BRPI0409397B1 - conector estrutural para uma subestrutura de sonda de perfuração e método de conexão dos componentes de uma sonda de perfuração - Google Patents
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Abstract
"conector estrutural para uma subestrutura de sonda de perfuração". um método e um aparelho para a conexão de seções de uma subestrutura de sonda de perfuração (5) são mostrados. a invenção mostrada é um conector estrutural único no qual seções de uma subestrutura de sonda de perfuração (5) podem ser conectadas em conjunto, sem o uso de pinos ou de conectores tipo de pinos. o conector estrutural da presente invenção utiliza membros fixos especialmente conformados (61, 62) conectados a e se estendendo através de placas de suporte (60), que são afixadas a seções de uma subestrutura de sonda de perfuração (5) que combinam com orelhas de combinação especialmente conformadas (46, 47) que são montadas em placas de orelha de combinação (43, 44) que são afixadas a seções separadas da subestrutura de sonda de perfuração (5). quando as seções da subestrutura de sonda de perfuração (5) a serem conectadas forem posicionadas em conjunto, as orelhas de combinação especialmente conformadas (46, 47) se encaixam nos membros fixos especialmente conformados (61, 62) e formam uma conexão estrutural de alta resistência entre as seções da subestrutura de sonda de perfuração (5).
Description
CONECTOR ESTRUTURAL PARA UMA SUBESTRUTURA DE SONDA DE
PERFURAÇÃO E MÉTODO DE CONEXÃO DOS COMPONENTES DE UMA SONDA
DE PERFURAÇÃO [001] Este pedido reivindica o beneficio do Pedido Provisório U. S. N° 60/-¾ 63.882, depositado em 17 de abril de 2003.
Campo da Invenção: [002] Pi presente invenção se refere a um conector estrutural particularmente útil na indústria de óleo e gás.
Em particular, a invenção se refere a um conector estrutural que permite a conexão de elementos de uma subestrutura de sonda de perfuração em um tempo significativamente menor e com menos risco para o pessoal da sonda do que os conectores tipo de pino prévios.
Antecedentes da Invenção: [003] Na maioria das operações de perfuração baseadas em terra, tal como quando da perfuração para óleo e gás em, terra, é necessário transportar uma sonda de perfuração para o local em que as operações de perfuração ocorrerão.
Tipicamente, estas sondas de perfuração são muito grandes e, assim, devem ser transportadas para o local de perfuração em vários pedaços, Estas sondas são transportadas em pedaços que compreendem as três seções principais de uma sonda de perfuração: a subestrutura, o piso de equipamento e o mastro. Dependendo do tamanho da sonda de perfuração, a subestrutura, o piso de equipamento e o mastro podem, ser, cada um, adicionalmente divididos em múltiplos pedaços para facilidade de transporte. [004] 0 piso de equipamento da sonda de perfuração é compreendido por vários segmentos, todos os quais, quando montados em conjunto, provêem a plataforma ou o "piso" para o equipamento de perfuração e o mastro que serão usados nas operações de perfuração. 0 piso de equipamento pode ser construído em uma variedade de formas, mas, tipicamente, é formado usando-se vigas em I ou vigas caixões para os lados e a interconexão dos lados com espaçadores ou outros membros transversais. 0 piso de equipamento, contudo, pode ser construído de qualquer maneira desejada para a obtenção da integridade estrutural necessária e para a provisão do suporte necessário para o equipamento usado. [005] Tornou-se costume usar um piso de equipamento que é elevado acima do nível do terreno de modo a se prover um espaço para um aparelho de prevenção de explosão relativamente alto e um outro equipamento de furo de poço usado na perfuração de poços de óleo e gás. Uma modalidade de uma estrutura de sonda de perfuração de piso elevado como essa é mostrada na Patente U.S. N° 4.831.795 de Sorokan. [006] Se um piso de equipamento elevado é usado, o piso de equipamento freqüentemente é conectado a um quadro de elevação que, quando montado, pode ser elevado, desse modo se elevando o piso de equipamento acima do terreno. O quadro de elevação colapsível é parte da subestrutura e, de modo similar ao piso de equipamento, este quadro de elevação colapsível é compreendido por vários pedaços que devem ser transportados para o local de perfuração. [007] Uma vez que os pedaços da sonda de perfuração cheguem ao local, a sonda de perfuração completa deve ser remontada, de modo que as operações de perfuração possam começar. A montagem dos componentes de sonda de perfuração no local, contudo, provou ser um processo relativamente complexo e que consome tempo. Em muitas das estruturas de sonda de perfuração da técnica anterior, o piso de equipamento e a subestrutura devem ser construídos e conectados em conjunto essencialmente em uma operação peça por peça. [008] Ainda, após a montagem dos vários pedaços do piso de equipamento e da subestrutura, as estruturas de sonda de perfuração da técnica anterior requerem que operadores de perfuração "liguem por pinos" o piso de equipamento e a subestrutura em conjunto, usando grandes pinos que são capazes de lidarem com as forças significativas e as tensões que são impostas nas conexões por pinos. O processo de ligação por pinos do piso de equipamento à subestrutura requer que o pessoal de sonda alinhe os orifícios de pino nos lados do piso de equipamento com os orifícios de pino nos lados da subestrutura. Uma vez que os orifícios de pinos estejam alinhados, é necessário que uma pessoa mantenha o pino no lugar, enquanto uma outra pessoa dirige o pino através dos orifícios de pino com uma marreta ou um outro dispositivo, desse modo formando uma conexão entre o piso de equipamento e a subestrutura. Este processo é repetido até que todos os pinos que conectam o piso de equipamento e a subestrutura estejam direcionados no luar.
