MX2012011208A - Un dispositivo accionador. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo que podrá emplearse en relación con los pozos de petróleo y/o gas natural para el propósito de incrementar la producción del pozo. El dispositivo comprende una estructura externa, en cuya estructura externa se monta un primer y segundo dispositivo de fuelles influenciados por presión, en donde los dispositivos de fuelles influenciados por presión, primero y segundo, se encuentran en comunicación fluida entre sí por medio de un dispositivo de soporte. En el extremo opuesto de la conexión con el dispositivo de soporte, el segundo dispositivo de fuelles influenciados por presión se conecta a un manguito movible. El dispositivo además comprende un mecanismo de cierre pivotable o giratorio para el dispositivo, en donde el mecanismo de cierre se conecta al manguito movible.

Description

UN DISPOSITIVO ACCIONADOR La presente invención se refiere a un dispositivo para utilizarse en conexión con pozos de petróleo y/o gas natural en tierra y en mar abierto.

En conexión con diversos tipos de trabajo y operaciones llevadas a cabo durante la perforación, terminación, inicio y operación de un pozo de petróleo y/o gas natural en tierra o en mar abierto, se emplea equipo y herramientas que se controlan u operan de manera eléctrica, hidráulica, por medio de presión, etc.

Una pluralidad de unidades en un pozo, por ejemplo, válvulas tales como válvulas de desplazamiento de gas, se controla por la presión a la cual se exponen y, por consiguiente, se diseñan para abrirse o cerrarse dentro de rangos de presión específicos. Sin embargo, si ocurre una elevación o disminución repentina en la presión del pozo, estas válvulas de desplazamiento de gas podrían abrirse o cerrarse de manera inadvertida en respuesta a su rango de operación predeterminado. Como resultado, podrían surgir situaciones indeseables y peligrosas. El equipo y herramientas en un pozo podrían a ct i a rs e /de sa ct iva rs e de manera inadvertida, provocando así que surjan situaciones indeseables y potencialmente peligrosas .

Un objeto de la presente invención es, proporcionar un dispositivo que pueda activarse o desactivarse en una manera segura y controlada mediante diferencias de presión en un fluido en un pozo.

Este objeto se logra mediante un dispositivo según se indica en la siguiente reivindicación independiente, donde las características adicionales de la invención se volverán evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes y de la descripción a continuación.

Sin embargo, debe entenderse que el dispositivo de acuerdo con la presente invención también puede tener otras áreas de aplicación aparte del interior de un pozo, por ejemplo, en conexión con equipo de procesamiento que puede localizarse en el lecho marino o también en los lados superiores o en tierra .

De acuerdo con la invención, se proporciona un dispositivo particularmente adecuado para usarse en un pozo de petróleo y/o gas natural. El dispositivo comprende una estructura externa y un fuelle influenciado por presión, donde este fuelle comprende un dispositivo de fuelle, primero y segundo, en comunicación fluida entre si, donde los dispositivos de fuelle, primero y segundo, se instalan con relación a la estructura externa de tal manera que en uso pueden experimentar diferente influencia de presión. Esto puede adaptarse de diferentes maneras, donde el dispositivo de fuelle se localice en un espacio que se encuentre separado del espacio en el cual se localiza el otro dispositivo de fuelle, permitiéndoles asi ser influenciados por medio de la presión mediante diferentes fluidos externos. El que los dispositivos de fuelle se encuentren en comunicación fluida significa que un cambio en la influencia por presión sobre el dispositivo de fuelle se transmite al otro dispositivo de fuelle a través de la comunicación fluida.

De acuerdo con la invención, la estructura externa comprende un orificio de paso y el muelle influenciado por presión se monta al menos parcialmente en un anillo instalado alrededor de la perforación de paso. El anillo se compone al menos parcialmente de la estructura externa. Uno de los dispositivos de fuelle se conecta a un dispositivo para activación de una unidad. Mediante ésta se obtiene que una gran área de fuelle se sujete a un cambio de presión y se obtenga asi una activación más confiable de unidades activadas por presión en un pozo.

De acuerdo con un aspecto de la invención, la unidad a la cual se conecta el fuelle puede ser un dispositivo de válvula. Este dispositivo de válvula puede montarse en la perforación de paso en la estructura externa para abertura y cierre de la perforación de paso. La conexión entre el fuelle y el dispositivo de válvula puede instalarse a fin de permitir que el dispositivo de válvula se active entre una posición abierta y cerrada tras el movimiento del fuelle en consecuencia a la influencia de la presión sobre el fuelle. En una posible modalidad, también puede haber dispositivos de bloqueo que se liberan, iliberando asi, por ejemplo, un dispositivo de válvula desde una primera posición hacia una posición operativa donde el dispositivo de válvula como tal puede controlarse ahora por variaciones de presión en el fluido ambiental. Al permitir que el dispositivo de acuerdo con la invención sea capaz de abrirse a una presión elevada, mediante lo cual abre un dispositivo de válvula en la perforación de paso, puede actuar como un dispositivo de bloqueo para un segundo dispositivo de válvula activado por presión. Este segundo dispositivo de válvula activado por presión se evita asi que se active antes de que se active el dispositivo de acuerdo con la invención, mediante lo cual se logra una activación más confiable de las unidades activadas por presión en el pozo.

