IT9020386A1 - Connettore per tubi con elemento di tenuta filettato in una cavita' non filettata - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

" CONNETTORE PER TUBI CON ELEMENTO DI TENUTA FILETTATO IN UNA CAVITA'NON FILETTATA "

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda i dispositivi connettori per tubi e più in particolare tali dispositivi connettori da impiegare in tubazioni di flusso provvisorie e quasi-permanenti.

Le tubazioni di flusso provvisorie e permanenti sono solitamente usate nella produzione, trivellazione, cementazione, iniezione e prova di pozzi di petrolio e di gas Dispositivi flessibili provvisti di collegamenti rapidi d'estremità consentono di realizzare rapidamente la posa i corretta del sistema di tubi o tubazione e costituiscono tenute ermetiche al fluido tra gli elementi di tubazione da accoppiare. Alcuni dei dispositivi flessibili utilizzati sono giunti snodati, tubi flessibili, tratti di tubo dalla struttura composita, e giunti a sfera. A ciascuna estremità del dispositivo sono necessarie tenute ed elementi di connessione separati. Gli elementi di connessione comprendono giunzioni forzate ("hammer unions"), flange, morsetti, giunti speciali, e filettature sui tubi.

La presente invenzione descrive un dispositivo connettore per tubi che può selettivamente fare la funzione di una giunzione snodata e di un connettore per tubi. Questo riduce il numero di percorsi di fuga attraverso le tenute nel complesso del sistema di tubazioni; riduce il numero delle variazioni negli elementi di tubo necessari, migliora l'utilizzabilità dei singoli elementi di tubo; e riduce il costo degli elementi di tubo necessari. Una coppia di elementi di collegamento dei tubi presentano ciascuno un foro interno per accogliere uno di una coppia di elementi di tubo. Ciascuno degli elementi di collegamento è fissato ad uno corrispondente degli elementi di tubo tramite un elemento di carico, quale ad esempio un anello di carico. Gli elementi di collegamento sono interconnessi da filettature su una zona tubolare o da altri mezzi, in modo da trattenere gli elementi di tubo in una relazione fissa di contatto d'estremità. Gli elementi di collegamento possono essere interconnessi mentre gli elementi di tubo si trovano ad una certa distanza tra loro, e gli stessi elementi di collegamento possono essere ruotati uno rispetto all'altro per tirare gli elementi di tubo in stretto allineamento. Gli elementi di collegamento possono essere facilmente scoilegati dagli elementi di tubo semplicemente estraendo gli elementi di carico cosa che consente di distaccare gli elementi di collegamento dagli elementi di tubo.

Ciascuno degli elementi di tubo presenta un foro centrale che si estende in direzione longitudinale attraverso l'elemento di tubo e ciascun elemento di tubo presenta una cavità in prossimità del foro centrale. Un primo tra gli elementi di tubo presenta una superficie interna praticamente liscia che delimita verso l'esterno la sua cavità. Quando gli elementi di tubo vengono collegati una tenuta anulare è montata nelle due cavità, e la tenuta si estende lungo una parte dello sviluppo in lunghezza dei due tratti di tubo in prossimità di una zona d'estremità di ciascuno degli elementi di tubo. Pertanto la tenuta si estende trasversalmente ad una giunzione degli elementi di tubo per impedire fughe in corrispondenza di una giunzione tra gli elementi di tubo. La tenuta anulare comprende una parte esterna avente una molteplicità di filetti che premono contro la superficie interna liscia della cavità nel primo elemento di tubo. La tenuta può essere compressa nella cavità a superficie liscia costringendo i filetti della tenuta a premere contro la superficie della cavità del primo tubo in modo che la tenuta resti nella cavità quando i due elementi di tubo vengono separati, onde evitare che la tenuta cada e vada perduta. La tenuta anulare e la sua filettatura presentano un diametro esterno leggermente maggiore del diametro della cavità a superficie liscia e quindi una parte esterna della filettatura spinge con forza contro la superficie interna che delimita esternamente la cavità. Quando come elementi di collegamento si impiegano una coppia di dadi filettati gli elementi di tubo da collegare possono essere identici, riducendo quindi il numero degli elementi che si devono produrre. Il profilo degli elementi di tubo secondo la presente invenzione è basso rispetto ad unioni e dispositivi simili nei connettori secondo la tecnica precedente.

