IT201800010510A1

IT201800010510A1 - Connettore per tubazioni e metodo per collegare il connettore ad una tubazione

Info

Publication number: IT201800010510A1
Application number: IT102018000010510A
Authority: IT
Inventors: Gianluca Toso; Riccardo Mattarucco; Sebastiano Guadin
Original assignee: Saipem Spa
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2020-05-22
Also published as: EA202191440A1; US20220010900A1; EP3884189A1; SA521422056B1; WO2020105004A1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“CONNETTORE PER TUBAZIONI E METODO PER COLLEGARE IL CONNETTORE AD UNA TUBAZIONE”

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione riguarda un connettore per una tubazione, in particolare per il trasporto di idrocarburi. STATO DELLA TECNICA

Nella pratica, un connettore per tubazioni viene giuntato ad una estremità libera di una tubazione. In particolare, si rende necessario giuntare un connettore ad una estremità libera di una tubazione per riparare la tubazione danneggiata. In questo caso, è necessario garantire la massima ermeticità fra il connettore e la tubazione al fine di evitare perdite di idrocarburi.

Nella letteratura brevettuale svariati brevetti riguardano i sistemi di connessione basati su principi diversi come ad esempio, EP 461,819, US 2017/276,269, US 6,433,067, US 4,078,832, US5590913 ed EP 802,002.

Ulteriori criticità nella giunzione di connettori a tubazioni derivano dal fatto che gli idrocarburi possono essere corrosivi e, quindi, danneggiare parti della tubazione che non sono adeguatamente protette. Nel settore petrolchimico, infatti, è noto convogliare fluidi corrosivi come, ad esempio, idrocarburi con elevato contenuto di solfuri e/o di anidride carbonica lungo tubazioni metalliche. Le tubazioni predisposte per convogliare fluidi corrosivi devono garantire, oltre alle elevate proprietà meccaniche, un’elevata resistenza alla corrosione e presentano, a tale scopo, una parete metallica ricoperta lungo la faccia interna da un rivestimento realizzato con leghe metalliche studiate per resistere agli agenti corrosivi e unite alla parete con legame metallurgico (cladding) o con legame meccanico (lining). In alcuni casi, le tubazioni presentano semplicemente un sovraspessore.

Le tubazioni rivestite internamente (cladded or lined) con le citate leghe metalliche resistono all’aggressività dei fluidi corrosivi. Tuttavia, la protezione fornita dal rivestimento può venir meno quando un’estremità della tubazione è unita ad un connettore. Una delle criticità consiste nel fatto che l’estremità libera della tubazione presenta una parete frontale di estremità ed una parete esterna che non sono protette dal rivestimento.

Per ovviare a questo inconveniente la richiedente ha proposto nel brevetto EP 3,110,575 B1 una soluzione volta a schermare anche la faccia frontale in modo che non sia disposta, in uso, a contatto con gli idrocarburi o, più in generale, con i fluidi corrosivi. Questa soluzione tecnica si è dimostrata efficace ma richiede un mandrino espandibile per ciascun diametro di tubazione.

Sempre per tubi con rivestimento interno è stati proposto nella domanda WO2014152904 un connettore con doppia tenuta frontale e circonferenziale. In particolare è costituito da un assieme realizzato da una guarnizione primaria che estrude in chiusura sigillando frontalmente l’angolo interno del tubo in modo guidato da un profilo dedicato. Questa soluzione presenta lo svantaggio di non poter controllare l’effettivo svolgersi dell’estrusione.

OGGETTO DELL’INVENZIONE

Uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare un connettore per una tubazione in grado di garantire una efficace tenuta idraulica.

In accordo con la presente invenzione viene realizzato un connettore per una tubazione, in particolare per convogliare idrocarburi, in cui la tubazione ha una faccia interna, una faccia esterna ed una faccia di estremità frontale; il connettore estendentesi lungo un asse longitudinale e comprendendo una porzione di presa configurata per essere calzata attorno ed ammorsata alla faccia esterna; una porzione a manicotto, la quale è montata in modo scorrevole rispetto alla porzione di presa, e presenta una faccia affacciata alla faccia di estremità frontale quando la porzione di presa è calzata attorno alla tubazione; una guarnizione frontale metallica configurata per essere disposta fra la faccia di estremità frontale e la faccia della porzione a manicotto; ed attuatori lineari collegati con la porzione di presa e la porzione a manicotto per comprimere assialmente la guarnizione frontale metallica fra la faccia frontale di estremità della tubazione e la faccia della porzione a manicotto.

