BR112018015538B1 - ELECTRICALLY OPERATED POWER ACTUATOR - Google Patents

Abstract

Um atuador de força (1), incluindo um alojamento de atuador (2), em que, através de elementos de transmissão (70), um motor elétrico (24) é disposto para acionar um parafuso de rolos deslocáveis (78) ao longo do eixo longitudinal (50) do atuador de força (1), e em que uma gaiola de rolos rotativa (68), que está em encaixe com os elementos de transmissão (70) é dotada de pelo menos um rolo rosqueado (74) estando em encaixe rosqueado com o parafuso de rolos (78) e o parafuso de rolos (78) sendo impedido de girar em torno do eixo longitudinal (50).A force actuator (1), including an actuator housing (2), in which, through transmission elements (70), an electric motor (24) is arranged to drive a displaceable roller screw (78) along the longitudinal axis (50) of the force actuator (1), and in which a rotating roller cage (68), which is in engagement with the transmission elements (70) is provided with at least one threaded roller (74) being in threaded engagement with the roller screw (78) and the roller screw (78) being prevented from rotating about the longitudinal axis (50).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um atuador de força. Ela se refere, mais particularmente, a um atuador de força que inclui um alojamento de atuador e em que, através de elementos de transmissão, um motor elétrico é disposto para acionar um parafuso de rolos deslocáveis ao longo do eixo longitudinal do atuador de força, uma gaiola de rolos rotativa, que está em encaixe com os elementos de transmissão, é dotada de pelo menos um rolo rosqueado, o rolo ros- queado estando em encaixe com os elementos de transmissão é dotada de pelo menos um rolo rosqueado, o rolo rosqueado estando em encaixe rosqueado com o parafuso de rolos, que é impedido de girar em torno do eixo longitudinal.[001] The present invention relates to a force actuator. More particularly, it relates to a power actuator including an actuator housing and in which, through transmission elements, an electric motor is arranged to drive a roller screw displaceable along the longitudinal axis of the power actuator, a rotating roller cage, which is in engagement with the transmission elements, is provided with at least one threaded roller, the threaded roller being in engagement with the transmission elements is provided with at least one threaded roller, the threaded roller being in threaded engagement with the roller screw, which is prevented from rotating about the longitudinal axis.

[002] O termo "atuador de força" é usado para enfatizar que um atuador de acordo com a invenção é particularmente bem adequado para aplicações em que grandes forças de atuação são requeridas. O campo de aplicação é, tipicamente, em funções de corte e barragem em equipamento de prevenção de Blowout (BOP) para aplicações em perfuração e completação de poço e funções correspondentes para equipamento mais leve de intervenção de poço. A exigência de força pode ser da ordem de 1000 - 3000 toneladas métricas para funções que exigem mais força. O atuador de força pode ser adaptado para uso no leito submarino.[002] The term "force actuator" is used to emphasize that an actuator according to the invention is particularly well suited for applications where large actuation forces are required. The field of application is typically in cut and dam functions in blowout prevention (BOP) equipment for drilling and well completion applications and corresponding functions for lighter well intervention equipment. The force requirement can be on the order of 1000 - 3000 metric tons for jobs that require more force. The power actuator can be adapted for use on the seabed.

[003] Atuadores eletromecânicos para utilização no leito subma rino foram desenvolvidos. Assim, a N° 336045 divulga um atuador de força eletromecânica em que, através de elementos de transmissão, um motor elétrico, que compreende um estator e um rotor, está disposto para acionar sincronizadamente pelo menos duas ligações de parafuso-porca em paralelo que cooperam na mesma direção de deslocamento. As ligações de parafuso-porca cooperantes estão ligadas a um elemento de atuação. Ajustando a distribuição de carga nos sincronizados em paralelo, para evitar a sujeição dos parafusos e do elemento de atuação a um momento de flexão muito grande, as demandas e exigências de precisão são grandes na montagem e na manutenção dos elementos de transmissão do atuador.[003] Electromechanical actuators for use in the underwater bed were developed. Thus, No. 336045 discloses an electromechanical force actuator in which, through transmission elements, an electric motor, comprising a stator and a rotor, is arranged to actuate synchronously at least two parallel screw-nut connections that cooperate in the same direction of displacement. Cooperating bolt-nut connections are connected to an actuation member. By adjusting the load distribution on parallel synchronizers, to avoid subjecting the screws and the actuation element to a very large bending moment, the demands and precision requirements are great in the assembly and maintenance of the actuator transmission elements.