La Fig. 1 è una vista in alzato, con parte in sezione, di una forma d'esecuzione di connettore per tubi secondo la presente invenzione.

La Fig. 2 è una vista in sezione d'estremità del connettore per tubi della Fig. 1, secondo la linea 2-2 della « Fig. 1.

Le Figg. 3-6 sono viste in sezione parziale di un'altra forma d'esecuzione del connettore per tubi della Fig. 1, che illustrano una sequenza di distacco degli elementi di tubo.

La Fig. 7 è una vista ingrandita in alzato verticale, con parte in sezione, del connettore per tubi secondo le Figg. 3-6, che illustra particolari della zona filettata della tenuta anulare e della cavità.

ingrandita La Fig. 8 è un'ulteriore vista in alzato interna/di una forma d'esecuzione di una parte della tenuta filettata della Fig. 7.

La Fig. 9 rappresenta un'altra forma d'esecuzione della tenuta filettata secondo la Fig. 8.

Le Figg. 1 e 2 illustrano un dispositivo connettore per tubi 9 avente una coppia di elementi di tubazione 10, 11 interconnessi da una coppia di elementi di collegamento 12, 13 e da una coppia di elementi di carico 17- Gli elementi di tubo 10, 11 sono montati in un foro interno 12a, 13a degli elementi di collegamento 12, 13 e fissati agli elementi 12, 13 tramite elementi di carico 17, ciascuno montato in una coppia di scanalature 18a, 18b e 18c, I8d.

Per assemblare il dispositivo connettore 9, l'elemento 12 viene disposto intorno all'elemento di tubo 10, con \ la scanalatura I8a vicina alla scanalatura 18b, e l'elemento 13 è posizionato intorno all'elemento di tubo 11 con la scanalatura 18c contigua alla scanalatura I8d. Da un foro 20 dell'elemento 12 viene estratto un tappo 19 ed una molteplicità di elementi di carico 17 vengono alimentati attraverso il foro 20 verso le scanalature 18a, 18b, allo scopo di fissare l'elemento di collegamento 12 all'elemento di tubo 10, ed il tappo 19 viene riinserito nel foro 20. Un tappo 24 viene estratto da un foro 25 ed una molteplicità di elementi di carico 17 vengono alimentati attraverso il foro 25 verso le scanalature 18c, I8d, allo scopo di fissare l'elemento 13 sull'elemento di tubo 11. Il tappo 24 viene riinserito nel foro 25 per mantenere in posizione gli elementi di carico 17. Un elemento di tenuta 26 viene inserito in una parte di una cavità 30, in posizione contigua al un foro centrale 31 dell'elemento di tubo 10. Gli elementi di tubo 10, 11 sono posizionati con il foro centrale 31 dell'elemento di tubo 10 allineato con un foro centrale 32 dell'elemento di tubo 11. L'elemento 12 viene ruotato rispetto all'elemento 13, in modo che una parte filettata 12b dell'elemento 12 si accoppi con una parte filettata 13b dell'elemento 13 trascinando gli elementi di tubo 10, 11 verso la posizione rappresentata in Fig. 1. Una parte dell'elemento di tenuta 26 si sposta in una \ cavità 36 contigua al foro centrale 32, in modo da costituire una tenuta ermetica al fluido tra gli elementi 10 e 11. La scanalatura 18c è più ampia della scanalatura I8d in modo che gli elementi di collegamento 12, 13 possano essere parzialmente avvitati uno rispetto all'altro prima che una rotazione dell'elemento 12 rispetto all'elemento 13 provochi l'applicazione di una pressione per fissare gli elementi di tubo 10, 11 a saldo contatto di testa.

Un'altra forma d'esecuzione della presente Invenzione, 9a descritta alle Figg. 3-6 comprende un'altra ampia scanalatura 18e nell'elemento di collegamento 12d. I tappi 19, 24 rappresentati alle Figg. 1, 2 sono stati omessi dalle Figg. 3-6 per semplificare i disegni ma è evidente che tali tappi sono necessari per installare gli elementi di carico 17a, 17b.

