ES2904644T3 - Una herramienta de detención de flujo para tuberías - Google Patents

Abstract

Una herramienta de detención de flujo (1) para tuberías, que comprende: - un elemento inflable en forma de globo (6) que está adaptado para bloquear un flujo (F) en una tubería (7); - medios para facilitar el inflado del elemento en forma de globo con un gas o un fluido; - una torre de detención dispuesta para introducir el elemento en forma de globo en la tubería; - una varilla de presión (5) que está dispuesta de forma móvil dentro de la torre de detención; - un acoplamiento articulado (13) para fijar el elemento en forma de globo a la varilla de presión, en donde el acoplamiento articulado comprende: o un primer elemento (33) que está en conexión con la varilla de presión, el primer elemento que comprende una caja, en donde la caja comprende al menos un primer canal (37c) y un segundo canal (37a, 37b); o un segundo elemento (28) que está en conexión con el elemento en forma de globo; o un miembro de doblado (38) que conecta el primer elemento con el segundo elemento, el miembro de doblado se recibe en la caja del primer elemento, en donde el miembro de doblado comprende un cilindro que está configurado para girar alrededor de su eje longitudinal de modo que el segundo elemento se puede articular con respecto al primer elemento, en donde el cilindro comprende una primera abertura (41b), en donde el primer canal (37c), la primera abertura (41b), el segundo elemento y un canal (31) que se extiende a través del elemento en forma de globo facilita la medición de la presión frente al elemento en forma de globo en la tubería, y en donde el cilindro comprende una segunda abertura (41a, 41c), en donde el segundo canal (37a, 37b), la segunda abertura (41a, 41c) y el segundo elemento facilita el inflado del elemento en forma de globo.

Description

DESCRIPCIÓN

Una herramienta de detención de flujo para tuberías

Campo técnico

La presente invención se refiere a herramientas de detención de flujo para mantenimiento en vivo y nuevas operaciones de construcción en tuberías.

Antecedentes de la técnica

Las tuberías son esenciales para aplicaciones urbanas e industriales. Por ejemplo, las tuberías se utilizan para el transporte de líquidos o gases por debajo y por encima del suelo o el mar. Estos tipos de tuberías suelen tener presiones de funcionamiento superiores a 8 bar (120 psi). Otro tipo de tuberías son tuberías de distribución o de servicios públicos con presiones de funcionamiento típicas menores o iguales a 8 bar (120 psi) y se utilizan comúnmente para la distribución de gases y líquidos a usuarios finales, como viviendas y áreas industriales. En caso de que sea necesario aislar una sección de una tubería de transporte o distribución, por ejemplo, para facilitar los trabajos de mantenimiento, reparaciones o la inserción de T o ramales, es necesario detener el flujo en la tubería. Las herramientas de detención de flujo se utilizan típicamente para este tipo de operaciones, ya que permiten al operador insertar un dispositivo de detención, como un elemento en forma de globo inflable, en la tubería. De esta forma el operario no es propenso a un flujo continuo de gases o líquidos que escapen una vez cortada la sección aislada.

Las herramientas conocidas para detener el flujo comprenden una cúpula externa que está montada en una válvula que está conectada a una tubería por medio de una montura o casquillo soldado. La cúpula exterior facilita un paso en donde se puede insertar una lanza hueca de forma móvil. La lanza hueca también comprende un paso en sí mismo, a través del cual se puede insertar de forma móvil una varilla de presión con un elemento inflable en forma de globo. La lanza hueca comprende además una zapata de inserción en su extremo inferior que se puede introducir en la tubería a través de la válvula. En uso, el elemento en forma de globo se empuja hacia abajo hacia la zapata de inserción, mientras que el elemento en forma de globo se encuentra en un estado desinflado. Una vez que el elemento en forma de globo se ha introducido en la tubería, el elemento en forma de globo se infla hasta que alcanza una etapa de inflado final en donde el elemento en forma de globo ejerce suficiente presión sobre la pared interna de la tubería de modo que un flujo en la tubería se puede detener.

Es una práctica común colocar más elementos en forma de globo inflados en lugares de la tubería adyacentes al primer elemento en forma de globo utilizando herramientas adicionales para detener el flujo. Un mínimo de un elemento en forma de globo en cada lado de la sección aislada bloquea así el flujo dentro de la tubería.

El elemento en forma de globo de las herramientas de detención de flujo conocidas normalmente comprende una manguera, que tiene múltiples funcionalidades. En consecuencia, la manguera se usa para inflar el elemento en forma de globo, para alinear el elemento en forma de globo en la posición correcta en la tubería y para asegurar el elemento en forma de globo en una posición mientras el elemento en forma de globo se lleva al estado inflado. En una etapa intermedia en donde el elemento en forma de globo se está inflando, pero aún no ha alcanzado su etapa de inflado final, el elemento en forma de globo y la parte del extremo de la manguera pueden experimentar una gran fuerza cinética resultante del flujo de la tubería en caso de que este flujo tenga una alta velocidad de flujo. Como consecuencia, la manguera puede dañarse, lo que puede resultar en una fuga del medio que se usa para inflar el elemento en forma de globo. En el peor de los casos, el elemento en forma de globo puede desprenderse por completo de la manguera y perderse en la tubería.

La solicitud de patente de Estados Unidos US 2014/0366976 propone una herramienta de inserción de válvulas que permite la inspección, reparación y/o reemplazo de una válvula de alivio sin tener que cerrar partes importantes de un sistema principal. En particular, se usa una sola porción de dedo elástica para desviar un globo inflable al insertarlo en una válvula. La parte del dedo aumenta así la desviación del globo a la posición deseada, pero no refuerza la conexión globo-manguera.

El documento de patente de Estados Unidos 4,458,721 propone una herramienta de detención de flujo que utiliza un cartucho limitador de flujo para restringir el flujo de un fluido en una tubería. Los tapones de los extremos delantero y trasero del cartucho están unidos a un miembro de múltiples secciones que pasa a través de la parte central de un manguito flexible, con cada una de las secciones enganchadas únicamente de forma pivotante. En consecuencia, el cartucho no puede acortarse en longitud al inflar el manguito. La herramienta del documento de patente 4,458,721 por lo tanto, no es compatible con elementos en forma de globo que tienen alambres de refuerzo o un eje de guía como se describe en el documento de patente 5,477,886. Además, la herramienta del documento de patente 4,458,721 emplea brazos retenedores de manguitos, que son empujados hacia afuera por el manguito al inflarlos. Se dice que la construcción propuesta permite que la herramienta de detención de flujo resista fuerzas de fluido considerablemente mayores en la tubería. Sin embargo, una construcción de este tipo con brazos de retención de manguitos puede no ser deseable, ya que, por ejemplo, los brazos de retención pueden dañar la tubería. Finalmente, se observa que la herramienta del documento de patente 4,458,721 utiliza una construcción de codo para insertar el cartucho en la tubería, en donde la construcción de codo comprende un codo de cartucho y un adaptador de cartucho. Se utiliza un tornillo de giro que permite que el codo del cartucho gire alrededor del adaptador del cartucho. Durante la inserción del cartucho con manguito en la tubería, un resorte empuja el cartucho hacia una posición perpendicular (90°) a dicho adaptador. Se crea un paso de flujo de fluido para el inflado del manguito flexible solo en esta configuración del codo y el brazo del cartucho. Por tanto, el cartucho no puede insertarse en la tubería en otros ángulos de inserción más generales.

