Método ? disposición para la rápida conexión y desprendimiento de elementos conectables La presente invención se relaciona con un método para la rápida conexión y desprendimiento de elemento conectables, particularmente tubos o varillas y/o elementos de impulso y/o elementos de trabajo con capacidad de fijarse a los mismos como, por ejemplo, barrenos de perforación o similares, donde un elemento que tiene una pieza de extremo perfilada se introduce dentro de una abertura respectiva del elemento para conectarse al mismo y/o una pieza intermedia o de conexión, particularmente un buje o una manga y conectarse con el segundo elemento en una manera positiva y transmisora de fuerza. La invención, además se relaciona con una disposición para la rápida conexión y desprendimiento de elementos conectables, particularmente tubos o varillas y/o elementos de impulso y/o elementos de trabajo con capacidad de fijarse a los mismos como, por ejemplo, barrenas de perforación o similares, donde un elemento tiene una pieza de extremo perfilada que se puede introducir en una abertura de recepción respectiva del elemento a conectarse con este y/o una pieza intermedia o de conexión, particularmente un buje o una manga y que puede conectarse con el segundo elemento de una manera
1 positiva y que transmite fuerza así como para la utilización de esta disposición. En el contexto de conexión y desprendimiento de elementos conectables como, por ejemplo, tubos o varillas, con frecuencia se presenta el problema de desconectar y conectar rápidamente estos elementos o elementos de impulso y/o elementos de trabajo para
Conecta se COn estos, de una manera de conexión o desprendimiento rápida, si es necesario, teniendo que ser factibles o realizables confiablemente aún bajo condiciones ambientales rudas y adversas. En el contexto de producción de pozos tubulares, por ejemplo, la extensión de un ensamble de varilla de perforación, frecuentemente es necesario, donde las conexiones roscadas conocidas no solamente requieren de procedimientos de conexión y desprendimiento que consumen tiempo, sino que estas conexiones roscadas pueden representar problemas relacionados con la correcta conexión o la correcta desprendimiento de esta conexión, particularmente bajo condiciones rudas de uso. Además, debe ser salvaguardado, por ejemplo en la producción de un agujero de colada en alto horno por medio de una máquina para perforar un agujero de colada, durante el surgimiento de una masa derretida, que tiene una alta temperatura, por lo menos parte del
2 ensamble de la varilla de perforación, y en particular, el elemento de impulso puede desprenderse del ensamble de la varilla de perforación de una manera suficientemente rápida para permitir la remoción de por lo menos la máquina de perforación desde la región de la masa derretida a alta temperatura que emerge. La invención tiene el propósito de proveer un método y una disposición para la rápida conexión y desprendimiento de elementos conectables, que permiten la conexión y desprendimiento rápida confiable de los elementos conectados mutuamente, por ejemplo, tubos o varillas y/o elementos de impulso y/o elementos de trabajo capaces de fijarse al mismo, aún bajo la posibilidad de utilización o condiciones ambientales rudas o adversas . Para solucionar estos objetivos, el método de acuerdo con la invención, partiendo de un método del tipo definido inicialmente, se caracteriza esencialmente porque, para la conexión y desprendimiento de los dos elementos a ser conectados, la pieza del extremo perfilado después de un movimiento en la dirección axial o de conexión se fija por una región parcial de la abertura de la recepción provista con un perfil complementario de manera que la pieza del extremo, con relación a la abertura de recepción en una
3 región parcial de la abertura de recepción tiene una sección transversal clara alargada y subsecuentemente se mueve nuevamente en la dirección axial en una región parcial adicional de la abertura de recepción provista con un perfil complementario al de la pieza del extremo. Al efectuar un movimiento relativo de pasos múltiples entre los elementos a ser conectados, particularmente entre la pieza del extremo perfilado de un elemento y una abertura de recepción de un segundo elemento, se mantendrá una conexión confiable y segura entre los dos elementos. Además, se asegura que cualquier desprendimiento accidental o erróneo de la conexión se evitará confiablemente por un simple movimiento axial seguido por un movimiento rotatorio y otro movimiento axial subsecuente, mientras que se permite una conexión y un desprendimiento rápido y seguro por los pasos relativamente coordinados de accionamiento y movimiento para la conexión y desprendimiento de los elementos a ser conectados. A diferencia de esto con una conexión roscada, que no solo requiere extremado ajuste hermético de elementos roscados a ser conectado, pero, después de haberse utilizado la conexión de rosca bajo tensión, posiblemente puede también representar problemas durante el desprendimiento del mismo y en cualquier
4 caso, involucra un alto consumo de tiempo correspondientemente debido al movimiento rotatorio múltiple necesario de los elementos con relación entre sí, el desprendimiento y la conexión rápidos se asegura a través de alternar un movimiento axial y un movimiento en la dirección periférica o rotatoria propuesta de acuerdo con la invención. Este curso de movimiento comprende un movimiento alternativo axial con un movimiento rotatorio con el propósito de conectar y desprender también puede ser fácilmente automatizado . Con el fin de evitar de manera segura cualquier emergencia o desprendimiento erróneos de la conexión durante un movimiento indeseado en la dirección axial de los sitios de conexión, se provee de acuerdo con una forma de realización particularmente preferida que una rotación a través de un máximo de 180°, y en particular, aproximadamente 60° se lleve a cabo entre los pasos de movimiento en la dirección axial. La disposición de compensación de los perfiles en la región de la abertura de recepción, que requiere de una rotación entre los dos movimientos axiales, asegura que se evitará un desprendimiento de la conexión meramente por el desplazamiento axial de las partes conectadas.