[004] A N° 333966 descreve um atuador de pistão anular eletro- mecânico. Uma abertura central através do atuador forma um curso de fluido com um diâmetro que permite que um equipamento para operações ou perfuração de poços seja passado através dela. Um motor elétrico anular circunda, e é conectado à mesma, uma porca de atua- dor como rolos roscados internos, os quais estão em encaixe com uma luva rosqueada, conectada a um pistão anular deslocável axialmente.[004] No. 333966 describes an electromechanical annular piston actuator. A central opening through the actuator forms a fluid path with a diameter that allows well drilling or operations equipment to be passed through it. An annular electric motor surrounds, and is connected to, an actuator nut with internal threaded rollers, which are fitted with a threaded sleeve, connected to an axially displaceable annular piston.

[005] A US6585228B1 descreve um atuador de válvula que com preende uma embraiagem de corrente parasita, em que um motor elétrico está disposto para alimentar um parafuso de rolos deslocáveis na direção do eixo longitudinal do atuador.[005] US6585228B1 describes a valve actuator comprising an eddy current clutch, in which an electric motor is arranged to power a screw with displaceable rollers in the direction of the longitudinal axis of the actuator.

[006] A invenção tem por seu objetivo remediar ou reduzir pelo menos um dos inconvenientes da técnica anterior ou pelo menos proporcionar uma alternativa útil para a técnica anterior.[006] The invention aims to remedy or reduce at least one of the drawbacks of the prior art or at least provide a useful alternative to the prior art.

[007] O objetivo é alcançado através das características que são especificadas na descrição abaixo e nas reivindicações que se seguem.[007] The objective is achieved through the characteristics that are specified in the description below and in the claims that follow.

[008] Um atuador de força, operado eletricamente, relativamente compacto foi construído em torno de um elemento de atuação sob a forma de um parafuso de rolos. Um certo número de rolos rosqueados estão distribuídos em torno e estão em encaixe rosqueado com o parafuso de rolos visto que os rolos rosqueados estão suportados em uma gaiola de rolos girável. A gaiola de rolos é acionada através dos elementos de transmissão acionados por um motor elétrico embutido. O parafuso de rolos é impedido de ser girável em relação ao alojamen- to do atuador de força. Em uma modalidade preferida, o atuador de força é dotado de um freio e um fuso de atuação para a atuação externa do atuador de força. O atuador de força é ainda dotado com câmaras separadas de compensação de pressão para a parte do motor e a parte do parafuso de rolos. Além do fornecimento de compensação de pressão normal, o compensador do alojamento de atuador proporciona compensação de pressão para uma mudança no volume de fluido no alojamento do atuador resultante em deslocamento axial do parafuso de rolos.[008] A force actuator, electrically operated, relatively compact was built around an actuation element in the form of a roller screw. A number of threaded rollers are distributed around and are in threaded engagement with the roller screw as the threaded rollers are supported in a rotatable roller cage. The roller cage is driven through transmission elements driven by a built-in electric motor. The roller screw is prevented from being rotatable relative to the power actuator housing. In a preferred embodiment, the force actuator is provided with a brake and an actuation spindle for external actuation of the force actuator. The power actuator is further provided with separate pressure compensation chambers for the motor part and the roller screw part. In addition to providing normal pressure compensation, the actuator housing compensator provides pressure compensation for a change in fluid volume in the actuator housing resulting in axial displacement of the roller screw.

[009] A invenção é definida pela reivindicação independente. As reivindicações dependentes definem modalidades vantajosas da invenção.[009] The invention is defined by the independent claim. The dependent claims define advantageous embodiments of the invention.

[0010] A invenção refere-se, mais especificamente, a um atuador de força, incluindo um alojamento de atuador, em que, através de elementos de transmissão, um motor eléctrico é disposto para acionar um parafuso de rolos deslocáveis ao longo do eixo longitudinal do atu- ador de força e no qual uma gaiola de rolos que se encontra em engate com os elementos de transmissão é dotada com, pelo menos, um rolo rosqueado, que se encontra em encaixe rosqueado com o parafuso de rolos e o parafuso de rolos sendo impedido de girar em torno do eixo longitudinal, e o atuador de força sendo dotado de um freio eletromagnético, em que uma primeira parte do freio está ancorada a um alojamento do motor e uma segunda parte girável é presa de uma maneira axialmente deslocável para a engrenagem solar de uma primeira engrenagem planetária.[0010] The invention relates, more specifically, to a force actuator, including an actuator housing, in which, through transmission elements, an electric motor is arranged to drive a screw with rollers displaceable along the longitudinal axis of the force actuator and in which a roller cage that is in engagement with the transmission elements is provided with at least one threaded roller, which is in threaded engagement with the roller screw and the roller screw being prevented from rotating about the longitudinal axis, and the force actuator being provided with an electromagnetic brake, wherein a first brake part is anchored to a motor housing and a second rotatable part is secured in an axially displaceable manner to the sun gear from a first planetary gear.

