BR112017022112B1

BR112017022112B1 - Sistema de bexiga e acumulador de pistão submarino

Info

Publication number: BR112017022112B1
Application number: BR112017022112-8A
Authority: BR
Inventors: Tom Frey; Doug Compton; Nathan Schmidt
Original assignee: Reel Power Licensing Corp
Priority date: 2015-04-15
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2022-07-12
Also published as: US20160305212A1; BR112017022112A2; KR20170125958A; SG11201707922SA; WO2016167846A1; KR101939529B1; US9587455B2

Abstract

SISTEMA E MÉTODO DE APARELHO DE BEXIGA DE ACUMULADOR DE PISTÃO. A presente invenção é uma bexiga nova e melhorada para utilização com um aparelho, sistema e método de acumulador de pistão que utiliza um mesmo tubo que proporciona um tubo de dispersão na bexiga para permitir a comunicação sob vácuo da bexiga para a câmara de água do mar acumuladora e de volta.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Em geral, a presente invenção refere-se a um dispositivo, sistema e método para acumuladores de pistão submarinos utilizados com preventivo de explosão em operações de poços de óleo e gás. Mais particularmente, a presente invenção proporciona uma bexiga melhorada com um tubo de dispersão para garantir que o fluido hidráulico armazenado na bexiga é comunicado na câmara de água do mar dos acumuladores de pistão submarinos, conforme desejado.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR

[002] Conforme conhecido na técnica, um preventivo de explosão é uma válvula grande, especializada ou dispositivo mecânico similar, geralmente instalado de forma redundante em pilhas, usado para selar, controlar e monitorar poços de petróleo e gás. Os preventivos de explosão foram desenvolvidos para lidar com pressões erráticas extremas e fluxo descontrolado, muitas vezes referido como uma estimulação de formação, que emana de um reservatório de poço durante a perfuração. Estimulações podem levar a um evento potencialmente catastrófico conhecido como uma explosão. Além de controlar a pressão do poço que ocorre no furo e o fluxo de óleo e gás, preventivos de explosão destinam-se a impedir que tubulações, tais como tubos de perfuração e carcaça de poço, ferramentas e fluido de perfuração sejam expelidos do poço quando uma explosão ameaça.

[003] Um sistema típico de preventivo de explosão de águas profundas submarinas inclui módulo hidráulico de acumuladores que mantém as pressões do fluido hidráulico necessárias para acionar as válvulas no preventivo de explosão. Um acumulador submarino armazena o fluido hidráulico sob pressão e deve liberar o fluido hidráulico sob demanda para proporcionar o fechamento rápido dos preventivos e para o ciclismo de todos os componentes críticos. O fluido a ser pressurizado é tipicamente um produto à base de óleo ou um produto à base de água com proteção adicional de lubrificação e corrosão. Os acumuladores com um pistão tipicamente têm um pistão deslizando para cima e para baixo um furo de vedação para separar o fluido do gás.

[004] Sabe-se também que um acumulador de pistão compensado por profundidade deve manter uma pressão de fluido de trabalho constante na câmara de fluido de trabalho em qualquer profundidade. Na superfície, a câmara de nitrogênio é carregada a uma pressão específica, que exerce uma força sobre o pistão, que por sua vez pressuriza o fluido hidráulico de trabalho do outro lado do pistão. À medida que o acumulador é mais profundo no oceano, a pressão da água do mar pressiona o fluido hidráulico na bexiga para a mesma pressão. Esta pressão da água do mar da bexiga é exercida sobre o pistão na câmara de água do mar. Essencialmente, toda a força de pressão que se perde do nitrogênio devido ao aumento da pressão da água em águas muito profundas é recuperada direcionando a pressão ambiente para a câmara de água do mar.

[005] Além disso, quando a câmara de fluido de trabalho está cheia com o fluido de trabalho, o fluido hidráulico da câmara de água do mar é armazenado na bexiga. Nessa situação, a bexiga está completamente cheia. Quando o fluido de trabalho é expulso da câmara de fluido de trabalho, a câmara de água do mar é preenchida com o fluido hidráulico da bexiga. É desejável que a câmara de água do mar preencha completamente, o que é uma função dependente da performance da bexiga.