In questo modo, la compressione assiale determina una zona di contatto frontale fra la faccia frontale della tubazione e la guarnizione frontale metallica con eventuale compenetrazione fra la guarnizione frontale metallica e l’estremità della tubazione per garantire una elevata tenuta idraulica. Inoltre, la guarnizione frontale metallica ricopre la faccia frontale di estremità ed impedisce che la faccia frontale di estremità sia esposta al fluido convogliato nella tubazione.

In maggiore dettaglio, la guarnizione frontale metallica comprende una faccia frontale configurata per essere disposta a contatto della faccia frontale di estremità, in particolare la faccia frontale comprende, in successione, due superfici piane che formano fra loro un angolo ottuso.

Questa conformazione agevola una deformazione plastica contenuta dell’estremità della tubazione o della tenuta idraulica in funzione delle rispettive durezze e garantisce la tenuta idraulica e la perfetta adesione.

In maggior dettaglio, la guarnizione frontale metallica comprende una faccia configurata per realizzare un accoppiamento di forma con la faccia della porzione a manicotto, in particolare la faccia della guarnizione frontale metallica e la faccia della porzione a manicotto formano un accoppiamento sferico.

In questo modo, la guarnizione frontale metallica nella fase di compressione è suscettibile di compiere piccoli spostamenti per consentire alla faccia frontale della guarnizione frontale metallica di adattarsi alla faccia frontale di estremità.

In particolare, la guarnizione frontale metallica comprende una faccia interna cilindrica avente un diametro minore o uguale al diametro interno della tubazione.

In questo modo, l’intera superficie della faccia frontale di estremità è protetta dal contatto con i fluidi convogliati dalla tubazione.

Il particolare, la guarnizione frontale metallica è realizzata in uno dei seguenti materiali: acciaio al carbonio, lega resistente alla corrosione per esempio Inconel, Nickel con rivestimento anticorrosivo.

In particolare, il connettore comprende un meccanismo di presa ed un meccanismo di supporto configurati rispettivamente per ammorsare la porzione di presa alla tubazione e per applicare forze radiali dirette verso l’asse longitudinale alla faccia esterna della tubazione in prossimità della faccia frontale di estremità.

Il meccanismo di presa serve ad ammorsare la porzione di presa e l’intero connettore alla tubazione: il meccanismo di presa viene assicurato alla porzione di presa nella fase di compressione della guarnizione frontale metallica tramite gli attuatori lineari. Il meccanismo di supporto ha la funzione di evitare deformazioni incontrollate della estremità libera della tubazione nella fase di compressione della guarnizione frontale metallica contro la faccia frontale di estremità.

Nella fattispecie, il meccanismo di presa ed il meccanismo di supporto sono azionati da una pluralità di attuatori lineari che applicano una forza di trazione parallela all’asse longitudinale.

In maggiore dettaglio, ciascun attuatore lineare comprende un tirante, almeno in parte filettato, ed un dado azionabile con dispositivi controllati idraulicamente.

In questo modo, è possibile modulare le forze in modo preciso tramite chiavi idrauliche o martinetti e gira dadi e mantenere la configurazione desiderata una volta raggiunta la posizione prestabilita e la forza di serraggio predefinita.

Inoltre, le chiavi idrauliche consentono di invertire il senso di rotazione per cui l’accoppiamento è reversibile ed il connettore può essere recuperato.

In accordo con una forma di attuazione, il meccanismo di presa ed il meccanismo di supporto sono controllati indipendentemente da rispettivi attuatori lineari.

In questo modo, la successione delle operazioni può essere ottimizzata in funzione delle circostanze.

In maggiore dettaglio, il meccanismo di supporto comprende settori anulari montati in modo scorrevole sulla porzione a manicotto in direzione radiale; un anello montato in modo scorrevole in direzione assiale rispetto alla porzione a manicotto e scorrevole rispetto ai settori anulari lungo rispettive facce inclinate; ed un anello di spinta mobile in direzione assiale e collegato ad attuatori lineari.

