MXPA05004883A

MXPA05004883A - Indicador de rectificacion externa para una union doble.

Info

Publication number: MXPA05004883A
Application number: MXPA05004883A
Authority: MX
Inventors: Alan Bailey Richard
Original assignee: Grant Prideco Lp
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2003-10-13
Publication date: 2005-07-22
Also published as: DE60332379D1; US20040090062A1; AU2003271942B2; EP1561062B1; CA2502759A1; ATE466222T1; US6896300B2; CA2502759C; WO2004044473A1; EP1561062A1; AU2003271942A1

Abstract

Se proporcionan planchas de empalme (74,90) en las superficies de contacto de un elemento macho (60) de union doble y un elemento hembra (80) de union doble. Las planchas de empalme estan rebajadas a una corta distancia del diametro externo de los elementos de la junta o union doble, de manera tal que cuando se ensambla la union, la plancha de empalme desarrolla una seccion de separacion (94) visible entre los elementos de la herramienta. De esta manera, se puede tomar una determinacion rapida, sin necesidad de mediciones, sobre si la union puede rectificarse, o requiere de un remaquinado.

Description

INDICADOR DE RECTIFICACIÓN EXTERNA PARA UNA UNIÓN DOBLE La presente invención en general se refiere a uniones o juntas dobles, y más particularmente a un indicador externamente visible para rectificar las uniones o juntas dobles de tuberías de perforación y otras tuberías.

Como se describe en la Patente Norteamericana US 4,438,953 de Timme, Jr., se elabora una cadena de tubos de perforación para pozos de petróleo y gas, de secciones de tubos, cada sección de alrededor de 914.4 cm. (30 pies) de largo. Cada sección tiene un elemento macho externamente roscado en un extremo y un elemento hembra internamente roscada en el otro extremo. Cuando se acoplan juntos los elementos macho y hembra forman una junta o unión doble. Cada juego de roscas es cónico o ahusado y tiene un punto en donde el diámetro del cono primitivo o engranaje cónico es de una medida específica; este punto se conoce como el punto de referencia. Un reborde u hombro de empalme está separado a una distancia seleccionada desde el punto de referencia de las roscas en el elemento macho. Se localiza otro reborde u hombro de empalme en el extremo externo del elemento hembra. Cuando están empalmados por completo, estos rebordes u hombros de empalme se ponen en contacto entre sí bajo una cantidad seleccionada de compresión, para proporcionar un sello estanco al fluido. A fin de lograr la cantidad apropiada de compresión se deben de controlar de manera cuidadosa, la distancia del reborde u hombro de empalme del elemento macho al punto de referencia de las roscas del elemento macho, asi como la distancia del reborde u hombro de empalme del elemento hembra al punto de referencia de las roscas del elemento hembra.

Durante el uso, los rebordes u hombros de empalme pueden rozarse o excoriarse y producir muescas o incisiones. A fin de lograr de nuevo una superficie lisa, los rebordes u hombros se reparan. Es importante que el material total eliminado de los dos rebordes u hombros de empalme no midan más de 4.0322 mm (1/16 de pulgada) del original, o no más de 2.0161 mm (1/32 de pulgada) de cualquier reborde u hombro. Si la remoción del material asciende a más de 4.0322 mm (1/16 pulgada) desde los hombros o rebordes de empalme, puede ocurrir una compresión inadecuada durante el empalme, requiriéndose, en consecuencia, que las superficies de empalme se vuelvan a maquinar. Sin tales mediciones correctivas, pueden resultar fallas por fatiga y desgastes.

El Instituto Americano del Petróleo recomienda a los fabricantes el uso de un circulo con una identación y una barra tangente o una linea estampada en el elemento macho y en la contraperforación del elemento hembra de la unión doble. La barra estarla impresa en el metal exactamente a 8.0644 mm (1/8 de pulgada) del reborde u hombro de empalme y paralela al mismo. Este método tiene dos defectos. Primero, debe aplicarse a mano. Por lo tanto, es un método largo y potencialmente poco confiable. Este método marca también solo un punto del elemento macho o del elemento hembra.