Dado o fato que o piso de equipamento e a subestrutura tipicamente requerem mais de vinte (20) pinos para a conexão deles em conjunto, o processo de ligação por pinos destes componentes em conjunto leva uma quantidade de tempo significativa. Finalmente, a quantidade significativa de tempo requerida para a montagem dos componentes de sonda de perfuração aumenta os custos de uso de uma sonda como essa. [009] Mais ainda, o processo de ligação por pinos destes componentes em conjunto pode ser perigoso para o pessoal da sonda que realiza esta tarefa. Especificamente, a tarefa de manutenção dos conectores de pino no lugar, conforme eles são direcionados através dos orifícios de pino com uma marreta ou um outro dispositivo impõe um risco significativo de ferimentos ao pessoal de sonda que realiza uma tarefa como essa. [0010] Assim sendo, o que é necessário é um conector estrutural capaz de lidar com forças e tensões significativas requeridas para a manutenção destes elementos da sonda de perfuração em conjunto, enquanto, ao mesmo tempo, se permite uma conexão mais fácil e um tempo de montagem mais curto. É um objetivo da presente invenção prover um aparelho e um método para a criação de um conector estrutural capaz de lidar com forças e tensões significativas, enquanto se provê uma conexão fácil e eficiente de componentes estruturais. Esses e outros objetivos tornar-se-ão evidentes para aqueles de conhecimento na técnica a partir de uma revisão do relatório descritivo abaixo. [0011] A referência do estado da técnica US 1,090,955 refere-se a melhorias em gruas metálicas em perfuração de petróleo, gás e poços artesianos. A referência US 5,845,453 refere-se a juntas metálicas de encaixe para unir os membros de madeira em edifícios, formado por um corpo principal de encaixe metálico que tem uma secção transversal em forma de U, um dispositivo de fixação para fixar o corpo principal de encaixe metálico a um primeiro elemento de madeira, e um dispositivo de fixação axial para fixar um segundo membro de madeira para o corpo principal do encaixe metálico." Sumário da Invenção: [0012] Um método e um aparelho para a provisão de uma conexão estrutural entre os componentes de uma sonda de perfuração são mostrados. A invenção mostrada é um conector estrutural único no qual uma seção do piso de equipamento de uma sonda de perfuração pode ser conectada a caixas laterais da subestrutura de sonda de perfuração sem o uso de pinos ou outros conectores da técnica anterior. O conector estrutural da presente invenção utiliza membros de suporte especialmente conformados conectados a e se estendendo através de placas de suporte afixadas a caixas laterais da subestrutura para combinação com orelhas de combinação especialmente conformadas que são montadas em placas de orelha de combinação afixadas ao piso de equipamento da sonda de perfuração. Os membros de suporte fixos são projetados com topos contornados e paredes substancialmente verticais que combinam com entalhes conformados de modo similar nas orelhas de combinação afixadas às placas de orelha de combinação. [0013] Quando o piso de equipamento é abaixado no lugar entre as caixas laterais da subestrutura, as orelhas de combinação especialmente conformadas se encaixam em membros de suporte fixos especialmente conformados e formam uma conexão estrutural entre o piso de equipamento e as caixas laterais da subestrutura. O resultado é um conector estrutural de alta resistência, que permite a conexão mais fácil e mais eficiente de componentes estruturais.
Breve Descrição dos Desenhos: [0014] As figuras a seguir fazem parte do presente relatório descritivo e são incluídas para demonstrarem adicionalmente certos aspectos da presente invenção. A invenção pode ser mais bem compreendida por uma referência a uma ou mais destas figuras em combinação com a descrição detalhada de modalidades específicas apresentadas aqui. [0015] A Figura 1 é uma vista de topo da subestrutura de uma sonda de perfuração de piso elevado típica, que mostra os vários componentes da subestrutura. [0016] A Figura 2 é uma vista em elevação lateral de um piso de equipamento unificado de uma estrutura de sonda de perfuração elevada típica, que mostra os vários componentes estruturais do piso de equipamento. [0017] A Figura 2a é uma vista em elevação frontal do piso de equipamento unificado mostrado na Figura 2 na direção da linha A-A. [0018] A Figura 3 é uma vista lateral do conjunto de orelhas de combinação com orelhas de combinação em formato de sela afixadas a ele, de acordo com uma modalidade da presente invenção. [0019] A Figura 3a é uma vista de topo do conjunto de orelhas de combinação mostrado na Figura 3. [0020] A Figura 3b é uma vista detalhada das orelhas de combinação em formato de sela mostradas nas Figuras 3 e 3a. [0021] A Figura 4 é uma vista lateral da placa de suporte com membros de suporte fixos se estendendo através da placa, de acordo com uma modalidade da presente invenção. [0022] A Figura 4a é uma vista de topo da placa de suporte mostrada na Figura 4, mostrando os membros de suporte fixos se estendendo para fora a partir de ambos os lados da placa, de acordo com uma modalidade da presente invenção. [0023] A Figura 4b é uma vista detalhada dos membros de suporte fixos mostrados nas Figuras 4 e 4a. [0024] A Figura 5 é uma vista lateral que mostra a placa de suporte da Figura 4 alinhada para o recebimento do conjunto de orelhas de combinação da Figura 3, para a formação de um conector estrutural, de acordo com uma modalidade da presente invenção. [0025] A Figura 5a é uma vista lateral do conjunto de orelhas de combinação da Figura 3 conectado à placa de suporte da Figura 4, para a formação de um conector estrutural de acordo com uma modalidade da presente invenção.
