ES2900098T3 - Tapón de doble bloqueo y purga - Google Patents

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Abstract

Un tapón de tubería (10) para taponar temporalmente una tubería, dicho tapón de tubería que se configura para bajar a través de una conexión de acceso lateral de la tubería a una tubería, dicho tapón de tubería que comprende: un soporte (12) configurado para permanecer en la conexión de acceso lateral de la tubería cuando la tubería está taponada; un primer cabezal de taponamiento (20), dicho primer cabezal de taponamiento que tiene un primer elemento de sellado circunferencial (22) y una primera conexión giratoria a dicho soporte en un primer extremo, dicha primera conexión giratoria que permite que dicho primer cabezal de taponamiento gire con relación a dicho soporte alrededor un primer punto de pivote y atraviese un ángulo recto para acceder a un espacio interior de la tubería; un segundo cabezal de taponamiento (60), dicho segundo cabezal de taponamiento que tiene un segundo elemento de sellado circunferencial (62) y una segunda conexión giratoria a dicho primer cabezal de taponamiento (20), dicha segunda conexión giratoria que permite que dicho segundo cabezal de taponamiento gire con relación a dicho primer cabezal de taponamiento alrededor de un segundo punto de pivote y atraviese un ángulo recto para acceder al espacio interior de la tubería.

Description

DESCRIPCIÓN
Tapón de doble bloqueo y purga
Campo de la invención
Esta invención se refiere en general a tapones de tubería, particularmente tapones para su uso en tuberías que transportan fluidos de alta o baja presión, fluidos de alta o baja temperatura, vapor, fluidos peligrosos y fluidos ambientalmente peligrosos.
Antecedentes de la invención
"Doble bloqueo y purga" es un término de la técnica bien conocido que se refiere a colocar dos sellos en una tubería y abrir un puerto de purga entre los sellos para asegurar que el primer sello se mantenga. Cualquier fuga más allá del primer sello es contenida por el segundo sello y obligada a salir a través del puerto de purga. Esta disposición asegura que la tubería esté completamente sellada, lo que hace que sea seguro trabajar aguas abajo de los dos sellos.
Sin embargo, para lograr un doble bloqueo y purga, actualmente se requiere el uso de un solo sello de taponamiento de metal a metal o el uso de dos taponadores y accesorios independientes. Ambos enfoques son costosos; usan componentes relativamente grandes y pesados; y requieren una gran cantidad de equipo para instalarlo correctamente. Adicionalmente, el enfoque del sello de taponamiento de metal a metal no permite desviar el producto de la tubería a través de un accesorio. Si se requiere una derivación, se debe instalar un segundo accesorio aguas arriba del sello de taponamiento. Por lo tanto, existe la necesidad de un tapón de doble bloqueo y purga que sea menos costoso, más pequeño y más liviano, y más fácil de instalar que los enfoques actuales. Ninguna parte de la técnica anterior, sola o en combinación, satisface esta necesidad o hace que la presente invención sea obvia.
Para obtener información adicional relacionada con los taponadores de tuberías, puede consultar las siguientes patentes de los Estados Unidos emitidas anteriormente.
Figure imgf000002_0001
Figure imgf000003_0001
El documento WO 2004/099661 A1 describe un aparato, sistema y método para taponar una tubería al cerrar los extremos cortados de una tubería cortada.
El documento US 3 626 475 A describe un aparato de taponamiento para taponar temporalmente tuberías que transportan fluidos calientes que tiene un miembro de tapón que lleva un elemento de sellado.
El documento JP H11 125387 A describe un dispositivo de cierre de conductos que tiene dos tapones conectados en serie.
Breve resumen de la invención
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención se proporciona un tapón de tubería de acuerdo con la reivindicación 1.
