MX2014012367A - Junta de esfuerzo modular y métodos para compensar fuerzas aplicadas a una prolongación de tubería de revestimiento submarina. - Google Patents
Junta de esfuerzo modular y métodos para compensar fuerzas aplicadas a una prolongación de tubería de revestimiento submarina.Info
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Abstract
Juntas de refuerzo modulares que se pueden usar para compensar las fuerzas aplicadas a una prolongación de tubería de revestimiento submarina u otra estructura incluyen un miembro de base y uno o más miembros adicionales. Los miembros que tienen longitudes deseadas se pueden seleccionar de manera tal que la suma de la longitud del miembro de base y los miembros adicionales defina una longitud total deseada. Los miembros que tienen espesores de paredes deseados se pueden seleccionar de m manera tal que una combinación de los espesores de las paredes del miembro de base y de cada miembro adicional defina un espesor o rigidez de la pared total. La longitud total, el espesor de la pared total, o ambos, corresponden a las fuerzas esperadas aplicadas a la prolongación de tubería de revestimiento o estructura submarina, de manera tal que la junta de esfuerzo se adapte para compensar las fuerzas y prevenir daños. El número o la longitud de los miembros usados y su espesor u otras características se pueden variar para proporcionar varias longitudes y rigideces, de manera tal que la junta de esfuerzo sea modular y reconfigurable.
Description
JUNTA DE ESFUERZO MODULAR Y METODOS PARA COMPENSAR FUERZAS
APLICADAS A UNA PROLONGACIÓN DE TUBERÍA DE REVESTIMIENTO
SUBMARINA
Referencia Cruzada a Solicitudes Relacionadas
La presente solicitud es una solicitud conforme al tratado de cooperación en materia de patentes (PCT) que reivindica prioridad de la Solicitud de Patente de Estados Unidos que tiene el N° de Acta de Solicitud de Patente de Estados Unidos 13/506.352, titulada "JUNTA DE ESFUERZO MODULAR Y MÉTODOS PARA COMPENSAR LAS FUERZAS APLICADAS A UNA PROLONGACIÓN DE TUBERÍA DE REVESTIMIENTO SUBMARINA", presentada el 13 de abril de 2012, que se incorpora en su totalidad en la presente por referencia.
Campo
Las realizaciones que se pueden usar dentro del alcance de la presente invención se relacionan, en general, con estructuras que se pueden usar para resistir y/o compensar las fuerzas aplicadas a un objeto y más específicamente, con una junta de esfuerzo y con métodos para compensar las fuerzas aplicadas a una prolongación de tubería de revestimiento submarina y/o un objeto marino similar.
Antecedentes
Convencionalmente, el acceso a un pozo submarino (por ejemplo, para la producción desde el mismo y/o para realizar diversas operaciones sobre o dentro del pozo) necesita el uso de un conducto, denominado prolongación de tubería de revestimiento, que se extiende desde la boca del pozo del pozo submarino hasta la superficie de la masa de agua o cerca de la misma. Si bien la estructura específica y las características de las prolongaciones de tuberías de revestimiento pueden variar, en general, cada prolongación de tubería de revestimiento incluye numerosos segmentos tubulares de acero, conectados uno con otro por una rosca o de otro modo, para cubrir la distancia entre la boca del pozo submarina y la superficie. Debido a la longitud importante de una prolongación de tubería de revestimiento, se espera que diversas fuerzas, tales como el movimiento de las olas, las corrientes y/u otras fuerzas similares impartidas por la masa de agua, impacta con los objetos submarinos y/o el peso y la flexibilidad/balanceo de la propia prolongación de tubería de revestimiento, provoca que la prolongación de tubería de revestimiento para mover y/o doblar en determinada medida. Además, las fuerzas del viento aplicadas a un objeto de la superficie, tal como un semisumergible o un buque engranado con el extremo superior de la prolongación de tubería de revestimiento y/o el movimiento
del objeto de la superficie, tambien puede impartir una fuerza a la prolongación de tubería de revestimiento.
Para permitir este movimiento de doblado esperado, la mayor parte de los sistemas de prolongaciones de tuberías de revestimiento incluyen una junta de esfuerzo asegurada en la base de la prolongación de tubería de revestimiento. Las juntas de esfuerzo convencionales son estructuras únicas, cada una de las cuales se fabrica específica y precisamente para explicar las fuerzas y los movimientos que se espera que experimente la prolongación de tubería de revestimiento, basado en la longitud, el espesor, los materiales, la profundidad de la prolongación de tubería de revestimiento y diversos medios ambiente meteorológicos y oceanógraficos (metoceánicos). Por lo tanto, una junta de esfuerzo diseñada a medida está normalmente diseñada y construida para cada condición específica del pozo submarino y de la prolongación de tubería de revestimiento. Una junta de esfuerzo normal es una estructura ahusada, más ancha en su base que su extremo superior, los ángulos de ahusamiento y los radios de curvatura a lo largo del cuerpo de la junta que se está diseñando con precisión para permitir determinada cantidad de doblado conmensurable con el movimiento esperado del extremo superior de la prolongación de tubería de revestimiento. Si bien una junta de esfuerzo normalmente se asegura a una boca de pozo
submarina en su extremo inferior y a una prolongación de tubería de revestimiento en su extremo superior, se pueden usar estructuras sustancialmente similares en otra posición y/o aplicaciones. Por ejemplo, una junta de quilla se puede asegurar en el extremo superior de una prolongación de tubería de revestimiento, la junta de quilla tiene una estructura sustancialmente similar o identica a aquella de una junta de esfuerzo, pero invertida, por ejemplo, una junta de quilla normal tiene un cuerpo ahusado con un extremo ancho orientado para mirar hacia arriba, mientras que un extremo más angosto, que mira hacia abajo, se engrana con el extremo superior de la prolongación de tubería de revestimiento. Las juntas de esfuerzo también se usan algunas veces en los puntos curvos a lo largo de una prolongación de tubería de revestimiento (por ejemplo, una junta catenaria).
La mayor parte de las juntas de esfuerzo se forma de acero y debe ser una estructura unitaria de una sola pieza debido al hecho de que una estructura de varias partes estaría sujeta a debilidades y fuerzas adicionales en los puntos de engranaje entre las partes. Como resultado, las juntas de esfuerzo son una parte muy costosa de un sistema de prolongación de tubería de revestimiento, tanto debido a la ingeniería de diseño única involucrada, su construcción de precisión masiva, así como las dificultades y los costos implícitos en la habilitación,
ensayo y transporte de la estructura pesada de una sola pieza a una ubicación submarina. Se necesita un tiempo prolongado y costo amplios cuando se diseña a medida y se fabrica cada junta de esfuerzo para cada condición y/o configuración especifica. En algunas circunstancias, la longitud de una prolongación de tubería de revestimiento y/o sus movimientos esperados o las fuerzas aplicadas a ella hacen al uso de una junta de esfuerzo de acero unitaria imposible debido al hecho de que la junta de esfuerzo puede explicar las fuerzas esperadas y el movimiento sería prohibitivamente grande y casi imposible de construir o de transportar. En tales casos, se han usado otros materiales más flexibles, tales como titanio, para formar juntas de esfuerzo. Las juntas de esfuerzo de titanio existentes aún deben crearse con precisión basado en las características específicas de cada pozo y prolongación de tubería de revestimiento única y aún incluyen cuerpos de una pieza, ahusados y como tales, siguen siendo artículos costosos y engorrosos, debido no solamente a dificultades y costos de construcción y de transporte, sino también debido al costo aumentado de los materiales cuando se compara con el acero. Además, las juntas de esfuerzo de titanio incluyen pestañas soldadas, que crean juntas de esfuerzo, debilidad y/o una distribución desfavorable de fuerzas que se deben explicar durante el proceso de diseño y de ingeniería. Además, en forma muy similar a sus equivalentes de acero, las juntas de
esfuerzo de titanio tambien necesitan tiempo y costos amplios de diseño y fabricación.