Descrição de Modalidades Ilustrativas: [0026] Os exemplos a seguir são incluídos para demonstração das modalidades preferidas da invenção. Deve ser apreciado por aqueles versados na arte que as técnicas mostradas nos exemplos que se seguem representam técnicas descobertas pelo inventor como funcionando bem na prática da invenção e, assim, podem ser consideradas como constituindo modos preferidos para sua prática. Contudo, aqueles de conhecimento na técnica devem apreciar, à luz da presente exposição, que muitas mudanças podem ser feitas nas modalidades específicas as quais são mostradas e ainda se obter um resultado igual ou similar, sem se desviar do espírito e do escopo da invenção. Mais ainda, embora a presente invenção seja discutida nos parágrafos a seguir por uma referência à conexão de uma seção de um piso de equipamento de uma sonda de perfuração às caixas laterais da sonda, será evidente a partir da presente exposição que o conector estrutural da presente invenção pode ser utilizado para a conexão de vários membros estruturais em conjunto e não deve ser limitada à conexão em conjunto de componentes de uma sonda de perfuração. [0027] Com referência à Figura 1, vários componentes da subestrutura 5 de uma sonda de perfuração de piso elevado são mostrados. A subestrutura mostrada na Figura 1 consiste em três componentes principais: caixa lateral 10, piso de equipamento unificado 20 e caixa lateral 11. O piso de equipamento unificado 20 é referido como "unificado" pelo fato de os vários conjuntos espaçadores que compreendem os componentes estruturais desta seção do piso de perfuração serem conectados em conjunto para a formação de uma seção em uma peça - ou "unificada" - de piso de perfuração. Estes componentes estruturais consistem em um conjunto espaçador de recuo 22, um conjunto espaçador de guincho de perfuração 24, um conjunto espaçador traseiro 26, vigas rotativas 28 e espaçadores de tirante 30. [0028] Na utilização de um piso de equipamento unificado 20, não é necessário realizar as etapas extras de conexão em conjunto de cada componente individual do piso de equipamento no local de perfuração. A eliminação destas etapas resulta em uma redução significativa no tempo gasto na montagem da sonda de perfuração no local de perfuração. A presente invenção, contudo, não está limitada ao uso apenas com um piso de equipamento unificado. Uma pessoa de conhecimento na técnica reconhecerá que as economias de tempo ainda são obtidas, mesmo se o conector estrutural da presente invenção for afixado a uma porção de um piso de equipamento que não seja unificado. [0029] A Figura 2 mostra uma vista em elevação lateral do piso de equipamento unificado 20 mostrado na Figura 1. A
Figura 2 mostra os componentes do piso de equipamento unificado 20 conectados em conjunto para a formação do "quadro" de suporte estrutural para a porção central do piso de perfuração de uma sonda de perfuração típica. Nas sondas de perfuração da técnica anterior, o piso de equipamento unificado 20, ou se nenhum conjunto unificado for usado, os componentes estruturais individuais dos conjuntos espaçadores devem ser "ligados por pinos" às caixas laterais 10 e 11 em múltiplos locais. Como mostrado na Figura 2, seis pontos de conexão de pino - designados 35a a 35f - são utilizados ao longo de cada lado do piso de equipamento unificado 20. Assim, quanto ao piso de equipamento unificado 20 mostrado na Figura 2, um total de doze pontos de conexão por pino é utilizado para a conexão do piso de equipamento unificado 20 às caixas laterais 10 e 11 da subestrutura 5. Uma pessoa versada na técnica reconhecerá que dependendo do tamanho e do peso do piso de equipamento unificado 20, o número de pontos de conexão por pino pode ser maior do que ou menos do que os doze pontos de conexão mostrados na Figura 2. [0030] Além disso, as forças e as tensões significativas impostas nos pinos que conectam o piso de equipamento unificado 20 às caixas laterais 10 e 11 da subestrutura 5 tipicamente requerem o uso de dois pinos em cada um dos doze pontos de conexão por pinos mostrados na Figura 2 - para um total de vinte e quatro pinos. Como citado acima, o número de pontos de conexão por pinos pode variar, de acordo com o tamanho e o peso do piso de equipamento unificado 20 e, assim, o número de pinos pode variar de modo conforme. Com sondas maiores, o número de pontos de conexão por pinos e pinos usados para a conexão do piso de equipamento unificado 20 às caixas laterais 10 e 11 da subestrutura 5 pode ser substancial. Conforme o número de pinos aumenta, a quantidade de tempo requerida para a montagem da sonda de perfuração no local de perfuração aumenta. O conector estrutural da presente invenção elimina as conexões tipo de pino das sondas de perfuração da técnica anterior e, assim, reduz substancialmente a quantidade de tempo requerida para a montagem de uma sonda de perfuração no local de perfuração. [0031] A Figura 2a mostra uma vista em elevação frontal do piso de equipamento unificado 20 mostrado na Figura 2.