[006] A bexiga deve comunicar líquido para a câmara de água do mar, conforme necessário, bem como receber fluido da câmara de água do mar. Um problema conhecido é garantir que o fluido hidráulico possa entrar na câmara de água do mar da bexiga. À medida que o pistão se move e o volume na câmara de água do mar aumenta, o fluido da bexiga é sugado para a câmara de água do mar. Se o fluido não for transferido, um vácuo será puxado para a câmara e a função de compensação da profundidade falhará.

[007] Sabe-se que as bexigas são tipicamente feitas para um material de nylon e também são fornecidas com um revestimento. Também é conhecido nos dispositivos da técnica anterior para que o revestimento colapse dentro da bexiga quando o fluido é aspirado para dentro da câmara de água do mar. Isso pode impedir o fluxo do fluido e evitar que o acumulador funcione corretamente e ou de forma eficiente.

[008] Assim, existe a necessidade de um aparelho, processo e/ou sistema que forneça um sistema de bexiga funcional para uso com um acumulador de pistão submarino. É desejável preencher essas necessidades com uma tecnologia confiável, acessível e atraente para as operações de acumuladores associadas a dispositivos anti-incêndio. As limitações acima discutidas na técnica anterior não são exaustivas. A presente invenção proporciona um método e funcionalidade de bexiga do sistema barato, com economia de tempo, mais confiável, onde a técnica anterior falha.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] Em vista das desvantagens anteriores inerentes aos tipos conhecidos de bexigas utilizadas com acumuladores de pistão agora presentes na técnica anterior, a presente invenção proporciona um aparelho, sistema e método de uso novos e melhorados que proporcionam um melhor desempenho da bexiga. Como tal, o propósito geral da presente invenção, que será descrito subsequentemente em maior detalhe, é proporcionar uma bexiga nova e melhorada para uso com acumuladores de pistão submarinos para dispositivos antissopro, que possui todas as vantagens dos dispositivos da técnica anterior e nenhuma desvantagem.

[010] É, portanto, contemplado que a presente invenção é um aparelho, sistema e método para uma bexiga melhorada para uso com acumuladores de pistão submarinos com um tubo de dispersão para assegurar que o fluido hidráulico armazenado na bexiga seja sugado para dentro da câmara de água do mar do acumulador. O tubo é portado, permitindo que o fluido seja constantemente fornecido à câmara, independentemente da profundidade do fluido na bexiga. A invenção também contempla um pé especial que permite que o acumulador e a bexiga sejam enviados em uma posição horizontal impedindo que a bexiga e o tubo de dispersão sejam danificados e possam ainda incluir uma base da bexiga para distribuir o peso do fluido na bexiga reduzindo o estresse onde o pé da bexiga está instalado.

[011] Deste modo, foi delineado de forma bastante ampla as características mais importantes da invenção, de modo a que a descrição detalhada a seguir possa ser melhor compreendida e para que a presente contribuição para a técnica possa ser melhor apreciada. Existem, evidentemente, características adicionais da invenção que serão descritas a seguir e que constituirão o objeto das reivindicações anexas.

[012] A este respeito, antes de explicar pelo menos uma modalidade da invenção em detalhe, deve entender-se que a invenção não está limitada neste pedido aos detalhes de construção e às disposições dos componentes estabelecidos na descrição ou ilustrada a seguir nos desenhos. A invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticado e realizado de várias formas. Além disso, deve ser entendido que a fraseologia e a terminologia aqui empregadas são para fins de descrição e não devem ser consideradas limitativas. Como tal, os especialistas na técnica apreciarão que a concepção sobre a qual esta descrição se baseia pode ser facilmente utilizada como base para a concepção de outras estruturas, métodos e sistemas para a realização dos vários propósitos da presente invenção. É importante, portanto, que as reivindicações sejam consideradas como incluindo tais construções equivalentes na medida em que não se afastem do espírito e do alcance da presente invenção.