[0011] Um atuador de força, construído de acordo com a invenção é bem adequada para gerar grandes forças, mesmo com dimensões relativamente pequenas do atuador de força. Os elementos cooperantes, o parafuso de rolos e a porca de rolos são conhecidos por si.[0011] A force actuator constructed according to the invention is well suited to generate large forces even with relatively small dimensions of the force actuator. The cooperating elements, roller screw and roller nut are known per se.

[0012] O parafuso de rolos pode ser dotado de várias roscas para- lelas. As forças entre o parafuso de rolos e os rolos rosqueados po-dem assim ser distribuídas de uma maneira favorável.[0012] The roller screw can be equipped with several parallel threads. The forces between the roller screw and the threaded rollers can thus be distributed in a favorable way.

[0013] Um eixo, que é dotado de ranhuras, pode estar em um en caixe deslocável de prevenção de rotação com ranhuras de bloqueio em associação com o parafuso de rolos. O eixo deste modo impede o parafuso de rolos de girar, mesmo quando o pelo menos um rolo ros- queado está rolando contra as roscas do parafuso de rolos.[0013] A shaft, which is provided with grooves, may be in a displaceable rotation prevention socket with locking grooves in association with the roller screw. The shaft thus prevents the roller screw from turning, even when the at least one threaded roller is rolling against the threads of the roller screw.

[0014] Um fuso de ativação, que pode ser ligado a uma ferramenta de torque externa, pode estar em encaixe e selecionável com a engrenagem solar da primeira engrenagem planetária. Se o motor elétrico falhar, o atuador de força pode ser ativado por meio de um motor externo, por exemplo, por meio de um ROV, quando o atuador de força está submerso.[0014] An activation spindle, which can be connected to an external torque tool, can be mated and selectable with the sun gear of the first planetary gear. If the electric motor fails, the power actuator can be activated via an external motor, for example via an ROV, when the power actuator is submerged.

[0015] Para utilização no leito submarino, o atuador de força pode ser compensado em pressão, o motor e o parafuso de rolos estando em câmaras separadas. Assim, foram tomadas medidas para usar diferentes fluidos nas duas câmaras. Tipicamente, o motor, que gira relativamente rápido, está rodeado por um líquido de viscosidade relativamente baixa, enquanto que o parafuso de rolos, que corre mais lentamente, está rodeado por um fluido de viscosidade mais elevada. Os dois fluidos, tipicamente, terão outras propriedades diferentes, igualmente.[0015] For use on the seabed, the force actuator can be pressure compensated, the motor and roller screw being in separate chambers. Therefore, measures were taken to use different fluids in the two chambers. Typically, the motor, which turns relatively quickly, is surrounded by a liquid of relatively low viscosity, while the roller screw, which runs more slowly, is surrounded by a fluid of higher viscosity. The two fluids will typically have other different properties as well.

[0016] O motor pode incluir pelo menos dois conjuntos indepen dentes de bobinas para assegurar operação, se um conjunto de bobinas ou equipamento de controle alocado e/ ou suprimento de energia falhar.[0016] The motor may include at least two independent sets of coils to ensure operation if a set of coils or allocated control equipment and/or power supply fails.

[0017] O aparelho de acordo com a invenção proporciona um atu- ador de força relativamente compacto e leve, que está disposto para ser controlado remotamente, com relação tanto à força que exerce quanto à posição relativa do elemento de atuação, que consiste no pa- rafuso de rolos, do atuador de força.[0017] The apparatus according to the invention provides a relatively compact and light force actuator, which is arranged to be remotely controlled, with respect to both the force it exerts and the relative position of the actuation element, which consists of the pa - screw of rollers, of the force actuator.

[0018] O atuador de força pode ser fornecido com um indicador de posição, por exemplo, o qual, ligado a um sistema de controle, pode indicar a posição relativa do parafuso de rolos no atuador de força em todos os momentos. A força de atuação que o motor exerce sobre o parafuso de rolos é controlada por meio da energia de entrada.[0018] The force actuator can be supplied with a position indicator, for example, which, linked to a control system, can indicate the relative position of the roller screw on the force actuator at all times. The actuation force that the motor exerts on the roller screw is controlled through input energy.

