MXPA06004181A - Elevador de tuberias con puerta giratoria. - Google Patents

Abstract

Un elevador que incluye un cuerpo que tiene un eje longitudinal que lo atraviesa. El cuerpo puede ser operado de forma tal de al menos parcialmente rodear y soportar un miembro tubular que esta alineado con el eje longitudinal. El cuerpo igualmente incluye una abertura longitudinal que es dimensionada de forma tal de permitir que el miembro tubular pase a traves de la misma. Una puerta puede ser rotada en torno al eje longitudinal del cuerpo y tiene una posicion cerrada donde el miembro tubular es retenido en el interior del cuerpo y una posicion abierta donde el miembro tubular puede pasar a traves de la abertura longitudinal.

Description

ELEVADOR DE TUBERÍAS CON PUERTA GIRATORIA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona de manera general con los equipos utilizados para manipular tuberías en el entrono de un campo petrolero. En particular, la presente invención se relaciona con los elevadores que son utilizados para acoplar y elevar miembros tubulares verticalmente orientados.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Numerosos tipos diferentes de miembros tubulares son manipulados durante la perforación, completación y rehabilitación de los pozos. Entre los miembros tubulares que son utilizados en la construcción y servicio de los pozos están las tuberías de perforación, los collares de perforación, las tuberías de revestimiento y las tuberías. Se utilizan numerosos tipos especializados diferentes de equipos en la manipulación de los miembros tubulares durante diversas fases de los procesos de perforación, completación y rehabilitación. Con frecuencia se utilizan elevadores durante la manipulación de los miembros tubulares, cuando los miembros tubulares están en o van a ser colocados en una orientación vertical o cercana a la vertical. La mayoría de los elevadores están configurados para hacer interfase con un tope, o recalcadura, ubicado en la superficie externa del miembro tubular. El acoplamiento del elevador con este tope permite que el elevador soporte el peso del miembro tubular e impide que el miembro tubular se caiga a través del elevador. Numerosos elevadores están provistos de puertas de vaivén que se abren para permitir que el miembro tubular sea alojado en el elevador y que son luego fijadas en una posición cerrada a los fines de retener el miembro. Estas puertas con frecuencia se caracterizan por incluir bisagras que soportan a las puertas de vaivén y sistemas de bloqueo que mantienen las puertas cerradas. Estas puertas y sistemas de bloqueo con frecuencia son manualmente operados y, por ende, han constituido un foco de esfuerzos dirigidos a mejorar la seguridad y operación de estos dispositivos. Aún existe la necesidad de desarrollar métodos y equipos para los elevadores de tuberías que superen algunas de las dificultades que anteceden y que simultáneamente tengan resultados globales más ventajosos.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Las modalidades de la presente invención están dirigidas a un elevador que incluye un cuerpo que tiene un eje longitudinal que lo atraviesa. El cuerpo puede ser operado de forma tal de al menos parcialmente rodear y soportar un miembro tubular que está alineado con el eje longitudinal. El cuerpo igualmente incluye una abertura longitudinal que es dimensionada de forma tal de permitir que el miembro tubular pase a través de la misma. Una puerta puede ser rotada en torno al eje longitudinal del cuerpo y tiene una posición cerrada donde el miembro tubular es retenido en el interior del cuerpo y una posición abierta donde el miembro tubular puede pasar a través de la abertura longitudinal. En consecuencia, la presente invención incluye una combinación de características y ventajas que le permiten superar diversos problemas de los dispositivos previos. Las diversas características anteriormente descritas, al igual que otras características, resultarán evidentes para aquellos diestros en este arte luego de dar lectura a la siguiente descripción detallada de las modalidades preferentes de la invención y al hacer referencia a las figuras adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Con el objeto de dar una descripción más detallada de