De acuerdo con otro aspecto, los dispositivos de fuelle pueden instalarse relativamente fuera de la perforación de paso en la estructura externa. Esto significa que la perforación de paso puede diseñarse sin limitaciones como resultado del dispositivo de fuelle. Por consiguiente, la perforación de paso puede tener el diámetro deseado, ya sea fijo o variante, a través del dispositivo. Esto puede lograrse mediante el anillo en el cual se monta el fuelle, por ejemplo, instalándose de manera interna en la estructura externa. Este anillo puede tener al menos una abertura o una pluralidad de aberturas hacia la perforación de paso, alrededor de la circunferencia de la abertura de paso. De manera alternativa, los dispositivos de fuelle pueden montarse al menos parcialmente de manera interna en la perforación de paso en la estructura externa. En una variante, puede haber un receso en la pared de la perforación de paso y puede proporcionarse un elemento de manguito de manera interna en la perforación, formando asi un anillo entre ellas. De manera alternativa, puede proporcionarse un manguito de manera interna en la perforación en la estructura externa, a una distancia de la misma, a fin de que el anillo se forme entre estas, donde el anillo se cierre en un extremo, donde el manguito, la estructura y el fuelle se configuren de tal manera que uno de los dispositivos de fuelle se monte en un espacio cerrado, formado al interior de este anillo y, pior consiguiente, no sea influenciado por el fluido localizado en la abertura de paso. El manguito se conecta en una forma adecuada a la estructura externa, por ejemplo, mediante soldadura, conexión de rosca o similar.

De acuerdo con un aspecto de la invención, ambos dispositivos de fuelle, primero y segundo, pueden instalarse en el anillo formado entre el manguito y la estructura externa. De manera alternativa, uno de los dispositivos de fuelle puede instalarse en el anillo formado alrededor de la perforación de paso, mientras que el otro dispositivo de fuelle se instala en el lado de este anillo .

De acuerdo con un aspecto de la invención, al menos uno de los dispositivos de fuelle de los fuelles, puede formarse con una estructura anular. En una variante, al menos uno de los dispositivos de fuelle puede formar entonces un anillo cerrado y en otro variante este anillo puede no cerrarse por completo.

Por lo tanto, esta estructura anular es complementaria al anillo. De manera alternativa, ambos dispositivos de fuelle pueden tener una estructura anular y montarse en el anillo. El anillo se dividirá entonces en dos cámaras separadas con un dispositivo de fuelle en una cámara y el otro dispositivo de fuelle en la otra cámara. En tal modalidad, al menos una de las cámaras puede abrirse a la perforación de paso.

En una modalidad alternativa de la presente invención, los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primera y segunda, pueden cubrir solo una parte de la circunferencia del anillo. Los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, pueden componerse de un número de dispositivos de fuelle aislados, separados, donde estos se instalan a una distancia entre si alrededor de la circunferencia del anillo. Por ejemplo, pueden montarse en el anillo cuatro dispositivos de fuelle, influenciados por presión, aislados, separados, donde estos se instalan diamet raímente uno sobre el otro. En todavía otra modalidad alternativa de la presente invención, un dispositivo de fuelle influenciado por presión puede diseñarse para extenderse alrededor de toda la circunferencia del anillo, mientras que el otro dispositivo de fuelle influenciado por presión puede componerse de un número de dispositivos de fuelle aislados, separados.

Dependiendo de la configuración de la estructura externa y el anillo, la instalación de los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, en el anillo, puede provocar que uno o ambos dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y/o segundo, se sujete a la influencia de un fluido localizado en la perforación de paso en la estructura externa. En una modalidad alternativa, un dispositivo de fuelle influenciado por presión puede también influenciarse además por un dispositivo de activación, o solo por un dispositivo de activación donde el dispositivo de activación pueda controlarse de manera eléctrica, mecánica, electromagnética, etc.