[0019] No que se segue, um exemplo de uma modalidade preferi da é descrito, a qual é ilustrada nos desenhos anexos, nos quais:[0019] In what follows, an example of a preferred embodiment is described, which is illustrated in the attached drawings, in which:

[0020] A Figura 1 mostra, em perspectiva, o atuador de força de acordo com a invenção visto do lado do motor;[0020] Figure 1 shows, in perspective, the force actuator according to the invention seen from the motor side;

[0021] A Figura 2 mostra um corte axial 1-1 da Figura 1 em uma escala maior;[0021] Figure 2 shows an axial section 1-1 of Figure 1 on a larger scale;

[0022] A Figura 3 mostra o mesmo que a Figura 2, mas o atuador de força foi ativado; e[0022] Figure 3 shows the same as Figure 2, but the force actuator has been activated; It is

[0023] A Figura 4 mostra um corte da Figura 2 em maior escala.[0023] Figure 4 shows a section of Figure 2 on a larger scale.

[0024] Nos desenhos, a referência numérica 1 indica um atuador de força acordo com a invenção. Como mostrado na Figura 1, o atua- dor de força 1 inclui um alojamento de atuador 2 e um alojamento de motor 4, o qual está ligado ao alojamento do atuador 2. O alojamento do atuador 2 e o alojamento do motor 4 são dotados de um primeiro compensador de pressão 6 e de um compensador de pressão 8, respectivamente, de um desenho conhecido por si. Um fuso de ativação 10 se projeta através de uma abertura vedada 12 no alojamento do motor 4.[0024] In the drawings, the numerical reference 1 indicates a force actuator according to the invention. As shown in Figure 1, the power actuator 1 includes an actuator housing 2 and a motor housing 4, which are connected to the actuator housing 2. The actuator housing 2 and the motor housing 4 are provided with a first pressure compensator 6 and a pressure compensator 8, respectively, of a design known per se. An activation spindle 10 projects through a sealed opening 12 in motor housing 4.

[0025] É feita referência agora às Figuras 2 e 4.[0025] Reference is now made to Figures 2 and 4.

[0026] Uma primeira abertura de compensação 14 conecta o primei ro compensador de pressão 6 a uma primeira câmara 16, que está no alojamento de atuador 2. Uma segunda abertura de compensação 18 liga o segundo compensador de pressão 8 a uma segunda câmara 20, que está no alojamento de motor 4. A primeira câmara 16 e a segunda câmara 20 são separadas por meio de uma vedação 22. Os compensadores de pressão 6 e 8 se comunicam com a pressão ambiente.[0026] A first compensation opening 14 connects the first pressure compensator 6 to a first chamber 16, which is in the actuator housing 2. A second compensation opening 18 connects the second pressure compensator 8 to a second chamber 20, which is in the engine housing 4. The first chamber 16 and the second chamber 20 are separated by means of a seal 22. The pressure compensators 6 and 8 communicate with the ambient pressure.

[0027] Um motor elétrico 24 está no alojamento de motor 4. O mo tor 24 inclui um estator 26 com dois conjuntos independentes de bobinas e um rotor 28. O estator 26 é alimentado com energia através de fios não mostrados. O rotor 28 é suportado de modo rotativo sobre um suporte de manga 30 preso ao alojamento de motor 4. O rotor 28 é, ainda, ligado e aciona uma primeira engrenagem solar 32.[0027] An electric motor 24 is in the motor housing 4. The motor 24 includes a stator 26 with two independent sets of coils and a rotor 28. The stator 26 is supplied with power through wires not shown. The rotor 28 is rotatably supported on a sleeve support 30 attached to the motor housing 4. The rotor 28 is further turned on and drives a first sun gear 32.