In questo modo, una forza assiale viene trasformata in una forza radiale.

In particolare, il meccanismo di supporto comprende una guarnizione radiale, la quale è disposta fra il detto anello e l’anello di spinta ed è configurata per espandersi radialmente a seguito della compressione fra l’anello e l’anello di spinta.

La guarnizione radiale evita che una eventuale perdita attraverso la guarnizione frontale metallica si propaghi lungo la faccia esterna della tubazione e circoscrive una camera, nella quale si può accumulare un idrocarburo in caso di perdita attraverso la guarnizione frontale metallica con la finalità di agevolare il rilevamento di una eventuale perdita.

In accordo con una forma di attuazione dell’invenzione, il connettore comprende un canale che si estende attraverso la porzione a manicotto da uno spazio anulare in prossimità della guarnizione frontale metallica all’esterno del connettore.

In questo modo, è possibile rilevare eventuali perdite attraverso la guarnizione frontale metallica.

Convenientemente, il canale si estende da uno spazio anulare delimitato dalla guarnizione anulare metallica e dalla guarnizione radiale.

In particolare, il connettore comprende uno schermo, il quale presenta una forma sostanzialmente cilindrica è solidale alla porzione a manicotto e ricopre una porzione di tubazione e la guarnizione frontale metallica.

In questo modo, lo schermo definisce un supporto per la guarnizione in fase di collegamento del connettore con la tubazione e protegge la faccia frontale di estremità della tubazione dal contatto con liquidi corrosivi,

In particolare, lo schermo comprende una guarnizione radiale, la quale si estende fra una sede ricavata nella schermo e la faccia interna della tubazione, in particolare la guarnizione radiale essendo espandibili in direzione radiale.

La guarnizione radiale migliora la tenuta fra lo schermo e la tubazione. La guarnizione espandibile in direzione radiale consente di compensare eventuali riduzioni di spessore della tubazione.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo di connessione per una tubazione in particolare per il trasporto di idrocarburi in alternativa ai metodi noti.

In accordo con la presente invenzione viene fornito un metodo di connessione per una tubazione, in particolare per il trasporto di idrocarburi, il metodo comprendendo le fasi di:

- calzare una porzione di presa di un connettore attorno ad una faccia esterna di una estremità libera di una tubazione estendentesi lungo un asse longitudinale;

- ammorsare la porzione di presa alla faccia esterna della tubazione; e

- comprimere in una direzione parallela all’asse longitudinale una guarnizione frontale metallica fra una faccia frontale di estremità della tubazione ed una faccia di una porzione a manicotto, la quale è montata in modo scorrevole rispetto alla porzione di presa parallelamente all’asse longitudinale.

In particolare, il metodo prevede di compenetrare la guarnizione frontale metallica nella tubazione lungo la faccia frontale di estremità.

In particolare, il metodo prevede di applicare forze radiali dirette verso l’asse longitudinale lungo una faccia esterna della tubazione in prossimità della faccia frontale di estremità e di mantenere queste forze mentre la guarnizione frontale metallica è compressa.

In particolare, le fasi di ammorsare la porzione di presa alla tubazione, comprimere la guarnizione frontale metallica, ed applicare le forze radiali sono realizzate simultaneamente.

In questo modo, il connettore ed il suo azionamento sono semplificati.

In accordo con una forma di attuazione alternativa, la fase di applicare le forze radiali è realizzata in modo indipendente dalle fasi di ammorsare la porzione di presa alla tubazione e comprimere la guarnizione frontale metallica.

In questo modo, è possibile scegliere la sequenza appropriata della fase di applicare le forze radiali rispetto alle atre fasi del metodo.

In particolare, il metodo prevede di rilevare la presenza di in fluido in una camera anulare disposta attorno alla guarnizione frontale metallica.