La solicitud de patente de Estados Unidos US 2008/0163941 A1 da a conocer un eslabón giratorio en línea para tapones inflables. El eslabón giratorio en línea comprende un miembro de entrada, un miembro de salida y un cojinete que se extiende a través de una porción del miembro de entrada y salida, en donde el cojinete incluye un paso de fluido de manera que el miembro de entrada y salida están en comunicación de fluidos a través del cojinete, lo que permite el inflado del tapón inflable.

El documento de patente de Estados Unidos Estados Unidos 3,842,864 describe un tapón de línea de tipo bolsa inflable para usar con el conjunto de válvulas de una máquina de roscado de tuberías convencional para bloquear el flujo a través de una tubería. El tope de línea comprende un pasador de giro para conectar de manera giratoria una extensión de émbolo con un cuello de la bolsa inflable. El pasador de giro está dispuesto para facilitar la comunicación de fluidos entre dicha bolsa y una fuente de fluido a presión, permitiendo el inflado de la bolsa inflable. Objetos de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un elemento en forma de globo para su uso con la herramienta de detención de flujo que elimina los problemas inherentes a la conexión de la manguera y el globo. Este y otros objetivos se han logrado según la presente invención.

Resumen de la invención

La invención está definida por las reivindicaciones. En un primer aspecto se presenta una herramienta de detención de flujo que comprende una cúpula externa que se monta sobre una válvula que se conecta a las tuberías mediante una montura o casquillo soldado, dispuesto para introducir un elemento a modo de globo en una tubería presurizada. La herramienta de detención de flujo comprende además una lanza hueca interna móvil con una zapata de inserción, en donde la lanza móvil puede moverse dentro de la cúpula externa. La herramienta de detención de flujo comprende además una varilla de presión que puede moverse dentro de la lanza móvil, en donde la varilla de presión tiene un elemento inflable en forma de globo hecho de caucho natural reforzado, un elastómero o un material elástico que es capaz de detener el flujo en la tubería después de la inflación. La varilla de presión puede disponerse además con un dispositivo para medir la presión de inflado del elemento en forma de globo y un dispositivo para medir la presión en la tubería en frente del elemento en forma de globo. Además, la barra de presión está provista de un acoplamiento articulado para asegurar el elemento en forma de globo a la barra de presión. El acoplamiento articulado comprende un primer elemento que está en conexión con la varilla de presión, un segundo elemento que está en conexión con el elemento en forma de globo y un miembro de doblado que conecta el primer elemento con el segundo elemento, en donde el miembro de doblado permite articular del segundo elemento con respecto al primer elemento.

El primer elemento comprende una caja, y el miembro de doblado comprende un cilindro que está configurado para girar alrededor de su eje longitudinal de manera que el segundo elemento puede articular con respecto al primer elemento, en donde el cilindro comprende al menos una abertura que facilita la medición de la presión frente al elemento en forma de globo en la tubería, y en donde el cilindro comprende al menos una abertura adicional que facilita el inflado del elemento en forma de globo.

El cilindro del acoplamiento articulado comprende una ranura que comprende una abertura que facilita la medición de la presión frente al elemento en forma de globo en la tubería.

Además, preferiblemente el cilindro comprende dos ranuras adicionales, cada ranura adicional comprende una abertura que facilita el inflado del elemento en forma de globo.

Además, el segundo elemento del acoplamiento articulado puede conectarse a un amortiguador, en donde el amortiguador está conectado al elemento en forma de globo.

Preferiblemente, el elemento en forma de globo tiene una parte del cuerpo hecha de caucho que está completamente reforzada con una fibra no elástica que se extiende desde un extremo de corte transversal al otro extremo de corte transversal del cuerpo de caucho del elemento en forma de globo. Si se infla un elemento en forma de globo de este tipo, la superficie del elemento en forma de globo no aumenta. Independientemente de sus tamaños, estos elementos en forma de globo requieren la misma presión de inflado interna.

Preferiblemente, el elemento en forma de globo puede resistir un flujo dentro de la tubería de 5 metros por segundo. Preferiblemente, el elemento en forma de globo es compatible con una presión de hasta 4 bar.

En algunas realizaciones, el elemento en forma de globo preferiblemente está provisto de una solapa en uno o ambos extremos exteriores del elemento en forma de globo. En una realización preferida, el elemento en forma de globo está adaptado para cerrar una tubería que tiene un diámetro en el rango entre 200 y 600 milímetros.

En una realización preferida, la herramienta de detención de flujo, que está adaptada para conectarse a la tubería, comprende una cúpula externa, una lanza móvil hueca interna y dentro de la lanza móvil una varilla de presión móvil. Preferiblemente, la lanza móvil comprende una zapata de inserción para la inserción del tapón tal como un elemento en forma de globo en una tubería, en donde la zapata de inserción está provista de una salida en ángulo a través de la cual el elemento en forma de globo se puede colocar correctamente en una tubería. En algunas realizaciones, la parte inferior del zapato introductor tiene forma parabólica.

Preferiblemente, el acoplamiento articulado comprende partes de acero inoxidable, suficientemente fuertes para resistir una velocidad de flujo de 5 metros por segundo.

En una primera realización del acoplamiento articulado, el primer elemento está en conexión con la varilla de presión, en donde el primer elemento puede estar dispuesto para guiar una manguera al elemento en forma de globo, tal como una estructura en forma de jaula, en donde el acoplamiento articulado comprende además un miembro de doblado que puede ser una varilla de doblado, en donde la varilla de doblado puede girar alrededor del primer elemento, y en donde el acoplamiento articulado comprende además un segundo elemento que está en conexión con el elemento en forma de globo y la varilla de doblado, en donde la varilla de doblado está dispuesta para articular alrededor del segundo elemento. En algunas realizaciones, el segundo elemento del acoplamiento articulado está provisto de al menos un miembro elástico, para permitir el movimiento del acoplamiento articulado y la manguera con respecto al elemento en forma de globo.

En otra realización preferida del acoplamiento articulado, el primer elemento del acoplamiento articulado comprende una caja que está adaptada a la barra de presión. La parte inferior de la caja está adaptada para recibir un miembro de doblado que puede ser un cilindro ranurado que tiene un elemento de conexión móvil que se adapta a través de la segunda parte del acoplamiento articulado, que puede ser una conexión al elemento en forma de globo tal como un cilindro hueco. El miembro de doblado está adaptado para girar. En caso de que el miembro de doblado tenga forma de cilindro, el cilindro puede girar alrededor de su eje longitudinal. El miembro de doblado puede comprender ranuras internas con orificios, para facilitar un paso para los canales que proporcionan el inflado del elemento en forma de globo y para la provisión de medición de la presión delante del elemento en forma de globo. Las ranuras con aberturas pueden describir una trayectoria angular de al menos 30° en el cilindro, dependiendo de la configuración deseada de la herramienta de detención de flujo y el ángulo de inserción relacionado del elemento en forma de globo en la tubería. Una herramienta de detención de flujo que emplea esta segunda realización del acoplamiento articulado no requiere una manguera para inflar el elemento en forma de globo.

