampa, la combinacion de las superficies de mordaza distribuidas individualmente en contacto con la pieza de trabajo se comprende que forma la superficie de agarre como se ha ensenado por la presente invencion. Con cuya disposicion de aprehension de cuna anular, las mordazas que estan en contacto de traccion con la pieza de trabajo y en contacto de deslizamiento con la rampa, tras la aplicacion de carga axial, con desplazamiento axial correlativo a la pieza de trabajo en la direccion de grosor anular decreciente, las mordazas, que actuan como cunas anulares, tienden a moverse axialmente o desplazarse con la pieza de trabajo y deslizar sobre la superficie de rampa, y son empujadas de este modo radialmente hacia dentro, aumentando correlativamente las fuerzas de contacto radiales entre la mordaza y la pieza de trabajo; cuyas fuerzas radial y axial sobre la mordaza son hechas reaccionar en la superficie de rampa al cuerpo principal. El aumento de la fuerza radial en la interfaz mordaza/tubena aumenta a su vez la resistencia al deslizamiento cuando es controlado por el coeficiente de friccion efectiva de esta interfaz, a cuya resistencia al deslizamiento se hace referencia aqrn como la capacidad de aprehension, y actua para reaccionar a la carga axial aplicada. Para aplicaciones donde se requiere la aprehension sin deslizamiento en la interfaz mordaza/tubo la capacidad de aprehension es prevista por manipulacion de caractensticas de geometna y de traccion de superficie de contacto para sobrepasar la carga axial aplicada. A la inversa, una reduccion suficiente de carga axial, y desplazamiento o carrera axial correlativo que tiene un componente axial en la direccion de grosor anular creciente, tiende a deslizar las mordazas sobre la superficie de rampa, en la direccion de grosor anular creciente, permitiendoles retraerse, disminuyendo las fuerzas radiales, y cuando se retraen lo suficiente, liberar la herramienta de la pieza de trabajo tubular. Este comportamiento de realimentacion entre la fuerza de carga axial y de reaccion radial aplicada o la fuerza de aprehension, es referido en el presente documento como activacion de carga axial unidireccional. La alineacion de las mordazas ser puede llevar a cabo de diversas maneras tales como donde las

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mordazas se fijan de forma flexible a un anillo fuera del plano de las mordazas como en un collarm, o en el plano de las mordazas con articulaciones entre segmentos de mordaza como se ha utilizado comunmente con cunas de suelo de plataforma, pero pueden estar alineadas tanto circunferencial como axialmente cuando estan situadas en las ventanas de una jaula como se explicara subsiguientemente en ciertas configuraciones de la realizacion preferida. Independientemente de los medios de alineacion, la fuerza aplicada directamente a las mordazas o a traves de los medios de alineacion se considera generalmente en este documento que actua sobre las mordazas a menos que se indique lo contrario o se sobreentienda.

Esta disposicion de cuna-aprehension esta bien adaptada para aprehender tubos y reaccionar a la carga axial unidireccional, pero no puede reaccionar de forma independiente a la carga de torsion, es decir, independiente de la carga axial aplicada. Se vera que la carga de torsion maxima que puede ser soportada por la aprehension sin disminucion en la interfaz de mordaza/tubena o superficie de agarre esta limitada como maximo por la capacidad de fuerza de aprehension en la direccion impuesta por los vectores de cargas axial y tangencial combinados (efecto de friccion compuesto), y donde la superficie de rampa es simetrica axialmente, es decir, compuesta de una o mas superficies troncoconicas, puede ser limitada adicionalmente por deslizamiento rotacional o por rotacion permitida en la interfaz de superficie de mordaza/rampa a menos que sea restringido de otra manera por medios tales como chavetas y chaveteros axiales o estrfas y ranuras. En cualquier caso, la magnitud de par que puede ser hecha reaccionar a traves de la aprehension sin deslizamiento depende de la carga axial externa, de modo que el par sustancial solo puede ser hecho reaccionar si la carga axial sustancial esta simultaneamente presente y es soportada por la pieza de trabajo. Para superar estas limitaciones al tiempo que se conservan las caracterfsticas de auto-activacion de la cuna-aprehension, el metodo de la presente invencion proporciona medios para permitir la rotacion en al menos el adaptador de carga a la interfaz de conexion de cuerpo principal (cuerpo/adaptador) y la interfaz de mordaza/rampa (mordaza/cuerpo) que permite luego simultaneamente la rotacion relativa entre las mordazas y el adaptador de carga (mordaza/adaptador). La rotacion relativa de estos tres (3) pares de componentes posibles, en la realizacion preferida, es luego restringida por uno o mas pares de levas previstos para enlazar la rotacion permitida en al menos una direccion con desplazamiento axial de las mordazas con relacion al cuerpo principal en la direccion de grosor anular decreciente que tiende a empujar las mordazas a un mayor contacto con la pieza de trabajo. Estos movimientos inducen fuerzas radial, de torsion y axial correlativas que permiten la transferencia de par a la pieza de trabajo por reaccion interna de la fuerza axial requerida para activar la aprehension de cuna anular entre las mordazas y el cuerpo principal bien directamente o bien a traves del adaptador de carga.

Al menos son posibles siete configuraciones diferentes que proporcionan tal rotacion o activacion de par dependiendo de como los movimientos rotacional y axial son restringidos por conexiones y transmisiones previstas entre los tres (3) pares de componentes posibles de mordaza/cuerpo, mordaza/adaptador y cuerpo/adaptador. Estas combinaciones se han descrito mas abajo y estan resumidas en la Tabla 1. Sin embargo para mayor claridad pedagogica, la mas simple de estas configuraciones, a la que se hace referencia en este documento como la configuracion base, es ahora explicada en primer lugar ya que se puede considerar que forma el caso base a partir del cual se derivan cada una de las otras seis (6) arquitecturas de aprehension de cuna activadas por par.

En esta configuracion base, la rampa de aprehension de cuna es simetrica axialmente, permitiendo la rotacion de las mordazas dentro del cuerpo principal, el adaptador de carga esta bien integrado con o de otra manera fijado de forma ngida al cuerpo principal y los componentes de par de levas situados coaxialmente estan fijados a y actuan entre las mordazas y el cuerpo principal respectivamente, donde el par de levas esta previsto para interactuar y responder a la rotacion aplicada relativa y al par correlativo de modo que contactan entre sf en un radio efectivo y tienden a inducir el desplazamiento axial relativo de la rotacion en al menos una direccion. La forma del perfil de leva, sobre al menos una parte de su superficie de deslizamiento, es seleccionada de modo que el angulo de contacto activo en el par de levas actua para provocar movimiento a lo largo de una trayectoria helicoidal que tiene un paso para empujar asf las mordazas a una carrera con un componente axial en la direccion de grosor anular decreciente bajo aplicacion de un par que provoca un contacto entre el par de levas en al menos una direccion de rotacion.

Asf prevista, la aplicacion de un par suficiente para provocar el deslizamiento rotacional de las mordazas sobre la superficie de rampa, y presionar el par de levas a contacto, da como resultado simultaneamente un componente de fuerza axial, con componente de desplazamiento asociado que actua entre el alojamiento principal y las mordazas y reacciona a traves del par de levas, que tiende a empujar las mordazas radialmente hacia dentro contra la pieza de trabajo tubular de una manera analoga al efecto de carga axial que reacciona entre el alojamiento principal y la pieza de trabajo, donde en este caso el par aplicado es realimentado para aumentar la fuerza de aprehension, es decir, una aprehension de par auto-activada. Sin embargo a diferencia de la naturaleza unidireccional de la activacion de carga axial, la activacion de par bidireccional puede ser proporcionada donde se ha previsto el contacto entre las superficies de leva y de seguidor de leva tanto en las direcciones de deslizamiento de par a derechas como a izquierdas cuando es usualmente deseable para aplicaciones en las que las conexiones roscadas deben ser montadas y desmontadas.

Ademas con esta disposicion, el par aplicado reacciona y es compartido entre la interfaz de par de levas y la interfaz de mordaza/rampa como una funcion de los vectores de fuerza normal y de fuerza de friccion de deslizamiento que se producen sobre estas superficies de contacto. Resultara evidente luego, que cuando la carga axial llevada por la pieza de trabajo tubular aumenta, el componente de la fuerza axial y el par reacciona a traves del par de levas, y que contribuye a

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la activacion de par como tal, disminuira mientras el componente de par soportado en la interfaz de mordaza/rama aumentara. Los perfiles de contacto de par de levas y el radio con paso asociado son seleccionados para controlar la ventaja mecanica efectiva, tanto en las direcciones de rotacion a derechas como a izquierdas, de acuerdo con las necesidades de cada aplicacion para manipular espedficamente la relacion entre el par aplicado y la fuerza de aprehension, pero tambien para optimizar funciones secundarias para aplicaciones particulares, tales como si se necesita o no un par inverso para liberar la herramienta despues de ascender la leva. Resultara evidente para un experto en la tecnica que pueden utilizarse muchas variaciones en las formas de la leva y del seguidor de leva para explotar en general las ventajas de una aprehension que activa un par como se ha ensenado por la presente invencion.

Como resultara evidente ahora, para obtener activacion de par o de rotacion de una aprehension de cuna anular, que tiene esta arquitectura de configuracion base, fuerza las mordazas a deslizar sobre la superficie de rampa en una direccion definida generalmente por el paso helicoidal del perfil de par de levas de contacto. La fuerza de aprehension radial tambien reacciona a traves de esta interfaz de mordaza/rampa, con resistencia de friccion correlativa al deslizamiento, tendiendo a reducir la ventaja mecanica de torsion efectiva de la aprehension en respuesta a la activacion de par. La ventaja mecanica de torsion efectiva se entiende que significa aqu la relacion de la fuerza de aprehension a la fuerza tangencial que se produce a partir del par aplicado y actua en la superficie de agarre. Por esta y otras razones es ventajoso en algunas aplicaciones permitir generalmente la rotacion entre el adaptador y el cuerpo principal y el par de reaccion previendo medios para restringir de diversas maneras la relacion entre el movimiento axial y rotacional permitido entre tres posibles interfaces ya mencionadas de, mordaza/cuerpo, mordaza/adaptador y cuerpo/adaptador. Los medios para restringir el movimiento pueden ser considerados como pares de levas generalizados que actuan entre ellos, donde la restriccion es definida en terminos del angulo de la helice o paso del perfil de leva como sigue:

Plano: En un lnriite el paso es cero, es decir, un angulo de helice plano que permite la rotacion sin movimiento axial.

Axial: En el otro lfmite el paso es infinito o casi infinito, es decir, que permite el movimiento axial o longitudinal sin rotacion sustancial.

Leva: Intermedio entre estos dos extremos el paso o angulo de helice puede ser considerado perfilado. Se comprendera, que similar a otros pares de leva y de seguidor de leva, el angulo de contacto no necesita ser constante a lo largo del rango de movimiento controlado por el par de levas.

Libre: Con respecto a la restriccion rotacional, la interfaz mordaza/cuerpo tambien puede ser dejada libre.

De acuerdo con las ensenanzas de la presente invencion, estos perfiles caracterfsticos pueden ser empelados en combinacion unos con otros para proporcionar activacion de par de acuerdo con las distintas disposiciones mostradas en la Tabla 1.

Tabla 1 Combinacion de restricciones de movimiento relativo generalmente posibles que actuan en pares de levas previstos entre pares de componente principal de un mecanismo de cuna-aprehension que proporciona activacion de par.

Configuracion: Mordaza/Cuerpo Mordaza/Adaptador Cuerpo/Adaptador

1 - Base: Leva N/A Fijo

2: Libre Leva Leva

3: Leva Plano

4: Plano Leva

5: Axial Leva Leva

6: Leva Plano

7: Plano Leva

Una superficie de rampa simetrica axialmente es requerida no solo para el caso base en Configuracion (1), como ya se ha indicado, sino que tambien esta implicada en los casos 2, 3 y 4. Las configuraciones 5-7 soportan configuraciones de cuna-aprehension no simetricas axialmente tales como rampas con facetas mostradas por ejemplo por Bouligny en el documento US 6.431.626, asf como superficies de rampa de cuna-aprehension simetricas axialmente que tienen medios para enchavetar la posicion circunferencial de las mordazas al cuerpo principal donde tal alineacion fija es preferible. Resultara evidente para un experto en la tecnica que ademas de las dos condiciones generales de “libre” y “axial”, de hecho son posibles numerosas variaciones en la restriccion mordaza/cuerpo tales como helicoidal, libre sobre algun rango limitado de movimiento, etc., la totalidad de cuyas variaciones se entiende que forma parte del metodo de la presente invencion.

Considerando ahora la mecanica ofrecida por las Configuraciones 2 - 7, resultara evidente que bajo la aplicacion de par

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a traves de la herramienta que tiende a aumentar la fuerza de aprehension, poco (Configuraciones 2 - 4) o ningun deslizamiento rotacional (Configuraciones 5 - 6) se requiere que se produzca en la interfaz de mordaza/rampa una reaccion a la fuerza de aprehension radial y todo el par aplicado reacciona a traves y es compartido por los pares de levas mordaza/adaptador y cuerpo/adaptador como una funcion de los vectores de fuerza normal y de fuerza de friccion de deslizamiento que se producen en estas superficies de par de levas de contacto. Estas superficies solo reaccionan al componente de carga axial de la fuerza de aprehension generada por el deslizamiento de las mordazas en la rampa, que a traves de la seleccion apropiada de angulo de rampa puede ser mucho menor que la fuerza que actua sobre la superficie de rampa para reaccionar a la fuerza de aprehension y asf a traves de la seleccion apropiada de paso de leva y de radio de leva se ha previsto un medio para aumentar la ventaja mecanica de torsion del mecanismo de aprehension para estas configuraciones en relacion a la de la configuracion base (Configuracion 1). Tambien resultara evidente que para las Configuraciones 5 - 7 el paso de helice operativo que provoca la activacion de par o rotacional es de hecho la suma del previsto en las levas de mordaza/adaptador y cuerpo/adaptador y es de manera similar asf, para al menos un rango de pasos de helice de leva para las Configuraciones 2 - 6. Asf estas configuraciones forman generalmente todas un segundo grupo que ofrece principalmente un medio para mejorar la ventaja mecanica de torsion del mecanismo de aprehension. Sin embargo, dependiendo de las necesidades de aplicaciones individuales, las mecanicas espedficas y la geometrfa de una configuracion pueden ser preferibles sobre otras.

Como un medio alternativo para permitir la transferencia de par a traves de una cuna-aprehension anular, puede preverse un medio separado, que reacciona internamente, de aplicacion de fuerza axial para activar el elemento de aprehension por medios tales como un resorte, ya sea mecanico o neumatico, o por uno o mas accionadores hidraulicos, actuando dichos medios de aplicacion de fuerza axial entre las mordazas y el cuerpo principal y tendiendo a forzar o impulsar las mordazas en la direccion de grosor anular decreciente e invocando asf la misma accion de aprehension como ocurre donde una carga axial externa es aplicada a traves de la pieza de trabajo para pretensar asf la aprehension con una fuerza axial de reaccion interna. De acuerdo con el metodo de la presente invencion, estos metodos de pretensado pueden ser utilizados junto con el metodo de activacion de par como se ha ensanado en este documento.

Otro metodo de activacion de par o rotacional de un mecanismo similar cuna-aprehension se ha descrito por Appleton en el documento WO 02/08279, donde garras de aprehension interna, que actuan como mordazas, estan adaptadas para aplicarse con la superficie interna de una pieza de trabajo en un lado y reaccionar contra la superficie externa de un mandril o cuerpo principal con multiples facetas en el otro lado, de tal manera que la aplicacion de rotacion en una direccion tiende a provocar movimiento relativo entre las garras y el mandril, donde un componente del movimiento es radialmente expansivo y un segundo es tangencial. Sin embargo se vera que a diferencia del mecanismo de aprehension de tubos biaxial auto-activado de la presente invencion, este metodo no se basa en el desplazamiento axial de la superficie de agarre con relacion al cuerpo de herramienta para obtener el efecto que activa el par y no disfruta de la activacion de par bidireccional proporcionada por la presente invencion. Tambien a diferencia de la aprehension de cuna activada mediante par de la presente invencion, donde la aplicacion de par tiende a empujar las mordazas en una direccion puramente radial en relacion con la pieza de trabajo, el componente tangencial del movimiento inducido por rotacion relativa, en el metodo ensenado por Appleton, tiene una tendencia a distorsionar la forma de la superficie de agarre y a marcar localmente la pieza de trabajo que esta siendo aprehendida, cuya tendencia potencialmente danina e indeseable, es evitada por el metodo de la presente invencion. Ademas, la concesion para el desplazamiento tangencial de garras individuales con relacion al mandril necesario para la funcion de este mecanismo de traducir la rotacion relativa entre el mandril y las garras a un movimiento que tiene un componente radial, tambien hace el mecanismo sensible a ligeras variaciones en el posicionamiento circunferencial relativo de las garras sobre el mandril cuando la herramienta es ajustada. Resultara evidente para un experto en la tecnica que medios adecuados para proporcionar tal posicionamiento circunferencial preciso no se han descrito en el documento WO 02/08279. Sin embargo, esta deficiencia puede ser remediada por el metodo de la presente invencion donde hay prevista una jaula, y unas mordazas son llevadas en las ventanas de la jaula sustituyendo generalmente a las garras. La utilizacion de este metodo para llevar las mordazas, y donde las superficies de acoplamiento entre las mordazas individuales y el mandril estan previstas para tener un angulo incluido, el mecanismo de aprehension tambien puede ser hecho para ser activado por par bidireccionalmente dentro de una sola etapa.

En herramientas que incorporan un mecanismo de aprehension de tubos biaxial auto-activado que emplea una arquitectura de cuna-aprehension, la capacidad de alinear e impulsar axialmente las mordazas al urnsono no se requiere generalmente para aprehender simetricamente la pieza de trabajo mientras transfiere la carga, pero en muchas aplicaciones tambien se puede requerir mover las mordazas radialmente a aplicacion y fuera de aplicacion con la pieza de trabajo. El rango radial de movimiento proporcionado dependera de la aplicacion para acomodar requisitos tales como, variaciones en el tamano de la tubena y para herramientas de aprehension externa, la capacidad de pasar sobre intervalos de mayor diametro tales como acoplamientos en una sucesion de revestimientos cuando mueven la pieza de trabajo dentro de, fuera de, o a traves de la abertura interior de la herramienta, dependiendo de si la herramienta esta configurada para aceptar solamente una extremidad de la pieza de trabajo tubular o configurada con un anima abierta para permitir el paso a traves de la pieza de trabajo tubular.

De manera similar, el control de la posicion de carrera en soporte de accionamiento de la aprehension puede estar configurado de diversas maneras dependiendo de los requisitos de la aplicacion. Pueden utilizarse resortes y la gravedad para cargar la aprehension abierta o cerrada, de forma separada o en combinacion con activacion secundaria es decir

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dispositivos hidraulicos o neumaticos para ajustar y desajustar asf las mordazas. En muchas aplicaciones las mordazas son ajustadas y desajustadas a mano, como se ha practicado comunmente con cunas alrededor del revestimiento desplegadas con una cubeta de cuna en el suelo de la plataforma. Donde las mordazas son cargadas para ser cerradas bajo la accion de un resorte o fuerza de gravedad, puede haber previsto un pestillo para actuar entre las mordazas o mordaza y el conjunto de jaula, cuyo pestillo esta previsto para sujetar las mordazas abiertas contra la carga de resorte mientras que posiciona la pieza de trabajo dentro de la aprehension, y medios previstos para liberar el pestillo que permite al resorte o a las fuerzas de gravedad impulsar las mordazas a aplicacion con la pieza de trabajo y ajustar la herramienta. De manera similar, tambien pueden preverse medios para liberar y desbloquear las mordazas.