Como pode ser visto na Figura 2a, os conjuntos de orelhas de combinação 41 foram conectados ao conjunto espaçador de recuo 22 do piso de equipamento unificado 20 (esse ponto de conexão correspondente ao ponto de conexão 35f mostrado na Figura 2) . Os conjuntos de orelhas de combinação 41 podem ser conectados ao conjunto espaçador de recuo 22 através de qualquer método de conexão de metal com metal capaz de lidar com forças e tensões significativas impostas nos conjuntos de orelhas de combinação 40 e 41. Na modalidade preferida da presente invenção, os conjuntos de orelhas de combinação 41 são soldados ao conjunto espaçador de recuo 22. De uma forma similar, conjuntos adicionais de orelhas de combinação 41 podem ser afixados ao piso de equipamento unificado 20 em cada um dos pontos de conexão designados 35a a 35e na Figura 2. [0032] A Figura 3 é uma vista lateral aumentada do conjunto de orelhas de combinação 41 mostrado na Figura 2a.
Na modalidade preferida, o conjunto de orelhas de combinação 41 é afixado ao conjunto espaçador de recuo 22 ao longo do comprimento inteiro dos pontos de conexão a e b mostrados na Figura 3. Na modalidade preferida da presente invenção, o conjunto de orelhas de combinação 41 é soldado no lugar nos pontos de conexão a e b. [0033] A Figura 3 mostra a orelha de combinação 46 e a orelha de combinação 47 afixadas ao conjunto de orelhas de combinação 41, como discutido em maiores detalhes abaixo com referência às Figuras 3a e 3b. A Figura 3 também mostra o formato único de "sela" da orelha de combinação 46 e da orelha de combinação 47. O formato das orelhas de combinação 46 e 47 é mostrado em maiores detalhes na Figura 3b, discutida abaixo. [0034] A Figura 3a é uma vista de topo do conjunto de orelhas de combinação 41 afixado ao conjunto espaçador de recuo 22, como mostrado na Figura 3. Como pode ser visto na Figura 3a, o conjunto de orelhas de combinação 41 preferencialmente consiste em duas "placas" de metal, a placa de orelha de combinação 43 e a placa de orelha de combinação 44. A placa de orelha de combinação 43 e a placa de orelha de combinação 44, cada uma, têm duas orelhas de combinação, a orelha de combinação 46 e a orelha de combinação 47, afixadas à superficie de placa interna.
Assim, o conector estrutural de uma modalidade da presente invenção utiliza quatro orelhas de combinação em cada conjunto de orelhas de combinação. Na modalidade preferida da presente invenção, as orelhas de combinação 46 e 47 são soldadas às superfícies internas das placas de orelha de combinação 43 e 44. Uma pessoa de conhecimento na técnica reconhecerá que as orelhas de combinação 46 e 47 podem ser afixadas às placas de orelha de combinação 43 e 44 por qualquer método adequado de conexão de metal com metal que seja capaz de lidar com as forças e tensões significativas impostas às placas de combinação e às orelhas de combinação. [0035] Ainda, em uma modalidade alternativa da presente invenção, o formato único do entalhe de suporte das orelhas de combinação 46 e 47 pode ser cortado em placas de orelha de combinação 43 e 44 no lugar da afixação das orelhas de combinação 46 e 47 às superfícies das placas de orelha de combinação 43 e 44. O corte do formato único do entalhe de suporte das orelhas de combinação 4 6 e 47 em placas de orelha de combinação 43 e 44 pode ser usado para sondas de perfuração menores com pisos de equipamento mais leves, já que o material cortado das placas de orelha de combinação 43 e 44 pode reduzir a capacidade de suporte de carga das placas. [0036] A orelha de combinação 46 e a orelha de combinação 47 são especialmente conformadas para se atingirem os objetivos da presente invenção. Como mostrado em detalhes na Figura 3b, cada uma das orelhas de combinação 4 6 e 4 7 consiste em uma peça de metal quadrada ou retangular 50 com um entalhe de suporte unicamente conformado 51. O entalhe de suporte 51 é especialmente conformado para ter paredes laterais verticais ou substancialmente verticais 52 e 53 e uma superfície de topo contornada 54. Adicionalmente, o entalhe de suporte 51 é conformado com superfícies de guia afuniladas 55 e 56 no ponto de entrada do entalhe de suporte 51. Como discutido com referência às Figuras 4 - 4b, o formato único do entalhe de suporte 51 é especialmente projetado para combinar com os membros de suporte fixos conformados unicamente de acordo com a presente invenção. [0037] As placas de orelha de combinação 43 e 44 são especialmente conformadas de modo que as orelhas de combinação 46 e 47 possam ser afixadas às placas em locais que permitem o acesso sem prejuízo ao entalhe de suporte 51 de ambas as orelhas de combinação 46 e 47. Especificamente, como mostrado na Figura 3, a orelha de combinação 47 é afixada à placa de orelha de combinação 44 em um local que é mais baixo do que o ponto de afixação para a orelha de combinação 46 e mais próximo do conjunto espaçador de recuo 22. Inversamente, a orelha de combinação 46 é afixada à placa de orelha de combinação 44 em um local mais alto do que o ponto de afixação para a orelha de combinação 47 e mais longe do conjunto espaçador de recuo 22. De modo similar, como mostrado na Figura 3a, um segundo conjunto de orelhas de combinação 