MX2012013843A - Cierre de seguridad removible y accionado por maquina con soporte anti-rotacion y liberado por maquina. - Google Patents

Abstract

Un cierre de seguridad removible accionado por máquina mejorado hecho de conformidad con esta invención incluye una combinación de cerrojo y masa central que permite que un soporte de tapón se auto-alinee con los orificios de activación de la placa de leva del cierre de manera que un operador puede recuperar el cierre sin tener que recargarse directamente sobre el. Una válvula de derivación interfiere con la placa de leva cuando la derivación está en su posición cerrada. Esta interferencia evita que la placa de leva active las hojas fijadas. Las ranuras anti-rotación ubicadas en el cuerpo de tapón y la brida del miembro tubular se fijan y evitan la rotación del cuerpo de tapón más allá de una cierta ventana rotacional durante el proceso de fijación y cuando el cuerpo de tapón está en su posición de sello final. El cerrojo, junto con los medios para asegurar el soporte de tapón a la barra de mandrinar, permite que el soporte sea recuperado desde el tapón fijo.

Description

CIERRE DE SEGURIDAD REMOVIBLE Y ACCIONADO POR MÁQUINA CON SOPORTE ANTI-ROTACIÓN Y LIBERADO POR MÁQUINA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La invención se refiere de manera general a cierres utilizados para cerrar y abrir un miembro tubular que transporta un gas o líquido bajo presión. De modo más particular, se refiere a cierres semi-permanentes usados en relación con operaciones de derivación sobre tubería en carga.

En las operaciones de derivación de tubería en carga, con frecuencia es necesario cerrar una abertura en un miembro tubular de manera ya sea permanente o semi-permanente, es decir, cerrar una abertura en donde no se requiere o no se desea una válvula. Un ejemplo de un cierre semi-permanente surge cuando se hace una derivación sobre tubería en carga dentro de una tubería o un recipiente a través del cual un accesorio conectado a la tubería o recipiente. En la aplicación de derivación sobre tubería en carga común como se utiliza en la industria del petróleo, un accesorio es soldado en el exterior de una tubería que tiene gas o líquido fluyendo bajo presión. El accesorio incluye una brida en su conexión externa y una máquina de derivación sobre tubería en carga machine es asegurada a la brida. Mediante el uso de equipo altamente especializado, se puede perforar un orificio a través de la pared de la tubería en tanto que un gas o líquido continua fluyendo a través de ella a fin de brindar acceso al interior de la tubería. Este orificio o abertura de acceso puede ser utilizado para insertar equipo que bloque de manera temporal el flujo a través de la tubería mientras se hacen reparaciones a la tubería. Después de que se completan las reparaciones, el equipo es removido aunque es necesario cerrar la abertura que proporciona el acceso hacia el interior de la tubería. De preferencia el cierre se efectúa de una manera tal que se puede obtener nuevamente dicho acceso hacia el interior de la tubería en cierta fecha posterior a través del accesorio.