Para soportar aplicaciones que requieren un mayor desplazamiento de retraccion de las mordazas, pueden por lo tanto preverse medios para mantener las mordazas en contacto con la superficie de rampa cuando se desplazan en un rango fuera de contacto con la pieza de trabajo, cuyos medios pueden ser por fuerzas de atraccion que actuan a traves de la region interfacial entre la mordaza y la superficie de rampa de cuerpo principal, fuerza radial o fuerzas circunferenciales proporcionadas por resortes que actuan sobre o entre las mordazas empujandolas hacia fuera o por levas de guiado secundarias tales como pernos en T en una ranura en T. Las fuerzas de atraccion a traves de la region de contacto interfacial pueden ser desde tension superficial del lubricante dispuesto en ella, succion creada por prevision de un cierre hermetico cerca del perfmetro de la region de contacto de mordaza que tiende a expulsar dicho lubricante cuando es comprimido pero impide la reentrada cuando es descargado, o magnetico por medio de imanes fijados bien a la mordaza o bien al cuerpo principal y previstos para actuar entre ellos. La fuerza radial sobre el lado interior de las mordazas puede ser proporcionada por un resorte toroidal o que actua radialmente de forma similar situado en una ranura prevista en la superficie interior de la mordaza de modo que no aplaste el resorte por el contacto con la pieza de trabajo.

Como ya se ha indicado, pueden conseguirse de diversas maneras medios de alineacion de las mordazas en herramientas que incorporan una arquitectura de cuna-aprehension tal como mediante enlaces radialmente flexibles que conectan a un anillo o cuerpo similar, fuera del plano de las mordazas donde el anillo es restringido para permanecer plano mientras se desplaza como en un collarrn o mediante brazos como se ha ensenado por Bouligny (US 6.431.626B1), o en el plano de las mordazas con articulaciones entre segmentos de mordaza como se ha utilizado comunmente con cunas de suelo de plataforma. Estos medios de conexion mantienen las mordazas en alineacion axial unas con respecto a las otras para asegurar que sus superficies interiores separadas coinciden generalmente con la misma superficie cilmdrica mientras sus superficies exteriores coinciden y estan en contacto con la superficie de rampa interior del cuerpo principal, es decir, para coordinar su movimiento radial con respecto a su movimiento axial cuando estan en contacto con la superficie de rampa del cuerpo principal y desplazadas o impulsadas en direcciones de grosor anular decreciente o creciente, con respecto al cuerpo principal. En algunos casos, componentes de conexion, tales como brazos, tambien son empleados para transferir carga axial para ajustar o impulsar las mordazas. Tales componentes pueden ser presionados en su funcion para transferir tambien carga de torsion cuando son utilizadas como un medio para transferir carga a las mordazas bajo activacion de carga de torsion, como se ha ensenado por el metodo de la presente invencion, donde ofrecen suficiente resistencia a la torsion y rigidez, pero de acuerdo con las ensenanzas de la realizacion preferida de la presente invencion, las mordazas puede estar alineadas tanto circunferencial como axialmente por una jaula como se explicara a continuacion.

De acuerdo con otro aspecto amplio de la presente invencion, hay prevista una jaula como un medio para alinear axialmente las mordazas en herramientas que incorporan un mecanismo de aprehension de tubos biaxial auto-activado que emplea una arquitectura de cuna-aprehension. Dicha jaula tiene un cuerpo tubular generalmente alargado y esta situada coaxialmente dentro del cuerpo principal, extendiendose a traves del mismo espacio anular que las mordazas, teniendo la jaula aberturas o ventanas en las que estan situadas las mordazas donde las dimensiones y la forma de las ventanas y mordazas estan previstas de modo que sus bordes respectivos estan ajustados estrechamente, y aun permiten que las mordazas deslicen hacia dentro y hacia fuera en la direccion radial cuando son empujadas a hacerlo asf por contacto con la superficie de rampa; teniendo tambien la jaula extremidades generalmente simetricas axialmente que se extienden mas alla del intervalo ocupado por las mordazas. La eleccion de materiales y dimensiones para la jaula y las mordazas es seleccionada de modo que el conjunto de mordazas en la jaula proporciona en conjunto una estructura adecuada fuerte y ngida a la torsion para la transferencia de carga desde el par de levas que actuan sobre las mordazas bajo activacion de par que provoca la activacion de las mordazas. Debido a que las mordazas estan ajustadas estrechamente en las ventanas de la jaula, tienden a impedir que los contaminantes pasen entre sus bordes respectivos, sin embargo pueden preverse cierres hermeticos para actuar entre la mordaza y los bordes de ventana, y entre las extremidades de jaula y el cuerpo principal, para excluir adicionalmente y de forma mas positiva contaminantes y contienen lubricantes en la region donde ocurre el deslizamiento entre las mordazas y el cuerpo principal.

Cuando el par es requerido para activar o ajustar una herramienta de insercion y manipulacion de tubos, como por ejemplo se ha requerido para ajustar mecanicamente una herramienta de aprehension de jaula descrita en el documento US 6.732.822 B2, se requieren medios para reaccionar al par de ajuste cuando se conecta la herramienta de insercion y manipulacion de tubos a una junta de tubena que no esta conectada a la sarta de tubos. Donde la herramienta de insercion y manipulacion de tubos es desplegada sobre una plataforma que tiene brazos de manipulacion de tubenas mecanicas, estos brazos sujetan tfpicamente la tubena en una posicion que permite a la herramienta de insercion y manipulacion de tubos ser insertada en o sobre la extremidad de tubena y reaccionan al par requerido para su ajuste.

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Para soportar aplicaciones donde tales medios de reaccion de par pueden no estar facilmente disponibles, es un proposito adicional de la presente invencion proporcionar una herramienta de sujecion de tubos o de revestimiento que tiene un mecanismo de aprehension de tubos activado biaxialmente donde el elemento de aprehension es una cuna- aprehension activada mediante par de configuracion base, incorporada a una herramienta de sujecion de revestimiento de ajuste de carga de compresion configurada para soportar y aprehender generalmente la extremidad inferior de una junta de revestimiento y reaccionar al par en la plataforma, que tiene un cuerpo principal y un adaptador de carga en su extremidad inferior configurada para reaccionar a la estructura de la plataforma, preferiblemente por interaccion con la extremidad superior de una sarta de revestimiento soportada en el suelo de la plataforma, la denominada rafz de revestimiento, y que tiene en su extremidad superior bien un elemento de cuna-aprehension interno o externo adaptado para insercion respectiva en o sobre la extremidad inferior de una pieza de trabajo tubular. El estrechamiento de la superficie de rampa de cuerpo principal y el elemento de aprehension estan configurados para aprehender en la direccion de puncion o de compresion; hay previsto un resorte de carga para actuar entre las mordazas y el cuerpo principal, configurado para cargar las mordazas abiertas, con respecto a la pieza de trabajo, la fuerza elastica es seleccionada para sostener facilmente las mordazas abiertas bajo cargas de gravedad pero permite facilmente a las mordazas desplazarse y aprehender bajo descarga ajustada disponible de la pieza de trabajo; las mordazas o el conjunto de jaula y mordazas estan provistos con un saliente situado por debajo de las mordazas y se aplican con la extremidad inferior de la pieza de trabajo, de modo que la carga de compresion de reaccion por transferencia de una parte de la pieza de trabajo y el peso suficiente de un impulsor superior para comprimir el resorte de carga y desplazar asf simultaneamente las mordazas y moverlas correlativamente de forma radial a aplicacion con la pieza de trabajo tras lo cual cualquier carga axial adicional de reaccion a la herramienta tensada previamente el elemento de aprehension. Asf configurada, la herramienta de sujecion de revestimiento es ajustada simplemente por compresion y desajustada por el control de peso transferido desde la pieza de trabajo soportada de otra manera.

Se describiran a continuacion de forma detallada configuraciones de herramienta particulares que aplican las ensenanzas descritas anteriormente en configuraciones practicas.

Herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension externa

Con referencia a las FIGURAS 1 a 9, se describira a continuacion una realizacion preferida, de herramienta de aprehension, referida aqu como una “herramienta de insercion y manipulacion de tubos externa”. La herramienta de insercion y manipulacion de tubos externa tiene su elemento de aprehension previsto como una cuna-aprehension y es incorporada a una herramienta de insercion y manipulacion de tubos ajustada y desajustada mecanicamente, que emplea la arquitectura de activacion mediante par de configuracion base. Esta herramienta de insercion y manipulacion de tubos activada biaxialmente 'cuna-aprehension de configuracion base' esta mostrada en la fig. 1, designada generalmente por el numero 1, donde se ha mostrado en una vista isometrica seccionada parcialmente cuando aparece configurada para aprehender sobre la superficie externa de una pieza de trabajo tubular, de ah que esta configuracion es referida subsiguientemente como una herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension externa. Con referencia ahora a la fig. 2, esta configuracion de aprehension exterior de la realizacion preferida esta mostrada en relacion a la pieza de trabajo tubular 2 cuando esta configurada para accionar las sartas de revestimientos compuestas de juntas de revestimiento o segmentos de tubena unidos por conexiones roscadas previstas para tener una presentacion de campo 'caja hacia arriba espiga hacia abajo', donde el tipo de conexion mas comun es referido como roscado y acoplado. La pieza de trabajo 2 es asf mostrada como la extremidad superior de una junta de revestimiento roscada y acoplada que tiene un cuerpo de tubena 3 con una superficie exterior 4 y una extremidad de pasador roscada externamente superior 5 ensamblada previamente, por el denominado montaje de extremidad del molino, para acoplamiento 6 roscado internamente que forma la conexion 7 de extremidad de molino. Es generalmente preferible transferir cargas de torsion directamente al cuerpo de tubena 3, por contacto con la superficie exterior 4, y no a traves del acoplamiento 6 para impedir el aprieto o aflojamiento involuntario de la conexion 7 de extremidad de molino; de ah que en su realizacion preferida la herramienta esta configurada para aprehender el cuerpo de tubena 3 por debajo de la cara inferior 8 del acoplamiento 6, sobresaliendo asf la cara superior 9 del acoplamiento 6 sobre al menos una longitud de acoplamiento por encima de la ubicacion de aprehension. Se comprendera que la referencia a la presencia de un acoplamiento sobre la extremidad superior de la pieza de trabajo no es un requisito esencial para el funcionamiento de esta realizacion preferida de la presente invencion como una herramienta de insercion y manipulacion de tubos, no obstante, como resultara claro mas adelante, la presencia volcada del acoplamiento puede ser empleada ventajosamente.

Con referencia aun a la fig. 2, la herramienta 1 de insercion y manipulacion de tubos esta mostrada en su posicion ajustada, como aparece cuando es aplicada con y aprehendiendo la pieza de trabajo tubular 2 y configurada en su extremidad superior 10 para conexion a un arbol tubular de impulsor superior, o la extremidad distal de tales componentes de sarta de accionamiento ya que puede ser unida a la misma, (no mostrada) por el adaptador de carga 20. El adaptador de carga 20 conecta un impulsor superior a un conjunto 11 de elementos de aprehension activado biaxialmente externo que tiene en su extremidad inferior 12 una abertura interior 13 donde la interfaz de aprehension externa esta situada y en cuya abertura interior 13 de la extremidad superior o proximal 14 de una pieza de trabajo tubular 2 es insertada y esta situada coaxialmente.

El adaptador de carga 20 es generalmente simetrico axialmente y esta hecho de un material adecuadamente fuerte.

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Tiene una extremidad superior 21 configurada con roscas internas 22 adecuadas para conexion hermetica a un arbol tubular de impulsor superior, una extremidad inferior 23 configurada con roscas internas inferiores 24, un anima pasante interna 25 y un fileteado externo 26 de carga.

El cuerpo principal 30, es previsto como un subconjunto compuesto de un cuerpo superior 31 y una campana 32 y unido en su extremidad inferior 33 por conexion roscada y sujetada 34, ambos hechos de material adecuadamente fuerte y rfgido, cuyo material para la campana 32 es preferiblemente ferroso. El adaptador de carga 20 se conecta hermetica y rfgidamente al cuerpo superior 31 en su extremidad superior 35, por la rosca de carga 26 y placa 27 de bloqueo de par, que es enchavetada tanto al adaptador de carga 20 como al cuerpo superior 32, para unir asf estructuralmente el adaptador de carga 20 al cuerpo principal 30 permitiendo la transferencia de cargas axiales, de torsion y quizas de flexion como se requiere para su funcionamiento. El cuerpo superior 31 tiene una superficie externa generalmente cilmdrica y una superficie interna generalmente simetrica axialmente que llevan un cierre hermetico 36. La campana 32 tiene de manera similar una superficie externa generalmente cilmdrica y una superficie interna simetrica axialmente perfilada caracterizada por; una superficie de rampa troncoconica 37 y un alojamiento 38 de cierre hermetico inferior que lleva el cierre hermetico anular inferior 39 donde la direccion de estrechamiento de la superficie de rampa 37 es seleccionada de modo que su diametro decrece hacia abajo, definiendo asf un intervalo del espacio anular 40 entre el cuerpo principal y la superficie exterior 4 del cuerpo de tuberfa, que tiene un grosor decreciente hacia abajo.

Una pluralidad de mordazas 50, ilustradas aqu por cinco (5) mordazas, esta hecha a partir de un material adecuadamente fuerte y ngido y estan distribuidas circunferencialmente y situadas coaxialmente en un espacio anular 40, en ajuste estrecho tanto con la superficie exterior 4 del cuerpo de tuberfa como con la superficie de rampa troncoconica 37 cuando la herramienta 1 de insercion y manipulacion de tubos esta en su posicion ajustada, como se ha mostrado en la fig. 2; donde las superficies internas 51 de las mordazas 50 estan conformadas para adaptarse con la superficie exterior 4 de cuerpo de tuberfa, y estan provistas rfpicamente con matrices unidas rfgidamente 52 adaptadas para llevar la superficie de aprehension interna 51 configurada con un acabado de superficie para proporcionar aplicacion de traccion efectiva con el cuerpo de tuberfa 3, tal como por el acabado superficial rugoso perfilado y endurecido, rfpico de matrices de tenazas; donde las superficies externas 53 de las mordazas 50 estan conformadas para ajustarse estrechamente con la superficie de rampa troncoconica 37 de la campana 32 y tienen un acabado de superficie que promueve el deslizamiento cuando esta en contacto bajo carga. Las mordazas 50 tambien puede estar provistas con imanes de tierras raras (no mostrados) embebidos en su superficie exterior, para crear una fuerza de atraccion entre las mordazas y el material ferroso de la campana 32 como un medio que provoca que las mordazas se retraigan durante el desplazamiento que ocurre para desajustar y liberar la herramienta 1 de insercion y manipulacion de tubos de la pieza de trabajo 2. Alternativamente, las matrices 52 pueden estar previstas en forma de dedos de collarfn, donde la fuerza elastica de los brazos de collarfn (no mostrados) es empleada para proporcionar una fuerza de carga que empuja a las mordazas a retraerse.

Una jaula 60, hecha de un material adecuadamente fuerte y rfgido, lleva y alinea la pluralidad de mordazas 50 dentro de las ventanas 61 previstas en el cuerpo de jaula 62, cuyo subconjunto esta situado coaxialmente en el espacio anular 40, definiendo generalmente su superficie interior una abertura interior 13, y ajustando generalmente su superficie exterior con el perfil interior del cuerpo principal 30. Con referencia ahora a la fig. 3 donde se han mostrado el subconjunto de jaula 60 y las mordazas 50 en una vista isometrica parcialmente expandida con una de las cinco (5) mordazas desplazada fuera de la ventana. Las mordazas 50 y las ventanas 61 tienen superficies de borde externo e interno respectivas 54 y 63 previstas para estar en ajuste estrecho en aplicacion deslizante radialmente y hermetica, cuya aplicacion hermetica es proporcionada por los cierres hermeticos 64 llevados dentro del borde interno 63 de las ventanas 61 de jaula. Excepto para las ventanas 61 previstas en el cuerpo de jaula 62, la jaula 60 es generalmente simetrica axialmente, y con referencia de nuevo a la fig. 2, tiene una superficie interior cilmdrica 65 que se extiende desde su extremidad inferior 66 hacia arriba a la superficie saliente volcada 67 situada en la extremidad superior 68 de la jaula 60 en una ubicacion seleccionada para contactar y localizar axialmente la cara de acoplamiento superior 9, de la pieza de trabajo 2, dentro de la abertura interior 13, de modo que las mordazas 50 aprehenden el cuerpo de tuberfa 3 por debajo de la cara inferior de acoplamiento 8. La extremidad superior 68 de la jaula 60 tiene un anima 69 de jaula superior interna que lleva el cierre hermetico de pua 70.

La superficie exterior del cuerpo de jaula 62 esta perfilada para proporcionar intervalos y caracterfsticas descritas a continuacion en orden ascendente:

Extremidad inferior 66 que tiene un exterior cilmdrico que forma la superficie de cierre hermetico inferior 71, que se aplica de forma deslizante con el cierre hermetico anular inferior 39;

intervalo de ventana 72 con superficie exterior troncoconica 73 que sigue generalmente pero no contacta con la superficie de rampa troncoconica 40, aumentando asf el grosor de pared y el diametro exterior del intervalo de ventana 72 hacia arriba a una ubicacion donde el diametro resulta constante formando la superficie de

cierre hermetico superior 74 que aplica el cierre hermetico 36, por encima del diametro del cuerpo de

jaula 62 disminuye bruscamente para proporcionar el escalon de leva que mira hacia arriba 75; y

extendiendose el intervalo de alojamiento de leva cilmdrico 76 a una extremidad superior 68.

Con referencia aun a la fig. 2, un casquillo tubular 90 esta situado coaxialmente sobre el interior de la herramienta 1 de

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insercion y manipulacion de tubos y tiene una superfine exterior generalmente cilmdrica 91 y un anima pasante 92, una extremidad superior 93 y una extremidad inferior 94. La extremidad superior 93 esta unida hermeticamente a las roscas internas inferiores 24 del adaptador de carga 20 desde cuyo punto de casquillo tubular de union 90 se extiende hacia abajo a traves del anima 69 de jaula superior, donde su superficie exterior 91 se aplica de forma deslizante y hermetica con el cierre hermetico 70 de casquillo tubular. La extremidad inferior 94 del casquillo tubular 90 se extiende asf hacia el interior de la pieza de trabajo tubular 2 y puede estar equipado ademas con un cierre hermetico anular 95, mostrado aqrn como un cierre hermetico en forma de taza, en aplicacion hermetica con la superficie interna 96 de la pieza de trabajo 2, proporcionando asf un conducto de fluido sellado a partir del arbol tubular del impulsor superior a traves de las animas del adaptador de carga 20 y el anima de casquillo tubular 92 al revestimiento, para soportar el llenado y la contencion de presion de fluidos del pozo durante la instalacion y manipulacion del revestimiento y otras operaciones. Ademas, las valvulas de control de flujo tales como una valvula de retencion, una valvula de alivio de presion o la denominada valvula protectora de lodo (no mostrada), pueden estar previstas para actuar junto o en comunicacion con este conducto de fluido sellado.

Resultara a continuacion evidente que los cierres hermeticos 36 y 39, junto con los cierres hermeticos de ventana 64, la jaula 60 y el cuerpo principal 30, tambien contienen la superficie de rampa en el espacio anular cerrado 40. Esta contencion de las superficies deslizantes de las mordazas dentro de un espacio controlado medioambientalmente facilita la lubricacion consistente por exclusion de contaminantes y la contencion de lubricacion cuya contencion se puede valorar de forma separada en aplicaciones, tales como la perforacion mar adentro, donde el derrame de petroleo y grasas tiene efectos medioambientales adversos. Preferiblemente, se han previsto medios para permitir que el espacio anular 40 'respire' en la forma de una valvula de retencion (no mostrada) situada a traves de la pared, bien de la jaula 60 o bien del cuerpo principal 30 y ubicada para comunicar con el espacio anular 40 y el entorno externo.