[013] Além disso, o objetivo do resumo precedente é permitir que o Escritório de Marcas e Patentes dos Estados Unidos e o público em geral, e especialmente os engenheiros e profissionais da técnica que não estão familiarizados com termos ou frases legais, determinem rapidamente a partir de uma inspeção superficial a natureza e a essência da divulgação técnica do pedido. O resumo não pretende definir a invenção do pedido, que é medida pelas reivindicações, nem se pretende limitar de forma alguma o alcance da invenção.

[014] Por conseguinte, é um objetivo da presente invenção proporcionar um aparelho, sistema e método de bexiga de acumulador de pistões novos e melhorados para utilização em acumuladores de pistão submarinos que proporcionem fluido como desejado para a câmara de água de mar acumuladora.

[015] Além disso, um objeto da presente invenção é proporcionar um aparelho, sistema e método de bexiga de acumulador de pistão novo e melhorado, que permite a transmissão de fluidos utilizando um tubo de dispersão portado para permitir que o fluido seja constantemente fornecido à câmara, independentemente da profundidade do fluido em a bexiga.

[016] Outro objetivo da presente invenção é proporcionar um aparelho, sistema e método de bexiga de acumulador de pistão novo e melhorado, que pode incluir um pé especial permitindo que o acumulador e a bexiga sejam enviados em uma posição horizontal impedindo que a bexiga e o tubo de dispersão sejam danificados e uma base da bexiga projetada para distribuir o peso do fluido na bexiga, reduzindo o estresse no encaixe onde o pé da bexiga está instalado.

[017] É um outro objetivo da presente invenção proporcionar um aparelho, sistema e método de bexiga de acumulador de pistão novo e melhorado, que seja de construção durável e confiável e possa ser utilizado em vários tipos de acumuladores de pistão.

[018] Um objeto ainda mais da presente invenção é proporcionar um aparelho, sistema e método de bexiga de acumulador de pistão novo e melhorado, que é susceptível a um baixo custo de instalação e trabalho, o que, consequentemente, é suscetível a baixos preços de venda para a indústria de consumo, tornando assim esse sistema economicamente disponível para aqueles que estão no campo.

[019] Ainda outro objetivo da presente invenção é proporcionar um aparelho, sistema e método de bexiga de acumulador de pistão novo e melhorado, que proporciona todas as vantagens da técnica anterior, ao mesmo tempo em que ultrapassa algumas das desvantagens normalmente associadas com a mesma.

[020] Estes, juntamente com outros objetos da invenção, juntamente com as várias características da novidade, que caracterizam a invenção, são apontados com particularidade nas reivindicações anexadas e que fazem parte desta divulgação. Para uma melhor compreensão da invenção, suas vantagens operacionais e os objetos específicos alcançados por suas utilizações, deve ser feita referência aos desenhos anexos e à matéria descritiva em que existem modalidades preferidas ilustradas da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS ILUSTRAÇÕES PICTORIAIS, GRÁFICOS, DESENHOS E APÊNDICES

[021] A invenção será melhor compreendida e os objetos diferentes dos estabelecidos acima irão tornar-se evidentes quando se considerar a seguinte descrição detalhada do mesmo. Essa descrição faz referência às ilustrações, gráficos, desenhos e apêndices ilustrados anexados.

[022] A Figura 1 é uma ilustração em corte transversal geral de um acumulador de pistão submarino e sistema de bexiga de uma modalidade preferida de acordo com a invenção.

[023] A Figura 2 é uma ilustração em corte transversal geral de uma bexiga de uma modalidade preferida de acordo com a invenção.

[024] A Figura 3 é uma ilustração parcial de seção transversal geral de uma porção inferior de uma bexiga de uma modalidade preferida de acordo com a invenção.