El elemento de sellado del primer cabezal de taponamiento se conecta de manera giratoria mediante un yugo al soporte. El elemento de sellado del segundo cabezal de taponamiento se conecta de manera giratoria mediante un yugo al primer cabezal de taponamiento. Cuando se baja a través de una conexión de acceso lateral de la tubería y se coloca en una posición de sellado final dentro de una tubería, el primer elemento de sellado evita el flujo de producto en la tubería y el segundo elemento de sellado captura cualquier fuga más allá del primer elemento de sellado y fuerza esa fuga a través de un accesorio. El accesorio puede conectarse a un manguito soldado alrededor de la tubería y ubicarse aguas abajo de la conexión de acceso a la tubería. El manguito se requiere solo si las fuerzas de la pieza de estabilización en la tubería son excesivas. Para ayudar a colocar cada elemento de sellado dentro de la tubería, el tapón de tubería incluye un conjunto de ruedas conectadas a cada cabezal de taponamiento. Cada rueda del conjunto de ruedas incide en una porción de la tubería en algún punto durante la colocación del tapón de tubería dentro de la tubería, lo que hace que los elementos de sellado giren a su posición final de sellado dentro de la tubería. Una pieza de estabilización, conectada a una pestaña en un revólver de cada cabezal de taponamiento, evita la deformación de los elementos de sellado.
Un brazo de pivote cargado por resorte, un pasador de pivote y una rueda de pivote conectados al segundo cabezal de taponamiento permiten que el yugo que conecta los dos cabezales de taponamiento gire libremente a su posición adecuada dentro de una tubería. El brazo de pivote también tiene un saliente ahusado levantado hacia afuera ubicada detrás de la rueda de pivote que ayuda a evitar que la rueda de pivote quede atrapada en una conexión de acceso de la tubería al instalar el tapón de tubería en la tubería o al extraer el tapón de tubería de la tubería. Una rueda guía conectada al primer cabezal de taponamiento ayuda a evitar que el primer cabezal de taponamiento y el yugo conectado al soporte queden atrapados durante el proceso de instalación o extracción.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención se proporciona un método de doble bloqueo de una tubería de acuerdo con la reivindicación 9.
Se obtendrá una mejor comprensión de la invención a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas tomadas junto con los dibujos y las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
Las modalidades preferidas de la invención se describirán ahora con más detalle. Otras características, aspectos, y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor con respecto a la siguiente descripción detallada, reivindicaciones adjuntas, y figuras acompañantes (que no están a escala) donde:
La Figura 1 es una vista isométrica del tapón de tubería.
La Figura 2 es una vista isométrica inversa del tapón de tubería.
La Figura 3 es una vista isométrica del tapón de tubería en su posición de sellado final dentro de una tubería que tiene un puerto de purga.
La Figura 4 es una vista del tapón de tubería en su posición de sellado final dentro de una tubería.
La Figura 5 es una vista del tapón de tubería mientras se baja a través de una conexión de acceso de la tubería. La Figura 6 es una vista del tapón de la tubería cuando comienza su transición hacia la tubería.
La Figura 7 es una vista del tapón de tubería a medida que se desplaza a lo largo de la tubería.
La Figura 8 es una vista del tapón de la tubería cuando sus cabezales de taponamiento y sus elementos de sellado comienzan a girar hacia una posición de sellado final dentro de la tubería.
Descripción detallada de las modalidades preferidas
Debe entenderse que la invención que se va a describir ahora no se limita en su aplicación a los detalles de la construcción y disposición de las partes ilustradas en los dibujos adjuntos. La invención puede tener otras modalidades y ser practicada o llevada a cabo de diversas formas, dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Los elementos que se muestran en los dibujos se identifican con los siguientes números:
10 Tapón de tubería
12 Soporte
14 Yugo
16 Pasador del yugo
18 Montaje de yugo
20 Cabezal de taponamiento
22 Elemento de sellado
24 Placa de montaje
26 Revólver
28 Pestaña
30 Pieza de estabilización
32 Rueda
34 Rueda
36 Rueda guía
38 Yugo
40 Pasador del yugo
60 Cabezal de taponamiento
62 Elemento de sellado
64 Placa de montaje
66 Revólver
68 Pestaña
70 Pieza de estabilización
72 Brazo de pivote
74 Rueda de brazo de pivote
76 Pasador del brazo de pivote
78 Resorte
80 Tope de brazo de pivote
82 Rueda
84 Rueda
86 Rueda
90 Manguito
92 Accesorio
Con referencia a los dibujos y en primer lugar a las Figuras 1 y 2, el tapón de tubería 10 comprende un cabezal de taponamiento 20 y un cabezal de taponamiento 60 que están conectados de manera giratoria entre sí mediante un yugo 38 que gira alrededor de un pasador del yugo 40. El cabezal de taponamiento 20, a su vez, está conectada de manera giratoria al soporte 12 mediante el yugo 14. El yugo 14 gira alrededor de un pasador del yugo 16 contenido dentro de un montaje de yugo 18 conectado al soporte 12. El soporte 12 es bien conocido en la técnica y es del tipo de cabezal de barra de control que se usa típicamente para bajar, rotar y colocar verticalmente un cabezal de taponamiento dentro de una tubería P con el propósito de bloquear temporalmente la tubería P. De manera similar, el cabezal de taponamiento 20 y el cabezal de taponamiento 60 también son bien conocidos en la técnica y son del tipo que se usa típicamente para bloquear temporalmente una tubería P.