In questo modo è possibile testare l’efficacia della tenuta idraulica.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di suoi esempi non limitativi di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

- La Figura 1 è una vista frontale, con parti asportate per chiarezza, di un connettore calzato attorno all’estremità di una tubazione e realizzato in accordo con la presente invenzione;

- La Figura 2 è una vista in sezione longitudinale, con parti asportate per chiarezza del connettore della Figura 1 lungo le linee di sezione II-II;

- La Figura 3 è una vista in sezione longitudinale, con parti asportate per chiarezza, del connettore della Figura 1 lungo le linee di sezione III-III;

- La Figura 4 è una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza ed in scala ingrandita, di un dettaglio del connettore della Figura 3;

- La Figura 5 è una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza ed in scala ingrandita, di una variante del connettore delle Figure da 1 a 4;

- La Figura 6 è una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di un dettaglio della Figura 4 o della Figura 5;

- La Figura 7 è una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di un particolare di una variante del connettore oggetto della presente invenzione; e - La Figura 8 è una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di un particolare di una ulteriore variante del connettore oggetto della presente invenzione.

FORMA PREFERITA DI ATTUAZIONE DELL’INVENZIONE

Nella Figura 1 con il numero di riferimento 1 è indicato nel suo complesso un connettore, che nella fattispecie illustrata è provvisto di una flangia 2.

Con riferimento alla Figura 2, il connettore 1 si estende lungo un asse longitudinale A1 ed è calzato attorno alla estremità di una tubazione 3, la quale si estende lungo un asse longitudinale A2 sostanzialmente coincidente con l’asse longitudinale A1.

La tubazione 3 è cilindrica con sezione trasversale sostanzialmente circolare e presenta una faccia interna 4, una faccia esterna 5 ed una faccia di estremità frontale 6 che si estende dalla faccia interna 4 alla faccia esterna 5.

La tubazione 3 è realizzata in acciaio e presenta un rivestimento R che definisce la faccia interna 4 ed è realizzato con leghe metalliche studiate per resistere agli agenti corrosivi e unito alla parete con legame metallurgico (cladding) o con legame meccanico (lining).

Il connettore 1 comprende una porzione di presa 7 configurata per essere calzata attorno alla faccia esterna 5 della tubazione 3; una porzione a manicotto 8, la quale è montata in modo scorrevole rispetto alla porzione di presa 7, e presenta sostanzialmente lo stesso diametro interno della tubazione 3 ed una faccia 9 affacciata alla faccia frontale di estremità 6, quando la porzione di presa 7 è calzata attorno alla tubazione 2; ed una guarnizione frontale metallica anulare 10 configurata per essere disposta e compressa fra la faccia di estremità frontale 6 e la faccia 9 della porzione a manicotto 8.

La porzione di presa 7 comprende un meccanismo di presa 11 configurato per ammorsare la tubazione 3 ed è collegato ad un dispositivo di guida 12, il quale è disposto dalla banda opposta della porzione a manicotto 8 e ha la funzione di guidare il connettore 1 lungo la tubazione 3 e centrare il connettore 1 sulla tubazione 3.

La porzione di presa 7 comprende un telaio tubolare 13, il quale è fissato al dispositivo di guida 12; ed il meccanismo di presa 11, il quale è alloggiato all’interno del telaio tubolare 13. Nella fattispecie illustrata, il meccanismo di presa 11 comprende una pluralità di ganasce 14, le quali sono guidate radialmente ed assialmente per essere selettivamente ammorsate alla tubazione 3. Ciascuna ganascia 14 presenta, dalla banda opposta all’asse longitudinale A1 facce inclinate alternate da facce anulari.

Il meccanismo di presa 11 comprende inoltre un corpo tubolare 15, il quale presenta lungo la parte interna una successione di facce inclinate e facce anulari, ed è montato in modo scorrevole lungo il telaio tubolare 13 in modo tale per cui lo scorrimento verso la porzione a manicotto 8 del corpo tubolare 15 determina il serraggio delle ganasce 14 attorno alla tubazione 3.

La porzione a manicotto 8 comprende un manicotto 16 avente caratteristiche strutturali e dimensionali almeno per quanto concerne il diametro interno sostanzialmente uguali a quella della tubazione 3; la flangia 2; ed un corpo anulare 17, il quale è accoppiato in modo assialmente scorrevole con il telaio tubolare 13.

