BRPI0719135A2

BRPI0719135A2 - Válvula

Info

Publication number: BRPI0719135A2
Application number: BRPI0719135-9A
Authority: BR
Inventors: Svein Nesje
Original assignee: Aker Subsea As
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2014-02-04
Also published as: AU2007322445A1; RU2468271C2; US8091861B2; RU2009123227A; NO328728B1; US20100243936A1; EP2084437A1; AU2007322445B2; WO2008063073A1; MY154544A; NO20065317L

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "VÁLVULA". A presente invenção refere-se a uma válvula para uso em cone- xão com produção de óleo e produção de gás, especialmente para uso fora da costa, de acordo com o ingresso da reivindicação subsequente 1.

Muitas válvulas são usadas em conexão com a produção de

óleo e produção de gás. Comum a estas é que são submetidas a altas pres- sões e altas temperaturas, fluidos e partículas corrosivas, e uma falha em uma válvula pode levar a sérias conseqüências com relação à segurança dos trabalhadores na vizinhança da válvula e com relação a dano ambiental. Além do mais, uma falha terá grandes conseqüências econômicas. Uma par- te das válvulas é também colocada de modo que o reparo e a substituição sejam difíceis e dispendiosos. Isto é particularmente o caso das válvulas que são colocadas abaixo da linha d'água, e especificamente em grandes pro- fundidades do oceano. Portanto existe uma grande necessidade de desenhar estas vál-

vulas de modo que sejam tão seguras e durem tanto quanto possível.

A presente invenção visa, em um primeiro aspecto, fornecer uma válvula em que o perigo de dano e desgaste nas vedações entre o assento de válvula e o alojamento de válvula é reduzido. Isto é obtido em que o as- sento de válvula é encaixado com um entalhe no lado do assento de válvula que se volta para o corpo de válvula, o dito entalhe está em comunicação fluida direta com um canal de fluxo. Desse modo, é obtido um vazamento controlado entre o assento de válvula e o corpo de válvula, de modo que o fluido escolhe este caminho em vez de forçar a si mesmo além das veda- ções.

Pelo fato de que o entalhe tem uma área que é influenciada pela pressão do canal de fluxo, a dita área é pelo menos tão grande quanto a á- rea na extremidade oposta do assento de válvula que é influenciada pela pressão do canal de fluxo, o assento de válvula será forçado contra o aloja- mento de válvula de modo que a vedação aqui é ainda aumentada.

A presente invenção é especialmente adequada para uma válvu- la de comporta. A válvula de preferência compreende dois assentos de válvula que assentam em cada lado do corpo de válvula. Desse modo se obtém primeiramente, um bom controle do corpo de válvula a partir dos dois lados e, em segundo lugar, a válvula vedará bem ambos os sentidos.

De acordo com uma modalidade preferida, o assento de válvula

é encaixado com um anel de guia que circunda o assento de válvula na ex- tremidade que se volta para o corpo de válvula com o anel de guia sendo montado para formar um guia para o corpo de válvula. Desse modo um con- trole de segurança é obtido para o corpo de válvula entre a posição aberta e fechada.

O anel de guia de preferência compreende protuberâncias que são dispostas em contato com o corpo de válvula para estabilizar este em uma direção transversa à extensão do canal de fluxo. Desse modo um su- porte de quatro lados do corpo de válvula é obtido. De acordo com uma modalidade preferida adicional, o corpo de

válvula tem uma seção transversal de quatro lados em que dois lados opos- tos se estendem em seus assentos de válvula respectivos e os dois outros lados opostos se estendem nas protuberâncias do anel de guia. Com tal se- ção transversal o corpo de válvula será fácil de fabricar, na medida em que se pode retificar o lado do corpo de válvula com grande precisão.

A invenção deve agora ser descrita em mais detalhes com refe- rência às figuras anexas, em que:

a figura 1 mostra um desenho de seção transversal em perspec- tiva de uma válvula de acordo com uma modalidade preferida em que pó corpo de válvula é mostrado separadamente do alojamento de válvula;

a figura 2 mostra um detalhe da válvula com o corpo de válvula no lugar no alojamento de válvula;

a figura 3 mostra a válvula vista de cima; a figura 4 mostra uma seção de um detalhe de um assento de válvula com a válvula na posição aberta;

a figura 5 mostra uma seção que corresponde com a válvula da figura 3 mas com a válvula na posição fechada. A válvula mostrada na figura 1 compreende um alojamento de válvula 1 que é encaixado com uma entrada 2 e uma saída 3, que em suas extremidades externas, é encaixado com um flange 4, 5. Um primeiro assen- to de válvula 6 e um segundo assento de válvula 7 são dispostos no aloja- mento de válvula e estes são conectados na entrada 2 e a saída 3, respecti- vamente, e formam um espaço 8 entre elas. Neste espaço 8 existe um lugar para o corpo de válvula 9.