El cabezal de taponamiento 20 incluye un elemento de sellado 22, una placa de montaje 24 y un revólver 26 que tiene una pestaña 28. Una pieza de estabilización 30 se monta en la pestaña 28 en una ubicación sustancialmente en línea con el pasador del yugo 16. La pieza de estabilización 30 ayuda a evitar la deformación del elemento de sellado 22 al contrarrestar el momento de rotación generado por la fuerza de sellado alrededor del pasador del yugo 16. La pestaña 28 también incluye una rueda guía 36 que ayuda a evitar que el yugo 14 y el cabezal de taponamiento 20 queden atrapados en la conexión de acceso a la tubería P durante su instalación y extracción de la tubería P.
El cabezal de taponamiento 60 incluye un elemento de sellado 62, una placa de montaje 64 y un revólver 66 que tiene una pestaña 68. Para asegurar que el yugo 38 gire libremente a su posición apropiada dentro de la tubería P, un brazo de pivote 72 se fija en rotación a la pestaña 68. El brazo de pivote 72 incluye una rueda de pivote 74, un pasador del brazo de pivote 76 y un resorte 78. El resorte 78, junto con dos topes del brazo de pivote 80 montados en el revólver 66, permite que el brazo de pivote 72 gire hacia fuera y mantenga su posición. Los salientes que se orientan hacia afuera en el brazo de pivote 72 y ubicadas sustancialmente justo detrás de la rueda del brazo de pivote 74 ayudan a evitar que la rueda del brazo de pivote 74 se enrede en la conexión de acceso a la tubería durante la instalación del segundo cabezal de taponamiento 60. Una pieza de estabilización 70 se monta en la pestaña 68 en una ubicación sustancialmente opuesta a la del brazo de pivote 72. La pieza de estabilización 70 ayuda a evitar la deformación del elemento de sellado 62 al contrarrestar el momento de rotación generado por la fuerza de sellado alrededor del pasador del yugo 40.
Con referencia ahora a las Figuras 3 y 4, el tapón de tubería 10 se desplaza hacia abajo a través de una conexión de acceso, generalmente compuesta por una carcasa H, una válvula de sándwich V y un accesorio F, hasta que el montaje de yugo 18 descansa sobre una porción inferior de la tubería P, con el cabezal de taponamiento 20 y el cabezal de taponamiento 60 sustancialmente alineados entre sí y los elementos de sellado 22 y 62 en su posición de sellado final. Cuando el elemento de sellado 22 está en su posición de sellado final, su superficie exterior del elemento de sellado se acopla con la pared interior de la tubería P y las ruedas 32A, 32B y 34, así como también la rueda guía 36, no inciden en ninguna porción de la tubería P. En esta posición, el elemento de sellado 22 evita el flujo de producto en la tubería P. Cuando el elemento de sellado 62 está en su posición de sellado final, su superficie exterior se acopla con la pared interior de la tubería P y las ruedas 82, 84 y 86 no inciden en ninguna porción de la tubería P. El brazo de pivote 72 y la rueda del brazo de pivote 74 se mantienen en una posición orientada hacia fuera contra la tubería P mediante el resorte 78.