En una realización, la herramienta de detención de flujo puede estar además provista de un amortiguador. Por ejemplo, el segundo elemento del acoplamiento articulado se puede conectar a tal amortiguador, en donde el amortiguador a su vez está conectado al elemento en forma de globo. El amortiguador puede comprender una primera parte que está conectada al segundo elemento, y una segunda parte que está conectada al elemento en forma de globo, en donde la segunda parte se recibe en la primera parte o viceversa, en donde la primera y la segunda parte están dispuestos para moverse en la dirección longitudinal entre sí. La primera y/o la segunda parte pueden estar provistas de uno o más miembros elásticos, tales como resortes helicoidales. Sin embargo, el experto entenderá que el amortiguador puede comprender cualquier otro tipo de elemento elástico, sistema u otro tipo de resorte, tal como una viga elástica o un sistema hidráulico, proporcionando así medios de retroceso. Además, la primera parte del amortiguador puede comprender una caja de amortiguador, y la segunda parte del amortiguador comprende una varilla que se aloja en dicha caja. El al menos un miembro elástico se puede proporcionar en dicha caja. La primera parte y/o la segunda parte también pueden estar provistas de uno o más anillos de sellado o juntas tóricas, para proporcionar medios de sellado del amortiguador, evitando así la fuga del medio que se usa para inflar el elemento en forma de globo. La primera parte del amortiguador puede comprender un conector de tipo hembra que puede comprender una caja hecha de, por ejemplo, acero inoxidable, titanio, acero al carbono, aluminio o latón. La segunda parte del amortiguador puede comprender una varilla que está hecha, por ejemplo, de acero inoxidable, titanio, acero al carbono, aluminio o latón. Además, el amortiguador está dispuesto de manera que se facilita un paso para el paso del medio utilizado para inflar el elemento en forma de globo.

La presente invención es especialmente ventajosa para la inserción de un elemento en forma de globo bajo cualquier ángulo de inserción, porque el acoplamiento articulado como se describe en este documento permite articular el elemento en forma de globo de manera que el elemento en forma de globo se pueda insertar en la tubería en un ángulo de inserción de 90° a 150°. Aquí, el ángulo de inserción se define con respecto a la posición horizontal del elemento en forma de globo en la tubería.

En otro aspecto, se proporciona un método para detener un flujo en una tubería, que comprende las etapas de: instalar una herramienta de detención de flujo según la presente invención; insertar el elemento en forma de globo en la tubería moviendo la varilla de presión en la dirección de la tubería; e inflar el elemento en forma de globo para detener un flujo en la tubería.

En algunas realizaciones, las siguientes etapas se llevan a cabo antes de la instalación de la herramienta de detención de flujo: montar una válvula de bola o una válvula de compuerta en una montura o casquillo soldado que está montado en la tubería; Perforar un orificio en la tubería en un lugar donde la válvula de bola o la montura de la compuerta está montada en la tubería.

En otro aspecto más, se proporciona un procedimiento para crear una sección aislada libre de flujo o una sección libre de flujo dentro de una tubería presurizada con flujo, que comprende las etapas de: instalar al menos una herramienta de detención de flujo en una tubería, preferiblemente instalar un segunda herramienta de detención de flujo en una tubería; de preferencia instalar una tercera herramienta de detención de flujo en una tubería; de preferencia instalar una cuarta herramienta de detención de flujo en una tubería; en donde las cuatro herramientas de detención comprenden cada una: una cúpula externa con una lanza móvil hueca interna para insertar un elemento en forma de globo en una tubería; un elemento en forma de globo para bloquear el flujo de una tubería, en donde el elemento en forma de globo está hecho de caucho natural reforzado, un elastómero o un material elástico; medios para facilitar el inflado del elemento en forma de globo; una varilla de presión que está dispuesta de forma móvil dentro de la lanza móvil hueca interna, y en donde la varilla de presión de al menos una de las herramientas de detención está provista de un acoplamiento articulado para asegurar el elemento en forma de globo de dicha al menos una herramienta de detención, y opcionalmente con un amortiguador; introducir el al menos un elemento en forma de globo de la herramienta de detención con el acoplamiento articulado (y amortiguador) como el primer elemento en forma de globo a inflar en la tubería moviendo la barra de presión de dicho elemento en forma de globo en la dirección de la tubería; inflar dicho al menos un elemento en forma de globo para detener el flujo en la tubería. En algunas realizaciones, antes de la instalación de las cuatro herramientas de detención de flujo se realizan las siguientes etapas: montar hasta cuatro válvulas de bola o válvulas de compuerta en casquillos soldados o monturas que están en la tubería; perforar un agujero en la tubería en un lugar donde la válvula de bola o la válvula de compuerta está montada en la tubería.

Otras características y ventajas de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción detallada que sigue.

Breve descripción de los dibujos adjuntos

La presente invención se describe con respecto a realizaciones ejemplares particulares de la misma y, en consecuencia, se hace referencia a los dibujos en los que:

La Figura 1 muestra una herramienta de detención de flujo de la técnica anterior;

La Figura 2A muestra una realización ejemplar de una herramienta de detención de flujo, en donde un elemento en forma de globo está ubicado dentro de una lanza móvil y está en el estado desinflado;

La Figura 2B muestra una realización ejemplar de una herramienta de detención de flujo según la Figura 2A, en donde el elemento en forma de globo está ubicado en una tubería y se lleva al estado inflado;

La Figura 2C muestra una primera realización de un acoplamiento articulado;

La Figura 3A muestra una realización ejemplar de la presente invención en uso, en donde el elemento en forma de globo está en el estado inflado;

Las Figuras 3B-E muestran diferentes perspectivas de una segunda realización de un acoplamiento articulado; La Figura 4 muestra esquemáticamente la presente invención en uso, en donde la herramienta de detención de flujo está dispuesta en un ángulo de inserción inclinado general a;

Las Figuras 5A-E muestran diferentes perspectivas de un disyuntor para uso opcional con la herramienta de detención de flujo según la presente invención;

La Figura 6 muestra un ejemplo de una sección aislada sin flujo en una tubería que se crea utilizando una o varias herramientas de detención de flujo;

Los dibujos muestran solo aquellos detalles esenciales para la comprensión de la presente invención.

Descripción detallada

Se apreciará que, por simplicidad y claridad de la ilustración, cuando se considere apropiado, los números de referencia pueden repetirse entre las Figuras para indicar elementos o pasos correspondientes o análogos. Además, se establecen numerosos detalles específicos con el fin de proporcionar una comprensión completa de las realizaciones descritas en este documento. Sin embargo, los expertos en la técnica entenderán que las realizaciones descritas en el presente documento se pueden poner en práctica sin estos detalles específicos. Además, esta descripción no debe considerarse como una limitación del alcance de las realizaciones descritas en el presente documento de ninguna manera, sino más bien como una mera descripción de la implementación de las diversas realizaciones descritas en el presente documento.

Con referencia a la Figura 1, se muestra una herramienta de detención de flujo 1 de la técnica anterior. La herramienta de detención de flujo 1 comprende una cúpula externa 2, una lanza móvil 3 que puede moverse dentro de la cúpula externa 1. La lanza móvil 3 comprende una zapata de inserción 4 y una varilla de presión móvil 5 con un elemento en forma de globo 6 como tapón de cierre. La varilla de presión 5 puede comprender un dispositivo para medir la presión de inflado del elemento en forma de globo (no mostrado). En uso, el elemento en forma de globo 6 bloquea un flujo (F) dentro de una tubería 7.