46 e 47 é afixado à placa de orelha de combinação 43 nos mesmos locais. Como discutido com referência às Figuras 5 e 5a abaixo, esta configuração permite que as orelhas de combinação 46 e 47 nas placas de orelha de combinação 43 e 44 combinem com os membros de suporte fixos da placa de suporte afixada às caixas laterais da subestrutura para a formação do conector estrutural da presente invenção. [0038] Com referência, agora, à Figura 4, a placa de suporte 60 de uma modalidade preferida da presente invenção é mostrada. Como pode ser visto na Figura 4, a placa de suporte 60 é afixada à caixa lateral 11 da subestrutura de sonda de perfuração 5 (como designado na Figura 1). A placa de suporte 60 é afixada à caixa lateral 11 em um local alinhado com o ponto de conexão 35f, de modo que ela possa combinar com o conjunto de orelhas de combinação 41 correspondente afixado ao piso de equipamento unificado 20 no ponto de conexão 35f. A placa de suporte 60 pode ser conectada à caixa lateral 11 da subestrutura através de qualquer método de conexão de metal com metal adequado capaz de lidar com as forças e as tensões significativas impostas na placa de suporte 60. Na modalidade preferida da presente invenção, a placa de suporte 60 é soldada à caixa lateral 11. De uma forma similar, placas de suporte adicionais 60 podem ser afixadas à caixa lateral 11 em locais que são alinhados com cada um dos pontos de conexão designados 35a a 35e na Figura 2, de modo que as placas de suporte 60 possam combinar com os conjuntos de orelhas de combinação 41. [0039] De acordo com a modalidade preferida da presente invenção, o membro de suporte fixo 61 e o membro de suporte fixo 62 são afixados a e se estendem para fora a partir de ambos os lados da placas de suporte 60. A Figura 4a é uma vista de topo da placa de suporte 60 conectada à caixa lateral 11. A Figura 4a mostra os membros de suporte fixos 61 e 62 se estendendo para fora a partir de ambos os lados da placa de suporte 60. Na modalidade preferida da presente invenção, os membros de suporte fixos 61 e 62 se estendem para fora a partir dos lados da placa de suporte 60 aproximadamente de 2,54 a 5,08 cm. A faixa de distância acima é dada a titulo de exemplo apenas. Uma pessoa de conhecimento na técnica reconhecerá que a distância que os membros de suporte fixos 61 e 62 se estendem para fora a partir dos lados da placa de suporte 60 pode variar significativamente, dependendo de vários fatores, incluindo, mas não limitando, as cargas impostas na placa de suporte e nos membros de suporte fixos, o tamanho dos membros de suporte fixos em si, o tamanho da placa de suporte, e os materiais usados para a feitura dos membros de suporte e da placa de suporte. [0040] Os membros de suporte fixos 61 e 62 são mostrados em maiores detalhes na Figura 4b. Como pode ser visto na Figura 4b, os membros de suporte fixos 61 e 62 são especialmente conformados para terem paredes laterais verticais ou substancialmente verticais 66 e 67 e uma superfície de topo contornada 68. O formato e o tamanho dos membros de suporte fixos 61 e 62 são especificamente projetados para combinarem com o entalhe de suporte 51 mostrado na Figura 3b. De acordo com uma modalidade da presente invenção, os membros de suporte fixos 61 e 62 podem ser afixados à placa de suporte 60 pelo corte de um orifício na placa de suporte 60 para corresponder ao formato e ao tamanho dos membros de suporte fixos 61 e 62, os membros de suporte fixos 61 e 62 passando através desse orifício e, então, pela soldagem dos membros de suporte fixos 61 e 62 no lugar. Será apreciado por alguém versado na técnica que s membros de suporte fixos 61 e 62 podem ser afixados à placa de suporte 60 por qualquer método adequado de conexão de metal com metal que seja capaz de lidar com as forças e as tensões significativas impostas na placa de suporte e nos membros de suporte fixos. [0041] Além disso, a placa de suporte 60 é especificamente conformada para permitir que os membros de suporte fixos 61 e 62 sejam afixados em locais na placa de suporte 60 de modo que eles possam se encaixar em entalhes de suporte 51 de ambas as orelhas de combinação 46 e 47 para a formação do conector estrutural da presente invenção. Especificamente, como mostrado na Figura 4, o membro de suporte fixo 62 é afixado à placa de suporte 60 em um local que é mais baixo do que o ponto de afixação para o membro de suporte fixo 61 e mais distante da caixa lateral 11. Inversamente, o membro de suporte fixo 61 é afixado à placa de suporte 60 em um local mais alto do que o ponto de afixação para o membro de suporte fixo 62 e mais próximo da caixa lateral 11. Como discutido com referência às Figuras 5 e 5a abaixo, esta configuração permite que os membros de suporte fixos 61 e 62 combinem com as orelhas de combinação no conjunto de orelhas de combinação para a formação do conector estrutural da presente invenção. [0042] Tendo descrito os elementos individuais do conector estrutural da presente invenção, o conector estrutural completado será descrito com referência às Figuras 5 e 5a. Na Figura 5, os elementos do conector estrutural mostrado são mostrados verticalmente alinhados, de modo que a conexão possa ser constituída.