El elemento de sellado 62 captura cualquier fuga más allá del elemento de sellado 22 y fuerza esa fuga a través de un accesorio 92. El accesorio 92 puede estar conectado a un manguito 90 soldado alrededor de la tubería y ubicado aguas abajo de la conexión de acceso de la tubería P. El accesorio 92 es del tipo bien conocido en la técnica para proporcionar un puerto de purga.
Como se ilustra en las Figuras 5 y 6, el tapón de tubería 10 se desplaza hacia abajo a través de la carcasa H, la válvula de sándwich V y el accesorio F, hasta que la rueda del brazo de pivote 74 incide en la parte inferior de la tubería P, lo que hace que el yugo 38 comience a girar alrededor del pasador del yugo 40. A medida que el tapón de tubería 10 se baja más en el accesorio, el yugo 38 continúa girando alrededor del pasador del yugo 40 hasta que la rueda 82 incide en la porción inferior de la tubería P. Como se ilustra en la Figura 7, la rotación del yugo 38 continúa hasta la rueda 84 y luego la rueda 86 inciden en una porción inferior de la tubería. A medida que la rueda 86 incide en una porción inferior de la tubería P, el cabezal de taponamiento 20 comienza a entrar en la tubería P. Como se ilustra en las Figuras 7 y 8, en algún punto de este proceso de giro del cabezal de taponamiento 60, la rueda del brazo de pivote 74 incide en un la parte superior de la tubería P y hace que el brazo de pivote 72 gire hacia fuera.
Con referencia una vez más a la Figura 8, a medida que el cabezal de taponamiento 60 se alinea sustancialmente con el diámetro interior de la tubería P, el tapón de tubería 10 continúa su recorrido descendente y el cabezal de taponamiento 20 comienza su transición a su posición dentro de la tubería P cuando las ruedas 32A y 32B inciden en una porción inferior de la tubería P, lo que hace que el yugo 14 gire alrededor del pasador del yugo 16. A medida que el yugo 14 continúa girando, el cabezal de taponamiento 20 se alinea más sustancialmente con el diámetro interior de la tubería P. La rueda 34 incide en una porción inferior de la tubería P, lo que hace que el yugo 14 continúe su rotación hasta que el elemento de sellado 22 gire en una posición de sellado. Cuando el montaje de yugo 18 descansa sobre una porción inferior de la tubería P, los elementos de sellado 22 y 62 están en sus posiciones finales de sellado (ver Figuras 3 y 4) y el tapón de tubería 10 es estable y capaz de resistir cargas de presión de la tubería.
Si bien la invención se ha descrito con cierto grado de particularidad, es evidente que se pueden realizar muchos cambios en los detalles de construcción y la disposición de los componentes sin apartarse del alcance de esta descripción. Se entiende que la invención no se limita a las modalidades expuestas en la presente descripción con fines de ejemplificación, sino que se limita únicamente al alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un tapón de tubería (10) para taponar temporalmente una tubería, dicho tapón de tubería que se configura para bajar a través de una conexión de acceso lateral de la tubería a una tubería, dicho tapón de tubería que comprende:
    un soporte (12) configurado para permanecer en la conexión de acceso lateral de la tubería cuando la tubería está taponada;
    un primer cabezal de taponamiento (20), dicho primer cabezal de taponamiento que tiene un primer elemento de sellado circunferencial (22) y una primera conexión giratoria a dicho soporte en un primer extremo, dicha primera conexión giratoria que permite que dicho primer cabezal de taponamiento gire con relación a dicho soporte alrededor un primer punto de pivote y atraviese un ángulo recto para acceder a un espacio interior de la tubería;
    un segundo cabezal de taponamiento (60), dicho segundo cabezal de taponamiento que tiene un segundo elemento de sellado circunferencial (62) y una segunda conexión giratoria a dicho primer cabezal de taponamiento (20), dicha segunda conexión giratoria que permite que dicho segundo cabezal de taponamiento gire con relación a dicho primer cabezal de taponamiento alrededor de un segundo punto de pivote y atraviese un ángulo recto para acceder al espacio interior de la tubería.