Debido a que el miembro tubular está bajo presión, un miembro de cierre debe estar en una posición adecuadamente cerrada antes de que el miembro de cierre sea expuesto a presión atmosférica. Un miembro de cierre cerrado de manera inadecuada puede reventarse, ocasionando una lesión seria al operador u otras personas cercanas. Por lo tanto, es de importancia crítica que el operador sepa con toda certidumbre que el miembro de cierre está alineado y cerrado de modo adecuado antes de exponer el área sobre el miembro de cierre a presión atmosférica, y que permanezca en resta posición alineada y cerrada con el paso del tiempo. Sin embargo, debido a los desafíos asociados con los sistemas de tapón de terminación de más de 20 pulgadas y capaces de resistir presiones completamente evaluadas de 600 libras, no se han desarrollado todavía los que no tengan pasos de fuga excepto a través de la junta y se mantengan completamente recuperables. De modo adicional, nunca se ha implementado la capacidad para fijar un tapón de este tamaño y clase sin remover manualmente el soporte desde el tapón. La inestabilidad del tapón (debida a la longitud limitada de acoplamiento del soporte y el tapón) y el flujo limitado a través de la derivación de ese sistema (debido a que la derivación descarga el fluido a través de los roscados de acoplamiento) evitó que se utilizara un soporte accionado por máquina para mayores tamaños y presiones más elevadas. Finalmente no se ha implementado la característica antirotación para los tapones de terminación de este tamaño y clase, asi como tamaños y clases menores. Los sistemas de cierre removibles de la técnica anterior se apoyan en la fricción entre el anillo toroidal y la brida para evitar la rotación de los tapones. Existen ahorros de costo iniciales al no tener la característica de anti-rotación, aunque hay más ahorros de costo a largo plazo al evitar las colisiones con el tapón o cupón y tener la seguridad agregada de anti-rotación durante el proceso de fijación de tapón.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Similar a otros tapones de terminación removibles, el propósito principal de esta invención es sellar de manera temporal una tubería dentro de una brida de un accesorio de ramificación hasta se instala una brida ciega. Las nuevas características de un cierre de seguridad removible hecho de acuerdo con esta invención y método para su instalación mejora la seguridad y confiabilidad con relación a esos otros tapones de terminación, en especial para tapones de más de 20 pulgadas. Las nuevas características incluyen: • ranuras anti-rotación en el cuerpo de tapón y brida que se fijan entre sí. Esto resuelve dos problemas. En primer lugar, las ranuras fijadas evitan que el tapón gire durante su instalación a medida que las hojas están siendo accionadas por la máquina de derivación y se mueven hacia una posición extendida. Debido a que se evita la rotación de tapón, las hojas acoplan completamente dentro de la brida después de que la barra de mandrinar de la máquina de derivación es girada en el ángulo específico. En segundo lugar, garantiza que una colisión con el cupón (si ocurre alguna) sea ocasionada por el tapón ya que el tapón se desvía con el paso del tiempo se desvia con el paso del tiempo desde la posición de fijación inicial debido a la vibración y la fluctuación de presión. • un soporte de tapón que desconecta desde el cuerpo de tapón aunque permanece conectado a la barra de mandrinar de la máquina de derivación después de que se fija el tapón. Esto evita que un operador tenga que apoyarse sobre el tapón en tanto que está bajo presión a fin remover el soporte de tapón. • la habilidad para recuperar el tapón presurizado, fijo sin la necesidad de que un operador se coloque directamente sobre el tapón. En una modalidad de la invención, un roscado de recuperación sobre la parte superior de la placa de leva es utilizada con un tope rotacional de modo que el soporte de tapón puede ser colocado de manera de correcta por la sensación de que la manivela giratoria de la máquina de derivación se detiene. En otra modalidad, el tope rotacional es construido dentro de la masa central del cuerpo de tapón de modo que el soporte de tapón puede ser colocado de manera correcta, de nuevo mediante la sensación de que la manivela de rotación de la máquina de derivación se detiene. Ambos medios de tope rotacional proporcionan una amplia ventana rotacional en la cual el soporte de tapón puede ser orientado antes de que el soporte sea descendido en la brida por la barra de mandrinar de la máquina de derivación para recuperar el tapón. • la habilidad para desconectar el soporte de tapón desde el tapón sin tener que activar la barra de retención de la máquina de derivación durante el proceso de fijación de tapón. El soporte de tapón se desconecta desde el tapón fijado justa mediante rotación de la barra de mandrinar. • el tapón es bloqueado rotacionalmente sobre la barra de mandrinar hasta que la barra de mandrinar empuja contra el tapón con la fuerza suficiente para comprimir un separador (de preferencia un separador elastomérico) en el tapón. Esto asegura que las hojas no puedan ser extendidas hasta que el tapón esté empujando contra un reborde en la brida que detiene el desplazamiento descendente del tapón. • alineación más sencilla del tapón con la barra de mandrinar. Los diseños de tapón de la técnica anterior tienen un punto de levantamiento que está descentrado con relación al centro de gravedad del tapón. El punto de levantamiento descentrado dificulta el ensamble con la máquina de derivación. El nuevo tapón tiene dos puntos de levantamiento que se extienda sobre el centro de gravedad del tapón. Esto permite que el tapón sea alineado con la barra de mandrinar antes del montaje del tapón sobre el soporte de tapón.