Il connettore 1 comprende una pluralità di attuatori lineari 18 uniformemente distribuiti attorno all’asse longitudinale A1 che sono impegnati con la porzione di presa 7 e la porzione a manicotto 8 per avvicinare assialmente la porzione di presa 7 e la porzione a manicotto 8 in modo da comprimere la guarnizione frontale metallica 10 fra la faccia di estremità frontale 6 della tubazione 3 e la faccia 9 del manicotto 10. Questa azione di compressione della guarnizione frontale metallica 10 implica che la porzione di presa 7 sia ammorsata alla tubazione 2.

Nella fattispecie illustrata, ciascun attuatore lineare 18 comprende un tirante 19, il quale è supportato in modo girevole dal corpo anulare 17 della porzione a manicotto 8, ed è impegnato con il corpo tubolare 15 della porzione di presa 7. Ciascun attuatore lineare 18 comprende un rispettivo dado 20, il quale è disposto in battuta contro il corpo anulare 18 ed è impegnato su una estremità del tirante 19, il quale è, almeno in parte filettato. I dadi sono portati in rotazione da rispettive chiavi idrauliche o martinetti gira dadi. L’azionamento degli attuatori lineari 18 determina lo spostamento del corpo tubulare 15 verso la porzione a manicotto 8, lo spostamento radiale delle ganasce 15 verso la tubazione 3 che determina l’ammorsamento della porzione di presa sulla tubazione 3, e lo spostamento delle ganasce 15 verso la porzione a manicotto 8. Nell’ultima fase dello spostamento, le ganasce 15 spingono la porzione a manicotto 8 verso la tubazione 3, e la guarnizione frontale metallica 10 viene compressa fra la faccia frontale di estremità 6 della tubazione 3 e la faccia 9 della porzione a manicotto 8.

Ciascuna ganascia 14 è sottoposta ad una forza di trazione in direzione assiale verso il dispositivo di guida 12 per mezzo di un rispettivo meccanismo elastico 21 montato sul telaio tubolare 13.

In pratica, gli attuatori lineari 18 determinano sia l’ammorsamento del connettore alla tubazione 3, sia la compressione della guarnizione frontale metallica 10.

Con riferimento alla Figura 3, il connettore 1 comprende un meccanismo di supporto 22, il quale è alloggiato all’interno del telaio tubolare 13 ed è configurato per applicare forze radiali dirette verso l’asse longitudinale A1 lungo la faccia esterna 5 della tubazione 3 in prossimità della faccia frontale di estremità 6.

Nella figura 3 sono visibili anche due setti separatori 23, i quali sono alternati alle ganasce 14 sono supportati dal telaio 13 e hanno la funzione di mantenere in posizione le ganasce 14 quando il connettore 1 non è calzato attorno alla tubazione 3.

Con riferimento alla Figura 4, il meccanismo di supporto 22 è alloggiato, in parte, nel telaio tubolare 13 e, in parte, in uno spazio anulare ricavato nel corpo anulare 17 ed è affacciato alla tubazione 2. Il meccanismo di supporto 22 comprende una pluralità di settori anulari 24, i quali sono uniformemente distribuiti attorno all’asse A1, sono affacciati alla faccia esterna 5 della tubazione 3 in prossimità della faccia frontale di estremità 6 e sono guidati in direzione radiale dal corpo anulare 17; un anello 25 accoppiato con i settori anulari 24 lungo rispettive facce inclinate e guidato in direzione assiale dal corpo anulare 17; ed un anello di spinta 26.

Il connettore 1 comprende una pluralità di attuatori lineari 27 uniformemente distribuiti attorno all’asse longitudinale A1 per azionare il meccanismo di supporto 22. Nella fattispecie illustrata, ciascun attuatore lineare 27 comprende un tirante 28, il quale è supportato in modo girevole dal corpo anulare 17 ed è in presa con l’anello di spinta 26. Ciascun attuatore lineare 27 comprende un rispettivo dado 29, il quale è disposto in battuta contro il corpo anulare 17 ed è impegnato con il tirante 28 per determinare la trazione del tirante 28.

Il meccanismo 22 comprende una guarnizione radiale 30, la quale è disposta in un alloggiamento delimitato dall’anello di spinta 26, l’anello 25 e la tubazione 3, e viene espansa in direzione radiale a seguito della compressione fra l’anello di spinta 26 e l’anello 25.

L’alloggiamento dei settori anulari 24 e dell’anello 25 è in comunicazione con l’esterno del connettore 1 attraverso un canale 31 ricavato nel corpo anulare 17.

