WO2017210762A1

WO2017210762A1 - Válvula de bloqueio tipo gaveta direcional

Info

Publication number: WO2017210762A1
Application number: PCT/BR2017/050143
Authority: WO
Inventors: Alan ZARAGOZA LABES; Paulo Augusto COUTO FILHO; Huei SUN LAI; Leonardo DE ARAUJO BERNARDO; Hugo GUEDES PORTO; Sérgio Ricardo PINHO ANTUNES; Renato SAIORON BERNARDO; André GUÉRCIO FAÍSCA; Jorge Luiz DA SILVA BONFIM
Original assignee: Fmc Technologies Do Brasil Ltda
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2017-12-14
Also published as: EP3467359A1; BR102016012918A2; US20190301617A1

Abstract

A presente invenção se refere a uma nova estrutura de válvula de bloqueio tipo gaveta direcional (10), incorporando um conceito em sua geometria que compreende um corpo de válvula (1), um obturador tipo gaveta (2), uma haste de transmissão (3) e quatro sedes (4) para vedação do fluido de processo, sendo que a. haste de transmissão (3) aciona o obturador tipo gaveta (2) possibilitando 3 opções de posição para o obturador tipo gaveta (2), direcionando ou até vedando por completo o sistema. Essa nova estruturação da geometria de válvula de bloqueio tipo gaveta direcional confere ao sistema de exploração a simplificação de uso para apenas um equipamento para direcionamento do fluido de processo, além de permitir sua utilização em uma ampla faixa de pressões de trabalho admissíveis. Outras vantagens devido à sua geometria simples se dão pelo baixo custo de fabricação, montagem e teste da válvula de bloqueio tipo gaveta direcional.

Description

MULTIWAY GATE VALVE

Campo da Invenção

[001] A presente invenção se refere uma válvula de bloqueio tipo gaveta direcional para ser vantajosamente aplicada em equipamentos de sistemas submarinos onde é necessário o direcionamento de fluido de produção, assim como total vedação das passagens em uma determinada posição. Devido à grande flexibilidade do uso de válvulas tipo gaveta direcional, a presente invenção não se limita à área de óleo e gás, tendo inúmeras outras aplicações, submarinas ou de superfície, presentes nos inúmeros campos da engenharia.

Histórico da Invenção

[002] Como bem conhecido dos técnicos versados no assunto, o projeto convencional de válvula de gaveta, aqui ilustrado na Figura 1 , compreende corpo de válvulas (1 1 ), obturador tipo gaveta (12), haste (13) e sede (14). Esse tipo de estrutura de válvula é largamente utilizado na exploração de campos petrolíferos onde são aplicadas, por exemplo, em cabeças de poços ou manifolds, além de, obviamente, serem largamente utilizadas em projetos acima da superfície. Entretanto, o uso de duas ou mais válvulas tipo gaveta convencional causam um impacto significativo no peso, tamanho e quantidade de peças dentro do equipamento submarino, aumentando, consequentemente, o custo e o tempo de fabricação, montagem e teste da mesma.

[003] Para direcionamento de fluido de produção nos equipamentos submarinos utilizados na indústria de óleo e gás, geralmente se utiliza uma válvula de bloqueio tipo esfera, conforme aquela ilustrada na Figura 2, a qual compreende o corpo de válvulas (15), obturador tipo esfera (16) e sede (17). Para este tipo de válvula existem limitações inerentes em seu projeto, e por isso, não são concebidas para trabalhar em altas pressões, que em geral alcançam 10.000 psi. Ademais, existem limitações quanto à vedação em seu interior, geralmente possuindo um vazamento permissível pela norma ISO 5208 - third edition.

[004] Outro fator importante é a alta possibilidade de comunicação indesejada entre cavidades, devido ao alto grau de complexidade de confecção e fabricação da esfera como obturador. Esse fato, em geral abre a possibilidade de causar a comunicação de fluidos de produção provenientes de duas cavidades que não deveriam entrar em contato entre si.