En la patente '953, Timme, Jr. enseña un punto de referencia que consiste de un reborde u hombro de referencia formado alrededor del diámetro exterior del elemento macho a 8.0644 mm (1/8 de pulgada) desde el reborde u hombro de empalme. La contraperforación del elemento hembra tiene un escalón formado alrededor de ella a 8.0644 mm (1/8 de pulgada) desde el reborde u hombro de empalme. El reborde u hombro de referencia proporciona una linea de referencia para determinar la distancia desde el reborde u hombro de empalme a la linea de referencia, después de que el reborde u hombro de empalme se ha reparado. Debido a que la referencia era un escalón continuo alrededor de la circunferencia del diámetro exterior del elemento, macho, y de la contraperforación continua alrededor de la circunferencia del diámetro del elemento hembra, también sirvió como un indicador del maquinado disparejo del reborde u hombro de la unión doble. La marca se colocó en la unión doble durante la operación en la cual se maquinaron las roscas en la unión doble. El punto de referencia mostrado y descrito en la patente '953 ha probado ser exitoso, pero sufre de una desventaja en cuanto a que, cuando la junta o unión se ha empalmado, el punto de referencia no se puede ver ni medir. A fin de determinar si la cantidad máxima de rectificación se ha llevado a cabo en las superficies coincidentes del reborde u hombro, la unión o junta debe desacoplarse, y se debe efectuar una medición para tomar esta determinación. Ciertos puntos de referencia del arte anterior requieren también la remoción de un protector de rosca, y una cierta limpieza de la conexión misma antes de tomar una determinación sobre si las caras o superficies deben maquinarse o no. En consecuencia, permanece la necesidad de un indicador de rectificación de medición, externamente visible, para una unión doble. Tal indicador debe ser fácilmente fabricado, y no debe incrementar el costo de los elementos macho o hembra que se empalman en la unión doble. La presente invención se refiere a esta necesidad en el arte. De conformidad con la invención, se proporciona un indicador de rectificación en una unión doble del tipo que tiene un elemento macho y un elemento hembra que definen una superficie exterior, cada uno de los elementos macho y elemento hembra tienen roscas separadas desde la superficie de contacto de la unión, y está caracterizado por: una plancha de empalme formada en cada uno del elemento macho y del elemento hembra; la plancha de empalme define un reborde u hombro establecido en la superficie externa, de manera que cuando el elemento macho y el elemento hembra se acoplen, las planchas de empalme de contacto definan una sección de separación que se puede medir entre el elemento macho y el elemento hembra. La presente invención proporciona una plancha de empalme sobre la superficie de contacto de un elemento macho de una unión doble y un elemento hembra de una unión doble. La plancha de empalme está rebajada a una corta distancia desde el diámetro externo del elemento de unión doble, de tal manera que cuando se empalma la unión, la plancha de empalme desarrolla una sección de separación fácilmente visible entre los elementos de la herramienta. De esta manera, se puede hacer una rápida determinación, sin medición alguna, sobre si la unión o junta debe rectificarse, o requiere de un re-maquinado .

Estos y otros aspectos y ventajas de la invención serán aparentes para aquéllas personas expertas en la materia a partir de una revisión de la siquiente descripción detallada, junto con las figuras de los dibujos que se anexan.

BREVE DECRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista lateral de un elemento macho de una unión doble que tiene una marca de referencia del arte anterior. La Figura 2 es una vista en sección lateral de un elemento hembra de la doble unión adaptado para recibir la marca de referencia del arte anterior de la Figura 1. La Figura 3 es una vista lateral de un elemento macho de una doble unión que tiene una marca de referencia de conformidad con esta invención. La Figura 4 es una vista en sección lateral de un elemento hembra de una doble unión adaptado para recibir el elemento macho de una unión doble de la Figura 3. La Figura 5a es una vista en detalle del indicador de rectificación de la invención. La Figura 5b es una vista en detalle de una modalidad alternativa de la invención, que muestra un borde del indicador de rectificación como vertical más que biselada o achaflanada como en la Figura 5a. La Figura 6 es una vista en detalle de superficies de contacto de una doble unión ensamblada que emplea la presente invención.

DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA Las Figuras 1 y 2 se proporcionan para mostrar una marca de referencia de una doble unión del arte anterior, a fin de poder entender de mejor manera al indicador de la presente invención. Un elemento macho 11 de una unión doble para un miembro de tubería de perforación tiene una superficie cilindrica 13 que contiene una perforación interna (no mostrada) . Las roscas externas 15 se forman en el extremo de la superficie cilindrica 13. Las roscas 15 tienen un primer . extremo 15a localizado en la punta extrema del elemento macho 11 de la doble unión. Las roscas 15 se extienden a lo largo de la doble unión 11 por una distancia seleccionada, que termina en un segundo extremo 15b. Las roscas 15 son cónicas o ahusadas, resultando en un diámetro externo más pequeño en el primer extremo 15a que en el segundo extremo 15b.

Un reborde u hombro de empalme 17 se forma en la doble unión 11 a una distancia seleccionada del punto de referencia de las roscas 15 y hacia adentro del extremo 15b. El reborde u hombro de empalme 17 es una superficie anular localizada en un plano perpendicular al eje del elemento macho 11 de la doble unión. El reborde u hombro 17 de empalme está orientado hacia afuera y tiene un bisel 19 formado en su intersección con la superficie cilindrica 13.