Durante la inserción del elemento en forma de globo 6 en la tubería 7, el elemento en forma de globo 6 está en un estado desinflado (I). Cuando está correctamente alineado con respecto a la tubería, el elemento en forma de globo 6 se presuriza con un gas o fluido a través de una manguera 8. De este modo, el elemento en forma de globo 6 se lleva a un estado inflado (II) de modo que cierra el paso de la tubería 7 proporcionando suficiente presión sobre la pared interior de la tubería 7. Durante el inflado del elemento en forma de globo 6, el elemento en forma de globo 6 se expande y se acorta.

La manguera 8 se usa para guiar aire comprimido desde una fuente de presión (no mostrada) al elemento en forma de globo 6. La manguera 8 comprende una parte de extremo 9 que está en conexión con el elemento en forma de globo 6. La parte de extremo 9 funciona para asegurar el elemento en forma de globo 6 en su posición durante la fase de inflado. Puede parecer que el elemento en forma de globo 6 y la parte de extremo 9 de la manguera pueden experimentar una fuerza cinética inicial alta del flujo de la tubería (F). Por ejemplo, el flujo (F) en la tubería 7 puede propagarse con una velocidad de 5 metros por segundo o más. Como consecuencia, la parte de extremo 9 de la manguera y/o el elemento en forma de globo 6 pueden dañarse durante la fase de inflado, lo que puede resultar en una fuga del aire comprimido. En el peor de los casos, el elemento en forma de globo 6 puede desprenderse completamente de la manguera 8.

Se hace referencia a las Figuras 2A y 2B, que muestran una realización ejemplar de una herramienta de detención de flujo 1. La herramienta de detención de flujo 1 comprende un elemento en forma de globo 6 para bloquear un flujo (F) en una tubería 7. La tubería 7 es, por ejemplo, una tubería de gas o una tubería de líquido. Un ejemplo de un elemento en forma de globo 6 es un tapón de cierre inflable, tal como se fabrica mediante los métodos de acuerdo con la patente de Estados Unidos 5,477,886 o según la solicitud de patente de Estados Unidos US 2012/0192983 A1. La herramienta de detención de flujo 1 puede comprender un elemento en forma de globo 6 de acuerdo con dicho método. Dichos elementos en forma de globo son compatibles con flujos de tubería fuertes y pueden resistir una contrapresión de, por ejemplo, hasta 4 bar (58 psi).

El elemento en forma de globo 6 se puede inflar a través de una manguera 8 que está conectada a una fuente de presión (no mostrada). El elemento en forma de globo 6 es inflable ya que está hecho de un material inflable, como un material elástico (por ejemplo, látex o caucho sintético), y puede comprender además un alambre o un grupo de alambres de refuerzo 10 con baja elasticidad que se extienden desde un extremo al otro extremo del elemento en forma de globo 6. Dichos globos se describen en la patente de Estados Unidos 5,477,886. El alambre o alambres 10 pueden consistir, por ejemplo, en acero, fibra de vidrio, polietileno de peso molecular ultra alto (por ejemplo, Dyneema®) o aramida (por ejemplo, Twaron® o Kevlar®), que se pueden hilar previamente a los alambres y se adhieren a la superficie del globo. Como también se describe en la patente de Estados Unidos 5,477,886, el elemento en forma de globo puede estar provisto además de un eje de guía interno que tiene partes móviles telescópicas y un resorte. La función de dicho eje guía está relacionada con el grupo de alambres. Es decir, al inflar, el eje de guía se acorta en la dirección axial y, por lo tanto, el elemento en forma de globo solo se extiende en dirección radial (no en la dirección axial), de modo que el globo se presiona contra la pared interior de la tubería durante el inflado.

La herramienta de detención de flujo 1 comprende además una cúpula 2 externa dispuesta para introducir el elemento en forma de globo 6 en una tubería 7. La cúpula externa 2 puede instalarse en la parte superior de una válvula de bola o válvula de compuerta 11 que está montada en la tubería 7. La cúpula externa 2 puede estar provista de un desvío 12 para desviar un flujo de tubería (F) en la tubería 7. La cúpula externa 2 puede comprender una lanza hueca interna movible 3 configurada para moverse hacia arriba y hacia abajo en la dirección indicada por (T1). A su vez, la lanza móvil 3 puede comprender una varilla de presión 5 configurada para moverse hacia arriba y hacia abajo en la dirección indicada por (T2). La varilla de presión 5 está conectada con el elemento en forma de globo 6 a través de un acoplamiento articulado 13. La varilla de presión 5 puede estar provista de un dispositivo para medir la presión delante del elemento en forma de globo, que comprende, por ejemplo, un manómetro 14.

La lanza móvil 3 puede comprender una zapata de inserción 4 con una salida 15 para facilitar la inserción del elemento en forma de globo 6 en la tubería 7 a través de la salida 15. La parte inferior 16 de la zapata de inserción 8 puede tener una forma parabólica. Esto tiene la ventaja de que el elemento en forma de globo 6 no se atasca ni se daña durante la inserción del elemento en forma de globo 6 en la tubería 7. Además, el elemento en forma de globo 6 puede estar provisto de una solapa 17 que protege el elemento en forma de globo 6 durante el contacto inicial con la tubería 7 durante el inflado. La solapa 17 puede estar hecha de un material de caucho. El elemento en forma de globo 6 también puede estar provisto de una solapa 17 a ambos lados del elemento en forma de globo 6.

Durante el funcionamiento, primero se inserta la lanza móvil 3 en la tubería 7, como se muestra en la Figura 2A. A continuación, el elemento en forma de globo 6 se inserta en la tubería 7 moviendo la varilla de presión 5 hacia la tubería 7. El elemento en forma de globo 6 comienza en el estado desinflado (I) y se inserta en la tubería 7 mediante el movimiento de la lanza 3 móvil. El elemento en forma de globo 6 se empuja así hacia la parte inferior 16 de la zapata de inserción 4 que se insertó en la tubería 7. Mientras se empuja hacia abajo, el elemento en forma de globo 6 avanza más hacia la tubería 7.

Cuando se alinea correctamente con respecto a la tubería 7, el elemento en forma de globo 6 se presuriza con un medio como aire o un fluido que lleva al elemento en forma de globo 6 al estado inflado (II). El medio utilizado para el inflado puede ser compresible o incompresible, por ejemplo, aire, nitrógeno, aceite hidráulico o agua. El elemento en forma de globo 6 se lleva así a un estado inflado (II) de modo que el elemento en forma de globo 6 cierra el paso de la tubería 7 proporcionando suficiente presión sobre la pared interior de la tubería 7. Debido a las fibras no elásticas que están incorporadas en la pared del cuerpo de goma del elemento en forma de globo 6 y al mecanismo de resorte que se extiende de un extremo al otro extremo dentro del elemento similar al globo, el elemento en forma de globo se acorta mientras se expande, ya que la expansión del volumen interno está limitada por las fibras aplicadas e incorporadas en la pared de caucho del elemento en forma de globo 6, el elemento en forma de globo se puede inflar a una alta presión de inflado y creará suficiente resistencia al cizallamiento para funcionar adecuadamente y bloquee de forma segura la presión y el flujo de la tubería (F).