Una cavidad superior 97 sellada esta formada de manera similar en la region interior limitada por el adaptador de carga 20, el cuerpo superior 31, la jaula 60 y el casquillo tubular 90 donde los cierres hermeticos deslizantes 36 y 39 permiten a la jaula actuar como un piston con respecto al cuerpo principal. La presion de gas introducido a la cavidad 97 sellada a traves del orificio 98 provisto de valvula actua por lo tanto como un resorte pretensado conforme que tiende a empujar la jaula hacia abajo con relacion al cuerpo principal.

Configuradas asf con el conjunto de herramientas, las mordazas 50 se ve que actuan como cunas entre el cuerpo principal 30 y la pieza de trabajo 2, bajo aplicacion de cargas de izado, proporcionando la activacion de carga axial unidireccional familiar de un mecanismo de cuna-aprehension, por lo que aumentar la carga de izado tiende a provocar que las mordazas se desplacen hacia abajo y radialmente hacia dentro contra la pieza de trabajo 2, aumentando la fuerza de aprehension radial que permite a la herramienta 1 de insercion y manipulacion de tubos reaccionar a cargas de izado procedentes del impulsor superior al revestimiento. La presion de gas, en la cavidad superior 97 aumenta de manera similar a la fuerza de aprehension radial de las mordazas que tienden a tensar previamente los mordazas cuando la herramienta es ajustada y aumenta o puede ser anadida a la fuerza de aprehension producida por la carga de izado.

El par de levas 100 compuesto de la leva de jaula 101 y de la leva de cuerpo 102 que son cuerpos macizos generalmente tubulares hechos a partir de un material adecuadamente fuerte y grueso y alineados axialmente entre sf El par de levas 100 esta situado en el espacio anular de la cavidad superior 97, coaxial con y ajustado estrechamente a, el intervalo de alojamiento de leva 76 de la jaula 60. La leva de jaula 101 esta ubicada sobre y sujetada al escalon 75 de leva que mira hacia arriba de la jaula 60 y la leva de cuerpo 102 esta ubicada sobre y sujetada a la extremidad inferior 23 del adaptador de carga 20. Con referencia ahora a la fig. 4, el par de levas 100 se ha mostrado en una vista isometrica cuando la leva de jaula 101 y la leva de cuerpo 102 estan en relacion entre sf con la herramienta 1 de insercion y manipulacion de tubos en su posicion de ajuste inicial, teniendo caras de extremidad que miran hacia fuera planas 103 y 104 respectivamente, y superficies de extremidad que miran hacia dentro perfiladas circunferencialmente 105 y 106 respectivamente. La leva de cuerpo 102 tiene una o mas orejetas que sobresalen hacia abajo 107, mostradas aqrn con dos (2) orejetas, cada orejeta 107 con una superficie de extremidad perfilada 106 y un diente de pestillo 108. La leva de jaula 101 tiene cavidades 109 que corresponden a las orejetas 107 que tienen tambien dientes de pestillo correspondientes 110. Los dientes de pestillo 108 y 110 actuan como un gancho y un receptor de gancho uno con respecto al otro. Entre las cavidades 109, la leva de jaula 101 tiene superficies helicoidales a derechas y a izquierdas 111R y 111L previstas para alinear axialmente con la superficies helicoidales de acoplamiento 112R y 112l que forman parte de la superficie de extremidad perfilada 108 de la leva de cuerpo 102 cuando la herramienta 1 de insercion y manipulacion de tubos es desbloqueada.

La interaccion entre la leva de jaula 101 y la leva de cuerpo 102 se ha descrito a continuacion con referencia a las figs. 4, 5, 6 y 7 para movimientos axial y rotacional o tangencial del par de levas 100, donde estos movimientos estan relacionados con las funciones de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos de ajuste, par a derechas (montaje), par a izquierdas (desmontaje) y desajuste. Como se ha mostrado en la fig. 4, con la herramienta recien ajustada las extremidades perfiladas 105 y 106 de la leva de jaula 101 y la leva de cuerpo 102 respectivamente no estan aplicadas en general. El efecto de rotacion a derechas, mostrado en la fig. 5, lleva las superficie helicoidales 111R y 112R y tiende de este modo a empujar la leva y el seguidor de leva para separarlas como en respuesta a cuando la rotacion a derechas tiende a ocurrir bajo aplicacion de par de montaje. De manera similar el efecto de rotacion a

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izquierdas, mostrado en la fig. 6, lleva las superfine helicoidales 111L y 112L a contacto y de este modo tambien tiende a empujar la leva y el seguidor de leva para separarlos como se requiere para un desmontaje activado por par. Los pasos para acoplar las superficies helicoidales 111R y 112R y 111L y 112L son seleccionados generalmente para controlar la ventaja mecanica del par aplicado a la fuerza de aprehension de acuerdo con las necesidades de la aplicacion, pero en general son seleccionados para promover la aprehension sin deslizamiento. La fig. 7 muestra el par de levas 100 bloqueado por aplicacion de los dientes de pestillo 108 y 110, donde el movimiento para aplicar asf el pestillo es desplazamiento hacia abajo y rotacion a izquierdas combinados cuyos movimientos son invertidos para liberar el pestillo.

Resultara evidente a continuacion que debido a que la leva de jaula 101 y la leva de cuerpo 102 estan sujetas a la jaula 60 y al cuerpo principal 30 respectivamente, restringen sus movimientos relativos en la forma que se acaba de describir. Con referencia ahora a la fig. 8, donde la herramienta 1 de insercion y manipulacion de tubos se ha mostrado en una vista cortada parcial que expone el par de levas 100 y el elemento de aprehension 11, compuesto del subconjunto de jaula 60 y de las mordazas 50, como aparecena ajustado con la jaula 60 a que se ha hecho referencia y hecho sobresalir sobre el revestimiento por contacto entre la capa superior de acoplamiento 9 y el saliente de jaula 67, y bajo aplicacion de par a derechas aplicado por un impulsor superior al adaptador de carga 20, donde el revestimiento es considerada fija. La posicion del par de levas 100 en este caso corresponde a la mostrada en la fig. 5 donde, con referencia aun a la fig. 8, resultara evidente que el par aplicado a derechas tiende a provocar el deslizamiento sobre las superficies helicoidales 111R y 112R que las fuerza para separarlas y al mismo tiempo provoca un movimiento relativo entre las mordazas 50 y la superficie de rampa troncoconica 37 sobre el mismo paso helicoidal, el componente axial de cuyo movimiento desplaza la rampa 37 de la campana 32 hacia arriba con relacion a las mordazas 50 haciendo que se desplacen radialmente hacia dentro y asf invoquen una fuerza de aprehension entre las mordazas y la pieza de trabajo, cuya fuerza de aprehension reacciona al par aplicado como una fuerza de friccion tangencial en la interfaz de mordaza/revestimiento de la superficie de agarre 51. De manera similar, la aplicacion de par a izquierdas provoca la rotacion relativa del par de levas 100 en esa direccion y lleva las superficie helicoidales 111L y 112L a contacto, como se ha mostrado en la fig. 6, lo que de nuevo tiene el efecto de aumentar la fuerza de aprehension radial de la mordaza, permitiendo la funcion de desmontaje de la herramienta, cuyas respuestas juntas se ve que proporcionan la activacion mediante par bidireccional de la fuerza de aprehension en esta realizacion preferida. Sin embargo, la activacion de par unidireccional puede ser proporcionada seleccionando un paso suficientemente grande para la helice de un par de superficies de leva de contacto helicoidales, 111R:112R o 111L:112L, una aplicacion debena requerir esta variacion de funcion. La geometna y las caractensticas de friccion del par de levas 100 y el contacto de mordaza/rampa en la superficie exterior 53 de mordaza y en la rampa 37, con relacion a la de la geometna y la capacidad de traccion de la fuerza de friccion tangencial, asf operativa en la superficie de agarre de interfaz de mordaza/revestimiento 51, estan todas previstas para impedir que resbale en la superficie de aprehension de interfaz 51 promoviendo el resbalado entre la superficie exterior de mordaza 53 y la rampa 37 y en el par de levas 100, sobre el rango de par aplicado requerido por la aplicacion. Los perfiles de contacto de la leva y del seguidor de leva con angulos asociados de aplicacion, es decir, ventaja mecanica, tanto en las direcciones a derechas como a izquierdas, cuando la leva tiende a ascender y mas generalmente a montar sobre el seguidor de leva, son asf seleccionados de acuerdo con las necesidades de cada aplicacion para manipular espedficamente la relacion entre el par aplicado y la fuerza de aprehension, pero tambien para optimizar funciones secundarias para aplicaciones espedficas, tales como si se necesita o no par invertido para liberar la herramienta despues de ascender la leva. Resultara a continuacion evidente para un experto en la tecnica que se pueden utilizar muchas variaciones en las formas de la leva y del seguidor de leva para explotar generalmente las ventajas de un par que activa la aprehension como se ha ensenado por la presente invencion.

Con referencia ahora a la fig. 9, la aplicacion de carga de compresion al adaptador de carga 20 por el impulsor superior, suficiente para superar la fuerza elastica generada por la presion de gas en la cavidad superior 97, reacciona externamente por contacto entre la cara superior de acoplamiento 9 y el saliente de jaula 67, desplazando el cuerpo principal hacia abajo con relacion a la pieza de trabajo 2 y permitiendo que las mordazas 50 se retraigan y se alejen de la pieza de trabajo 2 desajustando asf o retrayendo la herramienta de insercion y manipulacion de tubos, cuya posicion es bloqueada por rotacion a izquierdas lo que provoca la aplicacion de los dientes de pestillo. El desplazamiento de compresion esta limitado por contacto entre la extremidad inferior 23 del adaptador de carga 20 y la extremidad superior 68 de la jaula 60. Tras la retirada de la carga de compresion, el pestillo aplicado reacciona a la fuerza elastica bloqueando el elemento de aprehension para el cuerpo principal y manteniendo las mordazas abiertas, liberando asf la herramienta de la pieza de trabajo permitiendole que sea retirada del revestimiento que aparece luego como se ha mostrado en la fig. 1. Con referencia de nuevo a la fig. 7, resultara evidente que el gancho y el receptor de gancho necesitan no estar integrados con, las superficies de extremidad perfiladas 105 y 106 como se ha mostrado aqrn en esta realizacion sino, con referencia ahora a la fig. 2, pueden estar previstos para actuar entre, por ejemplo, la extremidad inferior 66 de la jaula 60 y la extremidad de alojamiento de cierre hermetico inferior 38 de la campana 32. La herramienta 1 de insercion y manipulacion de tubos es ajustada y desajustada mecanicamente utilizando solo desplazamientos axial y rotacional, con fuerzas asociadas, proporcionadas por el impulsor superior sin requerir accionamiento desde una fuente de energfa secundaria tal como fuentes de alimentacion hidraulicas o neumaticas; y permite asf la aplicacion y liberacion rapidas de la herramienta a la pieza de trabajo tubular, reduce la complejidad asociada con la conexion a fuentes de energfa secundarias y el funcionamiento de las mismas y mejora la fiabilidad eliminando la dependencia sobre tales fuentes de energfa secundarias.

Variaciones de Arquitectura de Leva de Activacion mediante Par

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La configuracion base de una cuna-aprehension activada mediante par prevista para el elemento de aprehension en la realizacion preferida de una herramienta de insercion y manipulacion de tubos puede ser variada o adaptada para implementar las otras configuraciones de esta arquitectura general como se ha enumerado en la Tabla 1. Estas variaciones se han descrito ahora por referencia a las figs. 10 a 13 que representan la herramienta de insercion y manipulacion de tubos en forma simplificada. Para referencia, las figs. 10A y 10B muestran luego la herramienta de 'configuracion base' de la realizacion preferida, como se ha mostrado de forma detallada en las figs. 1 a 9 y ya se ha descrito, pero en una forma simplificada para apreciar mas facilmente las caractensticas arquitectonicas del mecanismo de aprehension de cuna activado mediante par. Las figs. 11A y B, 12A y B y 13A y B muestran luego las variaciones arquitectonicas de las distintas configuraciones de par de levas. Tambien para ayudar a la comparacion, cada uno de los pares de las figuras A y B de 10 a 13 muestra la herramienta como aparece tanto en sus posiciones retrafda o 'desajustada' y activada rotacionalmente o 'accionadas mediante par' a derechas. Los pares de levas estan configurados para rotacion bidireccional, es decir a derechas y a izquierdas, pero solo se ha mostrado la posicion activa bajo par a derechas.

Configuracion Base

Con referencia ahora a la fig. 10 A, se ha mostrado una herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension externa simplificada, que realiza la configuracion base de cuna-aprehension activada mediante par para el elemento de aprehension, generalmente indicada por el numero 200. La herramienta de insercion y manipulacion de tubos 200 es aplicada con la pieza de trabajo 201; tiene un adaptador de carga 202 con una cara de extremidad inferior 209, conectada ngidamente al cuerpo principal 203 a traves del collarm de carga 210; el cuerpo principal 203 tiene una superficie de rampa interna simetrica axialmente 204, que generalmente soporta y se aplica con el elemento de cuna- aprehension 205; el elemento de aprehension 205 compuesto de mordazas 206 que se aplican de forma deslizante axial y rotacionalmente con la superficie de rampa 204 y alienada y llevada en la jaula 207 que tiene una extremidad superior 208 que mira y es opuesta a la extremidad inferior 209 del adaptador de carga 202. El par de levas 211 esta compuesto de una leva de jaula 212 y de una leva de cuerpo 213 que estan previstas respectivamente sobre caras opuestas de la extremidad superior 208 de la jaula 207 y la cara de extremidad inferior 209 del adaptador de carga 202, donde el perfil de leva es un 'diente de sierra', que se vera que proporciona las mismas funciones helicoidales generales que acoplan la carrera axial a la rotacion a izquierdas y a derechas, como ya se ha explicado con referencia a las figs. 5 y 6, cuya accion proporciona activacion mediante par bidireccional de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos 200.

Comparando ahora las figs. 10A y B que muestran dos vistas de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos 200, donde la vista A muestra la herramienta como aparecena en su posicion ajustada antes de activacion mediante par y la vista B muestra la herramienta como aparecena bajo aplicacion de par que provoca rotacion y activacion del mecanismo de leva. En la vista A el efecto de rotacion relativa, como ocurrina a partir de la rotacion del adaptador de carga 202 con relacion a la pieza de trabajo 201, es evidente porque el par de levas 211 es desplazado tendiendo a separar la jaula 207 y el adaptador de carga 202 que lleva el cuerpo principal 203 y acciona asf las mordazas 206 hacia dentro a aplicacion adicional con la pieza de trabajo 201 como se requiere para producir una fuerza de aprehension. Esta accion tambien da como resultado el movimiento helicoidal relativo de las mordazas 206 y del elemento de aprehension 205 generalmente con respecto al cuerpo principal 203, evidente en las figs. 10A y B por comparacion de la posicion de las mordazas 206 con relacion al cuerpo principal seccionado 203 en las dos vistas. La mecanica de esta configuracion que proporciona activacion mediante par es la misma que la ya descrita en la descripcion detallada de la realizacion preferida de una herramienta de insercion y manipulacion de tubos.

Configuracion 2 (y 5) Plano/Leva

Con referencia ahora a la fig. 11A, se ha mostrado una variacion simplificada de la realizacion preferida donde una herramienta de insercion y manipulacion de tubos, generalmente indicada por el numero 220, esta configurada en correspondencia a la Configuracion dos (2) de la Tabla 1. La herramienta de insercion y manipulacion de tubos 220 es aplicada con la pieza de trabajo 201; tiene un adaptador de carga 222 con una cara de extremidad inferior 229 y un escalon 230 que mira hacia arriba, previsto para ajustar coaxialmente dentro del cuerpo principal 203 y es retenido en el por el collarm de carga 231; el collarm de carga 231 tiene una cara de extremidad inferior 232 y esta conectado ngidamente al cuerpo principal 203. Como ya se ha descrito, el cuerpo principal 203 junto con el elemento de aprehension 205 actua como un mecanismo de cuna-aprehension. El par de levas 235, que forma el par de levas de mordaza/adaptador de configuracion 2 de la Tabla 1, esta compuesto de una leva de jaula 236 y una leva de adaptador inferior 237 que estan previstas respectivamente sobre las caras opuestas de la extremidad superior 208 de la jaula 207 y de la extremidad inferior 229 del adaptador de carga 222. El par de levas 240, que forma el par de levas de cuerpo/adaptador de la configuracion 2 en la Tabla 1, esta compuesto de la leva de cuerpo 241 y de la leva de adaptador superior 242 que estan previstas respectivamente sobre las caras opuestas de la cara de extremidad inferior 229 del collarm de carga 231 y el escalon 230 que mira hacia arriba del adaptador de carga 222. En esta configuracion el par de levas 240 esta provisto con perfiles de paso plano o cero permitiendo asf la rotacion sobre esta interfaz, mientras que aun transfiere la carga axial, en la forma de una conexion giratoria; y un par de levas 235 esta aqrn de nuevo perfilado como un 'diente de sierra', que proporciona las mismas funciones helicoidales de acoplamiento a izquierdas y a derechas que la configuracion base mostrada en la fig. 10 definiendo asf la rotacion relativa del paso helicoidal a la carrera axial que provoca la activacion mediante par.

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En comparacion ahora con las figs. 11A y B que muestran dos vistas de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos 220 donde de nuevo la vista A muestra la herramienta como aparecena en su posicion ajustada antes de la activacion mediante par y la vista B muestra la herramienta como aparecena bajo la aplicacion del par a derechas que provoca rotacion y activacion del mecanismo de leva. En la vista B el efecto de rotacion relativa, como ocurrina a partir de la rotacion del adaptador de carga 222 con relacion a la pieza de trabajo 201, es evidente porque el par de levas de mordaza/adaptador 235 es desplazado nuevamente a lo largo de una helice a derechas que tiende a separar la jaula 207 y el adaptador de carga 222 que lleva el cuerpo principal 203 hacia arriba y acciona asf las mordazas 206 hacia dentro a aplicacion adicional con la pieza de trabajo 20l como se requiere para producir una fuerza de aprehension. Sin embargo a diferencia de la configuracion base mostrada en las figs. 10A y B, la configuracion 2 mostrada aqrn en las figs. 11A y B da como resultado una rotacion pequena de las mordazas 206 con relacion al cuerpo principal 203 porque la rotacion es permitida entre el adaptador de carga 222 y el cuerpo principal 203 sobre el par de levas perfiladas planas 240. En esta configuracion el par incremental requerido para proporcionar una fuerza de aprehension incremental solo necesita superar la resistencia combinada a la rotacion de los pares de levas 235 y 240 cuando reaccionan y responden al componente axial de la fuerza de aprehension que ha reaccionado sobre la superficie de rampa 204 y no la fuerza de aprehension completa activa sobre esta superficie como se requiere para la configuracion base. Para ciertas aplicaciones esta mayor ventaja mecanica puede ser requerida para asegurar que la aprehension no resbala y asf garantizar la complejidad mecanica algo mayor asociada de este mecanismo.

Con referencia a la fig. 11A, pueden ser facilmente previstos medios para impedir la rotacion relativa de las mordazas 206 con respecto a la rampa 204, mientras que aun permiten el desplazamiento axial, por ejemplo, chavetas y chaveteros axiales (no mostrados) que actuan entre el cuerpo principal, o donde estan previstas la superficie de rampa 204 y las mordazas de acoplamiento 206 en una forma no simetrica axialmente tal como superficies planas con multiples facetas como se ha utilizado por ejemplo en una herramienta descrita por Bouligny en la patente Norteamericana 6.431.626 B1. Mediante tales medios se vera que esta configuracion 2 resulta la configuracion 5 de la Tabla 1, donde la interfaz de mordaza/cuerpo esta conectada para moverse generalmente de forma axial pero en otros aspectos la funcion mecanica es similar a la mostrada aqrn para la Configuracion 2. Similarmente las configuraciones 3 y 4 descritas a continuacion resultan las Configuraciones 6 y 7 cuando son restringidas axialmente de manera similar por tales medios.