[0028] A primeira engrenagem solar 32 inclui uma manga relati vamente alongada 34 que se projeta para dentro no alojamento de motor 4. Um freio eletromagnético 36 é disposto entre a manga 34 e o suporte de manga 30. O freio 36 inclui uma primeira parte 38 com um eletroímã 40, a primeira parte 38 sendo presa ao alojamento de motor 4, através do suporte de manga 30, e uma segunda parte 42, que é deslocavelmente presa à manga 34. A primeira parte 38 e a segunda parte 42 cooperam de modo que, quando o eletroímã 40 é desenergi- zado, elas estão em um encaixe de frenagem carregado à mola uma com a outra por meio de uma mola de freio 44. O encaixe entre as par-tes 38 e 42 pode basear-se em dentes e / ou fricção.[0028] The first sun gear 32 includes a relatively elongated sleeve 34 that projects inwardly in the motor housing 4. An electromagnetic brake 36 is disposed between the sleeve 34 and the sleeve support 30. The brake 36 includes a first part 38 with an electromagnet 40, the first part 38 being attached to the motor housing 4 through the sleeve support 30, and a second part 42 being displaceably attached to the sleeve 34. The first part 38 and the second part 42 co-operate in so that, when the electromagnet 40 is de-energized, they are in a spring-loaded braking fit with each other via a brake spring 44. The fit between parts 38 and 42 may be based on dents and/or friction.

[0029] Quando a tensão é aplicada ao eletroímã 40, o freio 36 é liberado pela segunda parte 42 sendo movido para fora da primeira parte 38 à medida que a força da mola de freio 44 é vencida. Caso o eletroímã 40, que é alimentado com energia através de fios não mostrados, falhar, o motor 24 é potente o suficiente para superar a força de frenagem.[0029] When voltage is applied to the electromagnet 40, the brake 36 is released by the second part 42 being moved out of the first part 38 as the force of the brake spring 44 is overcome. Should the electromagnet 40, which is supplied with power through wires not shown, fail, the motor 24 is powerful enough to overcome the braking force.

[0030] A mola de freio 44 empurra contra uma engrenagem de ati vação 46, a qual está ligada à manga 34. Quando o fuso de ativação 10 está sendo deslocado para dentro do alojamento de motor 4 como é mostrado na Figura 4, o fuso de ativação 10 encaixa de modo rotativo com a engrenagem de ativação 46 e, assim, a primeira engrena- gem solar 32. Na sua posição desativada, o fuso de ativação 10 é mantido desencaixado da engrenagem de ativação 46 por uma maneira de deslocamento da mola.[0030] The brake spring 44 pushes against an activation gear 46, which is connected to the sleeve 34. When the activation spindle 10 is being moved into the motor housing 4 as shown in Figure 4, the spindle activation gear 10 rotatably engages activation gear 46 and thus the first solar gear 32. In its disengaged position, activation spindle 10 is kept disengaged from activation gear 46 by a spring-displacement manner .

[0031] A primeira engrenagem solar 32 é suportada em torno de um eixo 48, que está centrado em relação ao eixo longitudinal 50 do atuador de força 1. O eixo 48 encontra-se ligado ao alojamento de motor 4. A primeira engrenagem solar 32 constitui um apoio para a vedação 22 que é a partição entre a primeira câmara 16 e a segunda câmara 20. Uma vedação, não mostrada, pode também ser disposta em torno do eixo 48 para impedir a comunicação de fluido entre as duas câmaras 16, 20.[0031] The first sun gear 32 is supported around an axis 48, which is centered with respect to the longitudinal axis 50 of the force actuator 1. The axis 48 is connected to the motor housing 4. The first sun gear 32 constitutes a support for the seal 22 which is the partition between the first chamber 16 and the second chamber 20. A seal, not shown, can also be arranged around the axis 48 to prevent fluid communication between the two chambers 16, 20 .

[0032] A primeira engrenagem solar 32 está ainda em um encaixe dentado com um número de primeira engrenagem planetária 52. A primeira engrenagem planetária 52 estão em malha com uma engrenagem de anel circundante 54, a qual está ligada entre o alojamento de atuador 2 e o alojamento de motor 4. A primeira engrenagem solar 32, a primeira engrenagem planetária 52 e a engrenagem de anel 54 constituem um primeiro conjunto de engrenagens planetárias 56.[0032] The first sun gear 32 is still in a toothed engagement with a first planetary gear number 52. The first planetary gear 52 is meshed with a surrounding ring gear 54, which is connected between actuator housing 2 and the motor housing 4. The first sun gear 32, the first planetary gear 52 and the ring gear 54 constitute a first planetary gear set 56.