Cuando se observa en una sección en su dirección longitudinal, la cual en este caso es sus tanci almente paralela a la perforación de paso, tal dispositivo de fuelle influenciado por presión puede tener una forma que puede ser oval, poligonal, curva, pero preferentemente no circular, dando como resultado que la compresión o extensión del dispositivo de fuelle puede lograrse fácilmente. Una compresión o una extensión de un dispositivo de fuelle influenciado por presión se obtiene al sujetarse el dispositivo de fuelle a una influencia externa, donde esta influencia externa puede ser, por ejemplo, una presión, una influencia mecánica o lo similar. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, los dispositivos de fuelle influenciados por presión se elaboran de un número de secciones o discos, los cuales se ensamblan para formar el dispositivo de fuelle influenciado por presión. Las diferentes secciones o discos serán entonces adheridos, soldados o unidos en conjunto de otra manera adecuada. Los dispositivos de fuelle influenciados por presión también puede preverse que se elaboren mediante maquinado, fundido, etc. Los di-sposi t ivos de fuelle influenciados por presión se elaboran preferentemente de un material metálico, pero también pueden elaborarse de un material no metálico o de un material elastómero. También es posible que un dispositivo de fuelle influenciado por presión se elabore de varios materiales diferentes.

De acuerdo con un aspecto de la invención, los dispositivos de fuelle, primero y segundo, pueden encontrarse en conexión fluida entre si a través de un dispositivo de soporte, formando dicho dispositivo de soporte una pared transversal en el anillo. La pared transversal en este contexto debe entenderse que se refiere a una pared que se extiende en una dirección radial, formando una superficie anular. Además, esta pared transversal también dividirá al anillo en dos cámaras anulares. Las dos cámaras anulares se instalan entonces una detrás de la otra, a lo largo de un eje de la perforación de paso. El dispositivo de soporte se conecta en una manera adecuada al interior de la perforación de paso de la estructura externa y al exterior del manguito, donde se proporciona internamente un manguito en la perforación de paso.

De acuerdo con un aspecto, los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, y el dispositivo de soporte pueden llenarse con un fluido no comprimible. Ya que los dispositivos de fuelle influenciados por presión contendrán un fluido, preferentemente un fluido no comprimible, se encontrarán ya sea cerrados en sus extremos o se diseñarán de modo que puedan conectarse al dispositivo de soporte, formando así un volumen cerrado de manera interna en la unidad compuesta de los dispositivos de fuelle influenciados por presión y el dispositivo de soporte. La manera en la que se lleva a cabo esta conexión y el diseño del dispositivo de soporte se explicarán más tarde.

Además, los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, pueden diseñarse substancialmente con la misma forma y volumen. De manera alternativa, los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, pueden diseñarse substancialmente con la misma forma, pero con diferente volumen. En todavía otra alternativa, los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, pueden diseñarse con diferente forma y volumen. Cuando un dispositivo de fuelle es influenciado por presión y es comprimido, un volumen de fluido se desplazará a partir de este dispositivo de fuelle sobre el otro dispositivo de fuelle, el cual se extenderá con objeto de hacer espacio para el volumen desplazado a partir del primer dispositivo de fuelle. La longitud de la compresión y/o extensión depende de la forma y volumen de los dispositivos de fuelle respectivos. Los dispositivos de fuelle pueden instalarse para tener longitudes correspondientes o puede haber proporciones entre dispositivos de fuelle y compres ión /extensión .

En una modalidad, la presente invención puede considerarse como un accionador controlado por presión, donde el accionador controlado por presión comprende una estructura externa y un fuelle influenciado por presión.

La estructura externa está provista con una perforación de paso, donde los fuelles se montan en un anillo en conexión con la perforación de paso.

Ya que el dispositivo o el accionador controlado por presión deben ser capaces de conectarse a equipo y/o herramientas, uno o ambos extremos de la estructura externa del accionador pueden estar diseñados para ser capaces de conectarse o acoplarse en una manera hermética a fluidos a dicho equipo y/o herramientas. El (los) extremo (s) de la estructura externa (circunferencia externa) puede (n) estar provisto (s) entonces con una porción roscada, un reborde para un perno o conexión de tornillo, incluir acoplamientos rápidos, etc., permitiendo asi que el accionador controlado por presión se conecte a través de un extremo, por ejemplo, a una válvula de desplazamiento de gas montada en una tubería de producción, y con una tubería de presión conectada a uno de los dispositivos de fuelle, donde la tubería de presión se utiliza para a ct i va r/ de s a ct iva r el accionador controlado por presión. La estructura externa del accionador controlado por presión puede elaborarse en una sola pieza o puede componerse de varios elementos componentes, que forman en conjunto la estructura externa.

En una modalidad de la presente invención, cuando se monta en la estructura exte-rna, el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión puede soportarse solo por el dispositivo de soporte, mientras que el segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión será soportado por el dispositivo de soporte en un extremo y en el extremo opuesto por un manguito que es axialmente movible en la estructura externa.