La varilla de presión 5 puede estar conectada al acoplamiento articulado 13 a través de una placa 18 que sella el pasaje hueco dentro de la lanza móvil 3 y evita la fuga del medio de flujo de la tubería (F) hacia la parte superior de la lanza móvil 3. La placa 18 puede estar conectada a una placa superior 19 de un elemento de guía 20 que guía la manguera 8 al elemento en forma de globo 6. El miembro de guía 20 puede comprender una placa inferior 21 que a su vez está conectada al acoplamiento articulado 13. Cuando el elemento en forma de globo 6 es guiado a través de la lanza 3 móvil y golpea la parte inferior de la zapata de inserción 4, el acoplamiento articulado 13 permite abisagrar de manera que el elemento en forma de globo 4 gire en un ángulo (R) y el elemento en forma de globo 6 puede avanzar a través de la salida 15 de la zapata de inserción 4 hacia la tubería 7. Esto se muestra en la Figura 3B. El elemento en forma de globo 6 puede insertarse en la tubería 7 aguas arriba o aguas abajo.

Con referencia a la Figura 2C, se muestra una realización ejemplar del acoplamiento articulado 13. En esta realización ejemplar, todas las partes del acoplamiento articulado 13 están hechas de acero inoxidable. Además, en este ejemplo, el acoplamiento articulado 13 comprende tres elementos principales. Un primer elemento de acoplamiento articulado 13 está conectada con la barra de presión. En consecuencia, el primer elemento comprende una placa superior 19 (no mostrada) que está conectada a la varilla de presión 5, y una placa inferior 21 con unidad de extensión 22. La placa superior 19 y la placa inferior 21 están conectadas mediante un elemento de guía 20. La placa superior 19 puede comprender un paso 20a a través del cual se puede guiar adicionalmente la manguera 8. El miembro de guía 20 puede comprender una estructura 23 en forma de jaula. Alternativamente, el miembro de guía 20 puede tener la forma de un cilindro hueco y puede estar hecho de acero inoxidable. Una segunda parte del acoplamiento articulado 13 es una conexión 24 que está en conexión con el elemento en forma de globo 6. La conexión 24 puede estar hecha de acero inoxidable. Una tercera parte del acoplamiento articulado 13 comprende un miembro de doblado 25. En este ejemplo, el elemento 25 de doblado comprende una varilla de doblado 25. Un primer extremo 25a de la varilla de doblado 25 está conectado a la unidad de extensión 22. La varilla de doblado 25 puede moverse y girar alrededor de la unidad de extensión 22. Un segundo extremo 25b de la varilla de doblado 25 está conectado a la segunda parte 24 del acoplamiento articulado 13. La segunda parte 24 del acoplamiento articulado 13 está conectada al elemento en forma de globo 6 de manera que puede girar alrededor del segundo extremo 25b de la varilla de doblado 25.

La manguera puede ir acompañada de un miembro elástico. Un ejemplo de miembro elástico es un resorte en espiral 26 como se muestra en la Figura 2C, o un resorte hidráulico o viga elástica, o cualquier otro miembro elástico (no mostrado). En la realización ejemplar de la Figura 2C, la conexión 24 está acompañada por dos resortes en espiral 26, aunque puede proporcionarse cualquier tipo de miembro elástico y cualquier número de miembros elásticos. Durante el inflado, el elemento en forma de globo 6 se acorta en su dirección axial, ejerciendo así una fuerza de retroceso en la parte de extremo de la manguera 7. Un miembro elástico puede proporcionar un medio para recuperar dicha fuerza de retroceso, asegurando así aún más el elemento en forma de globo 6 durante el inflado.

Durante la inserción del elemento en forma de globo 6 en la tubería 7, el acoplamiento articulado 13 proporciona una fuerte conexión con el elemento en forma de globo 6. Todas las partes del acoplamiento articulado 13, tales como la estructura en forma de jaula 23 y la varilla de doblado 25 pueden estar hechas de un material resistente, tal como acero inoxidable, titanio, acero al carbono, aluminio o latón. Alternativamente, la varilla de doblado 25 puede estar hecha de un material elástico, proporcionando medios de sujeción adicionales para asegurar el elemento en forma de globo 6 en su posición en la tubería 7 y para evitar que el elemento en forma de globo 6 se rompa de la herramienta de detención de flujo 1.

Se hace referencia a la Figura 3A, que muestra una herramienta de detención de flujo 1 según la presente invención, en donde se usa una realización diferente de un acoplamiento articulado 13. Dicho acoplamiento articulado 13 está en conexión con la varilla de presión 5 a través de una boquilla 27 que se recibe en un primer elemento del acoplamiento articulado 13. El acoplamiento articulado 13 comprende un segundo elemento, que está en conexión con el elemento en forma de globo 6. En la realización ejemplar de la Figura 3A, el segundo elemento comprende un cilindro 28, que está hecho de acero inoxidable. El cilindro hueco 28 comprende una parte de extremo 29 que conecta de forma segura el cilindro hueco 28 con el elemento en forma de globo 6. El cilindro hueco 28 está provisto además de un cuerpo cónico 30 que refuerza aún más la conexión entre el cilindro hueco 28 y el elemento en forma de globo 6. En esta realización ejemplar, la varilla de presión 5, el acoplamiento articulado 13 y el cilindro hueco 28, junto con un canal 31 que se extiende a través del elemento en forma de globo 6, facilitan el paso al extremo del elemento en forma de globo, para permitir la medición de la presión en la posición 32 delante del elemento en forma de globo 6.

Las Figuras 3B-3E muestran perspectivas detalladas de una parte del acoplamiento articulado 13 según la realización ejemplar de la Figura 3A. En consecuencia, la Figura 3B muestra la primera parte del acoplamiento articulado 13, que es una caja 33 que está en conexión con la varilla de presión 5. La boquilla 27 de la varilla de presión 5 puede acceder a una entrada 34. La caja 33 comprende además una salida 35 que está en conexión con el segundo elemento del miembro de doblado, que es un cilindro hueco 28. La Figura 3C muestra la caja desnuda 33 con más detalle. Por consiguiente, la caja 33 comprende una ranura 36 y canales 37a, 37b, 37c. Los canales 37a y 37b facilitan los medios para inflar el elemento en forma de globo 6, mientras que el canal 37c facilita la medición de la presión delante del elemento en forma de globo 6, por ejemplo, en la ubicación 32 en la tubería 7. Por tanto, el canal 37c está en conexión con el paso proporcionado por la varilla de presión 5, el cilindro hueco 28 y el canal 31. La Figura 3D muestra que el acoplamiento articulado 13 comprende además un miembro de doblado. En este ejemplo, el miembro de doblado es un cilindro 38, que se aloja en la caja 33. El cilindro 38 comprende un miembro de acoplamiento 39 que tiene una salida 35. El cilindro 38 puede girar en la caja 33. Más específicamente, el miembro de acoplamiento 39 del cilindro 38 se aloja en la ranura 36 y puede girar alrededor de su eje longitudinal en la dirección (r) como se indica en la Figura 3D. El cilindro 38 comprende además ranuras 40a, 40b, 40c.

La Figura 3E muestra otra perspectiva del cilindro 38. Tres ranuras 40a, 40b, 40c comprenden aberturas 41a, 41b, 41c, respectivamente. Las aberturas 41a y 41c facilitan un paso para los canales 37a y 37b respectivamente, mientras que la abertura 41b facilita un paso para el canal 37c. Aunque la realización ejemplar de las Figuras 3A-E incluye dos canales para inflado y un canal para medir la presión, también es posible cualquier otro número de canales. Además, las ranuras con aberturas pueden describir una trayectoria angular de al menos 30° en el cilindro 38, dependiendo de la configuración deseada de la herramienta de detención de flujo y el ángulo de inserción relacionado del elemento en forma de globo 6.