O corpo de válvula 9 tem uma primeira superfície lateral 10 e uma segunda superfície lateral oposta (oculta na figura 1), que é montada para formar uma vedação com um assento de válvula respectivo 6, 7. Além do mais, o corpo de válvula tem uma terceira superfície lateral 25 que se encontra perpendicular à primeira superfície lateral 11 e uma segunda super- fície lateral, e uma quarta superfície lateral (oculta na figura 1), que se en- contra oposta à terceira superfície lateral 25. O corpo de válvula 9 tem, em sua extremidade, uma ranhura em rabo de andorinha 11 para engate com um atuador (não-mostrado). O corpo de válvula 9 tem uma abertura direta 12 a partir da primeira superfície lateral 10 para a segunda superfície lateral. Perto da abertura 12 está uma área 13 de pelo menos o mesmo tamanho que a abertura 12.

A figura 2 mostra um alojamento de válvula 1 com o corpo de

válvula 9 no lugar entre os assentos de válvula 6 e 7. Os assentos de válvula consistem, essencialmente, de um invólucro de assento que tem um furo de deslocamento direto 13, 14. Na posição representada dói corpo de válvula 9, a válvula está aberta e a abertura 12 é alinhada com os furos de desloca- mento direto 13, 14. Quando o corpo de válvula 9 está no lugar, isto forma uma divisão entre o canal de fluxo 16 da válvula e uma cavidade 17 no alo- jamento de válvula. A cavidade 17 é vedada dos arredores com a ajuda de uma tampa (não-mostrada) que é presa a um flange 18.

O corpo de válvula 9 também tem um canal 15 que se estende de cerca do meio do eixo longitudinal da abertura 12 no fundo da ranhura de rabo de andorinha 11.0 canal 15 assim fornece comunicação entre o canal de fluxo 16 da válvula e a cavidade 17 para equalização de pressão entre estes. O canal 5 abandona o entalhe do atuador (não-mostrado) que engata com a ranhura de rabo de andorinha 11 de modo que este bloqueie o fluxo direto de areia para a cavidade 17.

Na extremidade de cada assento de válvula 6, 7 que está mais perto do corpo de válvula 9, um anel de guia 19, 20 está disposto. Este anel 19, 20 assenta em um ressalto 29 na periferia do assento de válvula 6, 7 e se posiciona um pequeno espaço na direção do corpo de válvula 9. Em um lado, especialmente onde a abertura 12 do corpo de válvula 9 está localiza- da quando a válvula é fechada, o anel 19, 20 é encaixado com uma placa 22. A placa 22 impede a comunicação direta entre o canal de fluxo 16 e a cavidade 17 quando o corpo de válvula está em uma posição intermediária durante a abertura e fechamento. A figura 3 mostra a válvula vista a partir de cima. Aqui se vê o flange 18 do alojamento de válvula e o corpo de válvula 9 dentro do alojamento de válvula. Na figura, um quarto do alojamento de vál- vula é removido de modo que o assento 6 esteja claramente visível. Mostra- do na extremidade do assento de válvula 6 está o anel de guia 19. Como se pode ver, o anel de guia tem protuberâncias 23, 24 que se estendem para fora no lado do corpo de válvula 9 de modo que estas se posicionem contra a terceira superfície lateral 24 e a quarta superfície lateral, respectivamente. Devido às protuberâncias do anel de guia, o corpo de válvula será firmemen- te posicionado entre os assentos de válvula e o movimento entre a posição aberta e fechada é claramente definido. Devido á função de suporte do anel de guia 19 para o corpo de válvula 9 é possível fabricar o corpo de válvula com uma seção transversal quadrada, em que duas superfícies laterais o- postas se volta para os assentos de válvula e bloqueiam o fluxo de fluido quando a válvula é fechada e duas superfícies laterais opostas s voltam para as protuberâncias 23, 24 do anel de guia e asseguram que o corpo de válvu- la é estabilizado lateralmente. Um corpo de válvula quadrado é muito mais simples de fabricar que um corpo de válvula com seções transversais arque- adas ou circulares. A seção transversal é de preferência retangular com dois e dois comprimentos diferentes de modo que não seja possível encaixar o corpo de válvula de maneira errada. O corpo de válvula é também apropria- damente simétrico em torno de dois planos de comprimentos perpendicula- res, de modo que possa ser girado 180° sem funcionar mal.

Referência deve agora ser feita às figuras 4 e 5, que mostram uma seção através de uma parte do assento de válvula 6, o corpo de válvula 9, o alojamento de válvula 1, e o anel de guia 19 em posição aberta e fecha- da, respectivamente.

O assento de válvula é encaixado com ranhuras para duas ve- dações 26 e 27. A primeira vedação 26 é uma vedação primária que impede o fluido e quaisquer partículas de penetrar entre o assento de válvula 6 e o alojamento de válvula 1. A segunda vedação 27 impede partículas e fluido de penetrar entre a extremidade do assento de válvula 6 e o alojamento de válvula 1. Entre as duas vedações 26 e 27 existe uma área 28 (que estira como um anel na extremidade do assento de válvula), que é montada para formar uma vedação de metal com metal entre o assento de válvula 6 e o alojamento de válvula 1.