Descrição Resumida da Invenção

[005] Portanto, é o principal objetivo da presente invenção prover uma válvula de bloqueio tipo gaveta direcional cuja vedação é superior em comparação com as válvulas de esfera, que apresenta maior resistência em altas pressões de trabalho e que resulta na simplificação do projeto para apenas um equipamento, reduzindo ou eliminando as deficiências das válvulas do estado da técnica, acima expostas.

[006] A presente invenção traz um novo conceito para o uso de uma válvula de bloqueio tipo gaveta que seja direcional, e compreende basicamente em um corpo de válvula, um obturador tipo gaveta, uma haste de transmissão e quatro sedes para vedação do fluido do processo.

[007] Com essa nova configuração da válvula de bloqueio tipo gaveta direcional objeto da presente invenção a haste de transmissão pode ser usada para movimentação do obturador, possibilitando três opções diferentes para a posição do mesmo, direcionando o fluido de processo para a cavidade desejada, enquanto mantém a outra cavidade estanque, ou até mesmo a total vedação de todas as cavidades do sistema. [008] Observa-se, então, que a válvula segundo a presente invenção simplifica sistemas submarinos devido à utilização de apenas um equipamento para direcionamento do fluido de processo, proporcionando maior capacidade de vedação, reduzindo, e até eliminando vazamentos, diminuindo custos de produção, montagem e testes inerentes aos projetos direcionados à área de óleo e gás.

Breve Descrição das Figuras

[009] A válvula de bloqueio tipo gaveta direcional segundo a presente invenção poderá ser bem compreendida a partir das figuras ilustrativas em anexo, as quais de uma forma esquemática e não limitativa de seu escopo representam:

- Figura 1 - Esquema de uso de duas ou mais válvulas tipo gaveta convencional;

- Figura 2 - Válvula de bloqueio tipo esfera típica do estado da técnica, ilustrando de forma simplificada o direcionamento de fluidos do processo;

- Figura 3 - Uma primeira opção de posicionamento da válvula de bloqueio tipo gaveta direcional segundo a presente invenção;

- Figura 4 - Fluxograma referente à primeira opção de posicionamento;

- Figura 5 - Uma segunda opção de posicionamento da válvula de bloqueio tipo gaveta direcional segundo a presente invenção;

- Figura 6 - Fluxograma referente à segunda opção de posicionamento;

- Figura 7 - Uma terceira opção de posicionamento da válvula de bloqueio tipo gaveta direcional segundo a presente invenção;

- Figura 8 - Fluxograma referente à terceira opção de posicionamento. Detalhada da Invenção

[0010] Em um primeiro aspecto, de acordo com a Figura 3, a presente invenção fornece uma nova concepção de geometria de válvula de bloqueio tipo gaveta direcional (10), a qual compreende um corpo de válvula (1 ), um obturador tipo gaveta (2), uma haste de transmissão (3) e quatro sedes (4) para vedação do fluido de processo.

[0011] Ainda de acordo com a Figura 3, verifica-se que a haste de transmissão (3) é utilizada para a movimentação do obturador tipo gaveta (2), sendo que este último se encontra na primeira posição possibilitando a passagem de fluido pelo canal (5), deixando o canal (6) estanque. Esta configuração da válvula de bloqueio tipo gaveta direcional (10) é representada pelo fluxograma da Figura 4.

[0012] O uso de válvulas do tipo gaveta, segundo a presente invenção, representa maior confiabilidade em relação à vedação e ao uso em grandes pressões, da ordem de 10.000 psi. Além disso, essa nova configuração da válvula gaveta da presente invenção possibilita ainda uma redução significativa na complexidade do projeto, bem como seu custo de produção, montagem e teste, quando comparada ao estado da técnica exposto nas Figuras 1 e 2 descritas acima.