Se observa además que la herramienta de detención de flujo de acuerdo con la presente invención no emplea brazos retenedores de manguitos para resistir grandes fuerzas de fluido en la tubería. En cambio, la herramienta de detención de flujo de la presente invención emplea un acoplamiento articulado como se describió anteriormente. Debido a que tales brazos retenedores de manguitos pueden dañar las tuberías, la herramienta de detención según la presente invención no comprende brazos retenedores de manguitos. Debido a la fuerte conexión de seguridad que proporciona el acoplamiento articulado 13, el acoplamiento articulado 13 permite que el elemento en forma de globo 6 absorba fuerzas cinéticas y energía más altas, generadas por el flujo, que las herramientas convencionales para detener el flujo que usan una manguera para inflar el elemento en forma de globo. Simulaciones y pruebas experimentales han demostrado que una herramienta de detención de flujo para un diámetro de tubería de 300 mm, provista de dicho acoplamiento articulado, puede resistir una fuerza generada por una presión de 4 bar y una velocidad de flujo de 5 metros por segundo. La fuerza cinética correspondiente es igual a:

FUERZA CINÉTICA = C x FUERZA ESTÁTICA = 1,49x n x P0 donde C es una constante adimensional que es igual a 1,49 y donde R es el radio de la tubería que es en este caso 0,15 metros y P0 es la presión estática que es en este caso igual a 4 bar. Esto da como resultado una fuerza cinética de 42 129,36 N (4296 kgf). Por tanto, la herramienta de detención de flujo según la presente invención puede resistir tal fuerza, mientras que las herramientas de detección de flujo convencionales en las que el elemento en forma de globo está simplemente asegurado por una manguera no son compatibles con dichos flujos fuertes. Por lo tanto, el elemento en forma de globo 6 con acoplamiento articulado 13 es adecuado para resistir una fuerza cinética de 9 806,65 N (1000 kgf) o más, preferiblemente 19 613,3 N (2000 kgf) o más, incluso con mayor preferencia 29419, 95 N (3000 kgf) o más, y con la máxima preferencia 39226,6 N (4000 kgf) o más.

La presente invención es de particular ventaja para las herramientas de detención de flujo que comprenden elementos en forma de globo relativamente grandes, por ejemplo, elementos en forma de globo que tienen un diámetro cuando se infla de aproximadamente 250 mm o más, como por ejemplo en el rango entre 250 y 600 milímetros, y adaptado para cerrar tuberías en el rango entre 250 y 600 mm.

Además, la presente invención no emplea un mecanismo tal como un sistema de resorte para empujar el elemento en forma de globo en un ángulo normal desde el segundo elemento del acoplamiento articulado. Por el contrario, la presente invención es particularmente ventajosa para la inserción de un elemento en forma de globo bajo cualquier ángulo de inserción, porque el acoplamiento articulado como se describe en este documento permite la articulación del elemento en forma de globo dentro de un amplio rango de ángulo, por ejemplo, de manera que el elemento en forma de globo se puede insertar en la tubería con un ángulo de inserción de al menos 90° y como máximo 150°, aunque también son posibles ángulos de inserción más pequeños, por ejemplo, de 90° a 135°. Aquí, el ángulo de inserción se define con respecto a la posición horizontal del elemento en forma de globo en la tubería. Un acoplamiento articulado de este tipo es especialmente ventajoso en ocasiones en las que la inserción de un elemento en forma de globo perpendicular a la pared de la tubería no es preferible o incluso posible. Por ejemplo, la Figura 4 muestra esquemáticamente un elemento en forma de globo 6 que está en conexión con el segundo elemento 28 del acoplamiento articulado 13. Aquí, el elemento en forma de globo 6 se introduce en la tubería 7 con un ángulo de inserción a = 135°. En general, el acoplamiento articulado como se describe en este documento es compatible con herramientas de detención de flujo que operan en un ángulo de inserción a dentro de un amplio rango de 90° a 150°, pero también rangos más pequeños, tales como de 90° a 135°. Las ranuras en el acoplamiento articulado describen una trayectoria angular de al menos 30° en el cilindro de manera que es posible tal ángulo de inserción a del elemento en forma de globo en la tubería. La herramienta de detención de flujo con acoplamiento articulado puede disponerse de modo que permita que el elemento en forma de globo 6 se inserte en la tubería con un ángulo de inserción fijo a, o en cualquier ángulo de inserción variable a dentro de, por ejemplo, un rango de 90° a 150°.

Se hace referencia a la Figura 5A, que muestra una sección transversal del elemento en forma de globo 6 con el acoplamiento articulado de acuerdo con las Figuras 3A-E. En esta figura, el grupo de cables 10 es visible. Además, en la presente realización, el segundo elemento 28 del acoplamiento articulado está provisto adicionalmente de un amortiguador 130. Se indica un plano A-A, que será el plano de referencia para las Figuras 5B-E. El amortiguador proporciona medios de sujeción adicionales para asegurar el elemento en forma de globo 6 en su posición en la tubería 7 y así evita además que el elemento en forma de globo 6 pueda romperse de la herramienta de detención de flujo 1 durante una operación de inserción. Por lo tanto, el amortiguador 130 permite que el elemento en forma de globo 6 absorba fuerzas cinéticas y energía aún mayores, generadas por el flujo. Tenga en cuenta que el amortiguador se proporciona fuera del elemento en forma de globo.

Se hace referencia a las Figuras 5B-C, que muestran una sección transversal del amortiguador 130 en el plano A-A con más detalle. El amortiguador 130 comprende una primera parte que está en conexión con el segundo elemento 28, y una segunda parte que está en conexión con el elemento en forma de globo inflable 6. La segunda parte puede recibirse en la primera parte o viceversa. En este ejemplo de realización, la primera parte comprende un conector tipo hembra 200 que comprende una caja 210. La caja 210 puede estar hecha de, por ejemplo, acero inoxidable, titanio, acero al carbono, aluminio o latón. La caja 210 recibe la segunda parte que en el presente ejemplo de realización es una varilla hueca 220. La varilla 220 puede estar hecha de, por ejemplo, acero inoxidable, titanio, acero al carbono, aluminio o latón. La segunda parte del amortiguador 130 comprende además un cuerpo cónico 230 que está en conexión directa con el elemento en forma de globo 6.

La primera y la segunda parte del amortiguador 130 están dispuestas de manera que la primera parte y la segunda parte pueden moverse en la dirección longitudinal una con respecto a la otra. La dirección longitudinal está indicada por la flecha de dirección (L). En el presente ejemplo de realización, la varilla 220 puede moverse en la caja 210 en la dirección longitudinal.

La caja 210 está provista de al menos un miembro elástico. En la presente realización ejemplar, la caja 210 está provista de un miembro elástico que es un resorte helicoidal 240. Durante la introducción del elemento en forma de globo 6 en la tubería 7, el elemento en forma de globo se arrastra en la dirección del flujo (F'), que en este ejemplo corresponde al flujo de la tubería (F). A medida que el elemento en forma de globo 6 se mueve en la dirección (F'), la varilla 220 se mueve a lo largo de esta dirección en la caja 210 y, por lo tanto, comprime el resorte helicoidal 240. El resorte helicoidal 240 tiene una constante de resorte suficiente y está hecho de un material suficientemente fuerte para hacer retroceder las fuerzas cinéticas que se imponen sobre el elemento en forma de globo durante el inflado y, por lo tanto, proporciona una fuerza de retroceso. Por tanto, el amortiguador 130 proporciona medios de sujeción adicionales para asegurar el elemento en forma de globo 6 en su posición en la tubería 7 y evita que el elemento en forma de globo 6 se rompa de la herramienta de detención de flujo 1. Aunque en la presente realización ejemplar se usa un resorte helicoidal como miembro elástico, la persona experta entiende que se pueden usar otros miembros, sistemas u otro tipo de resortes elásticos, por ejemplo, una viga elástica o un sistema hidráulico o neumático.