Por lo tanto, un cierre de seguridad removible accionado por máquina mejorado para un miembro tubular elaborado de acuerdo con esta invención incluye una o más de las siguientes características: • una pluralidad de hojas accionadas por leva que residen sobre una placa de leva de un cuerpo de tapón del cierre, la placa de leva que incluye orificios de accionamiento para recibir pasadores de activación respectivos de un soporte de tapón giratorio, los pasadores de activación del soporte de tapón giratorio que acopla los orificios de activación de la placa de leva y mueven la pluralidad de hojas accionadas por leva entre una primera posición retraída y una segunda posición expandida a medida que el soporte de tapón giratorio gira entre una posición inicial y una posición final; • una primera ranura anti-rotación ubicada en una superficie circunferencial externa del cuerpo de tapón y una segunda ranura anti-rotación ubicada en una superficie circunferencial interna de una brida de un miembro tubular la cual recibe el cuerpo de tapón, la primera y segunda ranuras anti-rotación colocadas para fijarse una con la otra y evitar que el cuerpo de tapón gire, o limitan de manera significativa su rotación, a medida que la pluralidad de hojas accionadas por levas se mueven entre la primera posición retraída y la segunda posición expandida (y en tanto el tapón presurizado fijo permanece en la brida); • un soporte de tapón giratorio que tiene un cerrojo estático o móvil que acopla una masa central del cuerpo de tapón y ayuda a alinear los pasadores de activación con los orificios de activación además de asegurar de manera temporal y liberable el cuerpo de tapón al soporte de tapón giratorio; • en la modalidad de cerrojo estático de la invención, no hay necesidad de activar la barra de retención durante el proceso de fijación de tapón (la activación de la barra de retención sólo es necesaria para la instalación inicial del tapón en la barra de mandrinar y la remoción final del soporte de tapón desde la barra de mandrinar); • medios para asegurar el soporte de tapón giratorio a una barra de mandrinar de una máquina de derivación después de que la barra de retención es desenroscada, los medios de aseguramiento (por ejemplo, un conjunto de tornillos de resalto) permiten que el soporte de tapón giratorio permanezca asegurado a la barra de mandrinar después de que se fija el tapón, la barra de retención es desenroscada, y el soporte se libera desde el cuerpo de tapón; • a tope giratorio, que puede estar ubicado en una superficie superior de la placa de leva o en una superficie superior de una masa del cuerpo de tapón, que evita que el soporte de tapón giratorio gire más de 90° completos cuando los pasadores de activación respectivos aproximadamente están a nivel con una superficie superior de la placa de leva y no están acoplados con los orificios de activación y coloca los pasadores de activación respectivos en una posición adecuada sobre los orificios de activación para recuperar el cierre desde dentro de la brida del miembro tubular; • un tope de masa que evita que el soporte gire 180° completos y un cerrojo (o conjunto de cerrojos) y pasadores de activación con una ranura de cerrojo (o ranuras) y orificios de activación, respectivamente; • una válvula de derivación desfasada desde el eje central del cuerpo de tapón, la válvula de derivación cuando está en la posición abierta permite que el producto fluya a través de la válvula de derivación y por lo tanto el cuerpo de tapón, en donde la válvula de derivación es colocada para fijar la placa de leva y evitar la rotación de la placa de leva cuando la pluralidad de hojas accionadas por levas están en la primera posición retraída (o cuando están completamente extendidas), uno de la pluralidad de orificios de activación que permite que un pasador impulsor del soporte de tapón giratorio acople la válvula de derivación para destrabar la placa de leva y mueva la válvula de derivación entre una posición cerrada y la posición abierta, la válvula de derivación no descarga el producto alrededor de una superficie externa circunferencial del cuerpo de tapón (por ejemplo, a través de los roscados), la placa de leva mantiene la válvula de derivación en la posición abierta en cada posición de hoja excepto la segunda posición completamente extendida; y • un primero y segundo punto de levantamiento que se extienden sobre el centro de gravedad del cuerpo de tapón y permiten que el cuerpo de tapón sea alineado con una barra de mandrinar antes de que el cuerpo de tapón sea montado sobre el soporte de tapón giratorio.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es una vista isométrica de una modalidad preferida de un cierre de seguridad removible y accionado por máquina con soporte anti-rotación y liberado por máquina hecho de acuerdo con esta invención. Se proporcionan ranuras anti-rotación en el cuerpo de tapón (véase también la FIGURA 4B) que se fijan con aquellas en la brida (véase también la FIGURA 13) y evitan que el cuerpo de tapón gire, o limitan de manera significativa su rotación, a medida que la pluralidad de hojas accionadas por levas son movidas entre una primera posición retraída y una segunda posición expandida (véase también la FIGURA 3). Las ranuras también evitan la rotación del cuerpo de tapón fijo. Un primero y segundo punto de levantamiento se ubican sobre el centro de gravedad del cuerpo de tapón y permiten que el cuerpo de tapón sea alineado con una barra de mandrinar antes de que el cuerpo de tapón sea montado sobre el soporte de tapón giratorio La FIGURA 2 es una vista isométrica en sección transversal parcial del cierre de seguridad removible de la FIGURA 1 con las hojas en una primera posición retraída. La válvula de derivación, la cual está desfasada desde el eje central del cuerpo de tapón, traba la placa de leva cuando las hojas están en esta primera posición y evita la rotación de la placa de leva. La válvula traba de igual modo la placa de leva cuando las hojas están totalmente extendidas.

La FIGURA 3 es una vista superior del cierre de seguridad removible de la FIGURA 1. La placa de leva permite que las hojas se muevan entre una primera posición retraída y una segunda posición expandida.

La FIGURA 4A es una vista isométrica del cierre de seguridad removible de la FIGURA 1 con las hojas en la segunda posición expandida y la válvula de derivación en su posición completamente cerrada. Un tope giratorio, en la forma de un tornillo de recuperación tornillo de recuperación ubicado en la superficie superior de la placa de leva, evita que el soporte de tapón giratorio de la FIGURA 5 gire más allá de 90° cuando los pasadores de activación respectivos aproximadamente están a nivel con una superficie superior de la placa de leva y no son acoplados con los orificios de activación y coloca los pasadores de activación respectivos en una posición adecuada sobre los orificios de activación para recuperar el cierre desde adentro del miembro tubular.

La FIGURA 4B es una vista isométrica del cierre de seguridad removible de la FIGURA 1 con las hojas en la primera posición retraída.

La FIGURA 5 es una vista isométrica en sección transversal del soporte de tapón giratorio de la FIGURA 1. El soporte incluye un cerrojo móvil que acopla una masa central del cuerpo de tapón y asegura de manera temporal el cuerpo de tapón al soporte de tapón girato.rio. El soporte incluye también medios para asegurar el soporte de tapón giratorio a una barra de mandrinar de una máquina de derivación y que permite al soporte permanecer asegurado a la barra de mandrinar cuando la pluralidad de hojas accionadas por levas están en la segunda posición expandida y el cerrojo es removido o liberado desde el cuerpo de tapón.

La FIGURA 6 es una vista isométrica en sección transversal del soporte de tapón giratorio de la FIGURA 1 asegurado a la barra de mandrinar con el cerrojo móvil en la primera posición extendida.

La FIGURA 7 es una vista isométrica de una modalidad preferida de un cierre de seguridad removible y accionado por máquina con soporte anti-rotación y liberado por máquina hecho de acuerdo con la invención. A diferencia del soporte de tapón giratorio de la FIGURA 1, el soporte de esta modalidad incluye un cerrojo estático para asegurar el soporte al cuerpo de tapón.

La FIGURA 8 es una vista isométrica en sección transversal parcial del cierre de seguridad removible de la FIGURA 7 con las hojas en una primera posición retraída. La válvula de derivación, que está desfasada desde el eje central del cuerpo de tapón, traba la placa de leva cuando las hojas están en esta primera posición y evita la rotación de la placa de leva. Las ranuras en la masa central del cuerpo de tapón acoplan con el cerrojo estático.