la modalidad preferente de la presente invención, a continuación se hará referencia a las figuras adjuntas, donde: La Figura 1 ilustra una vista en planta de un elevador construido de acuerdo con las modalidades de la invención; La Figura 2 ilustra una vista seccional parcial del elevador de la Figura 1 ; La Figura 3 ilustra una vista seccional parcial de un elevador abierto construido de acuerdo con las modalidades de la invención; La Figura 4 ¡lustra una vista de la sección transversal del pasador de seguridad del elevador de la Figura 3; La Figura 5 ilustra una vista seccional parcial de un elevador cerrado construido de acuerdo con las modalidades de la invención; La Figura 6 ilustra una vista de la sección transversal del pasador de seguridad del elevador de la Figura 5; La Figura 7 ilustra un miembro tubular que está siendo recibido por un elevador construido de acuerdo con las modalidades de la invención; La Figura 8 ilustra un miembro tubular totalmente acoplado a un elevador construido de acuerdo con las modalidades de la invención; La Figura 9 ilustra una vista de la sección transversal del elevador acoplado de la Figura 8.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Haciendo referencia ahora a las Figuras 1 y 2, el sistema elevador 10 incluye un cuerpo 12, un anillo inferior 14, una puerta 16, un anillo superior 18 y un pasador de seguridad 20. La Figura 2 es una vista seccional del sistema elevador 10, tomada a lo largo de la línea de la sección A-A de la Figura 1. El cuerpo 12 incluye un tope inferior 22, un tope superior 24, las clavijas de sujeción 26, un mango 28 y una ranura de retención 30. El anillo inferior 14 y el anillo superior son fijados de forma rotativa con respecto al cuerpo 12 por las clavijas 32 y 33, respectivamente. El pasador de seguridad 20 está acoplado a la puerta 16 y es guiado por la ranura de retención 30. El anillo a presión 32 se acopla al cuerpo 12 y sostiene el anillo superior 18, la puerta 16 y el anillo inferior 14 en el interior del cuerpo. El cuerpo 12 tiene una forma esencialmente cilindrica que está provista de una abertura 34 en uno de sus lados. Las clavijas de sujeción 26 están dispuestas en los lados opuestos del cuerpo 12 y son utilizadas para acoplarse a los ganchos u otros miembros elevadores. En ciertas modalidades, las clavijas de sujeción 26 pueden ser reemplazadas por salientes, espigas elevadoras u otros mecanismos que permitan conectar el elevador 10 a un equipo de elevación. La ranura de retención 30 se extiende a través del cuerpo 12 e incluye un orificio escariado 36 que es dimensionado de forma tal de hacer interfase con el pasador de seguridad 20. Las Figuras 3 y 5 ilustran una sección transversal del sistema elevador 10, tomada a lo largo de la línea de la sección B-B de la Figura 2. La Figura 3 ilustra el sistema elevador 10 en una posición abierta donde la abertura de la puerta 38 está alineada con la abertura del cuerpo 34. En la posición abierta, la boquilla 40 del pasador de seguridad 20 es retraída y reposa sobre el cuerpo 12. Haciendo referencia ahora a la Figura 4, el pasador de seguridad 20 incluye una boquilla 40, una varilla 42, el resorte de la boquilla 44, un botón de seguridad 46 y un resorte esférico 48. La boquilla 40 incluye un tope 50 y un orificio escariado 52. La varilla 42 incluye un extremo anterior en forma de T 54 que se acopla a la puerta 16 y un extremo posterior embridado 56 que se acopla de forma deslizante al botón de seguridad 46, tal como ocurre con una ranura de cola de milano. El resorte de la boquilla 44 está dispuesto entre el tope 50 y el extremo posterior 56, de forma tal de sesgar la boquilla 40 hacia el extremo anterior 54 de la varilla 42. Para desplazar la boquilla 40 hacia el extremo posterior 56, el botón de seguridad 46 debe estar centrado, de forma tal de desplazarse más allá del orificio escariado 52. El botón de seguridad 46 es sesgado y colocado en una posición descentrada por el resorte esférico 48. Conforme se ilustra en la Figura 5, la puerta 16 es rotada a una posición cerrada al mover el pasador de seguridad 20 a través de la ranura 30, hasta que el pasador de seguridad 20 se acople al orificio escariado 36. El pasador de seguridad acoplado se encuentra ilustrado en la Figura 6. En