En una modalidad, el anillo puede tener una longitud axial y una dimensión radial (amplitud), donde los fuelles que se montan en el anillo tendrán una amplitud que es menor a la "amplitud" del anillo, cuando se observa en la misma dirección que la perforación de paso. Esto significa que cuando se ven influenciados, los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, pueden moverse "libremente" en la dirección axial de la estructura externa, permitiéndoles asi extenderse /comprimirse en sus direcciones axiales. El dispositivo de fuelle se configura además de tal manera que todo cambio de volumen tiene lugar tras la extensión/compresión en la dirección axial. Los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, además se encuentran conectados "hidráulicamente" entre si por medio del dispositivo de soporte, con el resultado de que los dispositivos de fuelle influenciados por presión influirán mutuamente entre si en su dirección axial. Si, por ejemplo, el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión es influenciado a fin de que se comprima, la compresión será "transmitida" a través del dispositivo de soporte, con el resultado de que el segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión se extiende por una cierta longitud .

En una manera similar, una influencia sobre el segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión provocará que el primer dispositivo influenciado por presión se extienda o comprima, dependiendo de si el segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión se comprimió o extendió. El fluido no comprimible se "transmitirá" entonces a partir de un dispositivo de fuelle influenciado por presión hacia el otro, mediante lo cual en una modalidad será posible controlar y monitorear la abertura y cierre del accionador controlado por presión por medio de esta "transmisión" de 1 fluido entre los dispositivos de fuelle influenciados por presión.

En una modalidad de la invención, el dispositivo de soporte se conecta de manera segura en una forma adecuada a las paredes del anillo. Esto puede implementarse , por ejemplo, mediante soldadura, adhesión, atornillado, etc. Ya que el dispositivo de soporte tiene una dimensión radial (amplitud) que corresponde substancialmente a la amplitud del anillo, el dispositivo de soporte y paredes del anillo que incluyen una pared de extremo del anillo formarán un espacio hermético a fluidos, en cuyo espacio hermético a fluidos se monta uno de los dispositivos de fuelle influenciados por presión. Por consiguiente, en una modalidad alternativa, este espacio hermético a fluidos puede ser influenciado por un fluido de presión controlado desde una ubicación remota, o puede establecerse una presión cuando el dispositivo se ensamble. Sin embargo, en este espacio hermético a fluidos también puede montarse un elemento elástico que rodea al primer dispositivo de fuelle influenciado por presión, por ejemplo, un empaque de nitrógeno, uno o más muelles, etc., donde estos serán capaces de crear una "pre-tensión" o desviación contra el dispositivo de fuelle influenciado por presión.

De acuerdo con una modalidad de la invención, el dispositivo de soporte se encuentra en la forma de un cilindro hueco, cerrado, donde se proporciona un orificio o abertura de paso en la parte superior y superficie inferior del cilindro cerrado, cuando se observa en la dirección longitudinal del cilindro. Los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, se conectan entonces a través de su extremo abierto con los orificios en la parte superior y superficie inferior del dispositivo de soporte, con el resultado de que los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, junto con el dispositivo de soporte, forman una unidad cerrada, hermética a fluidos. Sin embargo, debe entenderse que el dispositivo de soporte también puede tener otras formas.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, puede proporcionarse un pistón "flotante" de manera interna en el dispositivo de soporte, donde se permite al pistón moverse en la dirección axial del dispositivo de soporte cuando uno o ambos dispositivos de fuelle influenciados por presión se sujetan a una influencia externa. El pistón tiene una dimensión radial (diámetro) que es substancialmente la misma dimensión radial que la superficie interna del dispositivo de soporte (circunferencia) .

Cuando el pistón entra en contacto con la parte superior o superficie inferior del dispositivo de soporte, el pistón ya no se moverá, provocando asi que también se detenga el movimiento de los dispositivos de fuelle influenciados por presión.

En otra modalidad de la presente invención puede proporcionarse un dispositivo de retraso en el dispositivo de soporte, donde se propone que este dispositivo de retraso retarde el flujo del fluido no comprimible a través del dispositivo de soporte. En su forma más simple este dispositivo de retraso puede comprender una placa provista con uno o más orificios de paso. La placa se sujeta de manera interna en el dispositivo de soporte en una forma adecuada.

Ya que el objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo que opere dentro de un rango de presión predefinido, los dispositivos de fuelle influenciados por presión pueden montarse en el anillo de tal manera que el dispositivo de soporte en si forme una delimitación (tope de extremo) para que se permita llevar a cabo el movimiento de los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, respectivamente. Esto significa que, si el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión se sujeta a una presión que provoque que el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión se comprima en su dirección axial, el dispositivo de soporte, el cual actúa como un tope de extremo, evitará que ocurra una extensión adicional del segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión. De manera correspondiente, cuando la presión alrededor se incrementa, se permitirá al segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión solo una cierta cantidad de recorrido en su dirección axial antes de que se detenga el movimiento del segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión por el dispositivo de soporte, mediante lo cual también se evita que se extienda aún más el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión.