Se necesitan juntas de esfuerzo que sean ajustables (por ejemplo, modulares), por lo tanto que se puedan usar con una variedad de configuraciones de pozo y de prolongación de tubería de revestimiento submarinas y que se puedan recuperar después usarlas y usarlas nuevamente con otros pozos y prolongaciones de tubería de revestimiento.
También se necesitan juntas de esfuerzo que incorporen combinaciones de partes y materiales que compensen efectivamente las fuerzas aplicadas a una prolongación de tubería de revestimiento y que simultáneamente sigan teniendo un bajo costo, sigan siendo confiables y convenientes de construir y transportar cuando se las compara con las estructuras de una sola pieza, grandes.
También se necesita juntas de esfuerzo que estén disponibles para su uso rápidamente, tal como a través del transporte e instalación inmediata de partes prefabricadas y almacenadas que se pueden usar con una amplia variedad de configuraciones de pozo y de prolongación de tubería de revestimiento submarinas.
Las realizaciones que se pueden usar dentro del alcance de la presente invención satisfacen estas necesidades.
Resumen
Las realizaciones que se pueden usar dentro del alcance de la presente invención se relacionan con juntas de esfuerzo modulares y con metodos para compensar las fuerzas aplicadas a una prolongación de tubería de revestimiento y/u objetos marinos similares. Si bien los ejemplos de realizaciones descritos en la presente se relacionan con juntas de esfuerzo que se aseguran a una boca de pozo submarina y a una prolongación de tubería de revestimiento submarina, se debe comprender que otras aplicaciones de las presentes juntas de esfuerzo y métodos también se pueden usar sin apartarse del alcance de la presente invención. Por ejemplo, las juntas de esfuerzo descritas en la presente se pueden dar vuelta y usar como una junta de quilla en el extremo superior de la prolongación de tubería de revestimiento. Además, debido a la naturaleza modular de las juntas de esfuerzo reveladas en la presente, las presentes juntas de esfuerzo se pueden usar a lo largo de partes curvas de una prolongación de tubería de revestimiento, o cualquier otro conducto submarino, en lugar de una junta catenaria convencional, a lo largo de partes horizontales de una prolongación de tubería de revestimiento o
conducto (por ejemplo, en un punto de contacto próximo a un fondo submarino), a uno o a ambos lados de la parte curva de un conducto (por ejemplo, una parte de un conducto sostenida por una boya) y en otras aplicaciones similares.
Las juntas de esfuerzo dentro del alcance de la presente invención pueden incluir un miembro de base, engranado con uno o más miembros adicionales, cada miembro tiene una respectiva longitud, espesor de la pared y/u otras características de los materiales, de manera tal que el montaje de los miembros estructurales para formar la junta de esfuerzo proporcione la junta de esfuerzo con la longitud y/o rigidez total deseada. En una realización, el miembro de base puede tener un cuerpo ahusado (por ejemplo, inclinado y/o curvo), con un primer extremo con un primer ancho y un segundo extremo con un segundo ancho, menor. Normalmente, el primer extremo (por ejemplo, más ancho) estaría orientado próximo y/o engranado con una boca de pozo submarina, mientras que el segundo extremo (por ejemplo, más angosto) estaría orientado hacia arriba (por ejemplo, mirando hacia la superficie). Además, como se describe precedentemente, las presentes juntas de esfuerzo se pueden usar de una manera de una junta de quilla, que tiene un primer extremo (por ejemplo, más ancho) del miembro orientado hacia arriba para el engranaje con un buque (por ejemplo, una torre de perforación, un semisumergible, un
buque, etc.), mientras que un segundo extremo (por ejemplo, más angosto) de ella está orientado hacia abajo para el engranaje con una prolongación de tubería de revestimiento y/u otro conducto submarino. En otras realizaciones, el miembro de base puede ser un miembro tubular, generalmente recto, que no tiene un cuerpo ahusado y/o puede tener otras formas, según se desee, para proporcionar al miembro de base un nivel deseado de flexibilidad en determinados puntos y/o una distribución deseada de fuerzas a lo largo de el.
Por lo menos un miembro adicional (por ejemplo, un miembro tubular), se puede asegurar a un extremo del miembro de base. El miembro de base y cada miembro adicional pueden tener una respectiva longitud y un respectivo espesor de la pared. Cuando la junta de esfuerzo modular está montada, la suma de la longitud del miembro de base y cada miembro adicional conectado de esta manera define una longitud total, que se puede seleccionar para que corresponda a las fuerzas esperadas que actúan sobre la prolongación de tubería de revestimiento (por ejemplo, con relación a la longitud, profundidad, dimensiones y/o materiales de la prolongación de tubería de revestimiento y/o diversas condiciones submarinas). Por ejemplo, se puede hacer una selección de miembros tubulares de longitudes variadas, para proporcionar a la junta de esfuerzo total una longitud total calculada para compensar
efectivamente las fuerzas esperadas. En forma similar, los espesores de las paredes de cada miembro de la junta de esfuerzo se pueden seleccionar para proporcionar a la junta de esfuerzo una rigidez deseada en puntos deseados a lo largo de la junta de esfuerzo, permitiendo entonces que cada miembro distribuya el esfuerzo por toda la junta en una forma deseable. Por ejemplo, uno o más de los miembros puede estar provisto de formas ahusadas, o espesores de pared variados, para proporcionar a la junta de esfuerzo una rigidez variada que está graduada a lo largo de su longitud. Como tal, debido a la naturaleza modular de la junta de esfuerzo, la longitud total de la junta de esfuerzo se puede ajustar seleccionando un número y/o una longitud de miembros que proveen la longitud total deseada, mientras que el espesor de la pared de la junta de esfuerzo permanece generalmente constante. Alternativamente, el espesor de la pared de la junta de esfuerzo se puede ajustar (por ejemplo, mediante la selección de miembros que tienen espesores deseados) para corresponder a una longitud total deseada. En otras realizaciones, tanto la longitud como el espesor de la pared se pueden seleccionar, según sea necesario, a traves del montaje de miembros estructurales deseados, de manera tal que la junta de esfuerzo total o sus partes deseadas estén provistas de características deseadas y de una distribución deseada de fuerzas a lo largo de ella, de manera tal que la junta de esfuerzo se pueda usar
inmediatamente con cualquier pozo submarino, prolongación de tubería de revestimiento, u otra estructura o conducto simplemente variando el número y/o las características de los miembros y por lo tanto, la longitud total y/o la rigidez de la junta de esfuerzo. La junta resultante puede de ese modo permitir una cantidad de doblado y/o de flexión suficiente para compensar las fuerzas esperadas y/o el movimiento de la prolongación de tubería de revestimiento, por ejemplo, distribuyendo favorablemente las fuerzas a lo largo de la longitud de la junta.