[0033] Giráveis em torno dos seus eixos centrais 58, as primeiras engrenagens planetárias 52 estão presas a um transportador de engrenagem planetária, que também forma uma segunda engrenagem solar 60. A segunda engrenagem solar 60 é suportada de forma rotativa em torno do eixo 48 e se encontra em engate dentado com um número de segundas engrenagens planetárias 62. As segundas engrenagens planetárias 62 estão em malha com a engrenagem de anel 54. A segunda engrenagem solar 60, as segundas engrenagens planetárias 62 e a engrenagem de anel 54 constituem um segundo conjunto de engrenagens planetárias 64.[0033] Rotatable around their central axes 58, the first planetary gears 52 are attached to a planetary gear carrier, which also forms a second sun gear 60. The second sun gear 60 is rotatably supported around the axis 48 and is in toothed engagement with a number of second planet gears 62. Second planet gears 62 are in mesh with ring gear 54. Second sun gear 60, second planet gears 62 and ring gear 54 constitute a second planetary gear set 64.

[0034] Giráveis em torno de seus eixos centrais 66, as segundas engrenagens planetárias estão presas a uma gaiola de rolos 68. A primeira engrenagem planetária 56 e a segunda engrenagem planetá-ria 64 constituem, assim, elementos de transmissão 70 entre o motor 24 e a gaiola de rolos 68.[0034] Rotatable around their central axes 66, the second planetary gears are attached to a roller cage 68. The first planetary gear 56 and the second planetary gear 64 thus constitute transmission elements 70 between the motor 24 and the roller cage 68.

[0035] A gaiola de rolos 68 está apoiada no alojamento de atuador 2 por meio de rolamentos relativamente fortes 72 e pode rodar em torno do eixo longitudinal 50. Um certo número de rolos rosqueados 74 são suportados rotativamente na gaiola de rolos 68. Os rolos rosquea- dos 74, os quais são dotados de roscas 76 externamente, estão em engate roscado com um parafuso de rolos 78, que é dotado de um número de roscas paralelas e formam o elemento de atuação do atua- dor de força.[0035] The roller cage 68 is supported on the actuator housing 2 by means of relatively strong bearings 72 and can rotate around the longitudinal axis 50. A number of threaded rollers 74 are rotatably supported in the roller cage 68. The rollers threads 74, which are provided with threads 76 externally, are in threaded engagement with a roller screw 78, which is provided with a number of parallel threads and form the actuating member of the force actuator.

[0036] O parafuso de rolo 78 é suportado, centralizado e deslocá- vel ao longo do eixo longitudinal 50. O eixo 48 é dotado de uma porção estriada 80 que se projeta para um furo 82 do parafuso de rolos 78. Um disco ranhurado 84, que é dotado de um recorte central 86 que se encaixa de forma complementar com a parte estriada 80, está ligado ao parafuso de rolos 78. O parafuso de rolos 78 é deste modo impedido de ser girado em torno do eixo longitudinal 50. O disco ranhurado 84 ou o parafuso de rolos 78 é dotado de orifícios de ventilação não representados, para a ventilação do furo 82.[0036] The roller screw 78 is supported, centralized and displaceable along the longitudinal axis 50. The axis 48 is provided with a splined portion 80 that projects into a hole 82 of the roller screw 78. A grooved disc 84 , which is provided with a central cutout 86 that fits complementaryly with the splined part 80, is connected to the roller screw 78. The roller screw 78 is thus prevented from being rotated about the longitudinal axis 50. slot 84 or roller screw 78 is provided with ventilation holes, not shown, for venting hole 82.

[0037] O parafuso de rolos 78 do atuador de força 1 é dotado de aberturas de drenagem, não mostradas, para fluido com compensação de pressão, sempre que necessário, a fim de permitir que o volume de fluido deslocado no alojamento de atuador 2 passe.[0037] The roller screw 78 of the force actuator 1 is equipped with drainage openings, not shown, for fluid with pressure compensation, whenever necessary, in order to allow the volume of fluid displaced in the actuator housing 2 to pass .

[0038] Quando o atuador de força 1 está sendo ativado, o eletroí- mã 40 é primeiro energizado, pelo que ele libera. É dada a partida no motor 24 e ele gira a primeira engrenagem solar 32 em torno do eixo longitudinal 50. A primeira engrenagem solar 32 aciona as primeiras engrenagens planetárias 52, que estão em malha com a engrenagem de anel 54. As primeiras engrenagens planetárias 52 giram de uma maneira conhecida por si em torno do eixo longitudinal 50, puxando a segunda engrenagem solar 60, em uma velocidade reduzida em relação à primeira engrenagem solar 32.[0038] When the force actuator 1 is being activated, the electromagnet 40 is first energized, so it releases. The motor 24 is started and it rotates the first sun gear 32 about the longitudinal axis 50. The first sun gear 32 drives the first planetary gears 52, which are in mesh with the ring gear 54. The first planetary gears 52 rotate in a manner known per se about the longitudinal axis 50, pulling the second sun gear 60, at a reduced speed with respect to the first sun gear 32.