Quando si desidera scollegare l'elemento di tubo 10 dall'elemento di tubo 11, per sostituire la tenuta 26 oppure per altri motivi, l'elemento 12d viene ruotato rispetto all'elemento 13 in modo da distanziare gli elementi 12d,13, come illustrato alla Fig. 4. Un'ulteriore rotazione dell'elemento 12d rispetto all'elemento 13 fa in modo che un gradino 37 della scanalatura I8e spinga su un elemento di carico 17a e che un gradino 38 della scanalatura 18c spinga su un elemento di carico 17b, in \ modo da far allontanare l'elemento di tubo 10 dall'elemento di tubo 11, come illustrato alla Fig. 5- La leggera separazione tra gli elementi 10, 11 permette di sfogare qualsiasi pressione all'interno dei fori 31, 32, mentre le filettature 12b, 13b sono ancora accoppiate ed impedisce che gli elementi 10, 11 vengano separati violentemente. Ancora un'ulteriore rotazione dell'elemento di collegamento 12d consente agli elementi di tubo 10, 11 di separarsi, come illustrato alla Fig. 6.

Il distacco forzato degli elementi di tubo 10, 11 dovuto alla rotazione degli elementi 12, 13 impedisce che gli elementi 10, 11 restino incollati l'uno all'altro e facilita la sostituzione dell'elemento di tenuta o lo smontaggio dei complessi di tubazioni di flusso.

Nelle forme d'esecuzione illustrate alle Figg. 1-6 gli elementi di tubo 10, 11 sono identici, e ciò semplifica la fabbricazione e riduce i costi rispetto ai connettori destinati ad elementi di tubo dissimili. Anche gli elementi 17, 17a, 17b possono essere identici allo scopo di ridurre i costi.

Una tenuta migliorata 26a da impiegare nei dispositivi connettori 9, 9a è descritta nel disegno ingrandito della Fig. 7. Una parte esterna filettata 26b della tenuta 26a viene premuta a contatto di una superficie interna praticamente liscia 30b della cavità 30, in modo da fissare la tenuta 26a all'elemento di tubo 10 quando gli elementi di tubo 10 e 11 vengono separati. Ciò impedisce che la tenuta 26a possa cadere ed andare perduta quando gli elementi di collegamento 12d, 13 sono separati. La parte di destra (Figg. 3, 7) della tenuta 26a è posizionata nella cavità 30 e la parte di sinistra della tenuta 26a è nella cavità 36 quando gli elementi di tubo 10, 11 sono bloccati a reciproco contatto, come illustrato alla Fig. 3. Dato che gli elementi di carico 17 sono bloccati all'interno delle scanalature I8a-I8d, la presente invenzione non presenta pezzi sciolti quando gli elementi 12, 13 vengono separati. Quando si deve sostituire la tenuta 26a, l'elemento 12d viene ruotato rispetto all'elemento 13 finché gli elementi 12d e 13 non si separano. La tenuta 26 viene estratta tirandola assialmente fuori dal foro centrale 31, fino a che la parte filettata non si distacca dalla superficie 30b della cavità 30. Una nuova tenuta 26a viene spinta all'interno della cavità 30 e l'elemento di collegamento 12d viene ruotato rispetto all'elemento di collegamento 13 per ricollegare gli elementi di tubo e formare un complesso ermetico ai fluidi .

Sulla tenuta 26a vengono formati una molteplicità di filetti 40 (Fig. 8) in modo tale che essi risultino inclinati in direzione di una scanalatura centrale 41 per facin tare l'introduzione della tenuta 26a all'interno della cavità 30 (Fig. 7) mentre la filettatura 40 risulta premuta a contatto della superficie 30b della cavità 30. Tale inclinazione è anche causa del fatto che una molteplicità di creste 42 radialmente esterne spingono ancora più saldamente contro la superficie 30b quando la tenuta 26a tende a spostarsi da destra a sinistra nella cavità 30. Un diametro DI della tenuta 26a è leggermente maggiore (da 0,001" a 0,005" - da 0,025 mm a 0,125 mm ) di un diametro D2 della cavità 30, in modo da assicurare un saldo accoppiamento della tenuta 26a nella cavità 30. La filettatura 40 può essere una filettatura elicoidale del tipo usato per i bulloni, oppure la filettatura 40 può essere a cerchi concentrici. Uno dei vantaggi della filettatura elicoidale è che essa può essere lavorata usando una filiera convenzionale del tipo usato per grossi bulloni. La filiera

consente anche di ottenere valori precisi del diametro in corrispondenza delle creste esterne 42 della tenuta 26a, a basso costo. Uno dei vantaggi di avere una filettatura a cerchi è una maggiore facilità di sostituzione delle tenute 26a. Le tenute a filettatura circolare restano più vicine al centro 46 della cavità 30 (Fig. 7) mentre esse vengono estratte, ed al contrario le filettature elicoidali possono causare un disassamento della tenuta 26a rispetto alla cavità 30 con inceppamento a contatto della superficie 30b della cavità 30.