En una realización, el miembro de base puede tener (por ejemplo, un corte circular y/o cilindrico), que tiene un ancho mayor que aquel de las demás partes del miembro, con una curvatura entre la parte inferior y el resto del miembro de base para compensar las fuerzas esperadas y prevenir el daño a la prolongación de tubería de revestimiento. Por ejemplo, el radio de curvatura entre la parte inferior y el resto del miembro de base puede permitir determinada cantidad de movimiento y/o doblado de él, mientras que se distribuyen las fuerzas resultantes favorablemente a lo largo de la curvatura para prevenir el daño y/o la falla de la junta de esfuerzo. En forma similar, se puede disponer una o más curvaturas adicionales a lo largo del cuerpo del miembro de base, cada uno adaptado para compensar las fuerzas esperadas y prevenir
el daño a la prolongación de tubería de revestimiento. En otras realizaciones, el miembro de base puede incluir una forma generalmente cilindrica, por ejemplo, que tiene espesores de la pared variables a lo largo de su longitud. Las realizaciones que se pueden usar dentro del alcance de la presente invención también pueden incluir una pestaña giratoria o un miembro móvil y/o giratorio similar asegurado al miembro de base (por ejemplo, engranado arriba, por encima y/o de otro modo con la parte inferior del mismo).
Si bien se puede usar cualquier forma de engranaje entre el miembro de base y/o cualquier miembro adicional sin apartarse del alcance de la presente invención, en una realización preferida, el miembro de base y los miembros adicionales pueden incluir roscas exteriores formadas sobre sus extremos, que se pueden engranar con (por ejemplo, complementarias con) roscas interiores de un conector que se puede engranar entre miembros adyacentes. Los conectores pueden incluir miembros que tienen diámetros similares o diferentes y pueden incluir otros medios de conexión, tales como el engrampado. El uso de conectores de esta manera elimina la necesidad de una soldadura entre los miembros, impidiendo de ese modo la creación de una junta de esfuerzo y/o debilidades en la junta. Además, el uso de miembros que no necesitan extremos con pestañas y/o soldadura permite que las partes de la junta de
esfuerzo realizada se fabriquen de un tubo de materia prima normal, en lugar de necesitar que los miembros se forjen a medida, reduciendo de ese modo el costo y tiempo necesarios para la fabricación e instalación.
Además, si bien el miembro de base, los miembros adicionales y los conectores se pueden formar de cualquier material sin apartarse del alcance de la presente invención, en una realización, el miembro de base y uno o más miembros adicionales se pueden formar de un material que tiene un módulo más bajo de elasticidad que aquel de los conectores. Por ejemplo, el miembro de base y cualquier miembro adicional se pueden formar de titanio, mientras que los conectores se forman de acero. El uso de una combinación de materiales con módulos bajos y altos, tales como la base y los componentes tubulares que tienen un módulo bajo de elasticidad y los conectores que tienen un módulo más alto de elasticidad, pueden proporcionar una distribución favorable de esfuerzos a lo largo de la junta de esfuerzo sin crear debilidades en los puntos de conexión entre los miembros. Por ejemplo, durante el uso no m l, los puntos de conexión entre los miembros soportan la mayor parte del esfuerzo aplicado a la junta y como tal, el uso de los conectores formados a partir de un material generalmente rígido puede facilitar la capacidad de la junta de esfuerzo para soportar tales fuerzas. Esta combinación de
módulos bajo y alto tambien proporciona un mecanismo para un sellado más confiable entre los componentes tubulares y los componentes de conectores cuando se los somete a presiones internas del pozo. Si bien en una realización preferida, se pueden usar conectores formados de acero o un material de módulo alto similar y miembros estructurales formados de titanio o un material de módulo bajo similar se pueden se debe comprender que en otras realizaciones, se pueden usar otros materiales que tienen características deseables para formar cualquier parte de la junta de esfuerzo, independientemente de sus módulos relativos. Por ejemplo, en una realización, cada miembro de la junta de esfuerzo, que incluye los conectores, se puede formar de acero, acero inoxidable, níquel, o cualquier combinación o aleación de ellos (por ejemplo, una aleación de acero y níquel).
Las realizaciones que se pueden usar dentro del alcance de la presente invención de ese modo proporcionan juntas de esfuerzo modulares y métodos relacionados que se pueden usar con muchas configuraciones de pozo y/o de prolongación de tubería de revestimiento y en otras aplicaciones (por ejemplo, como una junta de quilla o una junta catenaria), a través del ajuste de su longitud (por ejemplo, mediante la selección de un número deseado de miembros modulares) y/o el ajuste de su rigidez (por ejemplo, mediante la selección de miembros modulares que
tienen espesores de la pared y/u otras de tamaño y/o del material), facilitando por lo tanto la fabricación a medida rápida de la configuración y la facilidad de transporte y montaje, mientras que tambien permiten la aplicabilidad casi universal a la mayor parte de los pozos u otros objetos, prolongaciones de tuberías de revestimiento u otros conductos, o medios/condiciones submarinas. Además, el montaje de una junta de esfuerzo de componentes variables, configurables, en lugar de partes creadas a medida, permite que sus componentes se prefabriquen y se almacenen, de manera tal que cuando sea necesaria la instalación de una junta de esfuerzo, las partes existentes se puedan seleccionar del almacenamiento basado en la configuración deseada, transportar a un sitio de operaciones e instalar, eliminando por lo tanto el tiempo de avance y el costo de oportunidad propios de la fabricación a medida de una junta de esfuerzo convencional. Las realizaciones que se pueden usar dentro del alcance de la presente invención además proporcionan juntas de esfuerzo modulares y métodos relacionados que pueden incluir una combinación de materiales de módulo alto y bajo, específicamente, miembros que tienen una espiga roscada con un módulo más bajo de elasticidad, conectada con acoplamientos que tienen un módulo más alto.
Breve descripción de los dibujos
En la descripción detallada de diversas realizaciones que se pueden usar dentro del alcance de la presente invención, que se presentan a continuación, se hace referencia a los dibujos que se acompañan, en donde:
La Figura 1A ilustra una vista esquemática lateral de una realización de una junta de esfuerzo modular que se puede usar dentro del alcance de la presente invención.
La Figura IB ilustra una vista esquemática lateral de una configuración alternativa de la junta de esfuerzo modular de la Figura 1A que se puede usar como una junta de quilla.
La Figura 1C ilustra una vista esquemática lateral de una configuración de la junta de esfuerzo modular de la Figura 1A que se puede usar como una junta catenaria en un punto de contacto próximo al fondo del oceano.