Una sección cilindrica 15c se define también entre el extremo 15b y una marca de referencia 27. La marca de referencia 27 se forma entre el reborde u hombro de empalme 17 y la sección cilindrica 15c. La marca de referencia 27 está orientada hacia fuera y define un borde contenido en un plano que es paralelo con el reborde u hombro 17 de empalme. Como las flechas 33 indican en la Figura 1, la marca de referencia 27 se usa para medir la distancia desde el reborde u hombro 17 de empalme hacia la marca de referencia, el cual originalmente es de preferencia de 8.0644 mm (1/8 de pulgada) . Si el reborde u hombro 17 de empalme debe repararse, esta distancia de referencia se incrementará, y servirá como una indicación de si una cantidad suficiente de compresión podrá ser obtenida o no. Si el incremento en la distancia de diferencia excede a una medida estandarizada seleccionada, tal como 2.0161 mm (1/32 de pulgada), entonces el elemento macho 11 de la doble unión no será adecuado para un uso posterior. La Figura 2 muestra un correspondiente elemento hembra 35 de doble unión. El elemento hembra 35 de doble unión tiene una superficie 37 externa cilindrica. En su punta extrema exterior, se forma un reborde u hombro 39 de empalme. El hombro o reborde 39 de empalme es una superficie anular localizada en un plano que es perpendicular al eje del elemento hembra 35 de doble unión. El elemento hembra 35 de doble unión tiene una perforación interna 41. Un juego de roscas internas 43 se maquinan en la perforación 41. Las roscas 43 tienen un extremo externo 43a que está localizado a una distancia seleccionada desde el reborde u hombro 39 de empalme, y un extremo interno 43b que está localizado a una distancia seleccionada más interna. Las roscas 43 son cónicas, o están formadas en una superficie frusto-cónica, siendo el extremo interior 43b de un diámetro menor que el extremo externo 43a. Se forma un bisel o chaflán 45 en la intersección del reborde u hombro 39 de empalme con la superficie cilindrica 37. Como se indica con las flechas 57 en la Figura 3, la marca de referencia 51 indicará la distancia desde el reborde u hombro 39 de empalme hasta la marca de referencia 51. Si esta distancia se hace demasiado pequeña debido a la reparación del reborde u hombro 39 de empalme, entonces esto indicará que se debe eliminar la doble unión 35.

Cuando el elemento macho 11 y el elemento hembra 35 se empalman, la sección cilindrica 15c coincide con una sección cilindrica interna complementaria 51a y una marca de referencia 51 coincide con la marca de referencia 27. Por esto, cuando el reborde u hombro 17 de empalme está en un contacto de tope con el reborde u hombro 39 de empalme, las marcas de referencia 51 y 27 se ocultarán. La presente invención toma en consideración este retroceso, como se muestra en las Figuras 3 y 4.

Como se muestra en la Figura 3, un elemento macho 60 de doble unión define una superficie cilindrica 62 que tiene una perforación interna (no mostrada) . Las roscas f usto-cónicas o cónicas 64 se extienden desde la superficie 62 del elemento macho 60, terminando en un extremo externo 66. Hasta esta punto, el elemento macho 60 es similar al elemento macho 11 previamente descrito con respecto a la Figura 1. No obstante, el elemento macho 60 no incluye la marca de referencia 27; más bien, el elemento macho 60 define un reborde u hombro 68 biselado que se extiende anularmente alrededor de una superficie 70 en el extremo de la superficie 62. Además, una superficie anular 72 define una plancha 74 de empalme, cuando el elemento macho 60 se empalma con el elemento hembra mostrado y descrito a continuación con respecto a la Figura . Se debe entender que el término "plancha de empalme" se usa para definir la estructura, aunque la plancha de empalme se forma, de preferencia, como un cuerpo unitario con el elemento macho, y no como una pieza de fabricación separable, a pesar de que tal pieza de fabricación separable cayese dentro del alcance y espíritu de la invención.

Cuando el macho 60 se rectifica, la superficie anular 72 se reduce, hasta un máximo de 4.0322 MI (1/16 de pulgada) , y por lo consiguiente un grosor T de la plancha de empalme 74 es inicialmente de 4.0322 mm (1/16 de pulgada), y se reduce a medida que el elemento macho se rectifica.

La Figura 4 representa un elemento hembra 80 de unión doble de la invención. El elemento hembra 80 de unión doble tiene una superficie cilindrica exterior 82. En la punta extrema externa de la superficie 82, se proporciona una plancha de empalme 84 de grosor Tr . La placa 84 de empalme topa con la placa 74 de empalme cuando la unión doble está ensamblada, como se muestra y describe posteriormente con respecto a la Figura 6. El elemento hembra 80 se rectifica, el grosor ?" de la plancha de ensamble 84 se reduce. El elemento hembra 80 de unión doble tiene una perforación interna 41. ün juego de roscas internas 43 se maquinan en la perforación 41. Las roscas 43 tienen un extremo externo 43a que está localizado a una distancia seleccionada desde la superficie coincidente 86 de la plancha de empalme 84 y un extremo interno 43b que está localizado a una distancia seleccionada más hacia adentro. Las roscas 43 son cónicas, o están formadas en una superficie frusto-cónica siendo el extremo interno 43b de un diámetro más pequeño que el extremo externo 43a.