En una modalidad alternativa, un tope de extremo puede componerse de un manguito que se proporciona preferentemente en el interior del dispositivo de soporte, en cuyo caso el manguito se extenderá a través del orificio de paso en la parte superior y/o superficie inferior del dispositivo de soporte y continuará durante cierta longitud en la dirección axial del dispositivo de fuelle influenciado por presión. Tal tope de extremo, en la forma de un manguito, puede proporcionarse entonces en cada lado del dispositivo de soporte, o solo sobre un lado.

También debe entenderse que el manguito que forma el tope de extremo puede instalarse de manera externa al dispositivo o dispositivos de fuelle influenciados por presión. En este caso, el manguito se conectará en una manera adecuada con el tope y/o superficie inferior del dispositivo de soporte. Los dispositivos de fuelle influenciados por presión puede estar entonces provistos con un reborde que se extiende de manera radial en el extremo opuesto del dispositivo de soporte, donde el reborde se conduce en colindancia con el manguito cuando el dispositivo de fuelle influenciado por presión se comprime por una cierta longitud. Por consiguiente, no será posible una compresión adicional del dispositivo de fuelle influenciado por presión.

El tope de extremo también puede componerse de un reborde o lo similar montado en el anillo real.

Con respecto a lo anterior, debe observarse que el recorrido permitido para el primero y/o segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión dependerá de un número de parámetros, por ejemplo, las condiciones del pozo, el tipo de trabajo y/u operación que deben conducirse, el tamaño de la tubería, etc., donde una persona experta en la materia sabrá la manera en que esto debe realizarse.

En una modalidad de la presente invención uno o ambos dispositivos de fuelle influenciados por presión puede diseñarse a fin de que, cuando se logre una compresión deseada del dispositivo de fuelle influenciado por presión, el dispositivo de fuelle influenciado por presión se comprimirá subs tancialmente , dando como resultado que no pueda lograrse una compresión adicional del dispositivo de fuelle influenciado por presión. Esto significa que en su posición de máxima compresión, el dispositivo de fuelle influenciado por presión se comportará como un elemento sólido, compacto, dando así al dispositivo de fuelle influenciado por presión una gran resistencia mecánica y resistencia a la presión.

Debido al hecho de que el espacio hermético a fluidos en el cual se localiza el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión se abastece con un fluido y posteriormente se presuriza a una presión específica, donde esto provoca que el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión se sujete a una presión preestablecida, el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión será influenciado por esta presión preestablecida y se comprimirá contra el dispositivo de soporte. El primer dispositivo de fuelle influenciado por presión será entonces capaz de comprimirse por completo, es decir, asumirá la posición de un elemento sólido, compacto, que no puede comprimirse más. Esta compresión del primer dispositivo de fuelle influenciado por presión provocará entonces que el segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión se extienda una longitud, con el resultado de que el segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión, el cual en una modalidad se conecta al manguito movible, permitirá que gire un amortiguador para colindar a choque con uno o más "asientos" en la perforación de la estructura externa, provocando asi que el amortiguador cierre la perforación longitudinal en la estructura externa. Cuando el segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión se conecta a una aleta, la aleta se empujará hacia fuera del manguito estático, mediante lo cual, a causa de sus propiedades, la aleta se doblará o curvará con objeto de cerrar asi la perforación longitudinal en la estructura externa.

Sin embargo, la transmisión del movimiento axial entre el primer y segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión también puede llevarse a cabo de otras maneras diferentes de sujetar el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión a una presión de fluido, por ejemplo, por medio de un mecanismo de transmisión. El mecanismo de transmisión puede ser, por ejemplo, un válvula corrediza, una transmisión por cremallera o lo similar, que se sujete de manera interna en la perforación de la estructura externa y se conecte en una manera adecuada al primer dispositivo de fuelle influenciado por presión. Al influenciar el mecanismo de transmisión, esta influencia se transmitirá al primer dispositivo de fuelle influenciado por presión. El mecanismo de transmisión puede ser capaz además de ser influenciado de manera hidráulica, electro-hidráulica, eléctrica, electromagnética, magnética, etc.

En una modalidad de la presente invención el primero y/o segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión pueden diseñarse para ser capaces de ser llenados con o drenados del fluido que contienen, permitiendo así que la presión : y/o el fluido que contienen varíe/se reemplace.

Otras ventajas y características especiales de la presente invención se volverán claras a partir de la siguiente descripción detallada, las figuras anexas y las siguientes reivindicaciones.

La invención se describirá ahora con mayor detalle en relación con las siguientes figuras, en las cuales: La Figura 1 ilustra una primera modalidad de un dispositivo de acuerdo con la presente invención.

La Figura 2 ilustra una segunda modalidad de un dispositivo de acuerdo con la presente invención; y La Figura 3 ilustra una tercer modalidad de un dispositivo de acuerdo con la presente invención.