Configuracion 3 (y 6) Leva/Leva

Con referencia ahora a la fig. 12A, se ha mostrado una variacion adicional simplificada de la realizacion preferida donde una herramienta de insercion y manipulacion de tubos, indicada generalmente por el numero 250, esta configurada en correspondencia con la Configuracion tres (3) de la Tabla 1. Esta configuracion es la misma que la que ya se ha descrito para la Configuracion dos (2) con referencia a las figs. 11A y B, excepto en que, con referencia aun a la fig. 12A, el par de levas 251 tambien esta provisto con perfiles de acoplamiento que tienen un paso diferente de cero, mostrado aqrn de nuevo como una forma de 'diente de sierra', que actua en coordinacion con los pasos del par de levas 235 para ser generalmente aditivo; definiendo asf la rotacion relativa de paso helicoidal a carrera axial que provoca la activacion mediante par.

Comparando ahora las figs. 12A y B que muestran dos vistas de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos 250 donde de nuevo la vista A muestra la herramienta como aparecena en su posicion ajustada antes de la activacion mediante par y la vista B muestra la herramienta como aparecena bajo la aplicacion de par a derechas que provoca rotacion y activacion del mecanismo de leva. En la vista B el efecto de rotacion relativa, como ocurrina a partir de la rotacion del adaptador de carga 222 con relacion a la pieza de trabajo 201, es evidente porque tanto el par de levas de mordaza/adaptador 235 como el par de levas de adaptador/cuerpo 251 son desplazados a lo largo de una helice a derechas que tiende a separar la jaula 207 y el adaptador de carga 222 y el adaptador de carga 222 y el cuerpo principal 203 que llevan juntos el cuerpo principal 203 hacia arriba y asf acciona las mordazas 206 hacia dentro a aplicacion adicional con la pieza de trabajo 201 como se requiere para producir una fuerza de aprehension. Esto se vera como similar a la mecanica conseguida con la Configuracion dos (2) como se ha mostrado en las figs. 11A y B, cuando solo se consideran las cargas de torsion y la rotacion asociada, pero, con referencia de nuevo a las figs. 12A y B, da como resultado un comportamiento algo diferente cuando tambien son transportadas cargas de izado, porque, como resultara evidente para un experto en la tecnica, estas cargas dan como resultado vectores de fuerza diferentes operativos sobre las dos superficies de leva, y puede asf ser utilizado para variar la respuesta de aprehension total a cargas de izado, de torsion y de gravedad combinadas para satisfacer mejor las necesidades de distintas aplicaciones.

Configuracion 4 (y 7) Leva/Plano

Con referencia ahora a la fig. 13A, de acuerdo con la realizacion preferida, se ha mostrado de forma simplificada otra variacion de una herramienta de insercion y manipulacion de tubos que incorpora la arquitectura de la Configuracion cuatro (4) de la Tabla 1, y esta indicada generalmente por el numero 270. En esta configuracion los pares de levas de mordaza/adaptador y de adaptador/cuerpo estan previstos como par de levas 271 y par de levas 251 respectivamente. En este caso el par de levas 251 tiene de nuevo un perfil de diente de sierra mientras que el par de levas 271 es perfilado para ser plano. Comparando ahora las figs. 13A y B, la herramienta es mostrada de nuevo en dos vistas donde la vista A muestra la herramienta en su posicion ajustada y la vista B en su posicion activada mediante par. Bajo rotacion, la respuesta a la activacion mediante par se ve muy similar a la de la Configuracion 2; sin embargo, los efectos de la transferencia de carga axial y de la gravedad, y otras variables geometricas en el contexto de ciertas aplicaciones

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pueden hacer preferible esta configuracion.

CRT de Aprehension Interna que Incorpora Aprehension de Cuna Simetrica Axialmente

En una realizacion alternativa, esta herramienta de insercion y manipulacion de tubos activada biaxialmente de ‘cuna- aprehension de configuracion base' es prevista en una configuracion de aprehension interna, como se ha mostrado en la fig. 14, y designada generalmente por el numero 300, donde se ha mostrado en una vista isometrica seccionada parcialmente cuando aparece configurada para aprehender sobre la superficie interna de una pieza de trabajo tubular, asf tambien referida aqrn como una herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension interna. Esta configuracion alternativa comparte la mayona de las caractensticas de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension externa de la realizacion preferida ya descrita; por lo tanto se describira aqrn mas brevemente.

Con referencia ahora a la fig. 15, se ha mostrado la herramienta de insercion y manipulacion de tubos 300 insertada en la pieza de trabajo 301 y aplicada con su superficie interior 302; que tiene un mandril 303 alargado simetrico axialmente en general, que en esta configuracion funciona como el cuerpo principal. Teniendo el mandril 303 una extremidad superior 304, en la que el adaptador de carga 305 esta formado integralmente, una extremidad inferior 306, un anima pasante central 307 y una superficie externa generalmente cilmdrica 308 excepto donde esta perfilada para proporcionar la superficie de rampa 309 distribuida sobre una pluralidad de intervalos troncoconicos individuales 310 mostrados aqrn como cuatro (4). Una pluralidad de mordazas 320 distribuidas circunferencialmente y opuestas colectivamente de forma radial, mostradas aqrn como cinco (5), estan dispuestas alrededor de la superficie de rampa 309; las mordazas 320 tienen superficies internas 321 perfiladas para acoplarse generalmente a y aplicarse de forma deslizante con la superficie de rampa 309, y las superficies externas 322, previstas tfpicamente con matrices fijadas ngidamente 323; teniendo las matrices 323 superficies externas que forman colectivamente la superficie de aprehension 324 configurada con una forma y un acabado de superficie para acoplarse y proporcionar aplicacion de traccion eficaz con el cuerpo de tubena 301, tal como se ha previsto por el acabado superficial rugoso perfilado y endurecido, tfpico de matrices de tenazas; las superficies externas 324 forman juntas la superficie de elemento de aprehension 325 en aplicacion de traccion con la superficie interior 302 o la pieza de trabajo 301.

La jaula generalmente tubular 326, que tiene extremidades superiores e inferiores 327 y 328 respectivamente, esta ubicada coaxialmente entre la superficie exterior 308 del mandril 303 y la superficie interior 302 de la pieza de trabajo 301, con referencia ahora a la fig. 16, que tiene ventanas 329 en su extremidad inferior 327 en las que estan colocadas las mordazas 320 y asf alineadas axial y tangencialmente, formando el conjunto de mordazas 320 y la jaula 326 el elemento de cuna-aprehension 330. Las superficies externas 324 de las matrices 323 pueden estar previstas para extenderse circunferencialmente mas alla de las superficies externas 322 de las mordazas 320 para formar los bordes extendidos 331 que tienen un grosor seleccionado para actuar como voladizos tanto para reducir el espacio circunferencial entre regiones de superficies externas de matriz 324 como para permitir preferiblemente alguna desviacion cuando es empujada a contacto con la superficie interior de la pieza de trabajo 302 como se requiere para aprehension, permitiendo el control de distribucion de tension de contacto y por consiguiente reducir la tendencia a distorsionar y marcar excesivamente las superficies interiores 302 de las piezas de trabajo que estan siendo manipuladas por la herramienta de insercion y manipulacion de tubos 300. Las matrices 323 pueden estar previstas en forma de dedos de collarm fijados a las extremidades de los bordes 331, donde la fuerza elastica de los brazos de collarm (no mostrados) es empleada para proporcionar una fuerza de carga que empuja a las mordazas a retraerse y retenerlas generalmente en las ventanas 329.

Las mordazas 320 tambien puede ser retenidas donde las mordazas que tienen extremidades superiores e inferiores 370 y 371 respectivamente estan previstas con apendices de retencion 372 que se extienden hacia arriba sobre sus extremidades superiores 370, y con referencia ahora a la fig. 15, donde los apendices de retencion 372 estan previstos para aplicarse al interior de la jaula 326 cuando las mordazas 320 estan instaladas en las ventanas 329 y son posicionadas en su lfmite pretendido de extension radial; y en sus extremidades inferiores 371 que han de ser retenidas de manera similar por el anillo retenedor 373 fijado a y transportado sobre la extremidad inferior 328 de la jaula 326 que se solapan con las extremidades inferiores 371 y las mordazas 320. Como un medio adicional para impulsar la retraccion de las mordazas, el anillo dividido 374 esta previsto fijado al mandril 303 por encima de la superficie de rampa 309 y atrapado dentro de la jaula 326 y previsto de modo que cuando ocurre el movimiento axial hacia abajo relativo del mandril 303 requerido para retraer las mordazas 320, los apendices de retencion 372 deslizan bajo el anillo dividido 374 que tiende a forzar las mordazas 320 hacia dentro.

Con referencia aun a la fig. 15, la extremidad superior 327 de la jaula 326 esta fijada ngidamente a la leva de jaula generalmente tubular 340 que tiene una superficie de extremidad perfilada que mira hacia arriba 341. La leva de cuerpo 342 es de manera similar tubular con la superficie de extremidad perfilada que mira hacia abajo 343 que interactua generalmente con la superficie perfilada que mira hacia arriba 341 de la leva de jaula 340 para actuar como un par de levas 344 que proporcionan activacion mediante par de la manera de la configuracion base de la Tabla 1, y proporcionando bloqueo como ya se ha descrito con referencia a las figs. 4 - 7. La leva de cuerpo 342 es volcada hacia arriba en el escalon 345 en su extremidad superior 346 y fijada a la extremidad superior 304 del mandril 303 por medio de roscas internas 347 y el anillo de bloqueo 348 que sujeta mediante una chaveta el mandril 303 a la leva de cuerpo 342 formando una conexion estructural ajustable aun ngida con referencia aun a la fig. 15, el anillo saliente 350 esta fijado a la extremidad superior 327 de la jaula 326 y dimensionado para actuar como un saliente o un tope para la

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extremidad proximal 351 de la pieza de trabajo 301. El alojamiento de presion generalmente tubular 360 que tiene una extremidad inferior 361, una extremidad superior 362 y un anima de cierre hermetico interno 363, tambien esta fijado en su extremidad inferior 361 a la extremidad superior 327 de la jaula 326 y se extiende hacia arriba para contener el par de levas 344 donde su anima de cierre hermetico 363 se aplica hermeticamente y de forma deslizante con el cierre hermetico 364 previsto sobre la leva de cuerpo 342. La cavidad cerrada hermeticamente 365 esta asf limitada por el alojamiento de presion 360, el mandril 303 y el par de levas 344, el cierre hermetico deslizante 364 y un cierre hermetico deslizante de jaula superior adicional 365 previsto entre la superficie exterior 308 del mandril 303 y la extremidad superior 327 de la jaula 326, el diametro de los cierres hermeticos deslizantes 364 previsto para ser mayor que el diametro del cierre hermetico deslizante 365 de modo que el gas presurizado puede ser introducido a esta cavidad a traves del orificio 367 provisto de valvula para actuar como una fuerza elastica pretensada conforme que tiende a desplazar el mandril 303 hacia arriba con relacion a la jaula 326, proporcionando un medio para tensar previamente de modo preferible el elemento de aprehension 325 cuando las mordazas son ajustadas. La extremidad inferior 306 del mandril 303 esta provista con un cierre hermetico anular 315, mostrado aqrn como un cierre hermetico en forma de taza, en aplicacion hermetica con la superficie interna 302 de la pieza de trabajo 301, proporcionando asf un conducto de fluido cerrado hermeticamente desde el arbol tubular del impulsor superior a traves del anima 307 del mandril 303 al revestimiento, para soportar el llenado y la contencion de presion de fluidos del pozo durante la corredera de revestimiento u otras operaciones. Ademas, las valvulas de control de flujo tal como una valvula de retencion, una valvula de alivio de presion o la denominada valvula protectora de lodo (no mostrada), pueden estar previstas para actuar junto o en comunicacion con este conducto de fluido sellado.

La herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension interior 300, asf configurada funciona de una manera completamente mecanica, muy similar a la ya descrita en la realizacion preferida de la herramienta 1 de insercion y manipulacion de tubos de aprehension exterior, donde es bloqueada y desbloqueada por rotacion, el resorte de gas proporcionando preferiblemente tension previa para ajustar las mordazas. Con referencia ahora a la fig. 17, la herramienta se ha mostrado como aparecerfa bajo aplicacion del par a derechas que provoca la rotacion y activacion del mecanismo de leva.

CRT de Aprehension Interna que Incorpora Aprehension de Cuna Helicoidal

En una realizacion adicional alternativa aun, una herramienta de insercion y manipulacion de tubos activada biaxialmente puede estar configurada para tener una aprehension de cuna helicoidal. Esta realizacion variante se ha mostrado de forma ilustrativa en la fig. 18 como una herramienta de insercion y manipulacion de tubos activada biaxialmente de aprehension interna que emplea una arquitectura de activacion mediante par caracterizada aqrn como la Configuracion 6 (vease la Tabla 1) y designada generalmente por el numero 400, donde se ha mostrado en una vista isometrica seccionada parcialmente como aparece retrafda y configurada para insertar en una pieza de trabajo tubular. Esta configuracion alternativa comparte muchas de las caracterfsticas de la realizacion de la herramienta de insercion y manipulacion de tubos de aprehension de cuna simetrica axialmente de aprehension interna 300 ya descrita, por lo tanto se describira aqrn con enfasis en las diferentes caracterfsticas arquitectonicas.

Con referencia ahora a la fig. 19, se ha mostrado la herramienta 400 de instalacion y manipulacion de tubos insertada en la pieza de trabajo 401 y aplicada con su superficie interior 402; que tiene un mandril alargado 403, que en esta configuracion funciona como el cuerpo principal.

El mandril 403 hecho a partir de un material adecuadamente fuerte y rfgido y que tiene un anima pasante central 404,

una extremidad inferior 405, y que tiene intervalos secuencialmente por encima de la extremidad inferior 405 de diametro generalmente crecientes compuestos dichos intervalos de:

intervalo de superficie de rampa doble 406, caracterizado por un perfil helicoidal estrechado hacia abajo 407 conformado generalmente como una forma roscada estrechada con paso, estrechamiento, direccion de helice, angulo de flanco de carga y angulo de flanco de punzada todos seleccionados de acuerdo con las necesidades de una aplicacion dada, pero mostrados aqrn en la realizacion preferida como una rosca en V a derechas formada por superficies de flanco de carga y de punzada 409 y 410 respectivamente que forman juntas la superficie de rampa doble 411, donde los angulos de flanco de carga y de punzada o los estrechamientos de flanco radial axial son seleccionados para ser similares a aquellos rfpicamente empleados para las superficies troncoconicas de cunas,

intervalo de rosca de jaula 412 en el que son colocadas las roscas de transporte 413 que tienen un paso que corresponde al del perfil helicoidal 407,

intervalo estriado axial 414, e

intervalo de escalon 415 que tiene un diametro recalcado a partir del intervalo estriado axial 414 para formar un escalon de carga 416, y que tiene

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una extremidad superior 417 con una cara superior 418 en la que estan colocadas ranuras de teton radial 419. Asf descrito, el mandril 403 se ha mostrado en la fig. 20 en una vista isometrica para ilustrar mejor las caractensticas no simetricas axialmente de este componente.

Con referencia de nuevo a la fig. 19, una pluralidad de mordazas distribuidas circunferencialmente y colectivamente opuestas de forma radial 420, mostradas aqrn como cinco (5), estan dispuestas alrededor de la superficie de rampa doble 411; las mordazas 420 tienen una superficie interna 421 perfilada para acoplarse generalmente a un perfil helicoidal 407 y aplicarse por deslizamiento con la superficie de rampa doble 411, y superficies externas 422, provistas tfpicamente con matrices fijadas ngidamente configuradas con una forma y un acabado superficial para acoplarse y proporcionar aplicacion de traccion con el cuerpo de tubena 401, pero como se ha mostrado aqrn, tal superficie de matriz de traccion tambien puede ser proporcionada integralmente con las mordazas 420 sobre sus superficies externas 422, formando juntas la superficie de elemento de aprehension 425 en aplicacion de traccion con la superficie interior 402 de la pieza de trabajo 401.

La jaula generalmente tubular y ngida 426, que tiene extremidades superior e inferior 427 y 428 respectivamente y una superficie interna 433, esta situada coaxialmente entre la superficie exterior 408 del mandril 403 y la superficie interior

402 de la pieza de trabajo 401, que tiene ventanas 429 en su extremidad inferior 427 en la que las mordazas 420 estan colocadas y asf alineadas axial y tangencialmente, de modo que el conjunto de mordazas 420 y la jaula 426 que forman el elemento de cuna-aprehension helicoidal 430 son mantenidos en orientacion axial y tangencial relativa controlada cuando son aplicados con la superficie de rampa doble 411 del mandril 403 para coordinar el movimiento de las mordazas individuales 420 de modo que la rotacion a derechas relativa del mandril 403 tiende a expandir radialmente de forma sincronizada la superficie de agarre 425 y la rotacion a izquierdas retrae de manera correspondiente la superficie de agarre 425. El elemento de cuna-aprehension helicoidal 430, con referencia a la fig. 16, sera reconocido a continuacion como generalmente analogo al elemento de cuna-aprehension simetrico axialmente 330, de la herramienta 300 de instalacion y manipulacion de tubos, con otros detalles que pertenecen a la estructura de matriz como ya se ha descrito con referencia al elemento de cuna-aprehension 330.

Con referencia de nuevo a la fig. 19, directamente por encima de las ventanas 429 la jaula 426 esta provista con roscas portadoras internas 431 en aplicacion de acoplamiento con las roscas portadoras externas 413 del mandril 403 donde el ajuste, la colocacion y la reaccion de estas roscas portadoras de acoplamiento estan previstas para mantener generalmente la posicion axial del elemento de aprehension de cuna 430 con relacion al mandril 403 de tal manera que las crestas de la 'rosca' de la superficie interna de acoplamiento respectivo 421 y la superficie de rampa doble 411 son mantenidas coincidentes en la posicion media de la reaccion. Asf prevista, la aplicacion de rotacion a derechas del mandril 403 con relacion a la jaula 426 tendera a empujar las mordazas 420 radialmente hacia fuera y a aplicacion con la pieza de trabajo 401, siendo controlada la cantidad de rotacion necesaria para proporcionar la expansion radial requerida por seleccion del paso y la conicidad de rosca del perfil helicoidal 407, para ajustar asf la herramienta o las mordazas, donde la reaccion entre las roscas portadoras internas 431 y los fileteados portadores externos 413 es seleccionada para permitir suficiente desplazamiento entre el mandril 403 y la jaula inferior 425 para acomodar la activacion de carga axial subsiguiente de las mordazas 420 en contacto con la pieza de trabajo 401 generalmente en la forma de una cuna- aprehension. Sin embargo a diferencia de una arquitectura de aprehension de cuna convencional, de acuerdo con la ensenanza de la presente invencion, esta arquitectura helicoidal puede estar prevista selectivamente para proporcionar activacion de carga axial para cargas aplicadas a traves del mandril 403 en ambas direcciones axiales de tension (izado) y compresion por seleccion apropiada de los angulos para superficie de flanco de carga y punzante 409 y 410 respectivamente, de modo que como se ha mostrado aqrn cuando ambos angulos son poco profundos con respecto al eje, se proporciona la activacion de carga bidireccional. A continuacion resultara evidente para un experto en la tecnica que las variables geometrica de paso, magnitud y direccion de estrechamiento, direccion de helice, angulo de flanco de carga y angulo de flanco punzante de perfil helicoidal estrechado 407 pueden todas ser seleccionadas de acuerdo con las necesidades de una aplicacion dada para controlar las relaciones entre las variables de control y de carga de rotacion aplicada, par, desplazamiento axial y carga axial y el desplazamiento radial dependiente y la fuerza de aprehension que actua en la superficie 425 del elemento de aprehension para satisfacer las necesidades de aprehension de muchas aplicaciones, La mecanica de este mecanismo de aprehension de cuna helicoidal tambien se vera a continuacion que modifica la de una arquitectura de cuna-aprehension convencional que solo proporciona activacion de carga axial unidireccional de manera que esta realizacion de la presente invencion disfruta la ventaja de proporcionar selectivamente activacion de carga axial bidireccional, ademas de otros beneficios que resultaran evidentes cuando se describa a continuacion adicionalmente esta realizacion.