Especificamente, quando a sonda de perfuração está sendo montada no local de perfuração, as caixas laterais da subestrutura serão colocadas no terreno e posicionadas de modo que o piso de equipamento unificado possa ser baixado para o lugar e conectado às caixas laterais. Como mostrado na Figura 5, o conjunto de orelhas de combinação 41 afixado ao conjunto espaçador de recuo 22 é alinhado acima da placa de suporte 60 afixada à caixa lateral 11 da subestrutura. O conjunto de orelhas de combinação 41 é alinhado de modo que os entalhes de suporte 51 nas orelhas de combinação 46 e 47 afixadas à placa de orelha de combinação 44 possam ser baixados para uma posição de combinação com os membros de suporte fixos 61 e 62 em um lado da placa de suporte 60. De uma maneira similar, os entalhes de suporte 51 das orelhas de combinação 46 e 47 afixados à placa de orelha de combinação 43 são combinados com os membros de suporte fixos 61 e 62 no lado oposto da placa de suporte 60. As superfícies de guia afuniladas 55 e 56 dos entalhes de suporte 51 atuam como uma "guia" que guia as orelhas de combinação 46 e 47 para encaixe com os membros de suporte fixos 61 e 62. O uso das superfícies de guia afuniladas 55 e 56 ainda aumenta a eficiência com a qual o conector estrutural da presente invenção pode ser constituído. [0043] Quando conectadas assim, as placas de orelha de combinação 43 e 44 do conjunto de orelhas de combinação 41 estão em um dos lados da placa de suporte 60, como mostrado na Figura 5a. Nesta configuração, as extremidades dos membros de suporte fixos 61 e 62 se estendendo para fora em ambos os lados da placa de suporte 60 se adaptam firmemente nos entalhes correspondentes 51 das orelhas de combinação 46 e 47 afixadas às placas de combinação 43 e 44. Assim, o conector estrutural da modalidade preferida da presente invenção compreende uma conexão em quatro pontos, na qual as extremidades do membro de suporte fixo 61 se encaixam nos dois entalhes de suporte 51 das duas orelhas de combinação 46 afixadas às placas de orelha de combinação 43 e 44, e as extremidades do membro de suporte fixo 62 se encaixam nos dois entalhes de suporte 51 das duas orelhas de combinação 47 afixadas às placas de orelha de combinação 43 e 44. [0044] Para sondas de perfuração maiores, modalidades alternativas da presente invenção utilizando múltiplas placas de suporte e placas adicionais de orelha de combinação podem ser usadas. Por exemplo, em uma modalidade alternativa, o conector estrutural pode utilizar duas placas de suporte - com cada placa tendo dois membros de suporte fixos se estendendo através dela - e um conjunto de orelhas de combinação consistindo em três placas de combinação. Em uma configuração como essa, o conector estrutural compreendería uma conexão de oito pontos da maneira descrita acima com referência à modalidade preferida. De uma forma igual, o número de placas de suporte e o número de placas de combinação usadas em uma outra modalidade do conector estrutural poderíam ser aumentados para três e quatro, respectivamente, para a criação de uma conexão ainda mais forte. Alguém de conhecimento na técnica reconhecerá que numerosas modalidades alternativas da presente invenção podem ser feitas pela adição de placas adicionais de suporte e placas adicionais de orelha de combinação ao conector estrutural, para aumento da capacidade de suporte de carga da conexão. [0045] De modo similar, alguém de conhecimento na técnica reconhecerá que numerosas modalidades alternativas da presente invenção podem ser feitas pelo aumento do número de orelhas de combinação afixadas às placas de orelha de combinação e pelo aumento do número de membros de suporte fixos correspondentes afixados às placas de suporte. Uma pessoa de conhecimento na técnica também reconhecerá que numerosas modalidades alternativas da presente invenção existem, nas quais o número de orelhas de combinação e de membros de suporte fixos usados no conector estrutural pode ser aumentado ao mesmo tempo em que o número de placas de suporte e de placas de orelha de combinação é aumentado. Ainda, alguém de conhecimento na técnica reconhecerá que, para conexões lidando com cargas menores, o número de orelhas de combinação afixadas às placas de orelha de combinação e o número de membros de suporte fixos correspondentes afixados às placas de suporte podem ser reduzidos para um. Da mesma forma, para aplicações de carga menor, os conjuntos de orelha de combinação tendo uma placa única de orelha de combinação podem ser utilizados. [0046] Ainda em uma outra modalidade alternativa da presente invenção, a localização das placas de suporte e a localização dos conjuntos de orelha de combinação podem ser invertidas, isto é, as placas de suporte podem ser afixadas ao piso de equipamento unificado (ao invés de às caixas laterais), e os