  2. 2. Un tapón de tubería de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque se incluye un brazo de pivote (72).
  3. 3. Un tapón de tubería de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque dicho brazo de pivote tiene al menos un saliente ahusado elevado que se orienta hacia afuera.
  4. 4. Un tapón de tubería de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque dicho brazo de pivote comprende además un resorte (78), al menos una rueda de pivote (74) y al menos un tope del brazo de pivote (80).
  5. 5. Un tapón de tubería de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer cabezal de taponamiento comprende además al menos una rueda guía.
  6. 6. Un tapón de tubería de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer y/o segundo cabezal de taponamiento tiene una pieza de estabilización (30).
  7. 7. Un tapón de tubería de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer cabezal de taponamiento tiene al menos una primera rueda del cabezal de taponamiento (32A, 32B) ubicada en una superficie de dicho primer cabezal de taponamiento, en donde dicha primera rueda del cabezal de taponamiento se configura para incidir en una porción inferior de la tubería a medida de dicho primer cabezal de taponamiento comienza su transición a su posición dentro de la tubería.
  8. 8. Un tapón de tubería de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho segundo cabezal de taponamiento tiene al menos una segunda rueda del cabezal de taponamiento (86) ubicada en una superficie de dicho segundo cabezal de taponamiento, en donde dicha segunda rueda del cabezal de taponamiento se configura para incidir en una parte inferior de la tubería cuando dicho primer cabezal de taponamiento comienza su entrada en la tubería.
  9. 9. Un método de doble bloqueo de una tubería caracterizado por las etapas de:
    proporcionar un tapón de tubería (10) que comprende:
    un soporte (12);
    un primer cabezal de taponamiento (20), dicha primer cabezal de taponamiento que tiene un primer elemento de sellado circunferencial (22) y una primera conexión giratoria a dicho soporte en un primer extremo, un segundo cabezal de taponamiento (60), dicha segundo cabezal de taponamiento que tiene un segundo elemento de sellado circunferencial (62) y una segunda conexión giratoria a dicho primer cabezal de taponamiento (20);
    bajar el tapón de tubería (10) a través de una conexión de acceso lateral de la tubería;
    hacer girar el primer cabezal de taponamiento (20) y el segundo cabezal de taponamiento (60) alrededor de la primera y la segunda conexión giratoria respectivamente mientras el soporte (12) continúa su viaje hacia abajo a través de la conexión de acceso lateral de la tubería de modo que cada cabezal de taponamiento atraviesa un ángulo recto para acceder a un espacio interior de dicha tubería, dicha tubería que se conecta a y se coloca no paralela a la conexión de acceso lateral de la tubería;
    colocar el primer cabezal de taponamiento y el segundo cabezal de taponamiento en una posición de sellado final dentro de la tubería, de manera que el soporte permanece en la conexión de acceso lateral de la tubería; y acoplar de manera sellable una pared interna de la tubería con el primer y el segundo cabezal de taponamiento.
  10. 10. Un método de doble bloqueo de una tubería de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado porque dicha etapa de hacer girar el primer cabezal de taponamiento es mediante un yugo (38) que conecta el primer cabezal de taponamiento a un soporte (12) y se articula alrededor de un pasador del yugo (16).
  11. 11. Un método de doble bloqueo de una tubería de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado porque dicha etapa de hacer girar el segundo cabezal de taponamiento es mediante un yugo (38) que conecta el primer cabezal de taponamiento al segundo cabezal de taponamiento y se articula alrededor de un pasador del yugo (16).
  12. 12. Un método de doble bloqueo de una tubería de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado porque dicha etapa de colocar el primer cabezal de taponamiento y el segundo cabezal de taponamiento es mediante al menos una rueda que incide en una porción de la tubería.
  13. 13. Un método de doble bloqueo de una tubería de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado porque dicha etapa de colocar el segundo cabezal de taponamiento incluye además un brazo de pivote cargado por resorte (72) que incide en una porción de la tubería.
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