Con referencia aun a la fig. 19, la extremidad superior 427 de la jaula 426 es recalcada internamente y provista con roscas de seguimiento internas 432. Por encima de la jaula 426 y montada tambien coaxialmente sobre el mandril 403 se ha previsto la leva de jaula 440 que tiene un anima interior 442, una extremidad inferior 441 y una cara perfilada superior 443 donde el anima interior 442 esta estriada axialmente para acoplarse con el intervalo estriado axial 414 del mandril

403 con el que se aplica de forma deslizante, la extremidad inferior 441 esta provista con fileteados de seguimiento externos 444 que se aplican con roscas de seguimiento internas 432 de la jaula 426.

Montada coaxialmente de nuevo sobre el mandril 403 y por encima de la leva de jaula 440, esta prevista la leva superior generalmente tubular 450 que tiene una extremidad inferior 451, con la cara perfilada inferior 452, la extremidad superior

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453 y la superficie interna hueca 454. La superficie interna 454 es recalcada internamente en la extremidad inferior 451 para formar el escalon que mira hacia arriba 455 y lleva la rosca de carga 457 en su extremidad superior 452, y esta prevista para ajustar estrechamente con el intervalo de escalon 416 del mandril 403. La cara perfilada inferior 452 es hecha corresponder con la cara perfilada superior 443 de la leva de jaula 440 e interactuar con ella formando asf juntas el par de levas de adaptador/mordaza 456, perfilado aqrn ilustrativamente como un 'diente de sierra' y que corresponden al par de levas de adaptador/mordaza de la configuracion 5 de la Tabla 1.

Hay previsto situado coaxialmente por encima del mandril 403, el adaptador de carga generalmente simetrico axialmente 460, que tiene un centro abierto 461 y extremidades superior e inferior 462 y 463 respectivamente y una cara inferior 464. El centro abierto 461 esta adaptado adecuadamente para conexion a un arbol tubular de impulsor superior en la extremidad superior 462, y en la extremidad inferior 463 adaptada para conexion ngida al casquillo tubular 470. En la cara inferior 464 del adaptador de carga 460 estan colocados y previstos tetones radiales 465 para corresponder con las ranuras de teton radiales 419 en la cara superior 416 del mandril 403 y para ademas aprovecharse mejor de la reaccion disponible entre las roscas portadoras internas 431 y los fileteados portadores externos 413, previstos para permitir solamente el acoplamiento cuando los picos y los valles del perfil de 'diente de sierra' del par de levas de adaptador/mordaza 456 estan alineados. La extremidad inferior 463 del adaptador de carga 460 esta adaptada ademas para conectar ngidamente a la leva superior 450 a traves de la rosca de carga 457 y del anillo de bloqueo de par 466, que estan fijados al adaptador de carga 460 y enchavetados tanto al adaptador de carga 460 como a la leva superior 450, junto con la rosca de carga 457 que permite la transferencia de cargas axial, de torsion y quizas de flexion entre el adaptador de carga 460 y la leva superior 430 como se requiere para su funcionamiento. El casquillo tubular 470, hecho a partir de un material adecuadamente fuerte y ngido tiene una extremidad superior 471, un anima de casquillo tubular 472 y una extremidad inferior 473, donde la extremidad superior 471 esta adaptada para conectar ngidamente a la extremidad inferior 463 del adaptador de carga 460 y la extremidad inferior 473 configurada para llevar el cierre hermetico de casquillo tubular 474 y para ajustarse estrechamente con el anima pasante central 404 del mandril 403 en su extremidad superior 417. Asf descrito, resultara evidente que el conjunto de adaptador de carga 460, la leva superior 440, el casquillo tubular 470 y el anillo de bloqueo 466 actuan juntos como un cuerpo ngido y son referidos como el conjunto adaptador 467.

Este conjunto adaptador 467 esta montado coaxialmente sobre el mandril y esta previsto de modo que el casquillo tubular 470 se extiende al anima pasante 404 del mandril 403 con el que se aplica hermetica y deslizablemente, el escalon que mira hacia arriba 464 se acopla con el escalon de carga 416 del mandril 403 limitando la extension de deslizamiento hacia arriba permitida, proporcionando transferencia de carga axial a traccion y formando el par de levas de adaptador/cuerpo 468 que corresponde al par de levas de adaptador/mordaza perfilado plano de la configuracion 5 de la Tabla 1. La cara inferior 464 del adaptador de carga 460 se acopla con la cara superior 416 del mandril 403 que limita la carrera hacia abajo, proporcionando transferencia de carga de compresion, y cuando es girada a alineacion de modo que los tetones radiales 426 que estan previstos para corresponder con las ranuras de teton radiales 417 resultan aplicados, tambien permite la rotacion y la transferencia de carga de torsion desde el conjunto adaptador 467 al mandril 403.

Con referencia aun a la fig. 19, el escalon del saliente 475 esta previsto en la extremidad superior 427 de la jaula 426 y esta dimensionado para actuar como un saliente o tope para la extremidad proximal 476 de la pieza de trabajo 401. El alojamiento 480 de presion generalmente tubular que tiene una extremidad superior 481 y una extremidad inferior 482, esta fijado hermetica y ngidamente en su extremidad superior 481 a la extremidad inferior 451 de la leva superior 450 su extremidad inferior 481 lleva un cierre hermetico 483 y esta previsto para estar en aplicacion hermetica y deslizante con la extremidad superior 427 de la jaula 426. Los cierres hermeticos 486 y 487 deslizantes y giratorios estan tambien previstos donde el cierre hermetico 486 en el intervalo de escalon 416 del mandril 403 actua para cerrar hermeticamente con la superficie interna 454 de la leva superior 450 y el cierre hermetico 487 en el mandril 403 directamente por encima del intervalo de rosca 412 de la jaula cierra hermeticamente con la superficie interna 433 de la jaula 426 de manera que junto con el arbol tubular de cierre hermetico 474 estos cierres hermeticos se vera que crean una cavidad sellada 484 limitada por alojamiento de presion 480, conjunto adaptador 467, mandril 403 y jaula 426. El diametro de los cierres hermeticos deslizantes 483 y 487 estan previstos de modo que el gas presurizado introducido en la cavidad 484 sirve para actuar como una fuerza elastica pretensada conforme que tiende a desplazar el mandril 403 hacia arriba con relacion a la jaula 426, proporcionando un medio para tensar previamente de modo preferible la superficie 425 del elemento de aprehension en la direccion de izado (tension axial) cuando la herramienta es ajustada.

Como ya se ha descrito (con referencia a la fig. 15 para la herramienta 300 de insercion y manipulacion de tubos de cuna-aprehension simetrica axialmente interna), con referencia aun a la fig. 19, la extremidad inferior 406 del mandril 403 esta provista con un cierre hermetico anular 415, mostrado aqrn como un cierre hermetico en forma de taza, que se aplica hermeticamente con la superficie interna 402 de la pieza de trabajo 401, proporcionando asf un conducto de fluido sellado desde el arbol tubular del impulsor superior a traves del adaptador de carga 460, el casquillo tubular 470, y el mandril 403 a la pieza de trabajo 401, para soportar el llenado y la contencion de la presion de fluidos del pozo durante la instalacion y manipulacion del revestimiento u otras operaciones. Ademas, las valvulas de control de flujo tales como una valvula de retencion, valvula de alivio de presion o una asf llamada valvula protectora de lodo (no mostrada), pueden estar previstas para actuar junto o en comunicacion con este conducto de fluido sellado.

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Asf la herramienta 400 de insercion y manipulacion de tubos de aprehension de cuna helicoidal activada mediante par interior, configurada, funciona de una manera completamente mecanica, similar a la ya descrita en la realizacion de las herramientas 1 y 300 de instalacion y manipulacion de tubos de aprehension de cuna axial exterior e interior. En ambas configuraciones de aprehension de cuna axial y helicoidal, los movimientos de rotacion son utilizados para ajustar y desajustar la herramienta tipicamente con una compresion axial modesta aplicada. Sin embargo con la aprehension de cuna helicoidal la posicion desajustada o retrafda no es mantenida por un pestillo, en vez de ello la rotacion aplicada al adaptador de carga para ajustar y desajustar la herramienta actua a traves de los tetones radiales 465 aplicados y de las ranuras 419 de teton radial previstas en la cara inferior 464 del adaptador de carga 460 y en la cara superior 416 del mandril 403 respectivamente para hacer girar el mandril con relacion al elemento 430 de cuna-aprehension helicoidal y asf extender (ajustar) o retraer (desajustar) las mordazas con medios de la mecanica de aprehension de cuna helicoidal estrechada como ya se ha descrito. Una vez ajustada, levantarla con el impulsor superior liberara los tetones radiales 465 y las ranuras 419 de tetones radiales permitiendo que el par de levas de adaptador/cuerpo 468 y el par de levas 456 de adaptador/mordaza interactuen de modo que proporcionen una activacion mediante par bidireccional como ya se ha descrito con referencia a la herramienta de insercion y manipulacion de tubos 220 mostrada en la fig. 11. En cada una de estas realizaciones hay previsto preferiblemente un resorte de gas para cargar o tensar previamente las mordazas cuando estan ajustadas. Con referencia ahora a la fig. 21, la herramienta ha sido mostrada como aparecena bajo aplicacion de un par a derechas que provoca la rotacion y activacion del mecanismo de leva.

Cuando no se requiere tal activacion mediante par bidireccional, el mandril 403 puede estar provisto con la extremidad superior 417 configurada para conectar directamente al impulsor superior, en cuyo caso la activacion mediante par es proporcionada solamente en la direccion del perfil helicoidal 407, mostrado aqu como a derechas. En esta configuracion, no se requiere el conjunto adaptador 467, y la jaula 425 puede estar prevista sin roscas 432 de seguimiento interno en su extremo superior 427.

Medios alternativos para ajustar y desajustar las herramientas de instalacion y manipulacion de tubos

Aunque dicha operacion completamente mecanica de las herramientas de instalacion y manipulacion de tubos, proporcionada de acuerdo con las ensenanzas de la presente invencion, evita la complejidad operativa y del sistema anadida asociados con el control accionado de una herramienta de instalacion y manipulacion de tubos que debe acomodar la rotacion, tales herramientas completamente mecanicas entranan la necesidad de coordinar la rotacion del impulsor superior para ajustar y desajustar la herramienta que consecuentemente tambien se basa en al menos alguna reaccion de par a la pieza de trabajo. Particularmente para la operacion de ajustar la herramienta, en ciertas aplicaciones, puede aun ganarse mas utilidad cuando hay previstos medios accionados para ajustar al menos la herramienta sin necesidad de una reaccion de par a la pieza de trabajo, caractensticamente una junta individual de revestimiento que podna necesitar de otra manera ser restringida o 'protegida'.

Freno de arbol accionado que se desplaza

Este puede conseguirse por distintos medios incluyendo una arquitectura que podna estar caracterizada como un freno de arbol accionado que se desplaza, previsto para interactuar con cualquiera de las herramientas mecanicas 1, 300 y 400 de instalacion y manipulacion de tubos de la presente invencion pero mostrada de modo ilustrativo en la fig. 22, un conjunto 700 de freno de arbol adaptado para utilizar por la herramienta 300 de instalacion y manipulacion de tubos de aprehension interna. Con referencia ahora a la fig. 23, el conjunto 700 de freno de arbol esta compuesto del cuerpo 701 de freno montado giratoriamente y llevado sobre el anillo saliente 350 por el cojinete 702, donde el cuerpo 701 de freno esta ademas provisto con uno o mas accionadores hidraulicos 703 (se han mostrado dos) comprendidos de pistones 704 llevados hermetica y deslizablemente en cilindros 705, previstos en el cuerpo 701 de freno, pistones 704 que tienen caras 706 de extremidad exteriores en comunicacion con fluido hidraulico introducido a traves de orificios 708, y caras de extremidad inferiores 709 que llevan pastillas de freno 710 adaptadas para aplicarse por friccion con la superficie cilmdrica exterior del anillo saliente 350. Uno o mas brazos de reaccion 711 estan ngidamente unidos al cuerpo 701 de freno y previstos para interactuar estructuralmente con el impulsor superior o estructura de plataforma de manera que reaccionen al par, cuando tubenas de control del fluido hidraulico estan tambien previstas (no mostrada) y conectadas a orificios 708 desde el impulsor superior, ambos de una manera conocida en la tecnica.

Asf configurada, y accionado sin presion hidraulica aplicada a los orificios 708, el conjunto 700 de freno de arbol es libre de girar y la operacion de la herramienta 300 de instalacion y manipulacion de tubos es identica a la ya descrita cuando se requiere una aplicacion por friccion entre el anillo saliente 350 y la extremidad proximal 351 de la pieza de trabajo 301 para proporcionar el par de reaccion para ajustar y desajustar la herramienta. Se vera que la aplicacion de presion a los orificios 708 durante el ajuste y desajuste tiende a sujetar o bloquear el elemento 330 de aprehension de cuna al cuerpo 701 de freno y al brazo de reaccion 711 y por tanto el par de reaccion requerido para ajustar y desajustar la herramienta es proporcionado a traves del brazo de reaccion a la estructura de plataforma y no a traves de la pieza de trabajo. Evitando asf la necesidad de transmitir el par de reaccion a la pieza de trabajo se tiende a impedir una rotacion posible indeseable de una junta individual tfpicamente indicada a la caja de acoplamiento que mira hacia arriba de la denominada 'rafz de revestimiento', estando la extremidad proximal de la sarta de revestimiento instalada soportada en el suelo de la plataforma.

Retraccion accionada

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Otros medios para proporcionar control de la funcion de ajuste y desajuste de herramientas de aprehension de cuna axial activadas mediante par de la presente invencion, tales como la herramienta 1 de aprehension externa y la herramienta 300 de aprehension interna, es la manipulacion accionada de cunas. Esto es generalmente conocido en la tecnica como un medio tanto para ajustar como para retraer las cunas de dispositivos tales como elevadores o "aranas" que emplean una arquitectura de cuna-aprehension. Tal accionamiento de potencia se basa tfpicamente en una, o en una combinacion de fuentes de accionamiento neumaticas, hidraulicas o electricas. En las realizaciones preferidas de la presente invencion, tal manipulacion de potencia es proporcionada preferiblemente bien por la retraccion accionada de la herramienta, o bien por la liberacion accionada de la herramienta desde la posicion de bloqueo en que en ambos casos la herramienta se basa aun en una fuerza elastica pasiva para ajustar la herramienta que proporciona un comportamiento 'seguro contra fallos'. Estos medios alternativos para proporcionar un control accionado de las funciones de ajuste y desajuste estan ahora ilustrados como que podnan ser adaptados para usar con la herramienta 300 de instalacion y manipulacion de tubos de aprehension interna.

Con referencia ahora a la fig. 24, se ha mostrado la herramienta 300 que tiene un modulo de retraccion accionada anadido, referenciado en general por el numero 720. En esta configuracion, la herramienta 300 esta configurada por otro lado como ya se ha descrito excepto en que el par de levas 344 esta previsto sin dientes de pestillo. Con referencia ahora a la fig. 25, el modulo de retraccion accionada 720 esta montado coaxialmente sobre el mandril 304 compuesto de un cuerpo 721 de accionador de retraccion sobre el que esta montado un cuerpo 722 de cierre hermetico giratoria configurado de manera adecuada para soportar la rotacion. El cuerpo 721 del accionador de retraccion es alargado y generalmente simetrico axialmente con una extremidad superior 723 una extremidad inferior 724 una superficie escalonada exterior 725 y un anima escalonada interior 726. En la extremidad superior 723, el anima escalonada 726 se aplica hermetica y deslizablemente con el mandril 304 por debajo del cual el diametro del anima escalonada 726 es recalcado para aplicarse tambien hermetica y deslizablemente con la leva 342 del cuerpo y extenderse hacia abajo a la extremidad inferior 724 que lleva roscas 727 que conectan ngidamente con la extremidad superior 362 del alojamiento de presion 360.

La superficie escalonada exterior 725 tiene un perfil que coincide generalmente con el del anima escalonada interna 726 que tiene un intervalo cilmdrico 728 que se extiende hacia abajo desde la extremidad superior 723 y que termina en el escalon 729 donde el cuerpo 722 de cierre hermetico giratorio generalmente tubular esta montado sobre el intervalo cilmdrico 728 y retenido por un anillo y ranura 730 de fijacion por salto elastico en la extremidad superior 723. El cuerpo 722 de cierre hermetico giratorio que tiene extremidades superior e inferior 731 y 732 y una superficie interior 733 esta previsto para ser ajustado estrechamente sobre el intervalo cilmdrico 727 con cierres hermeticos 734 y 735 y quizas cojinetes (no mostrado) en la superficie interior 733 en las extremidades superior e inferior 731 y 732 previstas para acomodar la rotacion mientras cierra hermeticamente aun al fluido introducido a traves del orificio 736 en el cuerpo 722 de cierre hermetico giratorio y por tanto al anima escalonada interior 726 a traves del orificio 737.

Asf configurado, el fluido presurizado introducido a traves del orificio 737 actua sobre el area anular definida por el cambio de diametro del anima escalonada 726 aplicando una fuerza ascendente al cuerpo 721 del accionador, y con referencia ahora a la fig. 26, tendiendo a mover el cuerpo 721 del accionador hacia arriba con relacion al mandril 304 con fuerza suficiente para superar cualquier fuerza elastica que tiende a tensar previamente el elemento de aprehension 325 cuando esta en la posicion ajustada, tal fuerza elastica es proporcionada preferiblemente por la presion de gas introducido a traves del orificio 367 como ya se ha descrito, y asf tiende a mantener la superficie 324 de aprehension retrafda si no soporta la carga de otro modo. Con referencia a la fig. 25, sera evidente que la presion en el orificio 736 es solamente requerida para mantener la herramienta retrafda, pero es tambien la posicion cuando la rotacion sostenida no es requerida tfpicamente en la operacion, asf el cuerpo 722 de cierre hermetico giratorio no necesita girar relativamente bajo presion, simplificando la demanda sobre los cierres hermeticos giratorios 734 y 735; y ademas, cualquier perdida inadvertida de presion de retraccion hace que la herramienta tienda a aplicar la aprehension proporcionando un comportamiento ' seguro contra fallos' deseable. La capacidad para ajustar y desajustar (retraer) asf la herramienta 300 por manipulacion de presion de fluido en el orificio 736 elimina asf la necesidad de una reaccion de par a la pieza de trabajo para bloquear o desbloquear la herramienta segun se requiera para las configuraciones completamente mecanicas.