[0039] A segunda engrenagem solar 60 aciona as segundas en grenagens planetárias 62, que também estão em malha com a engrenagem de anel 54. As segundas engrenagens planetárias 62 giradas em torno do eixo longitudinal 50 puxando a gaiola de rolos 68 em uma velocidade ainda mais reduzida relativamente à primeira engrenagem solar 32.[0039] The second sun gear 60 drives the second planetary gears 62, which are also in mesh with the ring gear 54. The second planetary gears 62 rotated around the longitudinal axis 50 pulling the roller cage 68 at an even speed smaller compared to the first sun gear 32.

[0040] Quando a gaiola de rolos 68 é girada em torno do eixo lon gitudinal 50, os rolos rosqueados 74 são girados em torno do parafuso de rolos 78, pelo que o parafuso de rolos 78, uma vez que é impedido de girar em torno do eixo longitudinal 50, é deslocado axialmente em relação ao alojamento de atuador 2, ver figura 3.[0040] When the roller cage 68 is rotated around the longitudinal axis 50, the threaded rollers 74 are rotated around the roller screw 78, whereby the roller screw 78, since it is prevented from rotating around of the longitudinal axis 50, is axially displaced with respect to the actuator housing 2, see figure 3.

[0041] Dando partida no motor 24 na direção rotacional oposta, o parafuso de rolos 78, que constitui o elemento de atuação do atuador de força 1 e será deslocado na direção oposta.[0041] Starting the motor 24 in the opposite rotational direction, the roller screw 78, which constitutes the actuation element of the force actuator 1, will be displaced in the opposite direction.

[0042] O atuador 1 pode também ser operado com uma ferramen ta de torque externa como ilustrado na figura 4. Quando a engrenagem do fuso de ativação carregado à mola 10 é empurrada para engate com a engrenagem de ativação 46 e o fuso 10 é girado, os elementos de transmissão 70, a gaiola de rolos 68 e o parafuso de rolos 78 são acionados de uma forma correspondente àquela pela operação normal do motor. De preferência, os freios 36 são liberados em primeiro lugar, eventualmente, o torque de retenção do freio 36 é vencido com a ferramenta de torque, se uma falha funcional tornar isso necessário.[0042] Actuator 1 can also be operated with an external torque tool as illustrated in figure 4. When spring-loaded activation spindle gear 10 is pushed into engagement with activation gear 46 and spindle 10 is rotated , the transmission elements 70, roller cage 68 and roller screw 78 are driven in a manner corresponding to that by normal engine operation. Preferably, the brakes 36 are released first, eventually the holding torque of the brake 36 is overcome with the torque tool, if a functional failure makes this necessary.

[0043] Deve ser notado que todas as modalidades acima mencio nadas ilustram a invenção, mas não a limitam, e os peritos na técnica podem construir muitas modalidades alternativas sem afastamento do âmbito das reivindicações anexas. Nas reivindicações, os números de referência entre parêntesis não são para serem considerados como restritivos.[0043] It should be noted that all of the aforementioned embodiments illustrate the invention, but do not limit it, and those skilled in the art can construct many alternative embodiments without departing from the scope of the appended claims. In the claims, the reference numbers in parentheses are not to be considered as restrictive.

[0044] O uso do verbo "compreender" e de suas diferentes formas não exclui a presença de elementos ou etapas que não são mencionadas nas reivindicações. O artigo indefinido "um" ou "uma" antes de um elemento não exclui a presença de vários desses elementos.[0044] The use of the verb "understand" and its different forms does not exclude the presence of elements or steps that are not mentioned in the claims. The indefinite article "one" or "one" before an element does not exclude the presence of several of those elements.

[0045] O fato de algumas características serem indicadas nas reivin dicações dependentes mutuamente diferentes não indicam que uma combinação de tais características não pode ser usadas com vantagem.[0045] The fact that some features are indicated in the mutually different dependent claims does not indicate that a combination of such features cannot be used to advantage.