5 Para solucionar el objetivo establecido al principio, la disposición del tipo definido inicialmente, aún más, se caracteriza esencialmente porque un elemento en una pieza de extremo que se recibirá se provee con un perfil en forma de polígono particularmente con capacidad de insertarse en una abertura de recepción de un segundo elemento que se conectará ahí y/o una pieza de conexión o intermedia, donde, partiendo del extremo de entrada de la abertura de recepción, la abertura de recepción en la dirección axial o de conexión se forma con una región parcial que tiene un perfil complementario al perfil de la pieza de extremo que se recibirá, una región que tiene una sección transversal despejada alargada con relación al extremo de entrada y, siguiendo desde ahí, otra región que tiene un perfil adaptado al perfil de la pieza de extremo que será recibida. Estas regiones parciales tienen perfiles afinados respectivamente que pueden formarse en los elementos a ser conectados en una manera simple y rentable correspondientemente, y, adicionalmente aseguran el manejo extremadamente simple durante la conexión y desprendimiento de los elementos a ser conectado, como se ha descrito anteriormente. De esta forma, se proveerá un perfil correcto en la pieza del extremo del elemento a ser recibido, mientras que
6 se proveen en el extremo de recepción de las regiones parciales del segundo elemento separados entre sí y teniendo perfiles complementarios adaptados al perfil del extremo a ser recibido, que están separados entre sí por una región parcial que tiene una sección transversal de paso despejado alargado correspondientemente con el fin de hacer que sea factible el movimiento rotatorio entre los elementos a ser conectados. Con el fin de evitar que la conexión se desprenda meramente por un desplazamiento axial de los dos elementos, se propone de acuerdo con la forma de realización de preferencia que las regiones parciales que tienen perfiles de abertura de recepción complementarios adaptados al perfil de la pieza del extremo para recibirse, están diseñados para compensarse mutualmente en la dirección periférica. Con el fin de permitir de manera confiable el movimiento rotatorio de los dos elementos a ser conectados después del primer movimiento en la dirección axial o en la dirección de conexión como se propone de acuerdo con la invención, se propone, de acuerdo con otra forma de realización de preferencia que los contornos externos del perfil provistos en la pieza del extremo a ser recibidos tengan una sección
7 transversal alargada con relación a la sección transversal de la región parcial del primer elemento después de esto. El primer elemento tiene un perfil exterior, consecutivo inmediatamente, de esta forma, a la región de conexión o a la pieza del extremo incluye una región que tiene una sección transversal exterior reducida con relación a los contornos exteriores del perfil . Con el fin de permitir un movimiento rotatorio relativo simple y confiable entre los elementos individuales a ser conectados, entre los dos procedimientos de movimiento cada uno en la dirección axial o en la dirección de la conexión, se propone de acuerdo con una forma de realización preferida adicional que la región localizada de manera intermedia de la abertura de recepción que tiene una sección transversal despejada alargada tiene una longitud en la dirección axial o la dirección de conexión, que excede la extensión axial del perfil de la pieza del extremo a ser recibida. Con el fin de asegurar el anclaje correcto de los dos elementos a ser conectados, la pieza del extremo del primer elemento debe estar provista con un perfil exterior de una longitud correcta de manera que se permita también la transmisión subsecuente de grandes fuerzas
8 posiblemente, por ejemplo, durante la perforación o la perforación rotatoria por percusión. Al elegir correctamente un perfil, una longitud opcionalmente corta del perfil exterior será y es, por lo tanto factible, para realizar la porción o la región a ser provista para -habilitar el movimiento rotatorio correspondientemente corto en la región del extremo de recepción . Con el fin de hacer que sea factible que un perfil se ajuste fácilmente, el cual, además, asegure una transmisión de fuerza confiable entre los elementos individuales a ser conectado por superficies largas de cojinete correspondientemente, se propone de acuerdo con una forma de realización preferida adicional que el perfil en la pieza del extremo a ser recibida se forme por un polígono regular. Particularmente en el contexto del procesamiento simple y la fabricación de las regiones de conexión a ser conectadas, se propone de acuerdo con una forma de realización adicionalmente preferida que el polígono tenga una sección transversal triangular que tiene puntas o vértices redondeados. Para una configuración particularmente simple de las regiones parciales diseñadas de manera diferente en la región de la abertura de recepción del segundo elemento o conexión o pieza intermedia, se propone de