[025] A Figura 4 é uma ilustração em corte transversal geral de um tubo de dispersão de uma modalidade preferida de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[026] Referindo-se às ilustrações, desenhos e imagens, e à Figura 1 em particular, o caractere de referência 10 geralmente designa uma nova e melhorada bexiga para uso com um aparelho, sistema e método de acumulador de pistão, de acordo com a presente invenção. A invenção 10 é geralmente utilizada em operações de poços de petróleo e gás, tais como, mas não limitado a, antiexplosões e pode ser utilizada em outras operações não associadas a operações de perfuração de petróleo e gás. Para fins de conveniência, o número de referência 10 pode geralmente ser utilizado para a indicação da invenção, porção da invenção, modalidades preferidas da invenção e assim por diante. Também deve ser entendido que a invenção 10 não deve ser considerada limitada a uma bexiga melhorada e o termo bexiga não deve ser considerado como limitando a tal invenção. A invenção 10 também pode incluir um aparelho, sistema e método de acumulador novo e melhorado, bem como um aparelho, sistema e método novos e melhorados de preventivo de explosão.

[027] A bexiga 20 pode incluir um topo 30, um comprimento 40, um fundo 50, um interior 60, um exterior 70 e uma saída 80 para comunicar o fluido ao acumulador de pistão submarino 90. A bexiga 20 pode ser feita de nylon, mas não está limitada a tal. Entende-se que a bexiga 20 pode ser elastomérica e ou um tanto elastomérica para comprimir e expandir dependendo da pressão da água submarina ambiente. A bexiga 20 pode incluir um revestimento 100 tal como, mas não limitado a, plástico. O revestimento 100 geralmente alinha o interior 60 da bexiga 20.

[028] A invenção 10 pode incluir um tubo de dispersão 110 com um topo 120, um comprimento 130, um fundo 140, um diâmetro interior e/ou interno 150, um diâmetro exterior e/ou externo 160, e assim por diante. O tubo 110 pode ser feito de aço inoxidável, mas não está limitado ao mesmo. O comprimento 130 pode ser de 16 pés (4,88 m), o diâmetro interior 150 pode ter cerca de 1 polegada (2,54 cm) e o diâmetro externo 160 pode ser de uma polegada. Entende-se que os comprimentos, tamanhos, formas e assim por diante podem ser maiores e menores e a invenção atual 10 não deve ser considerada limitada às ilustrações e exemplos.

[029] O tubo 110 pode não ser necessariamente uma configuração de tubo redondo e pode ser quadrado, triangular e assim por diante. O tubo 110 pode incluir furos 170, que podem ser perfurados e relativamente pequenos, como um U de polegada (0,64 cm), mas deve ser entendido que é contemplado um tamanho maior, configuração e disposição.

[030] O tubo de dispersão 110 da invenção 10 geralmente proporciona uma estrutura em que a bexiga 20 e ou o revestimento 100 podem ter uma passagem de fluido para percorrer o comprimento da bexiga 20, mesmo que parte do revestimento 100 e da bexiga 20 colapsem e impeçam o fluxo de fluido quando o fluido é movido para o acumulador 90.

[031] A invenção 10 contempla geralmente o tubo de fixação 110 dentro da bexiga 20 de revestimento 100 em que o topo 120 do tubo 110 é fixado no topo 30 da bexiga 20 e na comunicação 75 com a saída 80. A comunicação 75 pode ser uma mangueira, linha, duto e assim por diante como conhecido na arte. Além disso, o fundo 140 do tubo 110 pode ser fixado no fundo 50 da bexiga 20. Em uma construção preferida, 110 pode ser roscado no topo 120 para fixar a saída 80. O fundo 140 do tubo 110 pode ser fixado deslizando em um pé 180, que pode ser um tubo de maior diâmetro fixado por uma base da bexiga 190. Entende-se que numerosas outras modalidades estão contempladas para segurar o tubo 110 em geral. Em uma construção preferida, a invenção 10 pode utilizar a base 190, a qual pode ser fixada no fundo 50 da bexiga 20 para suportar o tubo 110 durante o transporte e o movimento em geral.