La Figura ID es una vista esquemática lateral de una configuración alternativa de la junta de esfuerzo modular de la Figura 1A que se puede usar para respaldar un corte curvo de un conducto submarino por encima de una boya.
La Figura 2 ilustra una vista de corte transversal, lateral de una realización de un miembro de base que se puede usar con la junta de esfuerzo modular de la Figura 1A.
La Figura 3A ilustra una vista de corte transversal, lateral de una realización de una pestaña giratoria que se puede usar con la junta de esfuerzo modular de la Figura 1A.
La Figura 3B ilustra una vista esquemática superior de la pestaña giratoria de la Figura 3A.
La Figura 4A ilustra una vista de corte transversal, lateral de una realización de una pestaña de base que se puede usar con la pestaña giratoria de las Figuras 3A y 3B.
La Figura 4B ilustra una vista esquemática superior de la pestaña de base de la Figura 4A.
La Figura 5A ilustra una vista de corte transversal, lateral de una realización de una pestaña superior, que se puede usar con la junta de esfuerzo modular de la Figura 1A.
La Figura 5B ilustra una vista esquemática superior de la pestaña superior de la Figura 5A.
La Figura 6 ilustra una vista de corte transversal, lateral de una realización de un conector que se puede usar con la junta de esfuerzo modular de la Figura 1A.
Una o más realizaciones se describen a continuación con referencia a las figuras enumeradas.
Descripción Detallada de las realizaciones
Antes de describir las realizaciones seleccionadas de la presente invención detalladamente, se debe comprender que la presente invención no se limita a las realizaciones particulares descritas en la presente. La invención y la descripción de la presente es ilustrativa y un ejemplo de una o más realizaciones preferidas actualmente y sus variantes y los expertos en el arte apreciarán que se pueden hacer diversos cambios en el diseño, la organización, el orden de funcionamiento, los medios de funcionamiento, las estructuras y la ubicación de equipamiento, la metodología y el uso de equivalentes mecánicos sin apartarse del espíritu de la invención.
Además, se debe comprender que los dibujos están destinados a ilustrar y revelar simplemente las realizaciones preferidas actualmente a los expertos en el arte, pero no están
destinados a ser dibujos de nivel de fabricación o representaciones de productos finales y pueden incluir vistas conceptuales simplificadas que se describen para una comprensión o explicación más fácil y rápida. Tambien, el tamaño y la disposición relativos de los componentes pueden diferir de aquellos que se muestran y aún funcionan dentro del espíritu de la invención.
Además, se comprenderá que diversas direcciones tales como "superior", "inferior", "abajo", "arriba", "izquierda", "derecha", etc., se hacen solamente con respecto a la explicación en conjunto con los dibujos y que los componentes se pueden orientar en forma diferente, por ejemplo, durante el transporte y la fabricación así como el funcionamiento. Como se pueden hacer muchas realizaciones variadas y diferentes dentro del alcance de los conceptos enseñados en la presente y porque se pueden hacer muchas modificaciones en las realizaciones descritas en la presente, se debe comprender que los detalles de la presente se deben interpretar como ilustrativos y no taxativos.
Con referencia ahora a la Figura 1A, se muestra una vista esquemática lateral de una realización de una junta de esfuerzo modular (10) que se puede usar dentro del alcance de la presente invención. Específicamente, se muestra que la
realización ilustrada tiene un miembro de base (12), engranado con un primer miembro tubular (14), a traves de un primer conector de acoplamiento (16) (por ejemplo, un collarín roscado) y un segundo miembro tubular (18), engranado con el primer miembro tubular (14), a través de un segundo conector de acoplamiento (20). Una pestaña superior (22) (por ejemplo, un conector para el engranaje con una prolongación de tubería de revestimiento) se muestra engranada con el segundo miembro tubular (18) a través de un tercer conector de acoplamiento (24). Sin embargo, en una realización alternativa se puede usar una pestaña superior con un extremo roscado hembra integrado para conectar directamente con el segundo miembro tubular, sin usar un conector de acoplamiento adicional. Una pestaña giratoria (26) y una pestaña de base (52) se muestran engranados con el miembro de base (12) y uno con otro, por ejemplo, para asegurar la junta de esfuerzo (10) a una estructura de boca de pozo y/u otra superficie que está debajo de ella. Se debe comprender que la configuración ilustrada (por ejemplo, que incluye un miembro de base (12) y dos miembros tubulares (14, 18), es simplemente un ejemplo y en otras realizaciones, la pestaña superior (12) se puede conectar directamente con el miembro de base (12) o el primer miembro tubular (14) para el engranaje con una prolongación de tubería de revestimiento, según la longitud total deseada (L) de la junta de esfuerzo (10). En forma similar, si bien la
Figura 1A ilustra dos miembros tubulares (14, 16) que tienen longitudes generalmente iguales, en otras realizaciones, el miembro tubular (14, 16) puede tener una longitud más corta o más larga para proporcionar la junta de esfuerzo (10) con una longitud total deseada (L) que corresponde a fuerzas impartidas y/o el movimiento de la prolongación de tubería de revestimiento asociada y/u otro conducto submarino.
La junta de esfuerzo ilustrada (10) se puede usar para compensar las fuerzas aplicadas y/o el movimiento de una prolongación de tubería de revestimiento conectada con ella (por ejemplo, a traves de la pestaña superior (22)) permitiendo una cantidad predeterminada de doblado determinado por el ahusamiento y/o la curvatura del miembro de base (12) y/o cualquiera de los miembros tubulares (14, 18), la longitud total (L) de la junta de esfuerzo, que es ajustable (por ejemplo, modular) seleccionando un número dado de miembros tubulares de longitudes similares o diferentes que se deben engranar con el miembro de base (12) y la rigidez de la junta de esfuerzo (10) a lo largo de su longitud, que se puede ajustar seleccionando los miembros de base y/o tubulares que tienen características y/o espesores de la pared de material deseados. Como tal, el material de los miembros tubulares (14, 18), el miembro de base (12) y los conectores (16, 20, 24) se pueden preseleccionar para permitir una determinada cantidad
de doblado de ellos y una distribución favorable de fuerzas a lo largo de la longitud (L) de la junta de esfuerzo (10). Por ejemplo, la realización ilustrada puede incluir un miembro de base (12) y dos miembros tubulares (14, 18), que tienen una longitud total de aproximadamente 30 pies, en donde el miembro de base (12) y los miembros tubulares (14, 18) se forman de un material que tiene un módulo generalmente bajo de elasticidad, tal como titanio, mientras que los conectores (16, 2'0, 24) se forman de acero u otro material que tiene un módulo generalmente más alto de elasticidad que se puede usar para adaptarse para el hecho de que la mayor cantidad de esfuerzos sobre la junta de esfuerzo (10) se experimentar en los conectores (16, 20, 24). Otras realizaciones pueden incluir una junta de esfuerzo (10) en donde cada miembro (12, 14, 18) y cada conector (16, 20, 24) están formados del mismo material, tal como acero, acero inoxidable, níquel, o cualquier combinación o aleación de ellos (por ejemplo, una aleación de acero y níquel). Se debe comprender que los materiales usados para formar cualquier miembro (12, 14, 18) y/o conector (16, 20, 24) de la junta de esfuerzo (10) se pueden variar, según sea necesario, para proporcionar características estructurales deseadas de ellos, sin apartarse del alcance de la presente invención.