Disparador de potencia

Con referencia ahora a la fig. 27, se ha mostrado la herramienta 300 que tiene un modulo de liberacion de potencia anadido, referenciado en general por el numero 750, en que la herramienta 300 esta mostrada en su posicion bloqueada. Con referencia ahora a la fig. 28, el modulo 750 de liberacion de potencia esta montado coaxialmente sobre la leva de cuerpo 342 y compuesto del accionado de liberacion 751, el cuerpo 752 de cierre hermetico giratorio y el anillo 753 de chaveta de grna de accionador. El accionador de liberacion 751 es generalmente simetrico axialmente con una extremidad superior 754, una extremidad inferior 755, superficie exterior 756 y un anima escalonada interior 757. El anima escalonada interior 757 esta prevista en la extremidad inferior 755 para aplicarse hermetica y deslizablemente con la leva 342 del cuerpo por debajo del escalon 345; a continuacion por encima de la extremidad inferior 755, el anima escalonada interior 757 es recalcada en el escalon 758 que mira hacia arriba en una magnitud correspondiente al ajuste del escalon 345 y se extiende hacia arriba para crear un intervalo 759 de anima del cierre hermetico que se aplica de nuevo hermetica y deslizablemente con la leva 342 del cuerpo; por encima del intervalo 759 del anima de cierre

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hermetico el anima escalonada interior 757 conecta ngidamente con el anillo de chaveta de gma de 753 en la extremidad superior 754 situada por encima del anillo de bloqueo 348. El anillo 753 de chaveta de gma tiene una cara inferior 780 y la superficie interior 781 enchavetada de manera deslizable al mandril 304. El cuerpo 752 de cierre hermetico giratorio esta montado sobre la superficie exterior 756 del accionador de liberacion 751 y generalmente configurado para funcionar como un cierre hermetico giratorio de una manera similar a la ya descrita para el modulo 720 de retraccion accionada, que proporciona un trayecto de fluido sellado a la region sellada entre el anima escalonada interior 757 y la leva 342 del cuerpo a traves del orificio 782. Asf ensamblada la longitud entre la cara inferior 780 del anillo de chaveta de gma 753 y el escalon 758 que mira hacia arriba esta prevista para que sea mayor que la longitud desde el escalon 345 de la leva 342 de cuerpo al anillo de bloqueo 348 en una cantidad que define la carrera del accionador de liberacion 751 que es dejado que se extienda hacia abajo cuando es empujado por el fluido presurizado que entra por el orificio 782 hasta que el anillo de chaveta de gma 753 hace contacto con el anillo de bloqueo 348, el accionador extiende la posicion, o retrae hacia arriba bajo aplicacion de una fuerza ascendente hasta que el escalon 758 enfrentado hace contacto con el escalon 345, la posicion retrafda del accionador, pero se impide que gire con respecto a la leva 342 del cuerpo por el anillo de chaveta de gma 753.

Con referencia de nuevo a la fig. 27 el accionador de liberacion 751 esta ademas configurado en su extremidad inferior 755 para llevar uno o mas tetones 783 que miran hacia abajo perfilados con caras estrechadas 784 orientadas en una direccion de helice a derechas y previstas para alinearse generalmente con bordes estrechados 786 de ranuras 785 que miran hacia arriba situadas en la extremidad superior 362 del alojamiento de presion 360 cuando el par de levas 344 esta en su posicion bloqueada y el accionador 751 esta en su posicion retrafda. Asf configurado, y con referencia ahora a la fig. 29 cuando el accionador de liberacion 751 es desplazado desde su posicion retrafda a su posicion extendida, las caras estrechadas 784 de los tetones 783 son llevadas a aplicacion con bordes estrechados correspondientes 786 donde el angulo de estrechamiento es seleccionado para promover el deslizamiento y por tanto induce a la leva 342 de cuerpo a girar a derechas con respecto a la leva 340 de jaula, cuya accion libera el pestillo permitiendo que la herramienta se mueva a su posicion ajustada sin necesidad de una reaccion de par a la pieza de trabajo. La carrera del accionador 751 esta prevista para que sea suficiente para liberar asf el pestillo del par de levas 344 pero no tan grande como para permitir que los tetones 783 interfieran con un movimiento relativo del par de levas 344 cuando esta aplicado en la las posiciones de montaje o desmontaje. El angulo del borde estrechado 786 es ademas seleccionado de manera que bajo la aplicacion del accionador 751 de par a izquierdas tiende a ser empujado para retraerse, asf si se permite que el fluido hidraulico se drene desde el orificio 782 la herramienta puede ser vuelta a bloquear pero si no, se impide el nuevo bloqueo de la herramienta. Este comportamiento proporciona un medio para impedir selectivamente el bloqueo inadvertido de la herramienta por control remoto del estado de la tubena hidraulica, reduciendo la posibilidad de liberacion de la aprehension accidental.

Realizaciones preferidas de cualesquiera herramientas de instalacion y manipulacion de Tubos Interior en combinacion con elevador de elevacion suplementario, Articulacion y Flotacion

Para mejorar adicionalmente la utilidad de las herramientas de instalacion y manipulacion de tubos de aprehension interior tales como las herramientas 300 o 400, en aplicaciones tales como la instalacion y manipulacion de revestimientos, como en las otras realizaciones, la herramienta puede ser provista con un elevador de elevacion suplementario como se ha descrito por Slack y col., en la Patente Norteamericana 6.732.822 B2, en la que la carrera requerida para ajustar y desajustar la herramienta de instalacion y manipulacion de tubos puede ser utilizada para abrir y cerrar el elevador.

De manera similar, la utilidad tanto de las configuraciones interior como exterior de herramientas de instalacion y manipulacion de tubos 400, 300 y 1 respectivamente, puede ser ademas mejorada. para algunas aplicaciones, cuando es conectada al impulsor superior a traves de un impulsor subordinado de articulacion como se ha descrito en la Patente Norteamericana 6.732.822 B2 y su continuacion en la solicitud parcial N° 10/842.955.

CRT de Aprehension Externa que Incorpora Elemento Expansivo Interno

Aun en otra realizacion de la presente invencion, el adaptador de carga de la herramienta de aprehension esta previsto como un conjunto con un miembro expansivo que tambien se aplica a una superficie de pieza de trabajo en respuesta a una carga axial. Esta realizacion es descrita a continuacion en su configuracion preferida en la que el elemento de aprehension se aplica a la superficie exterior de la pieza de trabajo tubular y el elemento expansivo a la superficie interior de la pieza de trabajo en una ubicacion preferiblemente opuesta a la aplicada por el elemento de aprehension para soportar asf la pared tubular de su tendencia a colapsarse bajo la influencia de la fuerza de aprehension exterior y aumentar simultaneamente la capacidad de aprehension de la herramienta. Esta realizacion de una herramienta de instalacion y manipulacion de tubos esta mostrada de forma ilustrativa en la fig. 30 tal y como se aplicana a una arquitectura de Configuracion 2 (de la Tabla 1), y esta designada generalmente por el numero 600. Para continuidad y claridad pedagogica, la herramienta 600 de instalacion y manipulacion de tubos esta mostrada generalmente en este documento como una modificacion de la realizacion algo simplificada mostrada en la fig. 11 y ya descrita en referencia a la herramienta 220 de instalacion y manipulacion de tubos activada por par de aprehension externa. Ademas, como las caracterfsticas arquitectonicas cambiadas afectan en su mayor parte al adaptador de carga, el elemento sera descrito a continuacion.

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Con referencia aun a la fig. 30, la herramienta 600 de instalacion y manipulacion de tubos es insertada coaxialmente en la extremidad proximal de la pieza de trabajo 601; tiene un subconjunto 602 de adaptador de carga comprendido de mandril 603, tuerca de reaccion 604, elemento expansivo 605 y cuerpo 606 de leva todos montados coaxialmente y llevados por el mandril 603.

Con referencia ahora a la fig. 31, el mandril 603 alargado y generalmente simetrico axialmente es hecho a partir de un material adecuadamente fuerte y ngido que tiene una extremidad superior 607 una extremidad inferior 608 y un anima pasante central 609, y que tiene intervalos secuencialmente hacia arriba desde la extremidad inferior 608 de diametro exterior generalmente creciente compuesto de: rosca de reaccion 610 por encima de la cual se extiende el casquillo 611 generalmente tubular hacia arriba a estnas axiales 612 que terminan en un recalcado de diametro que crea un escalon 613 de mandril que mira hacia abajo, por encima del cual el diametro exterior sigue siendo cilmdrico a la extremidad superior 607 que esta adaptada adecuadamente para conexion a un arbol tubular de impulsor superior por la conexion de caja 614.

El cuerpo de leva 606 es generalmente simetrico axialmente, con una extremidad superior 615 una extremidad inferior 616, una cara superior 617, una superficie exterior 618 y una superficie interior 619 generalmente cilmdrica que tiene ranuras estriadas axiales 620 en la extremidad superior 615 y que esta generalmente dimensionada para ajustar estrechamente sobre el casquillo tubular 611 del mandril 603 donde estan previstas las ranuras estriadas axiales 620 para acoplarse y aplicarse deslizablemente con las estnas axiales 612 del mandril, que deslizando axialmente hacia arriba es restringido por contacto entre la cara superior 617 y el escalon 613 del mandril que mira hacia abajo; siendo la superficie exterior 618 generalmente cilmdrica hacia arriba desde la extremidad inferior 616 a una ubicacion en su cuerpo central 621 en la que el diametro es recalcado para formar una cara de leva 622 que mira hacia abajo, extendiendose entonces la superficie exterior cilmdricamente hacia arriba y de nuevo recalcado en la extremidad superior 615 para ajustar estrechamente dentro del cuerpo principal 650.

Con referencia ahora a la fig. 32, el elemento expansivo 605 esta preferiblemente previsto como un subconjunto coaxial compuesto de manguitos de extremidad de resorte superior e inferior 630 y 631 generalmente tubulares respectivamente, separados por una pluralidad de espiras helicoidales 632 estrechamente espaciadas;

hechos a partir de un material elasticamente deformable aun adecuadamente fuerte, preferiblemente rectangular en seccion transversal, que tiene bordes lisos 633 que ajustan estrechamente y extremidades 634 de la espira redondeadas axialmente coincidentes que forman juntas un elemento 635 de resorte helicoidal generalmente tubular;

manguitos de extremidad elasticos 630 y 631 estan previstos con extremidades concavas 636 que miran hacia dentro que se acoplan con extremidades 637 de espira redondeadas y caras de extremidad planas superior e inferior 638 y 639 que miran hacia fuera respectivamente, asf el elemento expansivo previsto 605 es un conjunto generalmente tubular definido generalmente por los diametros de superficies externa e interna cilmdricas 640 y 641 respectivamente, en que el diametro de la superficie externa 640 es seleccionado para ajustarse estrechamente dentro del margen de tolerancia del giro de la pieza de trabajo 601 y el diametro de la superficie interna 641 esta ajustando estrechamente en el exterior del casquillo tubular 611.

Con referencia de nuevo a la fig. 31, el elemento expansivo 605 esta colocado coaxialmente sobre el casquillo tubular 611 del mandril 603 donde es retenido por una tuerca de reaccion 604 roscada internamente generalmente tubular que se aplica mediante roscado con la rosca de reaccion 610 del mandril.

Asf ensamblado, el subconjunto 602 adaptador de carga esta previsto para ajustar coaxialmente dentro del cuerpo principal 650 y es retenido en el por el collarm de carga 651; el collarm de carga 651 esta conectado ngidamente al cuerpo principal 650 y tiene una cara de extremidad inferior 652 que se aplica con la cara superior 617 del cuerpo de leva 606 para formar un par de levas 653 correspondiente al par de levas de cuerpo/adaptador de paso plano o cero de configuracion 2 de la Tabla 1. Como ya se ha descrito con referencia a la herramienta 220 de instalacion y manipulacion de tubos, el cuerpo principal 650 tiene una superficie de rampa 654 simetrica axialmente interior, que soporta en general y se aplica con el elemento 655 de cuna-aprehension, el elemento de aprehension 655 compuesto de mordazas 656 que se aplican de manera deslizable axial y rotacionalmente con la superficie de rampa 654 y alineadas y llevadas en la jaula 657 que tiene una extremidad superior 658 provista con la leva de jaula 659 enfrentada y opuesta a la cara de leva 622 del cuerpo de leva 606 con la que se acopla para formar un par de levas 660, el par de levas de mordaza/adaptador de la configuracion 2 de la Tabla 1, en que el perfil de leva esta aqrn previsto como un 'diente de sierra'. En esta configuracion, y con referencia ahora a la fig. 33A, el par de levas plano 653 permite la rotacion entre el cuerpo principal y el adaptador de carga, mientras esta aun transfiriendo la carga axial, a la manera de una conexion giratoria; y el perfil de diente de sierra del par de levas 660, proporciona las mismas funciones de acoplamiento helicoidal a izquierdas y derechas que la configuracion de base, definiendo asf la rotacion relativa de paso helicoidal a la carrera axial relativa entre la superficie de rampa 654 y las mordazas 656 causando la activacion mediante par de la aprehension de cuna, como se ha mostrado en la fig. 33A, en que la herramienta de instalacion y manipulacion de tubos 600 es bajada como aparecena bajo aplicacion de un par a derechas que causa la rotacion y activacion del mecanismo de leva, y bajo aplicacion de la carga de izado.

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El efecto de la rotacion relativa y transferencia de par, entre el mandril 603 y la pieza de trabajo 601, es evidente porque el par de levas 660 de mordaza/adaptador es desplazado rotacionalmente a lo largo de la helice a derechas que tiende a separar la jaula 657 y el cuerpo de leva 606 forzando el cuerpo principal 650 hacia arriba y asf accionar las mordazas 656 hacia dentro a aplicacion adicional con la pieza de trabajo 601 cuando se requiere para producir una fuerza de aprehension. (El efecto de la rotacion a izquierdas se vera para aplicar las superficies de la helice de acoplamiento a izquierdas del perfil en diente de sierra proporcionado por el par de levas 660 con un efecto similar). Con referencia de nuevo a la fig. 31, cuando el mandril 603 es conectado a un impulsor superior a traves de la conexion 614, el par a derechas o a izquierdas aplicado por el impulsor superior es asf transferido al mandril 603 y a traves de la conexion estriada formada entre las estrfas axiales 612 del mandril y las ranuras estriadas 620 al cuerpo de leva 606, donde una primera parte reacciona a traves del deslizamiento por friccion sobre la cara superior 617 al cuerpo principal 650 y una segunda parte a traves del par de levas 660; sin embargo ambas partes de la carga de par reaccionan a continuacion al elemento de aprehension 655 y por tanto a la pieza de trabajo 601.

El efecto de la carga de izado y la manera de su transferencia a la pieza de trabajo es descrito a continuacion con referencia a la fig. 33A, en que la trayectoria de la carga axial seguida por el impulsor superior se ve que pasa hacia abajo a traves del mandril 603, a traves de la tuerca de reaccion 604, y hacia arriba al manguito de extremidad elastico inferior 631, que tiende a colocar el elemento elastico 635 en compresion. Bajo compresion, las espiras helicoidales 632 tienden a deformarse elasticamente de modo que se acorten, posiblemente se tuerzan, es decir, se retuerzan, y se expandan radialmente hacia fuera y a contacto con la superficie interior de la pieza de trabajo 601 forzando asf a sus bordes 633 a apoyarse uno contra otro induciendo una tension circunferencial de compresion en el elemento elastico 635 con una tension de contacto o carga de presion radial resultante contra la pieza de trabajo 601 cuya tension de contacto radial resiste a traccion correlativamente el deslizamiento axial sobre la interfaz entre el elemento elastico 635 y la pieza de trabajo 601 dando como resultado una transferencia de carga axial desde el elemento elastico a la pieza de trabajo cuando es gobernada por la capacidad de tension de cizalladura de traccion interfacial. La relacion entre la carga de compresion aplicada y la carga radial y la torsion resultante es controlada, en parte, por la seleccion del angulo de helice, que en la realizacion preferida, es seleccionada de modo que sea ligeramente menor de 45° con respecto al eje del cilindro, cuya seleccion proporciona una tension circunferencial casi igual a la tension axial aplicada, cuyo estado de tension biaxial tiende a maximizar la capacidad de carga. Los diametros sin cargar de las superficies cilmdricas externa e interna 640 y 641 respectivamente del elemento de expansion 605 son seleccionados ademas para asegurar que bajo la carga de compresion que tiende a expandir las extremidades de espira redondeadas 637 del elemento elastico 635, el area en aplicacion de acoplamiento con las extremidades concavas 636 que miran hacia dentro de los manguitos de extremidad elasticos 630 y 631 es aun suficiente para soportar la carga de compresion requerida.

Con tal de que la fuerza de compresion sobre la parte inferior del elemento elastico 635 tienda a hacerlo deslizar hacia arriba con respecto a la pieza de trabajo 601, la tension de cizalladura interfacial transfiere una parte de la carga axial de manera que la carga soportada a lo largo de la longitud del elemento elastico 635 es reducida monotonamente desde la parte inferior a la parte superior del elemento elastico 635 de una manera logantmica, analoga a la de la tension en una cuerda enrollada sobre un cabrestante giratorio y que reacciona con el, donde sera evidente que un elemento mas largo da como resultado una mayor reduccion de carga desde la parte inferior a la superior. La parte de la carga de compresion axial que permanece en la parte superior del elemento elastico 635 reacciona hacia arriba y al cuerpo de leva 650 y desde allf es transportada hacia abajo a traves del cuerpo principal 650 y del elemento de cuna-aprehension 655 a la pieza de trabajo 601 donde las mordazas 656 del elemento de aprehension 655 estan preferiblemente previstas para aplicarse y cargar radialmente la superficie exterior de la pieza de trabajo tubular 601 directamente fuera del intervalo bajo la carga radial interna a partir del contacto con el elemento elastico 635 para asf 'aplastar' la pared tubular evitando la tendencia a colapsarse bajo la influencia de la fuerza de aprehension exterior o a sobresalir similarmente bajo la accion de la fuerza de aprehension expansiva interior, donde la combinacion de la transferencia de carga axial sobre ambas superficies interior y exterior aumenta la capacidad de aprehension de la herramienta.

Asf configurado resultara evidente para un experto en la tecnica que esta realizacion de la presente invencion puede ser adaptada para satisfacer las necesidades de muchas aplicaciones. Por ejemplo, para proporcionar una capacidad de izado adecuada para una construccion de un pozo tubular tfpico y dar servicio a aplicaciones la ventaja mecanica requerida para proporcionar un rendimiento y una fiabilidad satisfactorios de las herramientas de izado tubulares que se basan solamente en una arquitectura de aprehension por cuna da como resultado una estructura superficial de aprehension y una tension de contacto que conducen de forma caractenstica a marcar o dejar huella en la superficie de la pieza de trabajo. Esto es indeseable pero diffcil de resolver con longitudes razonables dada la mecanica de la aprehension por cuna solamente. Sin embargo de acuerdo al metodo de la presente invencion la capacidad de aprehension por cuna es aumentada por la capacidad de soporte y aprehension de un elemento de expansion en el que la longitud, el angulo de helice y otras variables pueden ser seleccionadas para reducir en gran medida la carga soportada por el elemento de aprehension por cuna que tiende a reducir en gran medida la fuerza radial inducida por el izado y ademas a soportar el uso de un marcado reducido o de las asf llamadas matrices que no marcan generalmente.

Cuando tales aplicaciones podnan beneficiarse de otra posibilidad de marcado reducido a partir de la carga inducida por el par sobre las mordazas 656, las estrfas 612 y las ranuras estriadas 620 pueden ser omitidas y con referencia ahora a la fig. 33 B reemplazadas perfilando superficies de acoplamiento del escalon 613 del mandril y de la cara superior 617 del cuerpo 606 de leva con un perfil en diente de sierra formar un par de levas 670 de mandril/expansivo, cuyo par de lemas

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tiende entonces a actuar para desplazar parcialmente el elemento expansivo 605 bajo aplicacion mediante par que induce una parte del par aplicado para reaccionar a traves del elemento expansivo 605 y a la pieza de trabajo 601 reduciendo asf el par transferido a traves de las mordazas 656.