Con riferimento alla Figura 6, la guarnizione frontale metallica 10 è alloggiata in uno spazio anulare ricavato nel corpo anulare 17 e comprende una faccia frontale 32 affacciata alla faccia di estremità frontale 6, una faccia 33 configurata per realizzare un accoppiamento di forma con la faccia 9 della porzione a manicotto 8, ed una faccia interna 34 cilindrica e sostanzialmente allineata alla faccia interna 4 della tubazione 3.

La faccia frontale 32 è in effetti formata da due porzioni piane che si susseguono in direzione radiale e formano fra loro un angolo ottuso.

La faccia 33 della guarnizione frontale metallica 10 e la faccia 9 della porzione a manicotto 8 formano un accoppiamento sferico.

La guarnizione frontale metallica 10 è realizzata in uno dei seguenti materiali: acciaio al carbonio, Inconel, Nickel con rivestimento anticorrosivo. La scelta del materiale della guarnizione frontale metallica 10 è funzione del materiale della tubazione 3 e del materiale per realizzare il connettore 1.

La durezza della tenuta frontale metallica 10 può essere maggiore o minore di quella della tubazione 3 in modo che, durante la fase di compressione della tenuta frontale metallica 10 sulla faccia di estremità della tubazione 3, si verifichi sempre una plasticizzazione locale della tubazione 3 o della guarnizione frontale metallica 10.

In uso, il connettore 1 viene calzato attorno l’estremità di una tubazione 3 fino a disporre in battuta la guarnizione frontale metallica 10 contro la faccia frontale di estremità 6 della tubazione 3 come illustrato nelle Figure 2 e 3.

Successivamente è previsto di attivare gli attuatori lineari 18 per ammorsare il connettore 1 alla tubazione 3 tramite il meccanismo di presa 11; attivare gli attuatori lineari 28 per controllare la circolarità della estremità libera della tubazione 3 tramite il meccanismo di supporto 22; e attivare nuovamente gli attuatori lineari 18 per comprimere la guarnizione frontale metallica 10 contro la faccia frontale di estremità 6 della tubazione 3 fino a compenetrare leggermente la guarnizione frontale metallica 10 nella faccia frontale di estremità 6 della tubazione 3 in modo da realizzare una deformazione plastica localizzata di quest’ultima.

La deformazione plastica può riguardare sia la guarnizione frontale metallica 10, sia la tubazione 2 e dipende dalle rispettive durezze.

La forza di serraggio applicata dagli attuatori lineari 18 e 27 può essere modulata in funzione della pressione massima di alimentazione delle rispettive chiavi idrauliche 20 e 29.

Nella fase di serraggio, la guarnizione frontale metallica 10 adatta la propria posizione in virtù dell’accoppiamento sferico fra la guarnizione frontale metallica 10 ed il corpo anulare 10.

Una volta eseguito il serraggio, la tubazione 3 viene riempita con un fluido in pressione in modo da testare la tenuta della guarnizione frontale metallica 10. In caso di perdita di fluido in pressione attraverso la guarnizione frontale metallica 10, il liquido trafila e viene convogliato attraverso il canale 31 e può essere rilevato in corrispondenza della bocca di uscita del canale 31 lungo il connettore 1.

In accordo con la variante illustrata nella Figura 5 gli attuatori 27 sono omessi, e gli attuatori 18 controllano il meccanismo di presa 11 ed il meccanismo di supporto 22 perché, in accordo con questa variante, i tiranti 19 sono in presa sia con il corpo tubolare 15, sia con l’anello di spinta 26. Di conseguenza, il connettore 1 risulta semplificato dal punto di vista costruttivo.

In questo caso, la presa del connettore 1 sulla tubazione 3, il serraggio della guarnizione frontale metallica 10, l’espansione della guarnizione radiale 30 e l’applicazione della forza radiale del meccanismo di supporto 22 sono controllati tramite i dadi 20 azionati da dispositivi controllati idraulicamente.