Se debe comprender que si bien la Figura 1A ilustra una realización de una junta de esfuerzo (10) que tiene dos miembros tubulares generalmente cilindricos (14, 18) de una longitud y diámetro generalmente iguales, se puede usar cualquier número de miembros tubulares, que tiene cualquier longitud, diámetro, forma y/o material sin apartarse del alcance de la presente invención, para proporcionar la junta de esfuerzo (10) con una longitud (L) determinada para fuerzas esperadas enfrentadas por una prolongación de tubería de revestimiento que está montada con ella. En forma similar, si bien la Figura 1A ilustra un miembro de base (12) que tiene un cuerpo ahusado, se pueden usar otras formas, dimensiones y/o materiales. Por ejemplo, en una realización, el miembro de base (12) puede ser cilindrico (por ejemplo, tubular) en lugar de ahusado, uno o más miembros tubulares (14, 18) puede ser ahusado en lugar de cilindrico, cualquiera de los miembros (12, 14, 18) puede tener un espesor de la pared variado a lo largo de su longitud y/o cualquier otra característica de los miembros (12, 14, 18) se puede variar para proporcionar una configuración a la junta de esfuerzo (10) capaz de acomodar fuerzas y/o movimiento esperados.
Además, si bien la junta de esfuerzo ilustrada (10) de la Figura 1A está orientada y/o adaptada para asegurar a una estructura de la boca del pozo en un primer extremo (el
extremo inferior del miembro de base (12)) y a una prolongación de tubería de revestimiento en un segundo extremo (a través de la pestaña superior (22)), en otras realizaciones, la junta de esfuerzo (10) se puede invertir para funcionar como una junta de quilla, o configurar de otro modo para la conexión con una parte intermedia de una prolongación de tubería de revestimiento o un conducto, por ejemplo en un punto de curvatura a lo largo de él donde las fuerzas aplicadas a él pueden dañar de otro modo el conducto.
Por ejemplo, la Figura IB ilustra una vista esquemática lateral de una junta de esfuerzo (10) que tiene una configuración idéntica o sustancialmente similar a aquella de la junta de esfuerzo que se muestra en la Figura 1A; sin embargo, la junta de esfuerzo (10) que se muestra en la Figura IB incluye un miembro de base y una pestaña de base orientada en una dirección hacia arriba, por ejemplo, para el engranaje con un buque de superficie y/o un conducto que se extiende hacia la superficie, mientras que el extremo inferior de la junta de esfuerzo ilustrada (10) se muestra engranado con una prolongación de tubería de revestimiento (R). Como tal, la junta de esfuerzo ilustrada (10) se puede usar como una junta de quilla para proporcionar flexibilidad al extremo superior de la prolongación de tubería de revestimiento (R).
La Figura 1C ilustra una vista esquemática lateral de una prolongación de tubería de revestimiento (R) y/u otro conducto submarino que se extiende entre un buque de superficie (V) y el fondo oceánico (F), en donde la junta de esfuerzo modular ilustrada (10) se usa como una junta catenaria próxima al punto de contacto, donde la prolongación de tubería de revestimiento (R) se acerca y/o se pone en contacto con el fondo oceánico (F), para compensar las fuerzas y/o el movimiento experimentado por la prolongación de tubería de revestimiento (R) en ese punto, por ejemplo, debido a los movimientos de desplazamiento horizontal, al contacto con el fondo oceánico (F), las fuerzas submarinas, etc.
La Figura ID ilustra una vista esquemática lateral de una prolongación de tubería de revestimiento (R) que se extiende desde un buque de superficie (V), la prolongación de tubería de revestimiento (R) tiene una parte curva soportada por una boya (B). En esta configuración ilustrada, dos juntas de esfuerzo (10A, 10B) están engranadas con la prolongación de tubería de revestimiento (R). Específicamente, una primera junta de esfuerzo (10A) se muestra engranada en una parte curva de la prolongación de tubería de revestimiento (R) arriba de un primer lado de la boya (B), mientras que una segunda junta de esfuerzo (10B) se muestra engranada en una
parte curva de la prolongación de tubería de revestimiento (R) arriba de un segundo lado de la boya.
Se debe tener en cuenta que las realizaciones ilustradas y descritas en las Figura 1A a ID y a continuación hay ejemplos de configuraciones y que las realizaciones de la junta de esfuerzo modular descrita en la presente se pueden engranar con cualquier tipo de conducto submarino, en cualquier punto a lo largo de ella, donde se desearía compensar cualquier tipo de fuerzas y/o movimiento, sin apartarse del alcance de la presente invención.
Con referencia ahora a la Figura 2, se muestra una vista de corte transversal, lateral del miembro de base (12) de la
Figura 1A. Si bien la forma, las dimensiones y/o los materiales del miembro de base (12) pueden variar, como se describe anteriormente, en la realización ilustrada, el miembro de base (12) incluye una boya ahusada (28), que define una pendiente entre una región superior (29) y una región inferior (27) del miembro de base (12). El ahusamiento del cuerpo ahusado (28) además proporciona al miembro de base (12) un primer ángulo de ahusamiento y/o radio de curvatura (30) entre el cuerpo ahusado (28) y la región superior (29) y un segundo ángulo de ahusamiento y/o radio de curvatura (32) entre el cuerpo ahusado (28) y la región inferior (27). Por
ejemplo, se muestra que la región inferior (27) tiene un primer ancho (Wl), mientras que se muestra que la región superior (29) tiene un segundo ancho (W2) menor que el primer ancho (Wl). Como se describe previamente, los ángulos de ahusamiento y/o radios de curvatura (30, 32) se pueden seleccionar para proporcionar al miembro de base (12) una distribución deseada de fuerzas a lo largo de su longitud y/o permitir un nivel deseado de flexión y/o doblado para adaptar el movimiento de una prolongación de tubería de revestimiento al mismo. Además se muestra que el miembro de base (12) tiene una parte inferior (34) en su base, que se ilustra como una parte generalmente cilindrica que tiene un tercer ancho (W3) (por ejemplo, el diámetro) mayor que los anchos (Wl, W2) del resto del miembro de base (12). Se ilustra que la parte inferior (34) tiene una acanaladura de arandela (38) en una superficie inferior de la misma para acomodar un miembro sellador (por ejemplo, una arandela) para proporcionar un engranaje hermetico cuando se engrana (por ejemplo, se conecta con un perno a través de la pestaña giratoria (26), que se muestra en la Figura 1A) con una boca de pozo y/o la estructura asociada que está debajo. Un tercer radio de curvatura (36) está definido entre la región inferior (29) del miembro de base (12) y la parte inferior (34). El tercer radio de curvatura (36), así como los diámetros interiores, diámetros exteriores (por ejemplo, los anchos (Wl, W2, W3)),
ángulos de ahusamiento/radios (30, 32) y cualquier otra dimensión, material y/o forma del miembro de base (12), pueden estar diseñados para acomodar una distribución seleccionada de fuerzas a lo largo del miembro de base (12) y/u otras partes de la junta de esfuerzo y/o una cantidad seleccionada de doblado y/o movimiento del miembro de base (12), que corresponde a las fuerzas y/o movimiento esperados de la prolongación de tubería de revestimiento montada con ella. Por ejemplo, la realización ilustrada del miembro de base (12) se puede formar de titanio y tener una longitud, diámetro interior, primer ancho (Wl), segundo ancho (W2) y tercer ancho (W3) seleccionados para explicar dichas fuerzas y/o movimiento basado en el material del miembro de base (12) y/u otras partes de la junta de esfuerzo. La Figura 2 además ilustra roscas exteriores (40) formadas en el extremo superior del miembro de base (12) para el engranaje con un conector (por ejemplo, el primer conector (16), que se muestra en la Figura 1A, que puede incluir roscas interiores y/o sellos de metal con metal correspondientes).