9 acuerdo con una forma de realización de preferencia que el perfil en el extremo de entrada de la abertura de recepción se forme en un elemento separado en forma de placa o en forma de disco, soldado particularmente, con el elemento de recepción. Es, de esta forma, factible en una manera simple en la región de la abertura de recepción formar con perfiles complementarios correspondientemente la región que tiene una sección transversal despejada alargada permitir el movimiento rotatorio y, después de esto, la región que se extiende en la dirección axial, donde el elemento en forma de placa o en forma de disco de la misma manera tiene un perfil complementario a este perfil que está fijo al extremo de conexión o extremo de entrada de la abertura de recepción de una manera compensada en el interior de la abertura de la recepción. Mientras que el uso de una disposición de acuerdo con la invención asi como la aplicación del método de acuerdo con la invención son factibles en un amplio campo de aplicación cuando se conectan los elementos respectivos a ser conectados, particularmente en forma de tubo o en forma de varilla, o una conexión de los elementos en forma de tubo o en forma de varilla con elementos de impulso y/o elementos de trabajo, la utilización de una disposición de acuerdo con la
10 invención con un ensamble de varilla de perforación extensible particularmente, y especialmente, una máquina de perforación de agujero de colada, se propone de acuerdo con una forma de realización preferida particularmente, como ya se ha indicado anteriormente, la separación o desprendimiento rápido en particular de las porciones individuales del ensamble de la varilla serán benéficos o necesarios en una emergencia rápida de masa derretida que tiene una alta temperatura con el fin de proteger por lo menos la máquina de perforación contra el surgimiento de masas derretidas a alta temperatura . A continuación, la invención será explicada en mayor detalle a manera de formas de realización ejemplificadas ilustradas en el dibujo que acompaña a la presente. Donde: La Figura 1 es una vista lateral esquemática de una máquina perforadora de un agujero de colada o un pozo tubular en la pared de un alto horno indicado esquemáticamente por un 3, un barreno de perforación indicado esquemáticamente por un 5 que se monta en un ensamble de varilla de perforación 4. Con el fin de fijar el ensamble de la varilla de perforación 4 a un eje impulsado 6 del impulso de percusión y/o rotatorio de la máquina de perforación
11 del agujero de colada 1, el ensamble de la varilla de perforación 4 se fija a través de un elemento intermedio denotado generalmente por 7 en la Figura 1, de una disposición para conectar los dos elementos con forma de varilla o tubulares 4 y 6, que se ilustra con mayor detalle en la Figura 2. Con el fin de conectar la región del eje impulsado 6 de la máquina perforadora del agujero de colada 1 con un ensamble de varilla de perforación 4, la forma de realización representada en la Figura 2 comprende una conexión o elemento intermedio 7 que forma esta disposición, donde el eje impulsado 6 es recibido firmemente en el elemento intermedio 7 en la región parcial del lado izquierdo mostrado en la Figura 2. Con el fin de fijar el ensamble de la varilla de perforación 4, donde esta última tiene un contorno exterior poligonal 9 en su pieza del extremo delantero de frente al elemento intermedio 7. En el estado conectado descrito en la Figura 2a, la región del extremo 9 del ensamble de la varilla de perforación 4, que se provee con un perfil exterior poligonal, es un enganche con una región parcial 10 de una abertura de recepción generalmente denotada por el número 11, del elemento intermedio 7, de la cual la región parcial 10
12 se extiende en una dirección axial y está provista con un perfil complementario. Con el fin de desprender la conexión entre el ensamble de la varilla de perforación 4 y la rotación o el impulso de percusión rotatorio 6 a través del elemento intermedio 7, el elemento intermedio 7, como se indica en la Figura 2b, se aleja del ensamble de la varilla de perforación 4 en la dirección axial o la dirección de conexión de acuerdo con la flecha 12 de manera que la región parcial 9 provista con un perfil exterior alcanza una región 13 que tiene una sección transversal despejada alargada, de la abertura de recepción 11. En la posición desprendida parcialmente ilustrada en la Figura 2b, una rotación relativa entre el eje impulsado 6 y la pieza intermedia 7, respectivamente, asi como el ensamble de varilla de perforación 4 en el sentido de la flecha 14 alrededor de un ángulo de, por ejemplo, aproximadamente 60° se lleva a cabo, donde un desplazamiento axial entre el ensamble de la varilla de perforación 4 y el eje impulsado 6 y la pieza intermedia 7, respectivamente, se lleva a cabo nuevamente en el sentido de la flecha 12, donde la región 9 del ensamble de la varilla de perforación 4, que se provee con el contorno exterior