Además, uno o más resortes helicoidales u otro tipo de miembros elásticos también pueden estar ubicados en el otro lado de la caja 210 y pueden estar unidos a la caja 210 y la varilla 220. De este modo, el resorte helicoidal puede estirarse en lugar de comprimirse en caso de que el elemento en forma de globo 6 se introduzca en la tubería 7. En esta configuración, el al menos un resorte helicoidal todavía proporciona una fuerza de retroceso. El experto entenderá que el amortiguador 130 puede comprender una combinación de miembros elásticos ubicados en dichas dos ubicaciones en la caja 210.

La caja 210 también puede estar provista de uno o más anillos de sellado o juntas tóricas 250. En la presente realización ejemplar, los anillos de sellado 250 están unidos al extremo de la varilla 220. Los anillos de sellado 250 sellan la varilla 220 en la caja 210 y, por lo tanto, evitan la fuga del medio que se usa para inflar el elemento en forma de globo.

La primera parte del amortiguador 130 (por ejemplo, el conector tipo hembra 200) puede comprender un acoplador 260 asegurado que conecta la primera parte del amortiguador 130 con el segundo elemento 28. El acoplador 260 está dispuesto para recibir la primera parte del amortiguador 130. El acoplador 260 puede tener, por ejemplo, un perfil roscado 270. El acoplador 260 puede montarse fácilmente sobre el segundo elemento 28 y por tanto facilita los medios de conexión del amortiguador 130 al segundo elemento 28.

En la presente realización ejemplar, un paso 280 en el amortiguador 130 y la disposición discutida del acoplamiento articulado 13 facilitan el paso del medio utilizado para inflar el elemento en forma de globo 6. Por tanto, se forma una conexión que conecta la varilla de presión 5 con el elemento en forma de globo 6, de modo que el elemento en forma de globo se puede inflar con un medio de inflado.

Se hace referencia a las Figuras 5D y 5E, que muestran el amortiguador 130 de las Figuras 5A-C en la sección transversal AA con mayor detalle. La Figura 5D muestra la posición inicial sin estrés (G) del amortiguador 130. En la posición inicial (G), la energía almacenada en el amortiguador 130 como resultado de la fuerza cinética potencial sobre el globo es mínima, correspondiente, por ejemplo, a un resorte helicoidal 240 sin estirar o sin comprimir. Por ejemplo, en la posición inicial (G), el elemento en forma de globo está en reposo. El amortiguador 130 se lleva a un estado de tensión (E) una vez que el elemento en forma de globo comienza a experimentar una fuerza, por ejemplo, del flujo (F) en la tubería 7. En la realización ejemplar de las Figuras 5A-E, el resorte helicoidal 240 está comprimido en este estado en el amortiguador 130. En el estado de tensión (E), la energía se almacenará en el amortiguador 130, absorbiendo así energía del flujo (F) en la tubería 7. Dicha energía potencial ganada se usa posteriormente para retroceder el elemento en forma de globo 6 en la tubería 7.

La instalación de una herramienta de detención de flujo 1 se puede realizar de la siguiente manera: se puede montar una válvula de compuerta o una válvula de bola 11 en la tubería 7. Posteriormente, se puede perforar un orificio en la tubería 7 en el lugar de la tubería 7 donde está montada una válvula de compuerta o válvula de bola 11. Se hace referencia a la Figura 6, que muestra cuatro herramientas de detención de flujo 1a, 1b, 1c y 1d que se utilizan para crear una sección aislada 42 sin flujo dentro de una tubería 7. La sección aislada 42 puede crearse por varias razones diferentes, por ejemplo, la sección aislada 42 requiere mantenimiento. Antes de la instalación de la herramienta de detención de flujo, se pueden montar monturas ramificadas o casquillos soldados 11a, 11b, 11c y 11d en la tubería 7. Alternativamente, se pueden montar válvulas de compuerta o de bola en las monturas. Posteriormente, se puede perforar un orificio en la tubería 7 en cada lugar de la tubería 7 donde se monta una válvula de compuerta o una válvula de bola. Las cúpulas externas 2a, 2b, 2c, 2d están instaladas en las válvulas de compuerta 11a, 11b, 11c y 11d respectivamente. Cada domo externo 11a, 11b, 11c y 11d está dispuesto para la inserción y el paso de una varilla de presión 5a, 5b, 5c y 5d con un elemento en forma de globo 6a, 6b, 6c y 6d respectivamente conectado a las varillas de presión 5a, 5b, 5c y 5d. Cada domo externo 2a, 2b, 2c y 2d puede comprender un dispositivo para medir la presión dentro del elemento en forma de globo, que comprende, por ejemplo, un manómetro 14a, 14b, 14c, 14d que están respectivamente en conexión con la varilla de presión 5a, 5b, 5c y 5d. Cada domo externo puede estar provisto además de una derivación 12a, 12b, 12c y 12d para evitar un flujo de tubería (F) en la tubería 7, purgando gas nitrógeno o gas de antorcha de la sección aislada 42. Al menos una de las torres de detención puede ser una torre de detención según la presente invención. Es decir, al menos una de las torres de detención, por ejemplo, la torre de detención 1a, comprende un acoplamiento articulado 13, que conecta la varilla de presión con el elemento en forma de globo. Esta torre de detención se utiliza luego para que se infle el primer globo para detener el flujo en la tubería 7. Sin embargo, más o todas las torres de detención 1a, 1b, 1c y 1d pueden estar provistas de un acoplamiento articulado 13. Alternativamente, las otras torres de detención, por ejemplo, las torres de detención 1b, 1c y 1d, tienen un elemento en forma de globo que está en conexión con la varilla de presión simplemente a través de una manguera 8b, 8c y 8d respectivamente.

Al crear una sección aislada 42 libre de flujo, un primer elemento en forma de globo 6a, 6b, 6c o 6d de una de las herramientas de detención de flujo 1a, 1b, 1c o 1d se inserta en la tubería 7, aguas arriba o aguas abajo, y posteriormente llevado al estado inflado. Preferiblemente, esta torre de detención está provista de un acoplamiento articulado 13 y opcionalmente también de un amortiguador 130 (no mostrado). Después de que el primer elemento en forma de globo se haya colocado en la tubería 7, por ejemplo, el elemento en forma de globo 6a, los elementos en forma de globo restantes se pueden introducir en la tubería 7. La colocación de estos elementos 6b, 6c y 6d en forma de globo restantes se puede realizar simultáneamente o uno tras otro, y se puede realizar corriente arriba o corriente abajo. Después de que todos los elementos en forma de globo 6a, 6b, 6c, 6d se hayan inflado y colocado en la tubería 7, la sección aislada 42 está libre de flujo, por lo que el medio puede retirarse de la sección aislada 42 de modo que la sección aislada 42 pueda abrirse y acercarse. Una vez finalizadas las operaciones en la sección aislada 42, como los trabajos de mantenimiento, los elementos en forma de globo 6a, 6b, 6c y 6d pueden desinflarse y retraerse de la tubería 17.