La FIGURA 9 es una vista superior del cierre de seguridad removible de la FIGURA 7. La placa de leva permite que las hojas se muevan entre una primera posición retraída y una segunda posición expandida.

La FIGURA 10A es una vista isométrica del cierre de seguridad removible de la FIGURA 7 con las hojas en la segunda posición expandida y la válvula de derivación en su posición completamente cerrada. A diferencia del cuerpo de tapón de la FIGURA 1, el cuerpo de tapón hecho de acuerdo con esta modalidad no incluye el tope giratorio en la forma del tornillo de recuperación (véase la FIGURA 4A) aunque más bien hace uso de las porciones elevadas de la masa central para ese propósito. Cuando el cerrojo fijo del soporte de tapón giratorio (véase la FIGURA 11) acopla las ranuras, los pasadores de activación del soporte están alineados de manera adecuada con la placa de leva orificios de activación.

La FIGURA 10B es una vista isométrica del cierre de seguridad removible de la FIGURA 1 con las hojas en la primera posición retraída. Las ranuras anti-rotación provistas en el cuerpo de tapón se fijan con aquellas en la brida (véanse las FIGURAS 7 y 13) y evitan que el cuerpo de tapón gire, o limitan de manera significativa su rotación, a medida que la pluralidad de hojas accionadas por levas se mueven entre una primera posición retraída y una segunda posición expandida (véase la FIGURA 9).

La FIGURA 11 es una vista isométrica del soporte de tapón giratorio de la FIGURA 7. El soporte incluye un cerrojo estático que acopla una masa central del cuerpo de tapón y asegura de modo temporal el cuerpo de tapón al soporte de tapón giratorio. El soporte incluye también medios para asegurar el soporte de tapón giratorio a una barra de mandrinar de una máquina de derivación y se permite que el soporte permanezca asegurado a la barra de mandrinar durante todo el proceso de fijación de tapón.

La FIGURA 12 es una vista isométrica en sección transversal del soporte de tapón removible de la FIGURA 7 asegurado a la barra de mandrinar.

La FIGURA 13 es una vista isométrica de una brida hecha para uso con el cierre de seguridad removible de las FIGURAS 1 y 7.

Elementos y Numeración de Elemento Utilizada en los Dibujos y Descripción Detallada 1 10 Cierre de Seguridad 6 60 Soporte de tapón o cuerpo de soporte de tapón 2 20 Tapón o cuerpo de 6 61 Pasadores de tapón activación 2 21 Sello principal (anillo 6 53 Cerrojo móvil toroidal circunferencial) 2 23 Superficie inferior de 6 65 Resorte de cerrojo masa 2 25 Placa de leva 6 67 Cavidad para anillo de activación 2 27 Superficie superior de 6 69 Tornillos de resalto placa de leva 2 28 Ranura de leva 7 71 Émbolo 2 29 Superficie inferior de 7 73 Resorte de émbolo placa de leva 31 Tornillo de 7 75 Cerrojo estático recuperación 33 Cavidad de derivación 8 80 Brida 37 Hoja u hojas 8 81 Diámetro interno 38 Pasador de hoja 8 83 Reborde 41 Orificios de activación 8 85 Ranura de hoja 43 Válvula de derivación 9 90 Medios anti-rotación o derivación 45 Resorte de derivación 9 91 Ranura anti-rotación 79 Masa central hub 1 100 Barra de mandrinar 50 Separador 1 101 Anillo de activación 51 Ranura anti-rotación 1 103 Lengüetas 55 Ranura 1 110 Anillo de levantamiento 55 Ranura de cerrojo 57 Tope 58 Barra de retención 59 Ahusamiento DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Un cierre de seguridad removible y accionado por máquina 10 hecho de acuerdo con esta invención incluye medios anti-rotación 90, un soporte de tapón liberado por máquina 60, y dos puntos de levantamiento 110 que se ubican sobre el centro de gravedad del tapón. Los medios anti-rotación 90 están en la forma de dos ranuras 51, 91 (véanse por ejemplo las FIGURAS 1, 7 y 13) que fijan y evitan que el cuerpo de tapón 20 del cierre gire pasando una cierta ventana rotacional durante el proceso de fijación del tapón y evita que el cuerpo de tapón 20, cuando está en su posición de sellado final, se mueva con el paso del tiempo debido a la vibración y las diferencias de presión. El soporte de tapón liberado por máquina 60 incluye un cerrojo móvil o estático (o conjunto de cerrojos) 63, 75. El cerrojo estático 63 interactúa con el cuerpo de tapón 20 de una manera tal para auto-alinear los pasadores de activación 61 del soporte 60 con los orificios de activación 41 de la placa de leva 25. Esto es de particular utilidad cuando el cierre 10 es removido desde el miembro tubular. En la versión de cerrojo móvil (descrita más adelante), los puntos de levantamiento 110 permiten que el cierre 10 sea alineado con facilidad con la barra de mandrinar 100 antes de montar el cuerpo de tapón 20 sobre el soporte de tapón 60.