Claims (6)

1. Atuador de força operado eletricamente (1) para funções de corte e barragem em equipamento de prevenção de blowout e aplicações de perfuração e completação de poços e funções correspondentes para equipamento de intervenção em poço, sendo que o atua- dor de força (1) compreende um alojamento de atuador (2), em que, através dos elementos de transmissão (70), um motor elétrico (24) está disposto para acionar um parafuso de rolos deslocável (78) ao longo do eixo longitudinal (50) do atuador de força (1), uma gaiola de rolos rotativa (68), que se encontra em engate com os elementos de transmissão (70), é dotada de pelo menos um rolo rosqueado (74), em que o rolo rosqueado (74) está em encaixe rosqueado com o parafuso de rolo (78), que é impedido de girar em torno do eixo longitudinal (50), caracterizado pelo fato de que o atuador de força (1) é dotado de um freio eletromagnético (36), em que a primeira parte (38) está ancorada em um alojamento do motor (4) e a segunda parte girável (42) está presa de modo axialmente deslocável à primeira engrenagem solar (32) de uma primeira engrenagem planetária (56), a primeira engrenagem solar (32) inclui uma manga relativamente alongada (34) que se projeta para dentro do alojamento do motor (4), o freio eletromagnético (36) é disposto entre a manga (34) e um suporte da manga (30), a primeira parte (38) do freio eletromagnético (36) está ancorada ao alojamento do motor (4) por meio de um suporte de manga (30) e dotado de um eletroímã (40), a segunda parte girável (42) do freio eletromagnético (36) é presa de modo deslocável à manga (34), e a primeira parte (38) e a segunda parte (42) são dispostas para encaixar uma com a outra por meio de uma mola de freio (44) quando o eletroímã (40) é desenergizado.1. Electrically operated power actuator (1) for shut-off and wedging functions in blowout prevention equipment and well drilling and completion applications, and corresponding functions for well intervention equipment, the power actuator (1 ) comprises an actuator housing (2) in which, through the transmission elements (70), an electric motor (24) is arranged to drive a displaceable roller screw (78) along the longitudinal axis (50) of the actuator of force (1), a rotating roller cage (68), which is in engagement with the transmission elements (70), is provided with at least one threaded roller (74), in which the threaded roller (74) is in threaded engagement with the roller screw (78), which is prevented from turning around the longitudinal axis (50), characterized in that the force actuator (1) is provided with an electromagnetic brake (36), in which the first part (38) is anchored in a motor housing (4) and the second rotatable part (42) is axially displaceably attached to the first sun gear (32) of a first planetary gear (56), the first sun gear (32) includes a relatively elongated sleeve (34) projecting into the motor housing (4), the electromagnetic brake (36) is arranged between the sleeve (34) and a sleeve support (30), the first part (38) of the electromagnetic brake (36) is anchored to the motor housing (4) by means of a sleeve support (30) and provided with an electromagnet (40), the second rotatable part (42) of the electromagnetic brake (36) is displaceably attached to the sleeve (34), and the first part (38) and the second part (42) are arranged to engage with each other by means of a brake spring (44) when the electromagnet (40) is off. 2. Atuador de força (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o parafuso de rolo (78) é dotado de vá- rias roscas paralelas.2. Power actuator (1), according to claim 1, characterized in that the roller screw (78) is provided with several parallel threads. 3. Atuador de força (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que um eixo (48), que é dotado de uma porção ranhurada (80), se encontra em encaixe deslocável de prevenção de rotação com um recorte (86) associado com o parafuso de rolo (78).3. Force actuator (1), according to claim 1 or 2, characterized in that a shaft (48), which is provided with a grooved portion (80), is in a displaceable rotation prevention socket with a cutout (86) associated with the roller screw (78). 4. Atuador de força (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um fuso de ativação (10), que é conectável a uma ferramenta de torque externa, é seletivamente encaixado com a primeira engrenagem solar (32) da primeira engrenagem planetária (56).4. Power actuator (1), according to any one of the preceding claims, characterized in that an activation spindle (10), which is connectable to an external torque tool, is selectively fitted with the first sun gear ( 32) of the first planetary gear (56). 5. Atuador de força (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o atuador de força (1) é compensado por pressão, e o motor (24) e o parafuso de rolo (78) estão em câmaras separadas (16, 20).5. Force actuator (1), according to any one of the preceding claims, characterized in that the force actuator (1) is compensated by pressure, and the motor (24) and the roller screw (78) are in separate chambers (16, 20). 6. Atuador de força (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o motor (24) inclui pelo menos dois conjuntos independentes de bobinas.6. Power actuator (1), according to any one of the preceding claims, characterized in that the motor (24) includes at least two independent sets of coils.