la posición cerrada, la puerta 16 cierra por completo la abertura del cuerpo 34 y el pasador de seguridad 20 es ubicado en el extremo de la ranura 30. La boquilla 40 es introducida en el orificio escariado 36 por el resorte de la boquilla 44. A medida que la boquilla 40 se desplaza hacia el interior del orificio escariado 36, el botón de seguridad 46 entra en el orificio escariado de la boquilla 52 y es desplazado lateralmente por el resorte esférico 48. En la posición cerrada, la única manera de abrir y rotar la puerta 16 consiste en seguir los pasos descritos a continuación. En primer lugar, se centra el botón de seguridad 46 en el interior de la boquilla 40. Lo anterior permite que la boquilla 40 sea extraída del orificio escariado 36. Una vez que la boquilla 40 está fuera del orificio escariado 36, la puerta 16 puede ser rotada al mover el pasador de seguridad 20 a través de la ranura 30 y hasta la posición abierta ¡lustrada en la Figura 4. Las Figuras 7-9 ¡lustran el acoplamiento de un miembro tubular 100 con el sistema elevador 10. Conforme se ilustra en la Figura 7, el sistema elevador 10 está en la posición abierta donde la abertura de la puerta 38 está alineada con la abertura del cuerpo 34. El miembro tubular 100 es insertado en el interior de las aberturas 34, 38 de forma tal que el elevador 10 esté dispuesto en las cercanías de la junta de inserción 104. El elevador 10 puede ser acoplado al miembro tubular 100 cuando el miembro tubular se encuentra en posición vertical, horizontal o en cualquier ángulo intermedio. Una vez que el miembro tubular 100 es alojado en el elevador 10, el pasador de seguridad 20 es desplazado a través de la ranura 30 de forma tal que la puerta 16 rote y se acople al miembro tubular. Una vez en la posición cerrada conforme se ilustra en las Figuras 8 y 9, la superficie inclinada del anillo superior 18 se acopla al tope ahusado de la junta de inserción 102. La puerta 16 sostiene el miembro tubular 100 en estrecho acoplamiento con el anillo superior 18 y con el anillo inferior 14. En consecuencia, el miembro tubular 100 es firmemente fijado en el interior del elevador 10 y está listo para ser elevado. Una vez concluida la manipulación del miembro tubular 100, la puerta 16 es nuevamente rotada a la posición abierta de la Figura 7 y el elevador 10 puede ser removido del miembro tubular. Conforme se apreciará en la Figura 8, la relación entre el anillo superior 18, la puerta 16 y el anillo inferior 14 y el miembro tubular 100 es crítica en términos del funcionamiento del elevador 10. Dado que el diámetro y el tipo de miembro tubular cambian, uno o más del anillo inferior 14, la puerta 16 y el anillo superior 18 puede tener que ser cambiado de forma tal de acoplarse apropiadamente a la tuberías con diámetros diferentes o a los topes de las juntas de inserción. Muchos de los demás componentes del elevador 10, por ejemplo, el cuerpo 12 y el pasador de seguridad 20, pueden ser utilizados con un rango amplio de tamaños de tuberías, en la ausencia de reemplazo. En consecuencia, el elevador 10 puede ser diseñado de forma tal de permitir un ensamblaje y desensamblaje sencillo. Haciendo referencia nuevamente a las Figuras 2 y 3, el elevador 10 puede ser desensamblado primero removiendo el anillo a presión 32 y permitiendo que el anillo superior 18 sea removido del cuerpo. La puerta 16 puede ser posteriormente elevada a través del cuerpo 12. A medida que la puerta 16 es elevada, el pasador de seguridad 20 se desliza y sale de la ranura en forma de T ubicada en la puerta, lo que permite que el pasador de seguridad sea removido de la ranura 30. Luego de remover la puerta 16, el anillo inferior 14 puede ser removido del cuerpo 12. En las modalidades anteriormente descritas, el pasador de seguridad 20 es utilizado para manualmente abrir y cerrar el elevador 10. En otras modalidades, la puerta pudiese estar provista de dientes de engranaje sobre su superficie externa y el pasador de seguridad pudiese ser reemplazado por un piñón y por un motor hidráulico que rotarían la puerta. El elevador accionado hidráulicamente pudiese ser de particular utilidad al permitir el control remoto del elevador y en el caso de los elevadores de tamaños superiores donde la operación manual resultaría complicada.