El cierre 10 está especialmente adecuado para uso en sistemas de tapón de terminación superiores a 20 pulgadas (aunque puede ser utilizado también para sistemas de tapón de terminación de menor tamaño). Similar al cierre descrito en la Patente de los Estados Unidos No. 8,001,988 para Wilson ef al, que está incorporada mediante referencia a la presente, el cierre 10 hace uso de una pluralidad de hojas accionadas por levas 37 que reside en la superficie superior 27 de una placa de leva 25. Las hojas 37 son accionadas por el acoplamiento de los pasadores de activación 61 del soporte de tapón 60 con los orificios de activación 41 de la placa de leva 25 y el giro del soporte 60 (y por lo tanto, también la placa de leva 25). Esta rotación mueve las hojas 37 entre una primera posición retraída y una segunda posición extendida. La derivación 43 del cuerpo de tapón 20 evita la rotación de la placa de leva 25 hasta que la derivación 43 es presionada por uno de los pasadores de activación 61 del soporte 60. (La derivación 43 se abre incluso cuando está en la cavidad de derivación 33 de la placa de leva 25.) Con el cuerpo de tapón 20 insertado dentro de una brida 80 de un accesorio de ramificación (u otro miembro tubular) y las hojas 37 extendidas a la segunda posición, las'hojas 37 acoplan una ranura 85 en la brida 80 y fijan el cierre 10 en su posición de sellado final dentro de la brida 80. Los medios de sello principal entre el diámetro interno 81 de la brida 80 y el cuerpo de tapón 20 del cierre 10 es un anillo toroidal circunferencial 21. Para ayudar a asegurar que el cuerpo de tapón 20 sea colocado a la profundidad adecuada dentro de la brida 80, a reborde 83 en la brida 80 detiene el desplazamiento descendente del cuerpo de tapón 20 a medida que el cuerpo 20 es descendido por una barra de mandrinar 100 de una máquina de derivación (no mostrada). Este paro descendente coloca las hojas accionadas por levas 37 en línea con las ranura 85.

Una vez que el desplazamiento descendente del cuerpo de tapón 20 se detiene contra el reborde 83, la barra de mandrinar 100 continua su movimiento descendente hasta que un separador 50 (véase la FIGURA 8) es comprimido y el soporte de tapón 60 entra en paro total contra la superficie inferior de masa 23 del cuerpo de tapón 20. En este punto (y a diferencia de los cierres de la técnica anterior) uno de los pasadores de activación 61 en el soporte de tapón 60 ha acoplado la derivación 43 y ha empujado la derivación 43 hacia abajo lo suficiente para liberarla desde una cavidad 33 ubicada en la superficie inferior 29 de la placa de leva 25. Una vez que la derivación 43 es liberada de la cavidad 33, la placa de leva 25 tiene la libertad de girar 90° hacia la derecha y las hojas 37 se pueden extender hacia afuera.

Haciendo referencia ahora a las FIGURAS 1 a 6, en una modalidad de la invención ("la modalidad de cerrojo móvil"), el cerrojo (o cerrojos) 63 ya está en la ranura de cerrojo la ranura de cerrojo 55 desde el momento en que el cuerpo de tapón 20 fue montado al soporte 60. El cerrojo 63 permite la remoción del soporte de tapón 60 desde el cuerpo de tapón 20 una vez que el cierre 10 es fijado y en su posición de sellado final. La manera en que se logra esto es mediante el desenroscado de la barra de retención 58 de la máquina de derivación. Cuando se desenrosca, un resorte de émbolo 73 empuja un émbolo 71 el cual empuja después el cerrojo 63. En otra modalidad de la invención ("la modalidad de cerrojo estático", véanse las FIGURAS 7 a 12), el cerrojo estático 75 se alinea con una ranura 53 cuando el cerrojo estático 75 es girado y se detiene contra la porción de tope 57 de la masa central 49 lo que alinea los pasadores de activación 61 del soporte 60 con los orificios de activación 41 de la placa de leva 25 y permite la recuperación del cierre 10. Cuando se extienden las hojas 37, la rotación de 90° de la placa de leva 25 y el soporte 60 alinea el cerrojo estático (o cerrojos) 75 con las ranuras 53. La placa de leva 25 detiene el desplazamiento del pasador de hojas 38 que alcanza el extremo de la ranura de leva 28. El soporte 60 puede ser desconectado entonces desde el cuerpo de tapón 20 mediante la retracción de la barra de mandrinar 100.

Tanto en el diseño de cerrojo móvil como el de cerrojo estático, la derivación 43 se desliza sobre la superficie inferior 29 de la placa de leva 25 durante la rotación de 90° hacia la derecha hasta que la derivación 43 hace contacto con el siguiente pasador de accionamiento 61 en el soporte 60. Una vez que el soporte 60 es levantado fuera del cuerpo de tapón 20, la derivación 43 cierra y fija la placa de leva 25, evitando que gire la placa 25. Esto, as su vez, evita que las hojas extendidas 37 se muevan hacia la primera posición retraída. La derivación 43 permanece cerrada y no puede abrirse hasta que es acoplada una vez más por uno de los pasadores de activación 61 del soporte de tapón 60 durante el proceso de remoción.