conjuntos de orelhas de combinação podem ser afixados às caixas laterais (ao invés de ao piso de equipamento unificado). Em uma configuração como essa, os topos contornados dos membros de suporte fixos voltar-se- iam para baixo (na direção do terreno) , de modo que eles pudessem combinar com as orelhas de combinação voltadas para cima - com a abertura do entalhe de suporte nas orelhas de combinação voltada para cima. [0047] O resultado da combinação dos entalhes de suporte 51 das orelhas de combinação 46 e 47 com os membros de suporte fixos 61 e 62 - como mostrado na Figura 5a - é um conector estrutural capaz de lidar com forças verticais significativas impostas na conexão pelo peso do piso de equipamento unificado e pelo momento significativo imposto na conexão por forças horizontais atuando sobre a conexão. A capacidade do conector estrutural da presente invenção de lidar com estas forças e tensões significativas é derivada dos entalhes de suporte unicamente conformados 51 (mostrados em detalhes na Figura 3b) e dos membros de suporte fixos unicamente conformados 61 e 62 (mostrados em detalhes na Figura 4b) . Especificamente, quando os topos contornados 68 dos membros de suporte fixos 61 e 62 são encaixados com a superfície de topo contornada 54 do entalhe de suporte 51 das orelhas de combinação 46 e 47, a carga vertical causada pelo peso do piso de equipamento é espalhada uniformemente pelos topos contornados inteiros 68, de modo que a carga vertical possa ser efetivamente portada pelos membros de suporte fixos 61 e 62. [0048] Com respeito às cargas horizontais atuando sobre o ponto de conexão, o conector estrutural da presente invenção é capaz de lidar com cargas horizontais altas. A capacidade de suporte de carga horizontal é atribuível à combinação das paredes laterais verticais ou substancialmente verticais 66 e 67 dos membros de suporte fixos 61 e 62 com as paredes laterais verticais ou substancialmente verticais 52 e 53 dos entalhes de suporte 51 das orelhas de combinação 46 e 47. 0 uso das paredes laterais verticais ou substancialmente verticais permite que as cargas horizontais impostas sobre a conexão sejam portadas sobre uma área superficial maior. Especificamente, diferentemente de conectores tipo de pino redondos, as paredes laterais 66 e 67 dos membros de suporte fixos 61 e 62 estão em contato com as paredes laterais 52 e 53 dos entalhes de suporte 51 ao longo do comprimento inteiro das paredes. Quaisquer forças horizontais atuando sobre a conexão serão espalhadas sobre a superfície inteira das paredes e, assim, as tensões impostas no ponto de conexão por estas forças horizontais são reduzidas. Ainda, se forças horizontais significativas forem esperadas, o comprimento das paredes laterais 66 e 67 dos membros de suporte fixos 61 e 62 e o comprimento das paredes laterais 52 e 53 dos entalhes de suporte 51 podem ser aumentados, para a provisão de uma área ainda maior para se lidar com tais forças. [0049] Embora o aparelho, as composições e os métodos desta invenção tenham sido descritos em termos de modalidades preferidas ou ilustrativas, será evidente para aqueles de conhecimento na técnica que variações podem ser aplicadas ao processo descrito aqui, sem se desviar do conceito e do escopo da invenção. Tais substitutos similares e modificações evidentes para aqueles versados na técnica são julgados como estando no escopo e no conceito da invenção, como é estabelecido nas reivindicações a seguir.
Claims (28)
1. Conector estrutural, caracterizado pelo fato de compreender: uma placa de suporte (60) que compreende uma pluralidade de membros de suporte fixos (61, 62) que se estendem através dela, os membros de suporte fixos tendo paredes laterais (66, 67) e topos contornados (68); um conjunto de orelha de combinação (41) que compreende um par de placas de orelha de combinação (43, 44) e uma pluralidade de orelhas de combinação (46, 47) afixadas a cada placa de orelha de combinação, cada orelha de combinação tendo um entalhe de suporte (51) ali, que é conformado e dimensionado para combinar com o membro de suporte fixo, onde o entalhe de suporte de cada orelha de combinação compreende superficies de guia afuniladas (55, 56) no ponto de entrada do entalhe de suporte, paredes laterais (52, 53) e um topo contornado (54).
2. Conector estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a pluralidade de membros de suporte fixos se estender para fora a partir de ambos os lados da placa de suporte.
3. Conector estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as paredes laterais de cada membro de suporte fixo serem substancialmente verticais.
4. Conector estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os entalhes de suporte das orelhas de combinação compreenderem paredes laterais substancialmente verticais e superficies de topo contornadas.