Herramienta de Cuna de Suelo de Plataforma de Aprehension Exterior Activada mediante Par

En la realizacion preferida de la presente invencion, que incorpora un mecanismo de aprehension biaxial auto-activado a una herramienta generalmente denominada como una herramienta de reaccion 500 de suelo de plataforma, adecuada para usos que abarcan e incluyen en general la funcionalidad de cunas de suelo de plataforma, el elemento de aprehension esta previsto como un conjunto de cunas modificadas 505 que actuan como una cuna-aprehension, activada de acuerdo con la arquitectura de la configuracion 4 como se ha identificado en la Tabla 1. Con referencia ahora a la fig. 34, la herramienta de reaccion 500 de suelo de plataforma esta mostrada con cunas 505 que se pueden retirar aplicadas con la pieza de trabajo tubular 501. Con referencia ahora a la fig. 35, la herramienta de reaccion de suelo de plataforma tiene un adaptador de carga 502 alargado, hueco y simetrico axialmente en general, configurado en su extremidad inferior 511 para sobresalir e interactuar con la plataforma y el suelo de la plataforma, en la abertura del suelo de plataforma a traves de la cual son transportadas las sartas de tubos hacia dentro y hacia fuera del anima del pozo para transferir asf cargas axial y de torsion llevadas por la pieza de trabajo tubular 501 que actua como el segmento o junta proximal de tales sartas de tubos; un cuerpo principal 503 alargado tubular generalmente simetrico axialmente situado coaxialmente dentro y soportado por el adaptador de carga 502; el cuerpo principal 503 esta hecho de un material fuerte y ngido adecuado, tiene una superficie exterior 530 generalmente cilmdrica, una caja de extremidad inferior 531, una caja de extremidad superior 532, y una superficie de rampa troncoconica 504 interna simetrica axialmente de radio decreciente en la direccion axial hacia abajo, en que el grosor de pared del cuerpo principal 503 es seleccionado para permitir que funcione como la "cubeta de cunas" en un mecanismo de cuna-aprehension que se aplica de manera deslizante generalmente de forma axial y rotacional con las cunas 505 que se pueden retirar cuando se aplican mediante traccion a la pieza de trabajo tubular 501 y la carga de reaccion aplicada o soportada por la pieza de trabajo.

Con referencia ahora a la fig. 36, las cunas 505 estan de la manera usual compuestas de una pluralidad de segmentos o mordazas 506, algunos de los cuales estan mostrados arbitrariamente aqu como tres (3), alineados y unidos parcialmente por dos conjuntos de articulaciones con espigas 507P que permiten que las cunas 505 sean situadas alrededor y retiradas de la pieza de trabajo 501 para su instalacion y retirada respectivamente, de manera bien conocida en la tecnica. Hay previstos preferiblemente medios para alinear de forma positiva el par de mordazas sin espigas axialmente, cuando las cunas 505 son situadas alrededor de la tubena, como mediante las orejetas de una articulacion 507U sin espigas. Unos enlaces de manipulacion flexibles (no mostrados) estan preferiblemente tambien fijados a las cunas, de una manera conocida en la tecnica, para soportar su instalacion y retirada dentro y fuera de la cubeta de cunas. De acuerdo con el metodo de la presente invencion, las cunas 505 estan provistas con tetones 508 de leva de mordazas alineados axialmente fijados ngidamente y sobresaliendo radialmente desde el exterior de cada mordaza 506 cerca de sus extremidades superiores 509.

Con referencia de nuevo a la fig. 35, el adaptador de carga 502, hecho de un material adecuado fuerte y ngido, es generalmente cilmdrico en su superficie exterior, tiene un escalon 510 interno que mira hacia arriba en su extremidad inferior 511, un anima generalmente cilmdrica a lo largo de la longitud de su cuerpo 512, que ajusta estrechamente a la superficie exterior 530 del cuerpo principal 503, y esta ngidamente fijada en su extremidad superior 513 a la placa de leva 520 del adaptador superior. Con referencia a la fig. 34, la placa de leva 520 del adaptador esta similarmente hecha de un material fuerte, grueso y ngido adecuadamente y configurada generalmente como una pestana que mira hacia dentro en la parte superior del adaptador de carga 502 y que actua funcionalmente como parte del mismo; teniendo la placa de leva 520 del adaptador una cara de extremidad superior 521, un anima 522 lo bastante grande para admitir las extremidades superiores 509 de las mordazas de cuna 506 cuando las cunas 505 estan situadas alrededor de la pieza de trabajo 501, pero lo bastante pequeno para no admitir los tetones 508 de la leva de mordazas, excepto en ubicaciones en las que hay previstas muescas 523 en la placa de leva 520 del adaptador superior en ubicaciones circunferenciales distribuidas uniformemente para coincidir generalmente con la distribucion de los tetones 508 de la leva de mordaza. Esta disposicion permite entonces la instalacion o retirada de las cunas 505 respectivamente dentro o fuera del espacio anular entre la superficie de rampa 504 y la pieza de trabajo 501, cuando las cunas 505 son hechas girar para alinear los tetones 508 de la leva de mordaza con la muescas 523 en la placa de leva 520 del adaptador superior.

Con referencia de nuevo a la fig. 35, el escalon 510 que mira hacia arriba del adaptador de carga 502 lleva la leva 514 del adaptador inferior y esta ngidamente unido a ella; la leva 514 del adaptador inferior esta hecha a partir de un material adecuado fuerte y ngido de forma generalmente tubular de un grosor que corresponde generalmente a la cara de extremidad superior 531 del cuerpo principal 502, teniendo su cara superior 515 perfilada para corresponder y acoplarse con la cara de extremidad inferior 531 perfilada de manera similar del cuerpo principal 503 para formar un par de levas de cuerpo/adaptador 540 de configuracion 4 en la Tabla 1 compuesta entonces de la leva de cuerpo 541 y de la leva 542 del adaptador inferior. Como resultara evidente de una revision de la Tabla 1, el termino "par de levas" abarca variantes en las que el par de levas tiene un paso cero destinado a permitir solamente el movimiento rotacional sin un desplazamiento axial acompanante. Con referencia ahora a la fig. 14, el perfil del par de levas 540 sigue de nuevo una forma de 'dientes de sierra', que proporciona las mismas funciones helicoidales generales, acoplando la carrera axial a una rotacion a

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izquierdas y a derechas, como ya se ha explicado con referencia a las figs. 5 y 6, cuya forma proporciona una activacion mediante par bidireccional en esta realizacion preferida de la herramienta de reaccion 500 de suelo de plataforma.

As^ configurada, y con referencia ahora a la fig. 37, la herramienta de reaccion 500 de suelo de plataforma responde a una rotacion a derechas aplicada a la pieza de trabajo 1 por movimiento restringido por el paso de las superficies de helice a derechas de acoplamiento del perfil en diente de sierra proporcionado por el par de levas 540, haciendo asf que el cuerpo principal gire y se mueva axialmente hacia arriba llevando los tetones 508 de leva de mordaza a contacto con la cara de extremidad inferior 521 de la placa de leva 520 del adaptador superior formando asf el par de levas 524 de mordaza/adaptador de la configuracion 4 de la Tabla 1 y haciendo reaccionar otro componente axial del movimiento helicoidal causado por rotacion a una carrera hacia abajo de las cunas 505 en la cubeta de cuna o rampa de superficie 504, haciendo que la fuerza de cuna-aprehension aumente y asf reaccione el par. Sera evidente que las dimensiones de los distintos componentes que interaction son seleccionadas para asegurar que los tetones 508 de la leva de mordaza sobresaldran ambos por debajo de la placa de levas 520 del adaptador superior cuando se ajustan las cunas, no hacen contacto con la cara de extremidad superior 532 del cuerpo principal 503, y no cortan a las muescas 523 cuando la herramienta 500 es activada en rotacion. Sin embargo, para asegurar mas sistematicamente los tetones 508 de leva de mordaza se alinean con las muescas 523 previstas en la placa de leva 520 del adaptador superior, particularmente despues de la aplicacion de par que puede hacer posiblemente que las cunas 505 giren en la superficie de rampa 504 del cuerpo principal 503 bajo por ejemplo condiciones de lubricacion inadecuadas, la extremidad de cara superior 532 puede estar prevista para extenderse generalmente para solaparse con el intervalo en el que los tetones 508 de leva de mordaza, pero tienen cavidades (no mostradas) en las que los tetones 508 de leva de mordaza pueden situarse cuando las cunas son ajustadas. Este medio de enchavetar los tetones 508 de la leva de mordazas al cuerpo principal 503 da como resultado una arquitectura consistente con la configuracion 5 de la Tabla 1 donde las mordazas son restringidas generalmente para impedir la rotacion relativa pero aun se muevan axialmente con relacion al cuerpo principal 503.

Esta configuracion de la herramienta de reaccion 500 de suelo de plataforma, asegura ademas que el peso del cuerpo principal 512 en combinacion con el peso de la sarta soportado por la pieza de trabajo 501 actua a traves del par de levas 540 y devuelve el cuerpo principal 512 a su posicion ajustada cuando las cargas de par que causan la rotacion son retiradas. Para aplicaciones en que las cargas de gravedad no estan axialmente alineadas con la herramienta, como por ejemplo en plataformas inclinadas o plataformas de perforacion direccional de tubena horizontal (HDD), o insuficientes de otro modo, pueden preverse medios para orientar y volver a ajustar de otro modo la posicion del par de levas 540 de tal modo que un resorte de compresion (no mostrado) actue entre la cara de extremidad superior 532 de la placa de levas 520 del adaptador del cuerpo principal 503 .

La herramienta de reaccion 500 de suelo de plataforma es utilizada en operaciones de instalacion y manipulacion de tubos de una manera similar a las cunas de suelo de plataforma, en que las cunas 505 son ajustadas en la cubeta de cuna o superficie de rampa 504, alrededor del segmento proximal de la sarta de tubos (pieza de trabajo 501) que es manipulada, para soportar el peso de la sarta a traves del suelo de plataforma, y retirada cuando el peso de la sarta esta soportado a traves de la torre y la sarta esta siendo subida o bajada en el anima del pozo. Sin embargo de modo distinto a las cunas convencionales, en las que el par aplicado a la pieza de trabajo 501 en cualquier direccion con las cunas ajustadas, como ocurre en las operaciones de funcionamiento tales como montaje o desmontaje de la conexion, tiende a provocar la rotacion sin restricciones de las cunas en la cubeta de cunas, el par aplicado a la pieza de trabajo 501 soportada por la herramienta de reaccion 500 de suelo de plataforma, tiende inicialmente a provocar la rotacion del cuerpo principal 512 con relacion al adaptador de carga 502 sobre la superficie de superficies de acoplamiento del par de levas 540, cuya rotacion es detenida por contacto entre las superficies de acoplamiento del par de levas 524 causando entonces la activacion mediante par como ya se ha descrito. Esta rotacion inicial y por tanto el inicio de activacion mediante par solamente ocurre si la fuerza tangencial del par aplicado excede del par de reaccion generado por la carga axial llevada por el par de levas 540 cuya relacion es controlada por seleccion de los pasos de helice del par de levas 540 en combinacion con otras variables de geometna y friccion para promover la activacion mediante par adecuada a carga axial baja e impedir simultaneamente el exceso de activacion mediante par a una carga axial elevada que podna aplastar de otro modo la pieza de trabajo bajo la accion de las fuerzas radiales generadas por el mecanismo de cuna- aprehension.

En una operacion que utiliza un impulsor superior para ensamblar una sarta de tubos o de revestimiento, compuesta de segmentos de tubena roscados con caja hacia arriba y espiga hacia abajo orientados convencionalmente, la herramienta de instalacion y manipulacion de tubos y las herramientas de reaccion de suelo de plataforma de la presente invencion pueden ser utilizadas ambas para beneficiarse como se describira a continuacion con referencia a las figs. 1 y 34, para la configuracion de aprehension exterior de la herramienta 1 de instalacion y manipulacion de tubos de la fig. 1 y la herramienta de reaccion 500 de suelo de plataforma que aprehende exteriormente de manera similar a la fig. 34.

Con la herramienta de instalacion y manipulacion de tubos 1, fijada a un impulsor superior en su posicion bloqueada, una herramienta de reaccion 500 de suelo de plataforma posicionada para actuar como cunas de suelo de plataforma que soportan una parte de una sarta de revestimiento ensamblada parcialmente, un segmento de tubena, que es la pieza de trabajo tubular 1, es posicionado coaxialmente bajo la herramienta de instalacion y manipulacion de tubos 1 y soportada separadamente como mediante un sistema de manipulacion o por ejemplo elevadores de junta individuales.

La herramienta 1 de instalacion y manipulacion de tubos es a continuacion bajada sobre la extremidad proximal superior

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de la pieza de trabajo tubular 2 hasta que hace contacto con la superfine saliente 67 de la jaula 60. Bajar aun mas la herramienta 1 tiende a transferir la carga elastica sobre el impulsor superior proporcionando una aplicacion por traccion entre la extremidad superior de la pieza de trabajo 2 y la superficie saliente 67.

El impulsor superior es a continuacion hecho girar en una direccion para liberar los dientes del pestillo 108 y 110 cuya accion tiende a hacer girar el cuerpo principal 30 con relacion a la jaula 60, cuando es restringida de rotacion por su aplicacion por traccion con la pieza de trabajo 2, cuya aplicacion por traccion esta prevista que sea mayor que el arrastre rotacional de los cierres hermeticos y mordazas 50 sobre el cuerpo principal 30.

Despues de una rotacion suficiente para liberar los dientes del pestillo 108 y 110, el impulsor superior es movido hacia arriba haciendo que el cuerpo principal 30 se mueva axialmente hacia arriba con relacion a la jaula 60 que tiende a permanecer en contacto, en su superficie saliente 67, con la pieza de trabajo 2, bajo la accion de la fuerza del resorte de gas ayudada por la gravedad. El movimiento o carrera relativo axial hacia arriba del cuerpo principal 30 fuerza a las mordazas 50 hacia dentro y continua hasta que la superficie de aprehension interior 51 de las mordazas 50 se aplica con la pieza de trabajo tubular 2. Un movimiento adicional hacia arriba transfiere completamente la carga de resorte de gas restante desde el impulsor superior para reaccionar a traves de las mordazas 50 de modo que las active y tense previamente, aprehendiendo la pieza de trabajo 2 en cooperacion con la carga de izado axial que puede ser aplicada a continuacion para levantar la pieza de trabajo tubular 2 o segmento del tubo independiente del brazo de manipulacion o elevadores de junta individuales.

El impulsor superior y quizas otro equipamiento de manipulacion de tubos es a continuacion manipulado para alinear y aplicarse coaxialmente con la rosca del pasador en la extremidad inferior del segmento de tubena de la pieza de trabajo 2 a las roscas de la caja de acoplamiento en la extremidad proximal de la pieza de trabajo 501 que es por sf misma la junta proximal de la sarta de revestimiento ya ensamblada, que se extiende al anima del pozo y soportada axialmente en el suelo de perforacion por una herramienta de reaccion 500 de suelo de plataforma, en que operaciones diferentes que utilizan cunas convencionales, devuelven los tetones que no se requieren, ahorrando tiempo y reduciendo el riesgo humano.

El impulsor superior es a continuacion hecho girar y el par de montaje transferido a traves de la herramienta 1 de instalacion y manipulacion de tubos, cuyo par es de magnitud suficiente para que las mordazas 50 deslicen con relacion al cuerpo principal 30 y giren hasta que la leva de jaula 101 se aplique a la leva del cuerpo 102 fijada al cuerpo principal 30 impidiendo de forma sustancial una rotacion relativa adicional entre las mordazas 50 y el cuerpo principal 30 al tiempo que el par que activa la fuerza de aprehension, es decir, que aprieta la aprehension en proporcion al par aplicado, tiende a impedir el resbalado entre las mordazas 50 y el segmento de tubo de la pieza de trabajo 2 permitiendo el montaje de la conexion roscada al par prescrito.

Simultaneamente, el comportamiento similar de aprehension activada mediante par de la herramienta de reaccion 500 de suelo de plataforma reacciona este par en el suelo de plataforma donde puede ocurrir alguna rotacion del cuerpo principal. Despues de que el par de montaje es liberado, la rotacion del cuerpo principal que ocurre en la herramienta de reaccion del suelo de plataforma tiende a invertirse. Aqrn de nuevo, se elimina la operacion de retirar los tetones devueltos segun sea requerido cuando se utilizan cunas convencionales.

La carga de izado de la sarta de tubos es ahora transferida a traves de la aprehension activada por carga axialmente de la herramienta 1 de instalacion y manipulacion de tubos, cuando la sarta es levantada para liberar las cunas 505 y la sarta es posteriormente bajada al anima del pozo en la longitud del segmento de tubo mas recientemente anadido y las cunas 505 son de nuevo ajustadas para soportar el peso de la sarta de forma preparatoria a la liberacion de la herramienta 1 de instalacion y manipulacion de tubos. Como para la aplicacion, la liberacion de la herramienta 1 requerira tipicamente una combinacion de movimientos rotacional y axial con cargas asociadas. La relacion exacta es definida por el par que activa el perfil de leva y detalles del historico de la carga. Cuando el angulo o paso de la helice de la leva es seleccionado para tener una ventaja mecanica modesta, las mordazas 50 tenderan a volver a apretarse o liberar cuando la carga exterior es liberada en cuyo caso la aplicacion de carga axial por sf sola tendera a completar esta accion. Resultara evidente que estas y muchas otras variables que controlan la geometna, la friccion y otras caractensticas de la herramienta pueden ser manipuladas para satisfacer el soporte de carga, espacio, peso y los requisitos funcionales de las aplicaciones de instalacion y manipulacion de tubos.

Herramienta de Instalacion y Manipulacion de Tubos de Aprehension de Jaula de Collarm Activada por Par

Una herramienta de instalacion y manipulacion de tubos de aprehension interna esta descrita por el actual inventor en un documento US 6.732.822, que tiene una arquitectura de aprehension que emplea un elemento expansivo activado mediante carga axial ("miembro de presion") para expandir un collarm-jaula ("jaula cilmdrica flexible") a contacto por traccion por la superficie interior de una pieza de trabajo tubular. Mientras la herramienta de instalacion y manipulacion de tubos y la arquitectura de aprehension de collarm-jaula descrita en el documento goza de muchas ventajas, no goza de las ventajas de la activacion mediante par proporcionada por el metodo de la presente invencion. Es por ello aun otro proposito de la presente invencion proporcionar una herramienta de instalacion y manipulacion de tubos que tiene un conjunto de aprehension de collarm-jaula con activacion mediante par. Esta realizacion de una herramienta de instalacion y manipulacion de tubos esta mostrada en la fig. 38 y designada en general por el numero 700. Como los detalles de

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este mecanismo de aprehension y su uso general en una herramienta de instalacion y manipulacion se han descrito ya en el documento US 6.732.822 su descripcion en este documento proporcionara enfasis a los componentes y a la mecanica que soportan la activacion mediante par.