Antes de fijar el cierre 10, en la modalidad de cerrojo móvil el soporte de tapón 60 es montado a la barra de mandrinar 100 de la máquina de derivación con la barra de retención 58 y es jalada de modo hermético dentro del ahusamiento 59 de la máquina. El soporte 60 tiene dos cavidades 67 las cuales acoplan un anillo de activación 101 que fija el soporte 60 rotacionalmente con la barra de mandrinar 100. Dos tornillos de resalto 69 (o medios de aseguramiento similares, que incluyen medios de conexión rápida) se montan a través del lado de la barra de mandrinar 100 y mantienen el soporte 60 montado a la barra de mandrinar 100 después de que se fija el cuerpo de tapón 20. La barra de retención 58 empuja sobre un émbolo 71 dentro del soporte 60 lo que permite que el cerrojo móvil 63 sea extendido por medio del resorte de cerrojo 65. El cerrojo 63 acopla la ranura 55 en la masa central 49 del cuerpo de tapón 20 cuando el cuerpo de tapón 20 es empujado sobre el soporte 60.

En la modalidad de cerrojo estático, el soporte de tapón 60 es montado al cuerpo de tapón 20 mediante alineación del cerrojo (o cerrojos) 75 con las ranuras 53 en tanto que las hojas 37 están en la segunda posición extendida. El soporte 60 es empujado en forma manual sobre el cuerpo de tapón 20, acoplando de este modo los cuatro orificios de activación 41 en la placa de leva 25. La derivación 43 es parcialmente comprimida cuando el soporte 60 alcanza el separador el separador 50. El soporte 60 es girado entonces 90° hacia la izquierda utilizando una llave de tuercas. Durante esta rotación, la derivación 43 es comprimida de manera adicional por un avellanado (no mostrado) en la superficie inferior 29 de la placa de leva 25 y después es encajado o fijado dentro de la cavidad 33 en la placa de leva 25 cuando las hojas 37 están completamente retraídas. El cuerpo de tapón 20 y el soporte 60 son montados después a la máquina de derivación con la barra de retención de la máquina de derivación 58 y jalados de manera hermética dentro del ahusamiento 59 de la máquina. El soporte 60 tiene dos cavidades 67 las cuales acoplan el anillo de activación 101 y fijan el soporte 60 rotacionalmente con la barra de mandrinar 100. En esta modalidad, no hay necesidad del émbolo 71 ni del resorte de cerrojo 65. El cerrojo estático 75 funciona como una llave en una cerradura con relación al diseño de ranura 53 y el tope 57 de la masa central. Los topes 57 ayudan a cerrar el cerrojo 75 y la posición relativa a las ranuras 53 cuando se recupera el cierre 10.

El soporte de tapón 60 tiene cuatro pasadores de activación 61 los cuales deben ser alineados con cuatro orificios 41 en la placa de leva 25. (Obsérvese que uno de los orificios 41 reside sobre la derivación 43 y que la derivación 43 no es concéntrica con el cuerpo de tapón 20). La habilidad para auto-alinear los pasadores 61 con los orificios 41 durante la remoción del cierre 10 sin la necesidad de un operador para que recargue directamente sobre el cierre 10 es uno de los beneficios y características únicas de la invención. En la modalidad de cerrojo móvil, esta alineación se presenta antes de que el cerrojo móvil 63 alcance la ranura 55 en la masa central 49. Un tope giratorio en la forma de un tornillo de recuperación 59 interfiere con uno de los pasadores de activación 61 a medida que se gira el soporte de tapón 60. Cuando el soporte 60 entra en un paro, el operador sabe que los pasadores de activación 61 están alineados con los orificios de activación41. En la modalidad de cerrojo estático, el cerrojo estático 75 es detenido por los topes 57 y recibido por las ranuras 53 en la masa central 49 del cuerpo de tapón 20, alineando de este modo los pasadores 61 con los orificios 41. En ambas modalidades, la placa de leva 25 es fijada aún por la derivación 43 en este punto hasta que el soporte 60 empuja sobre el cuerpo de tapón 20, en cuyo punto el separador de uretano 50 es comprimido y uno de los pasadores de activación 61 empuja la derivación 43, comprimiendo el resorte de derivación 45 y liberando la placa de leva 25.

Como se explicó de manera previa, con la derivación 43 comprimida para estar a nivel con la superficie inferior 29 de la placa de leva 25, el soporte 60 puede girar 90° hacia la derecha para extender las hojas 37. Durante esta rotación, la derivación 43 se desliza sobre la superficie inferior 29 de la placa de leva 25 y después conecta el siguiente pasador de activación 41 en el soporte de tapón 60. Este siguiente pasador de activación 41 mantiene la derivación 43 abierta mientras el cerrojo 63 o 75 está acoplado aún en la masa central 49. En la modalidad de cerrojo móvil, el desenroscado de la barra de retención permite que el émbolo 71 del soporte de tapón 60 sea empujado por el resorte de émbolo 73. Cuando el émbolo 71 es empujado, éste empuja el cerrojo móvil 63 a fin de permitir que el soporte 60 sea jalado fuera del cuerpo de tapón 20. Debido a que el soporte 60 ya no está asegurado a la barra de mandrinar 100 con la barra de retención, los dos tornillos de resalto 69 mantienen la máquina de derivación conectada con el soporte 60. Cuando el soporte 60 es levantado fuera del cuerpo de tapón 20, la derivación 43 se cierra, interfiere con la placa de leva 25, y retiene las hojas 37 en la posición completamente extendida.