Também é disposto um disco de mola 29 que força o assento de mola 6 contra o corpo de válvula 9. O disco de mola 29 contribui para impe- dir o ingresso de areia entre o assento de válvula 6 e o corpo de válvula 1.

Na extremidade do assento de válvula 6 que se volta para o cor- po de válvula 9, são dispostos dois entalhes, um entalhe externo 30 e um entalhe interno 31. Um entalhe externo 30 foi usado previamente para liberar qualquer excesso de pressão na cavidade 1 fora do corpo de válvula 9 den- tro do canal de fluxo.

No entanto, a função do entalhe interno 31 é assegurar que qualquer excesso de pressão que existiria no canal de fluxo 16 em relação à cavidade 17 durante o fechamento da válvula e depois que a válvula é fe- chada é deixada escapar para a cavidade sem ter que passar pelas veda- ções 26, 27 e 28. Para válvulas convencionais sem o entalhe interno 31 al- gum fluido (e assim também algumas partículas) sempre entra entre o alo- jamento de válvula e o assento de válvula, no entanto, a vedação entre o assento de válvula e o alojamento de válvula seria boa. Com o tempo isto danificaria a vedação entre o alojamento de válvula e o assento de válvula. O entalhe 31 deve ser um pouco maior que, ou pelo menos tão grande quanto, a distância entre o canal de fluxo 16 e a primeira vedação 26. Desse modo a pressão no canal de fluxo 16 funcionará em uma superfí- cie maior no lado do assento de válvula 6 que se volta pára o corpo de vál- vula que no lado do corpo de válvula 6 que se volta para o alojamento de válvula (e onde as vedações 26 a 28 também estão), de modo que pó as- sento de válvula 6 é pressionado contra o alojamento de válvula 1 e o efeito de vedação nas vedações 26 a 28 aumenta.

Isto significa que algum fluido e possivelmente algumas partícu- Ias vazarão entre o assento de válvula 6 e o corpo de válvula 9, na medida em que são ligeiramente forçados separadamente. No entanto, este peque- no vazamento é de muito pouco significado. Na interface entre o assento de válvula e o corpo de válvula não existem vedações que possam ser danifica- das por partículas.

Existirá uma necessidade maior em formar um entalhe no assen-

to de válvula a montante, mas para isto ser desnecessário ter dois assentos de válvula diferentes e tornar igualmente funcional acionar a corrente de flui- do em ambos os sentidos na válvula, é apropriado que ambos os assentos de válvula sejam formados com tal entalhe. Quando a válvula é fechada po- de também existir uma pressão residual no lado à jusante do corpo de válvu- la, a dita pressão residual pode forçar as partículas atrás da primeira veda- ção 26. Um entalhe no corpo de válvula a jusante impedirá isto efetivamente.

Claims

1. Válvula para uso em conexão com produção de óleo e gás compreendendo um alojamento de válvula (1) que é conectado a pelo me- nos uma entrada (2) e uma saída (3), que juntas definem um canal de fluxo (16) através da válvula, um corpo de válvula (9), que está disposto para abrir e fechar seletivamente para o fluxo de fluido no dito canal de fluxo (16) e pelo menos um assento de válvula (6, 7), o dito assento de válvula (6, 7) é fornecido com pelo menos uma vedação contra o alojamento de válvula (1), caracterizada pelo fato de que o assento de válvula (6) é fornecido com um entalhe (31) neste lado do assento de válvula que se volta para o corpo de válvula (9), o dito entalhe (31) está em comunicação de fluido direta com o canal de fluxo (16), e que o entalhe (31) tem uma área que é influenciada pela pressão do canal de fluxo (16), a dita área é pelo menos tão grande quanto a área na extremidade oposta do assento de válvula que é influenci- ada pela pressão do canal de fluxo (16).

2. Válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a válvula é uma válvula de comporta.

3. Válvula, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que compreende dois assentos de válvula (6, 7) que são Iocali- zados em lados separados do corpo de válvula (9).

4. Válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, caracterizada pelo fato de que o assento de válvula é fornecido com um anel de guia (19, 20) que circunda o assento de válvula (6, 7) e se apóia no alojamento de válvula na extremidade do mesmo voltada para o corpo de válvula (9), o dito anel de guia sendo disposto para formar um guia para o corpo de válvula (9).

5. Válvula, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o anel de guia compreende protuberâncias (23, 24) que são dis- postas para contatar o corpo de válvula (9) para estabilizar em uma direção transversa à extensão do canal de fluxo (16).

6.

Válvula, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que co corpo de válvula (9) tem uma seção transversal quadrada em que dois lados opostos (10) engatam um assento de válvula respectivo (6, 7) e os dois lados opostos (25) engatam as protuberâncias (23, 24) do anel de guia.