Se si desidera ottenere una maggiore capacità di tenuta l'inclinazione dei filetti può essere aumentata, come illustrato per la serie di filetti 40a (Fig. 9). Le creste esterne 42 dei filetti 40 (Fig. 8) e 40 (Fig. 9) si incurvano leggermente quando la tenuta 26a viene spinta all'interno della cavità 30 (Fig. 7).

La presente invenzione prevede l'impiego di pochi pezzi per provvedere un dispositivo connettore per giunti girevoli e per un connettore per tubi. Una tenuta filettata è fissata ad un elemento di tubo per impedire la caduta della tenuta quando si devono separare una coppia di elementi di tubo. Altri pezzi sono pure fissati agli elementi di tubo per impedire che pezzi sciolti possano cadere o andare perduti.

Benché sia stato qui illustrato e descritto il miglior modo per realizzare la presente invenzione, è evidente che vi si possono apportare modifiche e variazioni senza distaccarsi da quello che si considera costituire l'oggetto della presente invenzione.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. In un'apparecchiatura di connettore per tubi avente mezzi di interconnessione per collegare in modo selettivo una coppia di elementi di tubo in una relazione fissa di contatto d'estremità e per chiudere a tenuta una giunzione tra elementi di tubo in modo da evitare fughe, un dispositivo di tenuta migliorato comprendente: un primo elemento di tubo avente un foro centrale che si estende in direzione longitudinale attraverso detto primo elemento di tubo ed avente una prima cavita contigua a detto foro centrale in una zona d'estremità di detto primo elemento di tubo con una superficie interna praticamente liscia che definisce il limite esterno della suddetta prima cavità; un secondo elemento di tubo avente un foro centrale che si estende in direzione longitudinale attraverso detto secondo elemento di tubo, ed avente una seconda cavità contigua a detto foro centrale in una zona d'estremità di detto secondo elemento di tubo; e una tenuta anulare da montare in dette prima e seconda cavità, ed estendentesi lungo parte della lunghezza di detti primo e secondo elemento di tubo in prossimità di una parte d'estremità di ciascuno di detti primo e secondo elemento di tubo, per impedire le fughe attraverso la giunzione tra i suddetti elementi di tubo, la stessa tenuta anulare comprendendo una parte esterna filettata con una molteplicità di creste radialmente esterne che premono contro detta superficie interna di detta prima cavità, per trattenere la suddetta tenuta anulare in detta prima cavità quando i suddetti primo e secondo elemento di tubo vengono separati.
2. 2. Dispositivo di tenuta per connettore di tubi secondo la Riv. 1, in cui un diametro di detta parte esterna filettata della tenuta anulare citata è maggiore di un diametro di detta prima cavità cosicché le creste esterne suddette della citata parte filettata di detta tenuta risultino spinte a forza contro la suddetta superficie interna di detta prima cavità in modo da trattenere saldamente la suddetta tenuta nella prima cavità citata.
3. 3. Dispositivo di tenuta per connettore di tubi secondo la Riv , 1, in cui detta parte esterna filettata della tenuta citata presenta una molteplicità di filetti, ciascuno degli stessi filetti avendo una cresta esterna inclinata rispetto al dispositivo di tenuta stesso in modo da facilitare lo spostamento di detto dispositivo di tenuta all'interno della suddetta prima cavità rendendo più difficile estrarre lo stesso dispositivo di tenuta dalla prima cavità citata.
4. 4. Dispositivo di tenuta per connettore di tubi secondo la Riv. 1, in cui detta parte esterna filettata della tenuta citata è costituita da una molteplicità di filetti sotto forma di una molteplicità di cerchi concentrici .5
5. 5. Dispositivo di tenuta per connettore di tubi secondo la Riv. 1, in cui la suddetta parte esterna filetta della tenuta citata comprende una zona con filettat elicoidale del tipo ottenuto tramite una filiera.