Aún cuando se han ilustrado y descrito las modalidades preferentes de la presente invención, aquellos diestros en este arte podrán efectuarle modificaciones a las mismas sin alejarse del alcance o enseñanza de la presente invención. Las modalidades descritas en este documento son únicamente ejemplares y no son limitantes. Numerosas variaciones y modificaciones del sistema y equipo son posibles y se encuentran incluidas dentro del alcance de la Invención. Por ejemplo, se pueden construir elevadores capaces de manipular una amplia variedad de tamaños y miembros tubulares, de acuerdo con las modalidades descritas en el presente documento. En conformidad, el alcance de protección no se limita a las modalidades aquí descritas; por el contrario, es únicamente limitado por las siguientes reivindicaciones, cuyo alcance incluirá todos los equivalentes de la materia objeto de las mismas.

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES 1. Se reivindica un elevador que incluye un cuerpo que tiene un eje longitudinal que lo atraviesa, donde el cuerpo puede ser operado de forma tal de al menos parcialmente rodear y soportar un miembro tubular que está alineado con el eje longitudinal; una abertura longitudinal a través del cuerpo, donde la abertura es dimensionada de forma tal de permitir que el miembro tubular pase a través de la misma; y una puerta que puede ser rotada en torno al eje longitudinal del cuerpo, donde la puerta tiene una posición cerrada donde el miembro tubular es retenido en el interior del cuerpo y una posición abierta donde el miembro tubular puede pasar a través de la abertura longitudinal.
2. 2. El elevador de la reivindicación 1 , el cual adicionalmente incluye un anillo superior que está dispuesto en el interior del cuerpo, donde el anillo superior incluye una superficie de apoyo que se acopla al tope que está dispuesto sobre el miembro tubular.
3. 3. El elevador de la reivindicación 2, el cual adicionalmente incluye un anillo inferior que está dispuesto en el interior del cuerpo y donde la puerta está dispuesta verticalmente entre el anillo superior y el anillo Inferior.
4. 4. El elevador de la reivindicación 3, donde el anillo superior, el anillo inferior y la puerta pueden ser removidos del cuerpo.
5. 5. El elevador de la reivindicación 1 , el cual adicionalmente incluye: una ranura circunferencial a través del cuerpo; y una clavija que está dispuesta a través de la ranura y que está acoplada a la puerta, donde el movimiento de la clavija a través de la ranura controla la posición de la puerta.
6. 6. El elevador de la reivindicación 5, el cual adicionalmente incluye un miembro de cierre que fija la posición de la clavija con respecto a la ranura, cuando la puerta se encuentra en la posición cerrada.
7. 7. El elevador de la reivindicación 5, donde la clavija adicionalmente incluye una boquilla que puede ser desplazada axialmente y que está dispuesta sobre la misma, donde la boquilla se acopla a un orificio escariado formado en la ranura, cuando la puerta se encuentra en la posición cerrada.