In accordo con la variante della Figura 7, il connettore comprende uno schermo 36 di forma sostanzialmente cilindrica e solidale alla porzione a manicotto 8. Lo schermo 36 è realizzato in acciaio resistente alla corrosione ed è calzato lungo la faccia interna 4 della tubazione 3 e ricopre una porzione di tubazione 3 e la guarnizione frontale metallica 10. Lo schermo comprende una guarnizione radiale 37, la quale si estende fra una sede ricavata nella schermo 37 e la faccia interna della tubazione 3.

Con riferimento alla variante della Figura 8, lo schermo 36 supporta una guarnizione radiale 38 di tipo espandibile, come ad esempio una lamina metallica elastica che accumula energia elastica nella fase di inserimento della stessa all’interno della tubazione 2. Questa forma di attuazione è particolarmente conveniente quando la tubazione 3 presenta un sovraspessore che nella Figura 8 è indicato con R. Quando il sovra spessore si consuma, la guarnizione 38 si espande per recuperare eventuali giochi determinati dalla corrosione, almeno parziale, del sovraspessore R.

È evidente che la presente invenzione include ulteriori varianti non esplicitamente descritte senza peraltro uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un connettore per una tubazione (3), in particolare per convogliare idrocarburi, in cui la tubazione (3) ha una faccia interna (4), una faccia esterna (5) ed una faccia di estremità frontale (6); il connettore (1) estendentesi lungo un asse longitudinale (A1) e comprendendo una porzione di presa (7) configurata per essere calzata attorno ed ammorsata alla faccia esterna (5) della tubazione (3); una porzione a manicotto (8), la quale è montata in modo scorrevole rispetto alla porzione di presa (7), e presenta una faccia (9) affacciata alla faccia di estremità frontale (6) quando la porzione di presa (7) è calzata attorno alla tubazione (3); una guarnizione frontale metallica (10) configurata per essere disposta fra la faccia di estremità frontale (6) e la faccia (9) della porzione a manicotto (8); ed attuatori lineari (18) collegati con la porzione di presa (7) e la porzione a manicotto (8) per comprimere assialmente la guarnizione frontale metallica (10) fra la faccia frontale di estremità (6) della tubazione (3) e la faccia (9) della porzione a manicotto (8).
2. Il connettore come rivendicato nella rivendicazione 1, in cui la guarnizione frontale metallica (10) comprende una faccia frontale (32) configurata per essere disposta a contatto della faccia frontale di estremità (6), in particolare la faccia frontale (32) comprende in successione due superfici piane che formano fra loro un angolo ottuso.
3. Il connettore come rivendicato nella rivendicazione 1 o 2, in cui la guarnizione frontale metallica (10) comprende una faccia (33) configurata per realizzare un accoppiamento di forma con la faccia (9) della porzione a manicotto (8), in particolare la faccia (33) della guarnizione frontale metallica (10) e la faccia (9) della porzione a manicotto (8) formano un accoppiamento sferico.
4. Il connettore come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui la guarnizione frontale metallica (10) comprende una faccia interna cilindrica (34) avente un diametro minore o uguale al diametro interno della tubazione (3).
5. Il connettore come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la guarnizione frontale metallica (10) è realizzata in uno dei seguenti materiali: acciaio al carbonio, Inconel, Nickel con rivestimento anticorrosivo.
6. Il connettore come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, e comprendente un meccanismo di presa (11) ed un meccanismo di supporto (22) configurati rispettivamente per ammorsare la porzione di presa (7) alla tubazione (3) e per applicare forze radiali dirette verso l’asse longitudinale (A1) alla faccia esterna (5) della tubazione (3) in prossimità della faccia frontale di estremità (6).
7. Il connettore come rivendicato nella rivendicazione 6, in cui il meccanismo di presa (11) ed il meccanismo di supporto (22) sono azionati da una pluralità di attuatori lineari (18, 27; 18).
8. Il connettore come rivendicato nella rivendicazione 7, in cui ciascun attuatore lineare (18; 27) comprende un tirante (19; 28), almeno in parte filettato, ed un dado (20; 29) azionabile con dispositivi controllati idraulicamente.
9. Il connettore come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, in cui il meccanismo di presa (11) ed il meccanismo di supporto (22) sono controllati indipendentemente da rispettivi attuatori lineari (18, 27).