Con referencia ahora a la fig. 39, la herramienta 700 esta mostrada en seccion transversal como aparecena insertada en la pieza de trabajo tubular 701 donde el conjunto de aprehension 202 de collarm-jaula esta aplicado con la superficie interior 703 de la pieza de trabajo 701. El conjunto 702 de aprehension de collarm-jaula esta compuesto de una jaula de collarm 704 simetrica axialmente en general y tubular, que tiene extremidades superior e inferior 705 y 706 respectivamente, superficie exterior 721 y cuerpo central 707, ensamblado coaxialmente con una tuerca de carga 708, elemento expansivo 605 y esparrago de ajuste 709, cuyos tres componentes son generalmente tubulares, ajustando estrechamente con el interior de la jaula de collarm 704 y ubicados en ella en orden de inferior a superior. Con referencia ahora a la fig. 38, el cuerpo central 707 de la jaula de collarm 704 esta dividido con hendiduras onduladas generalmente cuadradas 719 para formar tiras 720 unidas en las extremidades superior e inferior 705 y 706 respectivamente de modo que esta intervalo actua como un collarm de doble extremidad, es decir, dos collarines individuales con extremidades de dedo fijadas, y esta provisto con una superficie de aprehension 722 sobre la superficie exterior 721. Con referencia de nuevo a la fig. 39, el elemento expansivo 605 esta configurado como ya se ha descrito con referencia a la fig. 32. Con referencia de nuevo a la fig. 39, la extremidad inferior 706 de la jaula de collarm 704 esta provista con un recalcado interno, que crea un escalon 710 perfilado que mira hacia arriba que se acopla con la cara de extremidad inferior 711 de la tuerca de carga 708 formando juntos un par de levas de cuerpo/aprehension 712 perfilado aqrn como un diente de sierra. La cara de extremidad superior 713 de la tuerca de carga 708 se acopla con la cara de extremidad inferior 639 del elemento de expansion 605 proporcionando un par de levas 715 de cuerpo/expansion planas. El esparrago de ajuste 709 se aplican mediante roscado con la jaula de collarm 704 en el interior de la extremidad superior 705 a traves de las roscas de ajuste 716, y esta prevista de modo que su cara de extremidad inferior 717 se acople con la cara superior 638 del elemento expansivo 605 cuando el esparrago de ajuste 709 es hecho girar de modo que apriete contra el elemento expansivo 605. Generalmente el mandril 730 simetrico axialmente y alargado, que actua aqrn como el cuerpo principal, esta previsto, con extremidades superior e inferior 731 y 732, y esta colocado coaxialmente dentro del conjunto de aprehension 702. El mandril 730 esta conectado ngidamente en su extremidad inferior 732 a la tuerca de carga 708, y esta adaptado de forma adecuada en su extremidad superior 731 para conexion directa o indirectamente, como a traves de un adaptador de carga o manguito accionador, a un arbol tubular de impulsor superior, pero mostrado aqrn como conexion de caja 733, que tiene un anima 734 y medios para sellar con la superficie interior 703 de la pieza de trabajo

701 en su extremidad inferior 732, que soporta la comunicacion de fluidos hacia dentro y hacia fuera de la pieza de trabajo 701 cuando es conectada a una sarta de tubos que son hechos desplazarse hacia dentro o hacia fuera de un anima. Hay tambien previstos medios para apretar el esparrago de accionamiento 709, donde tales medios incluyen, medios de llave inglesa de par manual, llave inglesa de par accionado que pueden ser proporcionados separadamente o al mismo tiempo con la herramienta 700 y mecanicamente a traves de un manguito accionador como se ha descrito en el documento uS 6.732.822.

Asf configurado, el elemento expansivo 605 esta confinado en su cara de extremidad inferior 639 por el escalon 710 que mira hacia arriba de manera que el aprieto del esparrago de ajuste 709 tiende a comprimir el elemento expansivo 605, cuya carga axial reacciona a traves de la jaula de collarm 704, causando que el elemento elastico 635 se expanda radialmente contra el interior del cuerpo central 707 de la jaula de collarm 704 y con un aprieto continuado del esparrago de ajuste 709 a continuacion tambien se expande el cuerpo central 707. La superficie exterior 721 de la jaula de collarm

702 esta prevista para ser ajustada estrechamente con la superficie interior 703 de la pieza de trabajo 701, antes de apretar el esparrago de ajuste 709 de manera que el elemento de aprehension puede ser insertado en la pieza de trabajo 701, dando como resultado el aprieto del esparrago de ajuste 709 entonces la expansion de la superficie de aprehension 722 a aplicacion con la superficie interior de trabajo 703 para ajustar la herramienta 700. Como se ha descrito en el documento US 6.732.822, la carga de izado aplicada a traves del mandril 730 tiende a desplazar axialmente aun mas el mandril 730 con relacion a la superficie de aprehension 722 aumentando la fuerza radialmente sobre la superficie de aprehension 722 presionandola a aplicacion por traccion con la pieza de trabajo 701 y resistiendo el resbalado. Sin embargo, como no se ha descrito, y con referencia ahora a la fig. 40, bajo aplicacion de una carga por rotacion o par a derechas al mandril 730, la tuerca de carga 708 tiende a girar con relacion a la extremidad inferior 706 de la jaula de collarm 704, cuya rotacion da como resultado el desplazamiento axial a traves de la accion del par de levas 712 de cuerpo/aprehension de dientes de sierra, y de acuerdo con las ensenanzas de la presente invencion, proporciona una activacion mediante par tendiendo a desplazar el mandril 730 con relacion a la superficie de aprehension 722. De manera similar, el perfil en diente de sierra tambien soporta la activacion mediante par a partir de un par a izquierdas.

En este documento de patente, la palabra "que comprende" es utilizada en su sentido no limitativo para significar que los artmulos que siguen a la palabra estan incluidos, pero los artmulos que no estan mencionados espedficamente no estan excluidos. Una referencia a un elemento por el artmulo indefinido "un", "una", "uno" no excluye la posibilidad de que haya presente mas de un elemento, a menos que el contexto requiera claramente que hay uno y solo uno de los elementos.

Resultara evidente para un experto en la tecnica que pueden hacerse modificaciones a la realizacion ilustrada sin salir del marco de la invencion como ha sido definida a continuacion en las reivindicaciones.

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REIVINDICACIONES

1. Una herramienta de aprehension, que comprende:

al menos un cuerpo (30) que incluye un adaptador (20) de carga asociado adaptado para ser conectado a una cabeza de arrastre o a un bastidor de reaccion e interactuar con ellos;

un conjunto de aprehension (50, 60) llevado por al menos un cuerpo (30), que tiene al menos una superficie de agarre (51) adaptada para moverse desde una posicion retrafda a una posicion aplicada para aplicar radialmente la superficie de agarre (51) con una superficie interior o una superficie exterior de una pieza de trabajo tras el desplazamiento axial relativo de al menos un cuerpo (30) con relacion a la superficie de agarre (51) en al menos una direccion axial;

una transmision (101, 102) que actua entre al menos un cuerpo (30) y el conjunto de aprehension (50, 60) que, tras la rotacion relativa en al menos una direccion del adaptador de carga (20) con relacion a la superficie de agarre (51) da como resultado un desplazamiento axial relativo de al menos un cuerpo (30) con relacion a la superficie de agarre (51) para mover la superficie de agarre (51) desde la posicion retrafda a la posicion aplicada.

en que la transmision (101, 102) convierte al menos un rango de movimiento de rotacion a movimiento axial que tiende a urgir a la superficie de agarre (51) a la posicion aplicada y tras la aplicacion ejerce una fuerza axial que aumenta con el aumento de la rotacion y correlativamente activa la aplicacion de traccion radial de la superficie de agarre (51) con la pieza de trabajo, y

en que el movimiento rotacional para activar la transmision (101, 102) es bidireccional, desencadenado bien por rotacion en el sentido de las agujas del reloj o bien en el sentido contrario a las agujas del reloj del adaptador de carga (20) con relacion a la superficie de agarre (51).
2. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que hay previsto un pestillo mecanico (108, 110) para bloquear selectivamente al menos un cuerpo (30) al conjunto de aprehension (50, 60) para impedir el movimiento axial relativo de al menos un cuerpo (30) y del conjunto de aprehension (50, 60), cuando la superficie de agarre (51) esta en la posicion retrafda y el pestillo (108, 110) esta aplicado.
3. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 2, en la que es proporcionada una liberacion del pestillo activada por fluido (750) que utiliza presion de fluido para crear un movimiento relativo para liberar el pestillo mecanico (108, 110).
4. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 2, en la que el pestillo mecanico (108, 110) incluye al menos un par de levas (100) con un seguidor de leva (102) y una leva (101), teniendo el seguidor (102) de leva o la leva (101) un gancho (107) y teniendo el otro seguidor de leva (102) o la leva (101) una cavidad rebajada (109) con un receptor de gancho (109, 110), siendo bloqueado al menos un cuerpo (30) al conjunto de aprehension (50, 60) cuando la superficie de agarre (51) esta en la posicion retrafda insertando el gancho (107) en la cavidad rebajada (109) y llevando al gancho (107) a aplicacion con el receptor de gancho (109, 110) por la rotacion relativa de al menos un cuerpo (30) y del conjunto de aprehension (50, 60).
5. Una herramienta de aprehension segun la reivindicacion 4, en la que es proporcionada una liberacion de pestillo activada por fluido (750) que utiliza presion de fluido para crear un movimiento relativo para liberar el gancho (107) del receptor de gancho (109, 110), incluyendo la liberacion de pestillo (750) un primer perfil de embrague (783) sobre al menos un cuerpo (303) y un segundo perfil de embrague (786) acoplado a la leva (342) o al seguidor de leva (340), causando la liberacion de pestillo (750) el movimiento axial relativo para llevar el primer perfil de embrague (783) y el segundo perfil de embrague (786) a aplicacion, cuya aplicacion inicia la rotacion de la leva (342) o del seguidor de leva (340) para mover el gancho (107) fuera de aplicacion con el receptor de gancho (109, 110), permitiendo de este modo que la superficie de agarre (324, 325) se mueva desde la posicion retrafda a la posicion aplicada.
6. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que hay previsto un resorte mecanico (635) o de presion de gas para cargar la superficie de aprehension (655) a la posicion aplicada.
7. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que hay previsto un freno (701, 711) de arbol de brazo de par para reaccionar contra la rotacion relativa en al menos una direccion del adaptador de carga (305) con relacion a la superficie de agarre (51) sin reaccion con la pieza de trabajo.
8. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que la superficie de agarre (51) esta adaptada para moverse desde la posicion retrafda a la posicion aplicada para aplicar radialmente la superficie interior (302) de la pieza de trabajo (301).
9. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que una superficie de agarre secundaria (655) esta opuesta a la superficie de agarre (51, 605) de modo que apriete la pieza de trabajo (601) entre la superficie de agarre (605) y la superficie de agarre secundaria (655).

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10. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que el conjunto de aprehension (50, 60) tiene mordazas (50) que llevan la superficie de agarre (51), estando articuladas las mordazas (50) para moverse axialmente al urnsono.
11. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que el conjunto de aprehension (50, 60) incluye una jaula flexible (704) que esta adaptada para expandirse y contraerse.
12. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que la superficie de agarre (51) que aplica el exterior de la pieza de trabajo (2) y al menos un cuerpo (30) tiene una superficie o superficies (37) interiores estrechadas que definen una estructura de cuna anular, y el conjunto de aprehension incluye mordazas (50) y una jaula (60) que sirve para articular las mordazas (50), teniendo la jaula (60) una superficie exterior y una superficie interior, definiendo la superficie interior un anima interior (13) adaptada para recibir una pieza de trabajo (2), teniendo la jaula (60) ventanas (61) posicionadas circunferencialmente que comunican entre las superficies exterior e interior en las que estan dispuestas las mordazas (50), tras el desplazamiento axial de las mordazas (50) la estructura de cuna anular fuerza las mordazas (50) hacia dentro a aplicacion con la superficie exterior de la pieza de trabajo (2).
13. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que hay mas de un cuerpo (210, 211, 213) que incluye el adaptador de carga (202) que forma un conjunto de cuerpo, estando asegurado giratoriamente el adaptador de carga (202) a una parte restante del conjunto de cuerpo, en que el conjunto de aprehension (205, 207) es llevado por la parte restante del conjunto de cuerpo.
14. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 11, en la que al menos un cuerpo (30) tiene una estructura de cuna (37), y las mordazas (50) del conjunto de aprehension estan posicionadas circunferencialmente con relacion a la estructura de cuna, y tras el desplazamiento axial de las mordazas (5) la estructura de cuna fuerza las mordazas (50) a aplicacion con la pieza de trabajo.
15. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 14, en la que las mordazas (320 o 420) tienen un perfil de superficie (321 o 421) adaptado para acoplarse con un perfil helicoidal y la superficie de doble rampa (309, 407) en la estructura de cuna.
16. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que al menos un cuerpo (503) tiene una superficie interior (504) que define una cubeta para cunas, y las cunas (505), moviendo el desplazamiento axial las cunas (505) hacia dentro a la posicion extendida en aplicacion con la superficie exterior de la pieza de trabajo (501).
17. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que el adaptador de carga esta conectado a traves de una conexion (733) a un impulsor superior de una plataforma.
18. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que al menos un cuerpo (30) tiene una extremidad distal con una abertura interior (13) adaptada para recibir la extremidad proximal (14) de un pieza de trabajo (2) tubular situada coaxialmente.
19. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 18, en la que la extremidad distal (94) tiene un alojamiento de cierre hermetico interno (95) situado coaxialmente, soportado por al menos un cuerpo (30), que lleva un cierre hermetico (95) adaptado para aplicarse hermeticamente con la superficie interior (96) o exterior de una pieza de trabajo (2) tubular insertada.
20. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 18, en la que al menos un cuerpo (30, 303) tiene un centro abierto (92, 307) que se extiende a traves de al menos un cuerpo (30) para alojar un flujo de fluidos.
21. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 6, en la que hay previsto un sistema de retraccion activado por fluido que utiliza presion de fluido para crear un movimiento relativo para superar la fuerza de carga del resorte (635).
22. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 11, en la que las mordazas (50) estan espaciadas circunferencialmente en relacion con la pieza de trabajo (2) por una jaula sustancialmente ngida (60).
23. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que el adaptador de carga (20) es uno o bien formado integralmente con al menos un cuerpo (30) o bien asegurado de forma fija al menos a un cuerpo (30).
24. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que la transmision incluye al menos un par de levas (211) que actuan entre al menos un cuerpo (211) y el conjunto de aprehension (205, 207).
25. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que la transmision incluye al menos un par de levas (235) que actuan entre el adaptador de carga (222) y el conjunto de aprehension (205, 207).
26. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 13, en la que la transmision incluye al menos un par de levas (235, 240) que actuan entre el adaptador de carga (222) y la parte restante del conjunto de cuerpo o entre el adaptador de carga y el conjunto de aprehension (205, 207).

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27. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 13, en la que la transmision incluye mas de un par de levas (235, 240) con un primer par de levas (235) que actua entre el adaptador de carga (222) y el conjunto de aprehension (205, 207), y un segundo par de levas (240) que actua entre el adaptador de carga (222) y la parte restante del conjunto de cuerpo.
28. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 27, en la que o bien el primer par de levas (235) o bien el segundo par de levas (240) convierte el movimiento de rotacion a movimiento axial, y otro o bien del primer par de levas (235) o bien del segundo par de levas (240) admite solo el movimiento de rotacion.
29. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 25, en la que tanto el primer par de levas (235) como el segundo par de levas (251) convierten el movimiento rotacional a movimiento axial.
30. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 19, en la que el cierre hermetico anular inferior (95) se extiende hacia una parte interior (96) de una sarta de tubos (2) y cierra hermeticamente un espacio anular entre el interior de la sarta de tubos (96) y el alojamiento de cierre hermetico inferior (90).
31. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que hay previsto un conjunto activado por fluido (750, 701 & 711) para controlar el funcionamiento de la transmision induciendo o limitando al menos el movimiento de rotacion o el movimiento axial.
32. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 31, en la que el conjunto activado por fluido es un conjunto de freno (701, 711) que comprende:

un cuerpo de freno (701) montado en la superficie externa de al menos un cuerpo para movimiento rotacional relativo; uno o mas brazos de reaccion (711) para anclar de forma no giratoria el cuerpo de freno (701); y

uno o mas cilindros activados por fluido extensibles telescopicamente (703) que tienen pastillas de freno (710) en una extremidad que mira hacia una superficie externa (350) de al menos un cuerpo, tras la activacion de fluido para extender los cilindros (703) las pastillas de freno (710) son llevadas a aplicacion por friccion con la superficie externa (350) de al menos un cuerpo para frenar el movimiento rotacional relativo.
33. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 31, en la que el conjunto activado por fluido es un conjunto de retraccion asistida (750) que actua entre al menos un cuerpo y el conjunto de aprehension que incluye uno o mas accionadores de fluido (721) que tras la introduccion de fluido a los accionadores (721) provoca un movimiento para empujar la superficie de agarre (324) hacia la posicion retrafda.
34. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 33, en la que el conjunto de retraccion asistida comprende:

un cuerpo de retraccion asistida (721) que tiene una primera extremidad (723) y una segunda extremidad (724), siendo la primera extremidad (723) coaxial con y montada en el cuerpo (303) para rotacion relativa y movimiento de deslizamiento axial y siendo la segunda extremidad (724) coaxial con y montada en el conjunto de aprehension (324, 325), estando definido un anima anular (726) entre el cuerpo de retraccion asistida (721) y el cuerpo (303); y

un orificio de fluido (736) para la introduccion de fluidos en el anima anular (726) en el que la introduccion de fluidos en el anima anular (726) provoca el desplazamiento axial relativo del cuerpo (303) y del conjunto de aprehension (324, 325) en una segunda direccion para superar la fuerza de carga de un resorte mecanico o de gas en una primera direccion empujando a la superficie de aprehension (324, 325) a aplicacion.
35. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 31, en la que la transmision incluye un par de levas (344) que actua entre el adaptador de carga y la parte restante del conjunto de cuerpo o entre el adaptador de carga y el conjunto de aprehension, y el conjunto de liberacion asistida (750), que comprende:

un accionador de liberacion (751) que se puede mover axialmente a lo largo del cuerpo entre una posicion retrafda y una posicion extendida, teniendo el accionador de liberacion unos tetones (783) con bordes estrechados (784);

una leva (342) del par de levas (344), teniendo la leva (342) bordes estrechados (786);

estando definida un anima anular (757) entre el accionador de liberacion (750) y el cuerpo;

un orificio de fluido (782) para la introduccion de fluidos al anima anular (757) en el que la introduccion de fluidos al anima anima anular (757) provoca que el accionador de liberacion (750) se mueva desde la posicion retrafda a la extendida, cuando el accionador de liberacion se aproxima a la posicion extendida, los bordes estrechados (784) de los tetones (783) del accionador de liberacion (750) se aplican a los bordes afilados (786) de la leva (342) para inducir la rotacion de la leva (342) para liberar el pestillo (108, 110) permitiendo que la herramienta se mueva a su posicion ajustada sin la necesidad de un par de reaccion en la pieza de trabajo.
36. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 1, en la que al menos un cierre hermetico (95) es soportado

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por al menos un cuerpo (30), estando adaptado al menos un cierre hermetico para aplicarse hermeticamente al menos a la superfine interior (96) o a la superfine exterior (4) de la pieza de trabajo (2) proporcionando de este modo un conducto de fluido cerrado hermeticamente entre el adaptador de carga (20) y la pieza de trabajo (2).
37. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 36, en la que al menos un control de valvula de control de flujo 5 esta en comunicacion fluida con el conducto de fluido cerrado hermeticamente.
38. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 8, en la que al menos un cuerpo tiene una extremidad distal (94) que lleva un cierre hermetico (95) adaptado para aplicarse hermeticamente con la superficie interior (96) de la pieza de trabajo (2).
39. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 8, en la que al menos un cuerpo (30, 303) tiene un centro 10 abierto (92, 307) que se extiende a traves de al menos un cuerpo para alojar un flujo de fluido procedente del adaptador

de carga (20, 305) a la extremidad distal de al menos un cuerpo (30, 303).
40. La herramienta de aprehension segun la reivindicacion 38, en la que al menos un cuerpo (30) tiene un centro abierto (92) que se extiende a traves de al menos un cuerpo (30) y el cierre hermetico (95) para alojar un flujo de fluido.