Se debe comprender que si bien la Figura 2 ilustra un miembro de base (12) que tiene un cuerpo ahusado (18) con regiones generalmente cilindricas (27, 29) sobre ambos extremos del mismo y una parte inferior más ancha (34), las realizaciones de los miembros de base (12) que se pueden usar dentro del
alcance de la presente invención pueden incluir cualquier forma y/o dimensiones (por ejemplo, que incluyen un miembro generalmente cilíndrico/tubular), según sea necesario, que tienen características (por ejemplo, la longitud y/o el espesor de la pared) para compensar las fuerzas esperadas aplicadas a una prolongación de tubería de revestimiento montada con el mismo.
Con referencia ahora a las Figuras 3A y 3B, se muestra la pestaña giratoria (26) de la Figura 1A. Específicamente, la
Figura 3A ilustra una vista de corte transversal, lateral de la pestaña giratoria (26), mientras que la Figura 3B ilustra una vista esquemática superior de la misma. Como se muestra en la Figura 1A, la pestaña giratoria (26) se puede engranar con el miembro de base para asegurar el miembro de base con un pozo submarino y/o una estructura asociada. Por ejemplo, la Figura 1A ilustra la pestaña giratoria engranada a traves de la parte inferior (34, que se muestra en la Figura 2) de la misma, de manera tal que la pestaña giratoria (26) comprime el miembro de base (12) contra una superficie inferior, que forma una relación de sellado con el mismo (por ejemplo, facilitado por una arandela o un miembro de sellado similar en la acanaladura (38), que se muestra en la Figura 2).
Se muestra que la pestaña giratoria (26) tiene una superficie exterior generalmente cilindrica (42), que proporciona la pestaña giratoria con un diámetro exterior (D3), una primera región interior (44) que tiene un diámetro interior (D2), una segunda región interior (46) que tiene el diámetro interior (DI) y una región ahusada (48) que se extiende entre las regiones interiores (44, 46). El cuerpo de la pestaña giratoria incluye una pluralidad de perforaciones pasantes (59), que se extienden entre la superficie exterior (42) y la primera región interior (44), cada perforación pasante (50) configurada para acomodar un perno o un conector similar que se puede usar para asegurar la pestaña giratoria (26) al miembro de base. Como se muestra en la Figura 1A, la pestaña giratoria ilustrada (26) se puede usar en conjunto con una pestaña de base (52) para conectar el miembro de base de la junta de esfuerzo con una estructura inferior y/o superficie.
Si bien las Figuras 1, 3A y 3B ilustran un ejemplo de realización de una pestaña giratoria (26), se debe comprender que se puede usar cualquier manera de pestaña y/o conector para asegurar la presente junta de esfuerzo a un objeto adyacente sin apartarse del alcance de la presente invención, o alternativamente, el uso de una pestaña giratoria o un conector similar se puede omitir y la junta de esfuerzo se puede montar directamente con una estructura adyacente.
Con referencia ahora a las Figuras 4A y 4B se muestra la pestaña de base (52) de la Figura 1A. Específicamente, la Figura 4A ilustra una vista de corte transversal, lateral de la pestaña de base (52), mientras que la Figura 4B ilustra una vista esquemática superior de la misma. Se muestra que la pestaña de base (52) tiene un cuerpo generalmente cilindrico con una perforación pasante central que tiene el mismo diámetro que el diámetro interior del miembro de base y una serie de perforaciones receptoras (54) formadas en la circunferencia alrededor de la pestaña, las perforaciones receptoras (54) están adaptadas para recibir pasadores y/u otros miembros alargados que se extienden a traves de la perforaciones pasantes alineadas (50, que se muestran en la Figura 3A) de la pestaña giratoria. La parte inferior del miembro de base (12, que se muestra en la Figura 1A) se puede colocar arriba (por ejemplo, lindante) de la superficie superior de la pestaña de base (52), de manera tal que la acanaladura de arandela (38, que se muestra en la Figura 2) del miembro de base se alinee con una acanaladura de arandela
(56) en la pestaña de base (52), formando de ese modo un espacio contiguo para acomodar una o más arandelas y/u otros miembros sen adores similares. Si bien las dimensiones de la pestaña de base (52) puede variar, la Figura 4A ilustra una vista de corte transversal lateral de la pestaña de base (52) que tiene un ancho (W3) generalmente igual a aquel de la parte
inferior del miembro de base, mientras que se muestra que la parte inferior de la pestaña de base (52) tiene un ancho (W4) ligeramente más ancho que aquel de la pestaña giratoria (26, que se muestra en la Figura 3A). Como tal, se puede usar una pluralidad de perforaciones pasantes (58) para acomodar pernos y/o miembros conectores similares para asegurar la pestaña de base (52) a una estructura y/o superficie inferior, los conectores están posicionados en el exterior de la pestaña giratoria cuando están alineados y engranados con la pestaña de base (52). Por ejemplo, la realización ilustrada de la pestaña de base (52) puede tener un ancho (W4) seleccionado para corresponder al diámetro (D3, que se muestra en la Figura 3A) de la pestaña giratoria y la parte inferior del miembro de base y la parte superior de la pestaña de base (52) pueden tener anchos correspondientes (W3). Se debe comprender, sin embargo, que las dimensiones, forma y/o materiales de cualquiera de los componentes citados anteriormente se pueden variar, según las fuerzas esperadas, el peso, la longitud, la composición y/u otras características de la prolongación de tubería de revestimiento y/o el medio ambiente submarino.