13 poligonal pasa una región adicional 15 de la abertura de recepción 11, que nuevamente se adapta a la sección transversal exterior en forma de polígono de la región parcial 9 del ensamble de la varilla de perforación 4, que comprende un perfil en forma de polígono correspondientemente, como se ilustra en la Figura 3. Con el fin de asegurar un centrado mejorado del ensamble de la varilla de perforación 4 en la región del elemento intermedio 7, una región cilindrica 16 así como un perno de centrado 17 después de la región parcial 9 provista con el perfil en forma de polígono están claramente aparentes, en particular, de la Figura 2b que entra a una porción cilindrica correspondientemente 18 y una abertura de centrado 19, respectivamente, en el estado conectado. Como es aparente a partir de la Figura 2, la región parcial 15, que tiene nuevamente un perfil complementario poligonal, se forma en un elemento en forma de placa o en forma de disco 20 que se suelda con el elemento intermedio 7 en la región de la cara del extremo 21 de la abertura de recepción 11. La Figura 3 describe claramente la posición relativa de los diferentes perfiles poligonales en la región de la fijación de los dos elementos a ser conectados. El contorno exterior del elemento
14 intermedio 7 está indicado por 22, la zona de soldadura en el lado del extremo del elemento en forma de placa 20 está indicada por el número 23. El elemento de forma de placa 20 comprende un perfil poligonal 24 correspondiente a la región parcial 15, el perfile 24 corresponde al contorno exterior de la región parcial 9 del ensamble de la varilla de perforación 4. La región parcial 20 que tiene el perfil 24 es seguida por la región parcial que tiene una sección transversal despejada alargada y cuyo contorno se denota por el número 13 como en correspondencia con la Figura 2, de manera que permite la libre rotación del ensamble de la varilla de perforación 4, y en particular, de la región parcial 9 provista con el polígono como una región parcial 9 del ensamble de la varilla de perforación 4 que pasa la región parcial 15 que tiene el contorno poligonal 24. Después de una rotación de alrededor de 60°, la región parcial 9 que tiene la sección exterior poligonal entra a la región parcial enseguida en la dirección axial y nuevamente teniendo un contorno poligonal, el segundo contorno poligonal se denota por el número 25 como en correspondencia con la región 10 del elemento intermedio. A partir de la Figura 3, es aparente que la disposición de compensación de los dos polígonos 24 y
15 25 evita el surgimiento erróneo de la zona de conexión aún en un desplazamiento axial accidental entre los elementos 4 y 6 a ser conectados. A partir de la Figura 3, además es aparente que el contorno con forma de polígono, por ejemplo, se forme por un polígono triangular que tiene puntas redondeadas o vértices cada una. Está de más decir que, en lugar de fijar a través de una pieza intermedia 7 los elementos 4 y 6 a ser conectados, uno de los elementos puede formarse con una abertura de recepción correcta que tiene regiones parciales formadas de manera diferente correspondientes a la pieza intermedia o de conexión 7 con el fin de producir el arreglo para un desprendimiento y una conexión rápidos y fáciles a los dos elementos 4 y 6 a ser conectados. En lugar de fijar un ensamble de varilla de perforación 4 al eje de pulso 6, como se ilustra en las Figuras precedentes, la disposición ilustrada para una conexión y desprendimiento rápidos puede también servir para conectar los elementos individuales en forma de tubo o en forma de varilla 4, o es factible fijar, por ejemplo, un ensamble de varilla de perforación 4 a un barreno de perforación 5 de acuerdo con la disposición o conexión para desprenderse o conectarse rápida y fácilmente .
16 Adicionalmente a la configuración que tiene una estructura sustancialmente triangular con vértices redondeados, cualquier otra estructura simétrica sustancialmente o una estructura poligonal regular, por supuesto, que se elija, el ángulo de rotación entre los elementos a ser conectados se afinan a la distancia angular mutua de los vértices o puntas individuales de la conexión poligonal.
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