Fijación del Cierre El método para fijar el cierre 10 es similar aunque no idéntico par alas dos modalidades aquí ilustradas. Para la modalidad de cerrojo móvil, el soporte de tapón 60 es instalado en el extremo de la barra de mandrinar 100 de la máquina de derivación. El cuerpo de tapón 20 es montado después al soporte 60. Para la modalidad de cerrojo estático, el soporte de tapón 60 es instalado en el cuerpo de tapón 20 y después montado sobre la barra de mandrinar 100 de la máquina de derivación. La máquina de derivación es instalada en la válvula (no mostrada) sobre la brida 80 con el cuerpo de tapón 20 orientada adecuadamente de modo que sus ranuras anti-rotación 51 acoplan las ranuras anti-rotación 91 de la brida 80. El cuerpo de tapón 20 es descendido dentro de la brida 80 al extender la barra de mandrinar 100 hasta que el cuerpo de tapón 20 se detiene contra el reborde 83 en la brida 80.

El cuerpo de tapón 20 es girado hacia la izquierda para verificar que las ranuras anti-rotación 51, 91 sean acopladas unas con las otras. La barra de mandrinar 100 debe empujar sobre el cuerpo de tapón 20 y girar 90° hacia la derecha para extender las hojas 37 dentro de la ranura 85 de la brida 80. La manivela (no mostrada) entra en un paro total cuando las hojas 37 están completamente extendidas. Para la modalidad de cerrojo estático, la barra de mandrinar 100 es girada después aproximadamente 27° (tres giros de la manivela) hacia la izquierda y el cuerpo de tapón 20 es jalado hacia arriba para verificar que las hojas 37 se extiendan en la ranura 85.

La barra de mandrinar 100 es girada después hacia la derecha de manera que las hojas 37 están una vez más en la posición completamente extendida. El soporte 60 es levantado después fuera del cuerpo de tapón 20. Para la modalidad de cerrojo móvil, las hojas 37 son verificadas para acoplamiento mientras están completamente extendidas. La barra de retención 58 es desenroscada después y se retrae la barra de mandrinar 100, jalando de este modo el soporte de tapón 60 fuera del cuerpo de tapón 20. Se libera la presión desde el lado superior del cuerpo de tapón 20 y, una vez que se verifica que la derivación 43 no tiene fuga, la barra de mandrinar 100 es retraída a través de la válvula. La máquina de derivación es removida desde el apilamiento y el soporte 60 es removido desde la barra de mandrinar 100. La válvula es remplazada por una brida ciega (no mostrada) para un sello permanente.

Recuperación del Cierre El método para recuperar el cierre 10 es sustancialmente el mismo para las dos modalidades que se muestran aquí. El soporte de tapón 60 es instalado en el extremo de la barra de mandrinar 100 de una máquina de derivación. Las lengüetas del anillo de activación 103 de la barra de mandrinar 100 están orientadas en línea con la dirección de la tubería. La máquina de derivación es instalada después en la válvula sobre el accesorio y la presión es ecualizada a través de una línea de 2 pulgadas conectada a la tubería (no mostrada) el soporte de tapón 60 es descendido mediante la extensión de la barra para mandrinar de la máquina de derivación 100 hasta que el soporte 60 (en la modalidad de cerrojo estático) hace contacto con el extremo superior 21 del cuerpo de tapón 20 o (en la modalidad de cerrojo móvil) los pasadores de activación 61 del soporte hacen contacto con la superficie superior 27 de la placa de leva 25. La barra de mandrinar 100 es girada hasta que el cerrojo estático 75 de detiene contra los topes giratorios 57 construidos dentro de la masa central 49 del cuerpo de tapón 20 (o, en el caso de la modalidad de cerrojo móvil, hasta que uno de los pasadores de activación 61 hace contacto con el tornillo de recuperación 31 ubicado en la superficie superior 27 de la placa de leva 25). La barra de mandrinar 100 es avanzada después hasta que el soporte 60 de detiene contra la masa 49 y uno de los pasadores de activación 61 empuja la derivación 43, destrabando la placa de leva 25. La barra de mandrinar 100 es girada después hacia la izquierda para retraer las hojas 37 desde la ranura 85 en la brida 80, hasta que se detecta un paro total. La barra de mandrinar 100 es retraída, jalando el cierre 10 y el soporte 60 a través de la válvula. La válvula es cerrada, la máquina de derivación es removida desde el apilamiento, y el cierre 10 y el soporte 60 son removidos desde la máquina de derivación.

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Un cierre de seguridad removible accionado por máquina para un miembro tubular, el cierre que incluye una pluralidad de hojas accionadas por levas que residen sobre una placa de leva de un cuerpo de tapón del cierre, la placa de leva que incluye orificios de activación para recibir pasadores de activación respectivos de un soporte de tapón giratorio, los pasadores de activación del soporte de tapón giratorio que acoplan los orificios de activación de la placa de leva y mueven la pluralidad de hojas accionadas por levas entre una primera posición retraída y una segunda posición expandida a medida que el soporte de tapón giratorio gira entre una posición inicial y una posición final, la mejora que comprende: el soporte de tapón giratorio que tiene un cerrojo; el cuerpo de tapón que tiene una masa central con medios para recibir el cerrojo; y una primera y segunda ranura anti-rotación, la primera ranura anti-rotación que está ubicada en una superficie circunferencial externa del cuerpo de tapón, la segunda ranura anti-rotación que está ubicada en una superficie circunferencial interna de una brida de un miembro tubular que recibe el cuerpo de tapón; en donde el cerrojo cuando es recibido por los medios receptores alinea por lo menos uno de los pasadores de activación del soporte de tapón giratorio sobre un orificio de activación respectivo de la placa de leva, la primera y segunda ranuras anti- rotación colocadas para fijarse una con la otra y evitar la rotación relativa del cuerpo de tapón con relación a la brida cuando el cuerpo de tapón está en una posición de sello final.