Con referencia ahora a las Figuras 5A y 5B, se muestra la pestaña superior (22) de la Figura 1A. Específicamente, la Figura 5A ilustra una vista de corte transversal lateral de la pestaña superior (22), mientras que la Figura 5B ilustra una
vista esquemática superior de la misma. La pestaña superior ilustrada (22) incluye un cuerpo ahusado (60), una sección inferior que tiene roscas exteriores (62) sobre el mismo y una sección superior generalmente cilindrica (64). El ahusamiento del cuerpo (60) define un primer radio de curvatura (66) entre la sección inferior y el cuerpo ahusado (60) y un segundo radio de curvatura (68) entre el cuerpo ahusado (60) y la sección superior (64). El ahusamiento y el radio de curvatura (66, 68) se pueden seleccionar para proporcionar la pestaña superior (22) con una distribución favorable de fuerzas cuando la junta de esfuerzo se dobla, se mueve y/o acomoda de otro modo el movimiento y/o las fuerzas aplicadas a una prolongación de tubería de revestimiento montada con ella. Además, el ahusamiento del cuerpo (60) se puede seleccionar de manera tal que la pestaña superior (22) se ahúse desde un ancho (W2) generalmente igual a aquella de la parte superior de la pestaña de base (12, que se muestra en las Figuras 1 y 2) y que los miembros tubulares (14, 16, mostrados en la
Figura 1A), a un ancho (W6) adecuado para el engranaje con una parte de una prolongación de tubería de revestimiento, una pestaña de tubería de revestimiento y/u otra superficie adecuada y/o estructura arriba de la pestaña superior (22). Por ejemplo, la pestaña superior (22) se puede ahusar desde un ancho angosto (W2) que corresponde al diámetro del miembro tubular que está debajo, a un ancho mayor (W5), que
corresponde a las dimensiones de la prolongación de tubería de revestimiento y/u otro miembro asegurado arriba; sin embargo, se debe comprender que las dimensiones, la forma y/o los materiales de la pestaña superior (22) y otras partes de la junta de esfuerzo se pueden variar, como se describe previamente, sin apartarse del alcance de la presente invención. Además, si bien se muestra que la pestaña superior (22) que tiene roscas macho sobre ella para la conexión con un conector de acoplamiento, como se muestra en la Figura 1A, la pestaña superior tambien puede estar configurada con una conexión hembra roscada integrada de manera tal que se pueda conectar directamente con un miembro tubular superior sin usar un conector de acoplamiento. Se muestra una pluralidad de perforaciones pasantes (70) para acomodar pernos y/u otros conectores similares que se pueden usar para asegurar la pestaña superior (22) a un objeto adyacente.
Con referencia ahora a la Figura 6, se muestra una vista de corte transversal lateral del conector (16) de la Figura 1A. Si bien la Figura 6 ilustra un solo conector (16), se debe comprender que las juntas de esfuerzo realizadas que se pueden usar dentro del alcance de la presente invención pueden incluir cualquier número de conectores (por ejemplo, los conectores (16, 20, 24), que se muestra en la Figura 1A) y los conectores usados pueden incluir tipos idénticos, similares o
diferentes de conectores sin apartarse del alcance de la presente invención.
Se muestra que el conector ilustrado (16) tiene un cuerpo generalmente cilindrico (72) con un primer extremo biselado (74) y un segundo extremo biselado (76). Si bien se muestra que los extremos biselados (74, 76) tienen una superficie biselada en un ángulo de aproximadamente 30 grados en relación con la pared lateral del conector (16), en diversas realizaciones, los extremos biselados (74, 76) pueden tener cualquier ángulo, según se desee para proporcionar características estructurales y/o del material al conector (16), o alternativamente, se puede omitir el uso de las regiones biseladas. El interior del conector (16) incluye una perforación generalmente cilindrica (82) que tiene una primera cavidad (78) en un primer extremo, con roscas interiores (79) formadas dentro de el y una segunda cavidad (80) en un segundo extremo, con roscas interiores (81) formadas dentro de él. Como se describe previamente y se muestra en la Figura 1A, las roscas exteriores del miembro de base, uno o más miembros tubulares y/o la pestaña superior puede engranar las roscas interiores de uno o más conectores. Adem s, si bien la Figura 6 ilustra un conector roscado, se debe comprender que se pueden usar también otros métodos de conexión, tales como grampas, sin apartarse del alcance de la presente invención.
Como tal, las realizaciones de la junta de esfuerzo modular (10), tal como aquellas ilustradas y descritas en la presente, pueden incluir varias capas (por ejemplo, un miembro de base (12), los miembros tubulares (14, 18), la pestaña superior
(22), la pestaña giratoria (26), la pestaña de base (52), los conectores (16, 20, 24) y todos los pernos, pasadores y/u otros materiales que se pueden usar para montar la junta de esfuerzo), cada parte tiene un tamaño para permitir el transporte conveniente y su montaje en el sitio. La longitud total de la junta de esfuerzo (10) se puede ajustar y/o controlar a traves de la selección de un número y/o longitud dada de los miembros tubulares (14, 18), de manera tal que la junta de esfuerzo (10) pueda estar provista de cualquier longitud total deseada adecuada para compensar las fuerzas y/o movimiento esperados de un conducto y/u otra estructura con la cual está engranada (por ejemplo, a través de la selección de una combinación de miembros estructurales que tienen longitudes respectivas que, cuando se combinan, proporcionan la longitud total deseada). Además, o alternativamente, la rigidez total de la junta de esfuerzo (10) en cualquier punto a lo largo de su longitud se puede modificar seleccionando miembros que tienen espesores de la pared y/u otras características de los materiales deseados. Esta configuración modular, a través de la cual la longitud, la rigidez o sus combinaciones, de la junta de esfuerzo (10) se pueden ajustar
a traves de la sección y el montaje de miembros estructurales que proporcionan una longitud deseada y una rigidez deseada, permite que la junta de esfuerzo modular se adapte para su uso con cualquier prolongación de tubería de revestimiento, pozo y/o medio o estructura submarina, luego se desmonte y se transporte para su reutilización con otra prolongación de tubería de revestimiento, pozo y/o medio o estructura submarina. Además, las realizaciones de la junta de esfuerzo modular (10) pueden incluir combinaciones de materiales de módulo alto y módulo bajo, de manera tal que el tamaño total de la junta de esfuerzo (10) se puede ajustar cuando se usen materiales con módulos de elasticidad diferentes. Por ejemplo, el miembro de base (12) y los miembros tubulares (14, 18) se pueden formar de titanio, mientras que los conectores (16, 20, 24) se pueden formar de acero; sin embargo, también se pueden usar otras combinaciones de materiales con módulos bajo y alto de elasticidad, sin apartarse del alcance de la presente invención.
Las realizaciones que se pueden usar dentro de la presente invención de ese modo proporcionan juntas de esfuerzo modulares y métodos relacionados que pueden compensar las fuerzas y/o movimiento que experimenta cualquier prolongación de tubería de revestimiento en cualquier medio submarino, a
traves del uso de un sistema modular de varias partes y/o una combinación de materiales con módulos bajo y alto.
Si bien se han descrito diversas realizaciones que se pueden usar dentro del alcance de la presente invención, se debe comprender que dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, la presente invención se puede practicar de una manera diferente de aquella descrita específicamente en la presente.