Aunque en el ejemplo de realización anterior se utilizan cuatro torres de detención 1a, 1b, 1c y 1d para crear la sección aislada 27, el experto comprenderá que también se pueden utilizar menos torres de detención para crear una sección aislada 42, por ejemplo, con dos o tres torres de detención. Al menos una de estas torres de detención puede estar provista de un acoplamiento articulado 13 y, opcionalmente, también de un amortiguador 130 (no mostrado). El experto en la técnica también comprende que, dependiendo de las circunstancias, puede ser necesaria la instalación de más de cuatro torres de detención para crear la sección aislada 42. El experto comprende además que cada torre de detención, tal como las torres de detención 1a, 1b, 1c y 1d, pueden ubicarse a cualquier distancia deseada entre sí, dependiendo de las circunstancias tales como el espacio disponible en la zanja.

La presente invención se ha descrito con respecto a realizaciones específicas; sin embargo, resultará obvio para los expertos en la técnica que se pueden realizar una serie de variantes y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   i. Una herramienta de detención de flujo (1) para tuberías, que comprende:

   - un elemento inflable en forma de globo (6) que está adaptado para bloquear un flujo (F) en una tubería (7);

   - medios para facilitar el inflado del elemento en forma de globo con un gas o un fluido;

   - una torre de detención dispuesta para introducir el elemento en forma de globo en la tubería;

   - una varilla de presión (5) que está dispuesta de forma móvil dentro de la torre de detención;

   - un acoplamiento articulado (13) para fijar el elemento en forma de globo a la varilla de presión, en donde el acoplamiento articulado comprende:

   o un primer elemento (33) que está en conexión con la varilla de presión, el primer elemento que comprende una caja, en donde la caja comprende al menos un primer canal (37c) y un segundo canal (37a, 37b);

   o un segundo elemento (28) que está en conexión con el elemento en forma de globo;

   o un miembro de doblado (38) que conecta el primer elemento con el segundo elemento, el miembro de doblado se recibe en la caja del primer elemento, en donde el miembro de doblado comprende un cilindro que está configurado para girar alrededor de su eje longitudinal de modo que el segundo elemento se puede articular con respecto al primer elemento, en donde el cilindro comprende una primera abertura (41b), en donde el primer canal (37c), la primera abertura (41b), el segundo elemento y un canal (31) que se extiende a través del elemento en forma de globo facilita la medición de la presión frente al elemento en forma de globo en la tubería, y en donde el cilindro comprende una segunda abertura (41a, 41c), en donde el segundo canal (37a, 37b), la segunda abertura (41a, 41c) y el segundo elemento facilita el inflado del elemento en forma de globo.
2. 2. La herramienta de detención de flujo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el cilindro comprende una ranura (40b) que comprende la primera abertura (41b), y en donde el cilindro comprende una ranura adicional (40a, 40c), que comprende la segunda abertura (41a, 41c) que facilita el inflado del elemento en forma de globo, y en donde las ranuras describen una trayectoria angular de al menos 30° en el cilindro de manera que es posible un ángulo de inserción dentro de un rango de 90° a 150° del elemento en forma de globo en la tubería.
3. 3. La herramienta de detención de flujo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la herramienta de detención de flujo está configurada para operar en un ángulo de inserción del elemento en forma de globo en la tubería dentro de un rango de 90° a 150°, en donde el ángulo de inserción se define con respecto a la posición horizontal del elemento en forma de globo en la tubería.
4. 4. La herramienta de detención de flujo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento en forma de globo está hecho de un material reforzado elástico o no elástico, y en donde el elemento en forma de globo comprende además un alambre o un grupo de alambres (10) con baja elasticidad que se colocan de un extremo al otro extremo del elemento en forma de globo.
5. 5. La herramienta de detención de flujo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el segundo elemento está conectado a un amortiguador (130), en donde el amortiguador está conectado al elemento en forma de globo.
6. 6. La herramienta de detención de flujo de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el amortiguador comprende una primera parte (200) que está conectada al segundo elemento, y una segunda parte (230) que está conectada al elemento en forma de globo, en donde se recibe la segunda parte en la primera parte o viceversa, en donde la primera y la segunda parte están dispuestas para moverse en la dirección longitudinal una con respecto a la otra.
7. 7. La herramienta de detención de flujo de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la primera parte y/o la segunda parte están provistas de uno o más miembros elásticos tales como resortes helicoidales (240).
8. 8. La herramienta de detención de flujo de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, en donde la primera parte del amortiguador comprende una caja de amortiguador (210), y en donde la segunda parte del amortiguador comprende una varilla (220) que se aloja en dicha caja.
9. 9. La herramienta de detención de flujo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento en forma de globo es adecuado para resistir una fuerza cinética de 9806,65 N (1000 kgf) o más, preferiblemente 19613,3 N (2000 kgf) o más, incluso con mayor preferencia 29419,95 N (3000 kgf) o más, y con la máxima preferencia 39226,6 N (4000 kgf) o más.
10. 10. La herramienta de detención de flujo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento en forma de globo está adaptado para cerrar una tubería que tiene un diámetro en el rango entre 250 y 600 milímetros.
11. 11. La herramienta de detención de flujo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la barra de presión está dispuesta además con un dispositivo (14) para medir la presión de inflado del elemento en forma de globo.
12. 12. Un método para detener un flujo en una tubería, que comprende las etapas de:

    - instalar una herramienta de detención de flujo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 en una tubería;

    - introducir el elemento en forma de globo en la tubería moviendo la varilla de presión en la dirección de la tubería;

    - inflar el elemento en forma de globo para detener un flujo en la tubería.
13. 13. Un procedimiento para crear una sección aislada en una tubería libre de flujo, que comprende las etapas de:

    - instalar una primera herramienta de detención de flujo (1a) en una tubería (7);

    - instalar una segunda herramienta de detención de flujo (1b) en la tubería;

    - instalar una tercera herramienta de detención de flujo (1c) en la tubería;

    - instalar una cuarta herramienta de detención de flujo (1d) en la tubería;

    - en donde las cuatro herramientas de detención comprenden cada una:

    - un elemento inflable en forma de globo (6) para bloquear un flujo en la tubería;

    - medios para facilitar el inflado del elemento en forma de globo con un gas o un fluido;

    - una torre de detención dispuesta para introducir el elemento en forma de globo en la tubería;

    - una varilla de presión (5a, 5b, 5c, 5d) que está dispuesta de forma móvil dentro de la torre de detención;

    - y en donde al menos una de las herramientas de detención de flujo está dispuesta según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11;

    - introducir el al menos un elemento en forma de globo de la herramienta de detención con el acoplamiento articulado como el primer elemento en forma de globo a inflar en la tubería moviendo la varilla de presión de dicho al menos un elemento en forma de globo en la dirección de la tubería;

    - inflar dicho al menos un elemento en forma de globo para detener el flujo en la tubería.
14. 14. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en donde antes de la instalación de las cuatro herramientas de detención de flujo se realizan las siguientes etapas:

    - montar cuatro válvulas de bola o válvulas de compuerta en una montura o casquillo soldado (11a, 11b, 11c, 11d) que se fijan a la tubería;

    - perforar un agujero en la tubería en cada lugar donde se monta una válvula de bola o una válvula de compuerta en la tubería.