La Figura 1 ilustra una modalidad de un dispositivo de acuerdo con la presente invención, donde el dispositivo comprende una estructura externa 1, tal como la pared cilindrica de una tubería o lo similar. En la modalidad ilustrada, la estructura externa 1 se diseña en una sola pieza. Sin embargo, también puede preverse que la estructura externa 1 se componga de varios elementos, los cuales cuando se ensamblan forman la estructura externa 1.

La estructura externa 1 está provista con una perforación de paso 2, con el resultado de que la estructura externa 1 se abre en sus extremos. De manera interna en la perforación de paso2, se proporciona además un manguito 3, dicho manguito 3, el cual es estático, tiene un diámetro externo que es menor que el diámetro interno de la perforación de paso 2. Esto dará como resultado la formación de un anillo entre la pared de la estructura externa 1 y el manguito estático 3. El manguito estático 3 se sujeta en una manera adecuada a la estructura externa 1, de manera interna en la misma. Además, el anillo que se delimita por la perforación de paso 2 en la estructura externa 1 y el diámetro externo del manguito estático 3 se cerrará en un extremo de la estructura externa 1/el manguito estático 3 por una placa 4. En su extremo opuesto, se abrirá la estructura externa 1/el manguito estático 3.

De manera interna en el anillo que se delimita por la perforación de paso 2 y el manguito estático 3, se proporciona un dispositivo de soporte 5, cuyo dispositivo de soporte 5 se conecta de manera segura a la estructura externa 1 y el manguito estático 3. Dos dispositivos de fuelle influenciados por presión, el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión 6 y el segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión 7, se conectan además al dispositivo de soporte 5.

El primer y segundo dispositivos de fuelle influenciados por presión 6, 7, se proporcionan como un fuelle que tiene una forma que parece un fuelle de acordeón, donde una pluralidad de secciones o discos 8 se ensamblan para formar el fuelle real. Esto puede implementarse , por ejemplo, mediante soldadura, adhesión o mediante interconexión de las secciones o discos 8 en otra manera adecuada.

Los dos dispositivos de fuelle influenciados por presión 6, 7 se interconectan a través del dispositivo de soporte 5. La sección más externa o disco 8 (es decir, una sección de extremo) en un extremo del dispositivo de fuelle influenciado por presión 6, 7 se sóida, adhiere o conecta entonces en otra manera adecuada a cada lado del dispositivo de soporte 5. Los dispositivos de fuelle influenciados por presión 6, 7 se cierran en su otro extremo. Por su parte, el dispositivo de soporte 5 se conecta con el interior de la perforación 2 y la superficie externa del manguito 3. Esto puede implement arse , por ejemplo, mediante soldadura, adhesión, atornillado o en otra manera adecuada .

El diseño del dispositivo de soporte real 5 se explicará posteriormente.

En una manera similar al primer dispositivo de fuelle influenciado por presión 6, el segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión 7 se cierra en su otro extremo (es decir, el extremo que es opuesto a la conexión con el dispositivo de soporte 5) y se conecta además a una unidad de mecanismo de aleta 9.

Ya que el dispositivo de soporte 5 se conecta de manera segura al interior de la perforación de paso 2 y la superficie externa del manguito estático 3, el dispositivo de soporte 5 formará una división hermética a fluidos de manera interna en la estructura externa entre el primer y segundo dispositivos de fuelle influenciados por presión 6, 7. Esto da como resultado la formación de un espacio cerrado 10, cuyo espacio cerrado 10 abarca el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión 6. Este espacio cerrado 10 se llena con un fluido, por ejemplo, nitrógeno a presión, con el resultado de que el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión 6 se sujeta a una "pre-tensión" o desviación deseada. Dependiendo de su magnitud, esta pretensión influenciará al primer dispositivo de fuelle influenciado por presión 6, provocando que se comprima. El espacio cerrado 10 se llena mediante la instalación de un orificio de paso (no mostrado) en la estructura externa 1, a cuyo orificio se anexa, por ejemplo, una válvula sin retorno.

Sin embargo, también puede ser concebible que el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión 6 pueda ser influido por un mecanismo de activación 11, con el resultado de que el espacio cerrado 10 no deba tener una presión preestablecida. En este caso, el mecanismo de activación 11 puede diseñarse a fin de transmitir o aplicar una fuerza al primer dispositivo influenciado por presión 6, provocando que se comprima o extienda en su dirección axial. El mecanismo de activación 11 puede diseñarse, por ejemplo, a fin de activarse de manera eléctrica, hidráulica, magnética, electromagnética, etc.

En una forma similar, también se formará un espacio 12 alrededor del segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión 7, cuyo espacio 12 se forma por el dispositivo de soporte 5, la perforación de paso 1 en la estructura externa 1 y el manguito estático 3. El espacio 12 se abrirá en el extremo opuesto del dispositivo de soporte 5. El segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión 7 también se sujetará entonces a una influencia externa proveniente, por ejemplo, de una presión inherente en un fluido en el anillo del ozo .