2. Un cierre de seguridad removible accionado por máquina mejorado para un miembro tubular, el cierre que incluye una pluralidad de hojas accionadas por levas que residen sobre una placa de leva de un cuerpo de tapón del cierre, la placa de leva que incluye orificios de activación para recibir pasadores de activación respectivos de un soporte de tapón giratorio, los pasadores de activación del soporte de tapón giratorio que acoplan los orificios de activación de la placa de leva y mueven la pluralidad de hojas accionadas por levas entre una primera posición retraída y una segunda posición expandida a medida que el soporte de tapón giratorio gira entre una posición inicial y una posición final, la mejora que comprende: el soporte de tapón giratorio tiene un cerrojo; el cuerpo de tapón tiene una masa central con medios para recibir el cerrojo; en donde el cerrojo cuando es recibido por los medios receptores alinea por lo menos uno de los pasadores de activación del soporte de tapón giratorio sobre un orificio de activación respectivo de la placa de leva.

3. Una mejora de conformidad con la reivindicación 2, que comprende además un tope giratorio, en donde el tope giratorio alinea por lo menos uno de los pasadores de activación del soporte de tapón giratorio sobre un orifico de activación respectivo de la placa de leva antes de que el cerrojo acople los medios receptores.

4. Una mejora de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque el tope giratorio está ubicado en una superficie superior de la placa de leva.

5. Una mejora de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque el tope giratorio está ubicado en una superficie superior del cuerpo de tapón.

6. Una mejora de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el cerrojo es un cerrojo estático.

7. Una mejora de conformidad con la reivindicación 2, que comprende además medios para asegurar de manera temporal el soporte de tapón giratorio a una barra de mandrinar de una máquina de derivación.

8. Una mejora de conformidad con la reivindicación 2, que comprende además una válvula de derivación, la válvula de derivación cuando está en una posición cerrada que interfiere con el movimiento de la pluralidad de hojas accionadas por leva.

9. Una mejora de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque la válvula de derivación no es concéntrica con el cuerpo de tapón.

10. Una mejora de conformidad con la reivindicación 2, que comprende además una primera y una segunda ranura anti-rotación; la primera ranura anti-rotación que está ubicada en una superficie circunferencial externa del cuerpo de tapón; la segunda ranura anti-rotación que está ubicada en una superficie circunferencial interna de una brida de un miembro tubular que recibe el cuerpo de tapón; la primera y segunda ranuras anti-rotación colocadas para fijarse una con la otra.

11. Un cierre de seguridad removible accionado por máquina mejorado para un miembro tubular, el cierre que incluye una pluralidad de hojas accionadas por levas que residen sobre una placa de leva de un cuerpo de tapón del cierre, la placa de leva que incluye orificios de activación para recibir pasadores de activación respectivos de un soporte de tapón giratorio, los pasadores de activación del soporte de tapón giratorio que acoplan los orificios de activación de la placa de leva y que mueven la pluralidad de hojas accionadas por levas entre una primera posición retraída y una segunda posición expandida a medida que el soporte de tapón giratorio gira entre una posición inicial y una posición final, la mejora que comprende: una primera y segunda ranura anti-rotación; la primera ranura anti-rotación que es ubicada en una superficie circunferencial externa del cuerpo de tapón; la segunda ranura anti-rotación que es ubicada en una superficie circunferencial interna de una brida de un miembro tubular que recibe el cuerpo de tapón; la primera y segunda ranuras anti-rotación colocadas para fijar unas con las otras y evitar la rotación relativa del cuerpo de tapón con relación a la brida cuando el cuerpo de tapón está en una posición de sello final.

12. Una mejora de conformidad con la reivindicación 11, que comprende además: el soporte de tapón giratorio que tiene el cerrojo; y el cuerpo de tapón que tiene una masa central con medios para recibir el cerrojo. en donde el cerrojo cuando es recibido por los medios receptores alinea por lo menos uno de los pasadores de activación del soporte de tapón giratorio sobre un orifico de activación respectivo de la placa de leva.

13. Una mejora de conformidad con la reivindicación 11, que comprende además un tope giratorio, en donde el tope giratorio alinea por lo menos uno de los pasadores de activación del soporte de tapón giratorio sobre un orificio de activación respectivo de la placa de leva antes de que el cerrojo acoples los medios receptores.

14. Una mejora de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque el tope giratorio está ubicado en una superficie superior de la placa de leva.

15. Una mejora de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque el tope giratorio está ubicado en una superficie superior del cuerpo de tapón.

16. Una mejora de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque el cerrojo es un cerrojo estático.

17. Una mejora de conformidad con la reivindicación 11, que comprende además medios para asegurar de manera temporal el soporte de tapón giratorio a una barra de mandrinar de una máquina de derivación.

18. Una mejora de conformidad con la reivindicación 11, que comprende además una válvula de derivación, la válvula de derivación cuando está en una posición cerrada que interfiere con el movimiento de la pluralidad de hojas activadas por leva.

19. Una mejora de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque la válvula de derivación no es concéntrica con el cuerpo de tapón.