[032] O acumulador 90 é conhecido na técnica e pode incluir uma câmara de nitrogênio 200, uma câmara de fluido de trabalho 210, uma entrada de fluido de trabalho 220, uma câmara de água de mar 230, uma porta de água do mar 240, uma câmara de vácuo 250 e assim por diante. O condutor 260 pode estar entre a bexiga 20 e a porta de água do mar 240 para comunicar o fluido 270 para trás e para a frente da bexiga 20 para a câmara de água do mar 230.

[033] Por conseguinte, considera-se que a presente invenção pode ser um acumulador de pistão submarino e um sistema de bexiga compreendendo: um acumulador de pistão submarino que possui uma porta de água do mar para comunicar de forma seletiva o líquido dentro e fora do referido acumulador de pistão submarino; uma bexiga que tem um interior e uma abertura para comunicar o referido líquido dentro e fora do referido interior da referida bexiga; um revestimento disposto no referido interior da referida bexiga, tendo o referido revestimento um interior adaptado para manter o referido fluido e em que o referido revestimento tem uma abertura para comunicar o referido fluido para dentro e para fora do referido interior do referido revestimento; e um tubo de dispersão disposto no referido revestimento, o referido tubo de dispersão tendo uma primeira extremidade com uma abertura para comunicar o referido fluido para dentro e para fora do referido tubo de dispersão, um comprimento, uma segunda extremidade e uma pluralidade de aberturas no referido comprimento adaptadas para se comunicar o referido líquido dentro e fora do referido tubo de dispersão e para dentro e para fora do referido interior do referido revestimento.

[034] É também contemplado que a presente invenção pode ser um acumulador de pistão submarino e um sistema de bexiga compreendendo, em que a referida segunda extremidade do referido tubo de dispersão está unida de modo removível ao referido interior da referida bexiga através de uma base montado no referido interior da referida bexiga; em que a referida base inclui um pé adaptado para permitir que a referida segunda extremidade do referido tubo de dispersão deslize para dentro do referido pé; em que a referida primeira extremidade do referido tubo de dispersão é fixada ao referido interior da referida bexiga; e em que a referida segunda extremidade do referido tubo de dispersão é arredondada.

[035] Podem ser feitas alterações nas combinações, operações e arranjos das várias partes e elementos aqui descritos, sem se afastarem do espírito e do alcance da invenção. Além disso, nomes, títulos, rubricas e a divisão geral do acima mencionado são fornecidos por conveniência e, portanto, não devem ser considerados limitativos.

Claims

1. Sistema de bexiga e acumulador de pistão submarino CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um acumulador de pistão submarino que possui uma entrada de água do mar para comunicar de forma seletiva o fluido hidráulico dentro e fora do referido acumulador de pistão submarino; um condutor tendo uma primeira extremidade ligada à referida porta de água do mar e uma segunda extremidade; uma bexiga que tem um interior e uma abertura da bexiga ligada a referida segunda extremidade do referido condutor para comunicar o referido fluido hidráulico dentro e fora do referido interior da referida bexiga; um revestimento disposto no referido interior da referida bexiga, tendo o referido revestimento um interior adaptado para manter o referido fluido hidráulico e em que o referido revestimento tem uma abertura de revestimento para comunicar o referido fluido hidráulico para dentro e para fora do referido interior do referido revestimento; e um tubo de dispersão disposto no referido revestimento, o referido tubo de dispersão tendo uma primeira extremidade com uma primeira extremidade de abertura para comunicar o referido fluido hidráulico para dentro e para fora do referido tubo de dispersão, um comprimento, uma segunda extremidade e uma pluralidade de aberturas no tubo de dispersão no referido comprimento adaptadas para comunicar o referido fluido hidráulico dentro e fora do referido tubo de dispersão e para dentro e para fora do referido interior do referido revestimento.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida segunda extremidade do referido tubo de dispersão está ligada de forma removível ao referido interior da referida bexiga através de uma base montada no referido interior da referida bexiga.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida base inclui um pé adaptado para permitir que a referida segunda extremidade do referido tubo de dispersão deslize para dentro do referido pé.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida primeira extremidade do referido tubo de dispersão é fixa ao referido interior da referida bexiga.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida segunda extremidade do referido tubo de dispersão é arredondada.