Cada uno de los dispositivos de fuelle influenciados por presión 6, 7 es de forma hueca y contiene un fluido no comprimible, y los dispositivos de fuelle influenciados por presión 6, 7 deben diseñarse, por consiguiente, como una unidad cerrada. Esto puede lograrse de varias maneras diferentes, por ejemplo, mediante conexión de un extremo de los dispositivos influenciados por presión 6, 7 al dispositivo de soporte 5, mientras que su extremo opuesto se delimita por una superficie de extremo (no mostrada) .

El dispositivo de soporte 5 de acuerdo con la figura 1 se encuentra en la forma de un cilindro cerrado, donde se proporciona un orificio de paso (no mostrado) en el material de la parte superior y superficie inferior del cilindro cerrado. El extremo abierto del primer y segundo dispositivos de fuelle influenciados por presión 6, 7 (es decir, el extremo opuesto a la superficie de extremo) se conecta entonces a este orificio de paso, formando asi una unidad cerrada, que consiste en el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión 6, el dispositivo de soporte intermedio 5 y el segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión 7.

Un pistón movible 13 se monta además de manera interna en el dispositivo de soporte 5, donde se permite que el pistón 13 se mueva en la dirección axial del dispositivo de soporte 5. Además, el pistón 13 puede diseñarse de tal manera que junto con el orificio de paso en la parte superior y/o la superficie inferior del dispositivo de soporte 5 forme un sello de metal-con-metal , con el resultado de que, cuando el pistón 13 se conduzca en contacto con la parte superior o superficie inferior del dispositivo de soporte 5, no se permitirá que el primer o el segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión 6, 7, se muevan más en su dirección longitudinal axial. El dispositivo no será capaz de funcionar sin este pistón movible de manera interna en el dispositivo de soporte.

En el dispositivo de soporte 5 también puede proporcionarse un dispositivo de retraso 14, donde este dispositivo de retraso 14 se propone retardar el flujo del fluido no comprimible en el dispositivo de soporte 5. En su forma más simple el dispositivo de retraso 14 comprende una placa provista con uno o más orificios de paso (no mostrados) . El dispositivo de retraso 14 se monta en una manera adecuada en el dispositivo de soporte 5. El dispositivo no será capaz de funcionar sin este dispositivo de retraso.

En la figura 1, el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión 6 se conecta a un mecanismo de activación 11, el cual se compone de una transmisión por cremallera o una válvula corrediza.

Por medio de una influencia externa del primer y/o segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión 6, 7, serán capaces de controlarse a fin de que el mecanismo de aleta 9, el cual se conecta al segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión 7, sea capaz de empujarse hacia el espacio 12, con objeto de abrir asi el paso de flujo a través del dispositivo, o hacia fuera del espacio 12 con objeto de cerrar asi el paso de flujo a través del dispositivo.

La Figura 2 ilustra una segunda modalidad del dispositivo de acuerdo con la presente invención, donde la estructura externa 1 está provista con una perforación de paso 2, con el resultado de que la estructura externa 1 se abre en sus extremos. Además, de manera interna en la perforación 2 se proporciona un manguito estático 3. El manguito estático 3 se conecta en una manera adecuada a la estructura externa 1. Esto da como resultado la formación de un anillo, cuando se observa en un plano perpendicular a la dirección longitudinal acial de la estructura externa 1, entre la perforación de paso 2 y el manguito estático 3. En este anillo se proporciona un dispositivo de soporte 5, donde el dispositivo de soporte 5 se conecta de manera segura a la estructura externa 1 y al manguito estático 3. Dos dispositivos de fuelle influenciados por presión, el primer dispositivo de fuelle influenciado por presión 6 y el segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión 7, se conectan además al dispositivo de soporte 5 a través de un extremo.

El diseño del primer y segundo dispositivos de fuelle influenciados por presión 6, 7, corresponde a lo que se ha descrito arriba (la versión de acuerdo con la figura 1) y, por consiguiente, no se dará aquí explicación iadicional alguna de lo mismo.

La superficie de extremo 15 de los dispositivos de fuelle influenciados por presión 6, 7, (es decir, la superficie de extremo opuesta a la conexión al dispositivo de soporte 5) se sujetará, por consiguiente, a una influencia externa proveniente, por ejemplo, de un fluido localizado en la perforación de paso 2 de la estructura externa 1.

El segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión 7 se conectará además en una manera adecuada a una unidad que es, en este caso, un manguito movible 16, donde este manguito movible 16 seguirá el movimiento del segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión. El manguito movible 16 se instalará además fuera y en sobrepos ición parcial del manguito estático 3, formando asi un espacio entre los manguitos estático y movible 3, 16. En este espacio se monta un mecanismo de cierre 9 (por ejemplo, en la forma de un amortiguador) para el dispositivo, cuyo mecanismo de cierre 9 se permite girar alrededor de su punto de suspensión 17. Esto significa que en una posición abierta del dispositivo (la posición retraída 9 del mecanismo de cierre) , el mecanismo de cierre 9 se "almacena" en el espacio entre los manguitos estático y movible 3, 16, permitiendo así que un fluido fluya a través del dispositivo, y en una posición cerrada del dispositivo (la posición extendida del mecanismo de cierre 9) se conduce en colindancia a choque con el asiento 18, a fin de cerrar así el dispositivo en una manera hermética a fluidos.

Por medio de una influencia externa del primer y/o segundo dispositivos de fuelle influenciados por presión 6, 7, serán capaces de controlarse de tal manera que el mecanismo de cierre 9 será capaz de conducirse desde una porción abierta hacia una cerrada y viceversa, con objeto de cerrar o abrir así al dispositivo .

La Figura 3 ilustra aún otra modalidad del dispositivo de acuerdo con la presente invención, donde el mecanismo de cierre se compone ahora de una válvula esférica 19. La válvula esférica 19 está provista con un orificio de paso (solo ilustrado de manera aproximada), donde el orificio de paso se extenderá en paralelo a la perforación longitudinal 2 de la estructura externa en una posición abierta del dispositivo. Cuando los dispositivos de fuelle influenciados por presión 6, 7, son influenciados, debido a su conexión con el segundo dispositivo de fuelle influenciado por presión 7, la válvula esférica 19 se girará 90 grados con relación a su posición abierta, mediante lo cual la válvula esférica 19 cerrará un paso de flujo de fluido a través del dispositivo. El modo de operación de los dispositivos de fuelle influenciados por presión 6, 7, será como se describe para las otras modalidades.

Solo se han explicado y descrito los elementos relacionados con la invención y una persona experta en la materia comprenderá que la estructura externa puede diseñarse como una unidad o puede componerse de varios elementos que se interconectan . El dispositivo puede tener además dispositivos adecuados para interconexión o montaje en un flujo de fluido de proceso. Una persona experta en la materia apreciará además, que pueden proporcionarse varias versiones y modificaciones de las modalidades descritas e ilustradas dentro del alcance de la invención según se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo accionado, que comprende una estructura que tiene una perforación interna de paso y un fuelle influenciado por presión que comprende un primer dispositivo de fuelle y un segundo dispositivo de fuelle en comunicación fluida entre si, donde los dispositivos de fuelle, primero y segundo, se instalan en relación a la estructura de tal manera que durante su uso puedan experimentar diferente influencia de presión, caracterizado porque la estructura comprende una perforación de paso y los fuelles influenciados por presión se montan al menos parcialmente en un anillo que se forma al menos parcialmente por la pared interna de la estructura y se instalan alrededor de la perforación de paso y donde el segundo dispositivo de fuelle se conecta a un dispositivo mecánico para activación de una unidad .

2. Un dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad es un dispositivo de válvula montado en la perforación de paso en la estructura externa para abertura y cierre de la perforación de paso, y se instala de tal manera que este dispositivo de válvula pueda activarse entre una posición abierta y una cerrada mediante movimiento de los fuelles como una consecuencia de la influencia de la presión sobre los fuelles .

3. Un dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los dispositivos de fuelle se montan relativamente fuera de la perforación de paso en la estructura externa.

4. Un dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los dispositivos de fuelle se montan al menos parcialmente de manera interna en la perforación de paso en la estructura externa.

5. Un dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque se proporciona un manguito de manera interna en la perforación en la estructura externa, a una distancia del mismo, formando asi el anillo entre ellos, donde el anillo se cierra en un extremo, donde el manguito, la estructura y los fuelles se configuran de tal manera que uno de los dispositivos de fuelle se monta en un especio cerrado, formado dentro de este anillo.

6. Un dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque ambos dispositivos de fuelle, primero y segundo, se montan en el anillo formado entre el manguito y la estructura externa.

7. Un dispositivo según una de las reivindicaciones mencionadas, caracterizado porque el fuelle forma una estructura anular.

8. Un dispositivo según una de las reivindicaciones 1-6, carac erizado porque se proporcionan varios fuelles a lo largo de una circunferencia de la estructura externa.

9. Un dispositivo según una de las reivindicaciones arriba mencionadas, caracterizado porque los dispositivos de fuelle, primero y segundo, se encuentran en conexión fluida entre si a través de un dispositivo de soporte, cuyo dispositivo de soporte forma una pared transversal en el anillo.

10. Un dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, y el dispositivo de soporte se llenan con un fluido no comprimible.

11. Un dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, se diseñan con la misma forma y volumen.

12. Un dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, se diseñan con la misma forma, pero con diferente volumen.

13. Un dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los dispositivos de fuelle influenciados por presión, primero y segundo, se diseñan con diferente forma y volumen.