8. 8. El elevador de la reivindicación 7, el cual adiclonalmente incluye un sujetador de la boquilla que impide el movimiento de la boquilla con respecto a la clavija, cuando la boquilla es acoplada al orificio escariado.
9. 9. Un elevador de tuberías que incluye: un cuerpo que tiene un eje longitudinal que lo atraviesa; un anillo superior que está dispuesto en el interior del cuerpo; un anillo inferior que está dispuesto en el interior del cuerpo, donde tanto el anillo superior como el anillo Inferior están provistos de aberturas que están alineadas con una abertura a través del cuerpo; una puerta que está dispuesta entre el anillo superior y el anillo inferior, donde la puerta puede ser rotada en torno al eje longitudinal del cuerpo entre una posición cerrada, donde la puerta impide que un miembro tubular se desplace a través de la abertura que atraviesa el cuerpo, y una posición abierta, donde la puerta permite que el miembro tubular pase a través de la abertura que atraviesa el cuerpo.
10. 10. El elevador de tuberías de la reivindicación 9, donde el anillo superior, el anillo inferior y la puerta pueden ser removidos del cuerpo.
11. 11. El elevador de tuberías de la reivindicación 9, el cual adicionalmente incluye: una ranura circunferencial que está dispuesta a través del cuerpo; y una clavija que está dispuesta a través de la ranura y que está acoplada a la puerta, donde el movimiento de la clavija a través de la ranura controla la posición de la puerta.
12. 12. El elevador de tuberías de la reivindicación 11 , el cual adicionalmente incluye un miembro de cierre que fija la posición de la clavija con respecto a la ranura, cuando la puerta se encuentra en la posición cerrada.
13. 13. El elevador de tuberías de la reivindicación 11 , donde la clavija adicionalmente incluye una boquilla que puede ser desplazada axialmente y que está dispuesta sobre la misma, donde la boquilla se acopla a un orificio escariado formado en la ranura, cuando la puerta se encuentra en la posición cerrada.
14. 14. El elevador de tuberías de la reivindicación 13, el cual adicionalmente incluye un sujetador de la boquilla que impide el movimiento de la boquilla con respecto a la clavija cuando la boquilla se acopla al orificio escariado.
15. 15. Un método para elevar un miembro tubular que comprende: la inserción de un miembro tubular en un elevador a través de una abertura, de forma tal de alinear el eje central del miembro tubular con el eje longitudinal del elevador; y la rotación de la puerta del elevador en torno al eje longitudinal del elevador, hasta alcanzar una posición cerrada que impide que el miembro tubular se desplace a través de la abertura y hacia el interior del elevador.
16. 16. El método de la reivindicación 15, donde la puerta es rotada a la posición cerrada mediante el desplazamiento de una clavija que está acoplada a la puerta, a través de una ranura circunferencial que está dispuesta a través del cuerpo.
17. 17. El método de la reivindicación 15, el cual adiclonalmente incluye la activación de un miembro de cierre con el objeto de fijar la posición de la clavija con respecto a la ranura, cuando la puerta se encuentra en la posición cerrada.
18. 18. El método de la reivindicación 17, donde el miembro de cierre incluye una boquilla que puede ser desplazada axialmente y que está dispuesta sobre la clavija, donde la boquilla se acopla a un orificio escariado formado en la ranura, cuando la puerta se encuentra en la posición cerrada.
19. 19. El método de la reivindicación 18, el cual adicionalmente incluye un sujetador de la boquilla que impide el movimiento de la boquilla con respecto a la clavija, cuando la boquilla está acoplada al orificio escariado.
20. 20. El método de la reivindicación 15, donde el elevador adicionalmente incluye: un anillo superior que está dispuesto en el interior del cuerpo; y un anillo inferior que está dispuesto en el interior del cuerpo, donde la puerta está dispuesta entre el anillo superior y el anillo inferior y donde el anillo superior, el anillo inferior y la puerta pueden ser removidos del cuerpo.