10. Il connettore come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 9, in cui il meccanismo di supporto (22) comprende settori anulari (24) montati in modo scorrevole sulla porzione a manicotto (8) in direzione radiale; un anello (25) montato in modo scorrevole in direzione assiale rispetto alla porzione a manicotto (8) e scorrevole rispetto ai settori anulari (24) lungo rispettive facce inclinate; ed un anello di spinta (26) mobile in direzione assiale e collegato ad attuatori (18; 27).
11. Il connettore come rivendicato nella rivendicazione 10, in cui il meccanismo di supporto (22) comprende una guarnizione radiale (30), la quale è disposta fra il detto anello (25) e l’anello di spinta (26) ed è configurata per espandersi radialmente a seguito della compressione fra l’anello (25) e l’anello di spinta (26).
12. Il connettore come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, e comprendente un canale (31) che si estende attraverso la porzione a manicotto (8) da uno spazio anulare in prossimità della guarnizione frontale metallica (10) all’esterno del connettore (1).
13. Il connettore come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni e comprendente uno schermo (36), il quale presenta una forma sostanzialmente cilindrica è solidale alla porzione a manicotto (8) e ricopre una porzione di tubazione (3) e la guarnizione frontale metallica (10).
14. Il connettore come rivendicato nella rivendicazione 13, in cui lo schermo comprende una guarnizione radiale (37; 38), la quale si estende fra una sede ricavata nella schermo (36) e la faccia interna (4) della tubazione 3, in particolare la guarnizione radiale (38) essendo espandibile in direzione radiale.
15. Un metodo di connessione per una tubazione (3), in particolare per il trasporto di idrocarburi, il metodo comprendendo le fasi di: - calzare una porzione di presa (7) di un connettore attorno ad una faccia esterna (5) di una estremità libera di una tubazione (3) estendentesi lungo un asse longitudinale (A); - ammorsare la porzione di presa (7) alla faccia esterna (5) della tubazione (3); e - comprimere in una direzione parallela all’asse longitudinale (A1) una guarnizione frontale metallica (10) fra una faccia frontale di estremità della tubazione (3) ed una faccia (9) di una porzione a manicotto (8), la quale è montata in modo scorrevole rispetto alla porzione di presa (7) parallelamente all’asse longitudinale (A1).
16. Il metodo come rivendicato nella rivendicazione 15, in cui la guarnizione frontale metallica (10) comprende una faccia frontale (32) configurata per essere disposta a contatto della faccia di estremità frontale (6), il metodo comprendendo la fase di compenetrare la guarnizione frontale metallica (10) nella tubazione (3) lungo la faccia frontale di estremità (6).
17. Il metodo come rivendicato nella rivendicazione 15 o 16, in cui la guarnizione frontale metallica (10) comprende una faccia (33) configurata per realizzare un accoppiamento di forma con la faccia (9) della porzione a manicotto (8), in particolare la faccia (33) della guarnizione frontale metallica (10) e la faccia (9) della porzione a manicotto (8) formano un accoppiamento sferico.
18. Il metodo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 17, in cui la guarnizione frontale metallica (10) comprende una faccia interna cilindrica (34) avente un diametro inferiore o uguale al diametro della tubazione (3).
19. Il metodo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 18, in cui la guarnizione frontale metallica (10) è realizzata in uno dei seguenti: acciaio al carbonio, lega resistente alla corrosione per esempio Inconel, Nickel con rivestimento anticorrosivo.
20. Il metodo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 19, e comprendente la fase di applicare forze radiali dirette verso l’asse longitudinale (A1) lungo una faccia esterna (5) della tubazione (3) in prossimità della faccia frontale di estremità (6).
21. Il metodo come rivendicato nella rivendicazione 20, in cui le fasi di ammorsare la porzione di presa (7) alla tubazione (3), comprimere la guarnizione frontale metallica (10), ed applicare le forze radiali sono realizzate simultaneamente.
22. Il metodo come rivendicato nella rivendicazione 20, in cui la fase di applicare le forze radiali è realizzata in modo indipendente rispetto alle fasi di ammorsare la porzione di presa (7) alla tubazione (3), comprimere la guarnizione frontale metallica (10).
23. Il metodo come rivendicato in una delle rivendicazioni da 15 a 22, e comprendente la fase di rilevare la presenza di fluido in una camera anulare disposta attorno alla guarnizione frontale metallica (10).