Como se muestra en las Figuras 5a, 5b y 6, la plancha de empalme 84 define de preferencia un bisel 90 en el reborde u hombro biselado 68. De manera alternativa, como se muestra en la Figura 5b, la plancha de empalme puede tener una superficie vertical en el elemento hembra 80. El elemento macho puede estar formado de una manera similar, con la plancha de empalme 74 definiendo un borde vertical. Cuando el elemento macho 60 y el elemento hembra 80 se ensamblan juntos, las planchas de empalme 74 y 84, respectivamente, definen una sección de separación medible 94, mostrada en la Figura 6. Para determinar si las superficies de los elementos de la herramienta pueden ser rectificados, no se necesita sin embargo llevar a cabo una medición de la sección de separación. Si la sección de separación 94 mide cero, entonces los elementos deben ser re-maquinados . Se debe entender ^además que aunque la capacidad para medir la sección de separación mientras se empalman el elemento macho y elemento hembra, es un aspecto de la invención, la invención está definida además por la plancha de empalme que se extiende axialmente hacia la conexión roscada.

La invención tiene un número de ventajas. Las planchas de empalme proporcionan un espacio de separación visible cuando el elemento macho y el elemento hembra se empalman, y por esto proporcionan de inmediato un indicador aparente para rectificar los elementos. Este aspecto de la invención permite a un usuario determinar visualmente, sin medición, ¦ si una conexión puede ser rectificada adicionalmente o no. El indicador visual puede adoptar formas diversas, dos de las cuales se han mostrado y descrito. La invención proporciona la ventaja adicional de que es adaptable para otros productos tales como por ejemplo collarines, o bandas de perforación y productos con pesos pesados que tienen un elemento macho ranurado libres de tensiones haciendo la presente invención particularmente atractiva para tales aplicaciones.

Aunque la invención se ha mostrado en solo dos de sus formas, debe ser aparente para los versados en la materia que ésta no está limitada, sino que es susceptible a varios cambios y modificaciones sin apartarse del alcance y espíritu de la invención, como se define en las cláusulas adjuntas.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Un indicador de rectificación en una junta o unión doble del tipo que tiene un elemento macho (60) y un elemento hembra (80) que definen una superficie exterior (62, 82), cada uno del elemento macho (60) y el elemento hembra (80) tienen roscas (64, 43) separadas de las superficies de contacto de la unión, que está caracterizado por: una plancha de empalme (74, 84) que está formada en cada uno del elemento macho (60) y del elemento hembra (80), la plancha de empalme (74, 84) define un reborde u hombro colocado desde la superficie externa, a fin de que, cuando se empalmen el elemento macho y el elemento hembra, las planchas de empalme de contacto definan una sección de separación medible entre el elemento macho (60) y el elemento hembra (80) .

2. El indicador de rectificación de la reivindicación 1, en donde la plancha de empalme (74, 84) define un borde biselado.

3. El indicador de rectificación de la reivindicación' 1, en donde la plancha de empalme (74, 84) define un borde vertical.

4. El indicador de rectificación de la reivindicación 1, en donde la plancha de empalme (74, 84) define un grosor de la rectificación máxima permitida de cada uno del elemento macho (60) y del elemento hembra (80) .

5. El indicador de rectificación de la reivindicación 4, en donde el grosor es de 4.0322 mm (1/16 pulgada) .

6. ün método para indicar visualmente si un elemento de una doble unión debe ser rectificado, caracterizado por las etapas de: formar una plancha de empalme (74, 84) en cada uno de un elemento macho (80) de una unión doble y un elemento hembra (80) de una unión doble; y formar un reborde u hombro biselado en cada plancha de empalme (74, 84), el reborde u hombro se establece desde la superficie exterior de la unión, el reborde u hombro biselado está adaptado para proporcionar una sección de separación medible cuando el elemento macho (60) de la doble unión y el elemento hembra (80) de la doble unión se empalman.

7. ün elemento macho para una unión doble que comprende : a. un cuerpo que define una superficie exterior; b. un elemento roscado que se extiende axialmente desde el cuerpo, y que está caracterizado por: a. una plancha de empalme (74) que se extiende axialmente desde el cuerpo hacia el elemento roscado, la plancha de empalme (74) define un reborde u hombro colocado en la superficie externa, de manera que, cuando se use, el elemento macho y el elemento hembra se empalmen, la plancha de empalme tope con una plancha de empalme del elemento hembra para definir una sección de separación medible entre el elemento macho y el elemento hembra.