5. Conector estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as orelhas de combinação serem soldadas às placas de orelha de combinação.
6. Conector estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as orelhas de combinação serem formadas pelo corte do formato do entalhe de suporte nas placas de orelha de combinação.
7. Conector estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de uma carga vertical no conector estrutural ser portada pela combinação dos topos contornados dos entalhes de suporte com os topos contornados dos membros de suporte fixos.
8. Conector estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de uma carga horizontal no conector estrutural ser portada pela combinação das paredes laterais dos entalhes de suporte das orelhas de combinação com as paredes laterais dos membros de suporte fixos.
9. Conector estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender: uma pluralidade de placas de suporte (60) , cada uma tendo uma pluralidade de membros de suporte fixos (61, 62) que se estendem através dela, os membros de suporte fixos se estendendo para fora a partir de ambos os lados das placas de suporte e compreendendo paredes laterais (66, 67) e topos contornados (68); um conjunto de orelha de combinação (41) que compreende uma pluralidade de placas de orelha de combinação (43, 44) e uma pluralidade de orelhas de combinação (46, 47) afixadas a cada placa de orelha de combinação, cada orelha de combinação tendo um entalhe de suporte (51) ali; onde o entalhe de suporte de cada orelha de combinação compreende superfícies de guia afuniladas (55, 56) no ponto de entrada do entalhe de suporte, paredes laterais (52, 53) e um topo contornado (54) .
10. Conector estrutural, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de as paredes laterais de cada membro de suporte fixo serem substancialmente verticais.
11. Conector estrutural, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de as paredes laterais dos entalhes de suporte das orelhas de combinação serem substancialmente verticais.
12. Conector estrutural, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de uma carga vertical no conector estrutural ser portada pela combinação dos topos contornados dos entalhes de suporte com os topos contornados dos membros de suporte fixos.
13. Conector estrutural, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de uma carga horizontal no conector estrutural ser portada pela combinação das paredes laterais dos entalhes de suporte das orelhas de combinação com as paredes laterais dos membros de suporte fixos.
14. Conector estrutural, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o conector estrutural conectar um piso de equipamento unificado de uma sonda de perfuração à subestrutura da sonda de perfuração.
15. Método de conexão de componentes estruturais, caracterizado pelo fato de compreender: provisão de um ou mais primeiro componente estrutural, cada um com uma ou mais placas de suporte afixadas a ele; provisão de cada placa de suporte com uma pluralidade de membros de suporte fixos (61, 62) se estendendo através dela, cada membro de suporte fixo compreendendo paredes laterais (66, 67) e um topo contornado (68); provisão de um ou mais segundo componente estrutural com um ou mais conjuntos de orelha de combinação (41) afixados a ele, cada conjunto de orelha de combinação compreendendo uma pluralidade de placas de orelha de combinação (43, 44) e uma pluralidade de orelhas de combinação (46, 47) afixadas a cada placa de orelha de combinação; provisão de cada orelha de combinação com um entalhe de suporte (51), o entalhe de suporte compreendendo superfícies de guia afuniladas (55, 56) no ponto de entrada do entalhe de suporte, paredes laterais (52, 53) e um topo contornado (54); posicionamento do primeiro componente estrutural e do segundo componente estrutural para conexão; alinhamento da orelha de combinação do conjunto de orelha de combinação com os membros de suporte fixo das placas de suporte; guia dos membros de suporte fixos (61, 62) das placas de suporte para encaixe com os entalhes de suporte (51) das orelhas de combinação, usando-se as superfícies de guia afuniladas dos entalhes de suporte.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de ainda compreender a provisão dos membros de suporte com paredes laterais substancialmente verticais.
17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de ainda compreender a soldagem das orelhas de combinação às placas de orelha de combinação.
18. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de ainda compreender o corte do formato dos entalhes de suporte nas placas de orelha de combinação.
19. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os componente estruturais são para uma sonda de perfuração e em que: o primeiro componente estrutural compreende uma primeira caixa lateral (10) , uma segunda caixa lateral (11) e onde o segundo componente estrutural fornecido é um piso de equipamento (20).
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de ainda compreender a montagem dos componentes do piso de equipamento para a formação de um piso de equipamento unificado.
21. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de ainda compreender a provisão dos membros de suporte fixos com paredes laterais substancialmente verticais.
22. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de ainda compreender a soldagem das orelhas de combinação nas placas de orelha de combinação.
23. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de ainda compreender o corte do formato dos entalhes de suporte para as placas de orelha de combinação.
24. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os componentes estruturais são para uma sonda de perfuração e em que: o primeiro componente estrutural fornecido é um piso de equipamento (2 0) ; o segundo componente estrutural compreende uma primeira caixa lateral (10); e uma segunda caixa lateral (11) ·
25. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de ainda compreender a montagem de componentes do piso de equipamento para a formação de um piso de equipamento unificado.
26. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de ainda compreender a provisão dos membros de suporte fixos com paredes laterais substancialmente verticais.
27. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de ainda compreender a soldagem das orelhas de combinação às placas de orelha de combinação.
28. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de ainda compreender o corte do formato dos entalhes de suporte nas placas de orelha de combinação.
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