[0013] Em um segundo aspecto, a presente invenção proporciona ainda outras duas opções de posições do obturador tipo gaveta (2), sempre sendo acionada pela haste de transmissão (3). A segunda opção está ilustrada na Figura 5, com seu respectivo fluxograma representado na Figura 6. Nestas, observa-se que o obturador tipo gaveta (2), acionado pela haste de transmissão (3), muda sua posição para inverter a situação descrita nas Figuras 3 e 4, liberando a passagem de fluidos pelo canal antes bloqueado (6) e bloqueando a passagem de fluido pelo canal antes liberado (5). A primeira e segunda posições possíveis da válvula de bloqueio tipo gaveta direcional (10) conforme ilustradas nas Figuras 3 e 5 com seus fluxogramas representados nas Figuras 4 e 6, respectivamente, são responsáveis por direcionar o fluido entre duas cavidades, mantendo a terceira totalmente estanque.

[0014] A terceira opção possível da válvula de bloqueio tipo gaveta direcional (10), segundo a presente invenção, está ilustrada na Figura 7, com seu respectivo fluxograma ilustrado na Figura 8. Nessa configuração, matêm-se as três cavidades estanques, não havendo comunicação entre as mesmas, sem passagem de fluidos pelos canais (5) e (6).

[0015] Assim, de acordo com o exposto, restará claro para qualquer técnico versado no assunto as vantagens da nova concepção da válvula de bloqueio tipo gaveta direcional (10) objeto da presente invenção. Dentre essas vantagens podemos citar a simplificação de sistemas submarinos devido à utilização de apenas um equipamento para direcionamento do fluido de processo, onde geralmente seriam utilizados dois ou mais equipamentos. Ademais, também podemos citar que para efeitos de vedação, a válvula de bloqueio tipo gaveta direcional (10) pode ser utilizada para trabalhar com baixas pressões, menores que 300 psi, ou altas pressões que podem alcançar até 10.000 psi, além de permitir uma quantidade de ciclos de operação elevada e vida útil compatível com os requisitos mínimos para utilização em campos de petróleo submarino ou trabalho em águas profundas, como aquelas de até 3.000m.

[0016] A válvula de bloqueio tipo gaveta direcional (10) segundo a presente invenção foi concebida com vistas à utilização em equipamentos submarinos, porém, levando em consideração as inúmeras vantagens técnicas e económicas por ela oferecidas, e a ampla faixa de pressões de operação admissíveis, essa não seria a única aplicação possível, podendo ser estendida para qualquer sistema que necessite de vedação e direcionamento de fluidos, na superfície ou abaixo da lâmina d'agua, na área de óleo e gás ou em qualquer campo da engenharia.

Claims

Reivindicações

1 . VÁLVULA DE BLOQUEIO TIPO GAVETA DIRECIONAL, caracterizada por sua geometria básica compreender um corpo de válvula (1 ), um obturador tipo gaveta (2), uma haste de transmissão (3) e quatro sedes (4) para vedação de fluido de processo;

2. VÁLVULA DE BLOQUEIO TIPO GAVETA DIRECIONAL, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada pelo fato de que proporciona sua utilização para apenas um equipamento submarino;

3. VÁLVULA DE BLOQUEIO TIPO GAVETA DIRECIONAL, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a haste de transmissão (3) aciona o obturador tipo gaveta (2) para possibilitar três configurações de posições do obturador tipo gaveta (2);

4. VÁLVULA DE BLOQUEIO TIPO GAVETA DIRECIONAL, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a primeira opção de posição do obturador tipo gaveta (2) possibilita a passagem de fluido no canal (5), deixando o canal (6) estanque.

5. VÁLVULA DE BLOQUEIO TIPO GAVETA DIRECIONAL, de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que uma segunda opção de posição do obturador tipo gaveta (2) possibilita a passagem de fluido no canal (6), deixando o canal (5) estanque.

6. VÁLVULA DE BLOQUEIO TIPO GAVETA DIRECIONAL, de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que uma terceira opção de posição do obturador tipo gaveta (2) possibilita o estancamento de ambos os canais (5) e (6), efetuando a vedação total do sistema.

7. VÁLVULA DE BLOQUEIO TIPO GAVETA DIRECIONAL, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que é aplicável em equipamentos submarinos para efetuar o direcionamento dos fluidos de processo, bem como uma possível vedação total.

8. VÁLVULA DE BLOQUEIO TIPO GAVETA DIRECIONAL, de acordo com as reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que é adequada pata trabalho em águas profundas, de cerca de até 3.000m.