Claims (22)
1. Una junta de esfuerzo modular para compensar las fuerzas aplicadas a una estructura submarina, la junta de esfuerzo modular CARACTERIZADA porque comprende: un miembro de base que tiene un primer extremo y un segundo extremo, en donde el miembro de base comprende una primera longitud y un primer espesor de la pared; y por lo menos un miembro adicional asegurado al segundo extremo del miembro de base, en donde cada uno de por lo menos un miembro adicional comprende una longitud adicional y un espesor de la pared adicional, en donde la suma de la primera longitud y la longitud adicional define una longitud total, en donde una combinación del primer espesor de la pared y el espesor de la pared adicional define un espesor de la pared total y en donde la longitud total y el espesor de la pared total corresponden a fuerzas aplicadas a una estructura submarina asegurada a dicho miembro de base, por lo menos un miembro adicional, o combinaciones de ellos.
2. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 1, CARACTERIZADA porque el miembro de base comprende un cuerpo ahusado, en donde el primer extremo comprende un primer ancho y en donde el segundo extremo comprende un segundo ancho menor que el primer ancho.
3. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 2, CARACTRERIZADA porque el miembro de base además comprende una parte inferior en el primer extremo que tiene un tercer ancho mayor que el primer ancho y en donde el miembro de base además comprende una curvatura entre la parte inferior y el primer extremo adaptado para compensar las fuerzas esperadas y prevenir daños a la estructura submarina.
4. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 2, CARACTERIZADA porque el miembro de base además comprende por lo menos una curvatura entre el primer extremo y el segundo extremo y en donde la curvatura comprende un radio adaptado para compensar las fuerzas esperadas y prevenir daños a la estructura submarina.
5. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 1, CARACTERIZADA porque además comprende una pestaña giratoria asegurada al miembro de base.
6. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 1, CARACTERIZADA porque además comprende por lo menos un conector asegurado entre el miembro de base y por lo menos un miembro adicional.
7. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 6, CARACTERIZADO porque el miembro de base, por lo menos un miembro adicional, o combinaciones de ellos, comprenden un primer material que tiene un primer módulo de elasticidad, y en donde por lo menos un conector comprende un segundo material que tiene un segundo módulo de elasticidad mayor que el primer módulo de elasticidad.
8. La junta de esfuerzo de la reivindicación 6, CARACTERIZADA porque el miembro de base, por lo menos un miembro adicional, o combinaciones de ellos comprenden roscas exteriores formadas sobre ellos y en donde por lo menos un conector comprende roscas interiores formadas dentro de él, complementarias y adaptadas para recibir a las roscas exteriores.
9. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 1, CARACTERIZADA porque por lo menos un miembro adicional comprende un número de miembros adicionales seleccionados para proporcionar la longitud total, el espesor de la pared total, o combinaciones de ellos.
10. La junta de esfuerzo modular para compensar las fuerzas aplicadas a una estructura submarina, la junta de esfuerzo modular CARACTERIZADA porque comprende: un primer miembro que tiene un primer extremo, en donde el primer miembro comprende un primer material que tiene un primer módulo de elasticidad; un segundo miembro que tiene un segundo extremo, en donde el segundo extremo comprende el primer material que tiene el primer módulo de elasticidad; y un conector asegurado al primer extremo del primer miembro y el segundo extremo del segundo miembro, conectando de ese modo el primer miembro con el segundo miembro, en donde el conector comprende un segundo material que tiene un segundo módulo de elasticidad mayor que el primer módulo de elasticidad.
11. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 10, CARACTERIZADA porque el primer miembro, el segundo miembro, o una combinación de ellos comprenden roscas exteriores formadas sobre ellos y en donde el conector comprende roscas interiores formadas dentro de él, complementarias y adaptadas para recibir a las roscas exteriores.
12. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 10, CARACTERIZADA porque el primer miembro además comprende un cuerpo ahusado con el primer extremo y un extremo adicional, en donde el primer extremo comprende un primer ancho y en donde el extremo adicional comprende un ancho adicional mayor que el primer ancho.
13. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 12, CARACTERIZADA porque el primer miembro además comprende una parte inferior en el primer extremo que tiene un segundo ancho mayor que el ancho adicional y en donde el primer miembro además comprende una curvatura entre la parte inferior y el extremo adicional adaptado para compensar las fuerzas esperadas y prevenir el daño a la estructura submarina.
14. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 12, CARACTERIZADA porque el primer miembro además comprende por lo menos una curvatura entre el primer extremo y el extremo adicional y en donde la curvatura comprende una forma elíptica adaptada para compensar las fuerzas esperadas y prevenir el daño a la estructura submarina.
15. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 10, CARACTERIZADA porque comprende una pestaña giratoria asegurada al primer miembro.
16. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 10, CARACTERIZADA porque el primer miembro comprende una primera longitud y un primer espesor de la pared, en donde el segundo miembro comprende una segunda longitud y un segundo espesor de la pared, en donde una suma de la primera longitud y la segunda longitud define una longitud total, en donde una combinación del primer espesor de la pared y el segundo espesor de la pared define un espesor de la pared total y en donde la longitud total y el espesor de la pared total corresponden a fuerzas aplicadas a una estructura submarina asegurada al segundo miembro.
17. La junta de esfuerzo modular de la reivindicación 16, CARACTERIZADA porque por lo menos un miembro adicional conectado al segundo miembro, en donde cada uno de por lo menos un miembro adicional comprende una longitud adicional y un espesor de la pared adicional, en donde una suma de la primera longitud, la segunda longitud y cada longitud adicional define la longitud total y en donde una combinación del primer espesor de la pared, el segundo espesor de la pared y cada espesor de la pared adicional define el espesor de la pared adicional.
18. Un metodo para compensar fuerzas aplicadas a una estructura submarina, el método CARACTERIZADO porque comprende los pasos de: engranar un miembro de base entre una primera estructura y una segunda estructura, en donde el miembro de base comprende una primera longitud y un primer espesor de la pared; engranar por lo menos un miembro adicional con el miembro de base, en donde por lo menos un miembro adicional comprende una longitud adicional y un espesor de la pared adicional, en donde una suma de la primera longitud y la longitud adicional define una longitud total, en donde una combinación del primer espesor de la pared y el espesor de la pared adicional define un espesor de la pared total y en donde la longitud total y el espesor de la pared total corresponden a fuerzas aplicadas a la primera estructura, la segunda estructura, o combinaciones de ellas; y engranar la segunda estructura con dicho miembro adicional.
19. El método de la reivindicación 18, CARACTERIZADO porque el paso de engranar por lo menos un miembro adicional con el miembro de base comprende engranar un conector con un extremo del miembro de base y engranar un extremo de un miembro adicional con el conector, en donde el miembro de base y el miembro adicional comprenden un primer material que tiene un primer módulo de elasticidad y en donde el conector comprende un segundo material que tiene un segundo módulo de elasticidad mayor que el primer módulo de elasticidad.
20. El método de la reivindicación 19 , CARACTERIZADO porque el paso de engranar el conector con el extremo del miembro de base y el paso de engranar el extremo del miembro adicional con el conector comprenden engranar roscas exteriores del miembro de base y el miembro adicional con roscas interiores complementarias del conector.
21. El método de la reivindicación 18, CARACTERIZADO porque la primera estructura comprende una boca de pozo submarina o un buque de superficie y en donde la segunda estructura comprende un conducto submarino.
22. El método de la reivindicación 18, CARACTERIADO porque la primera estructura comprende una primera parte de un conducto submarino y en donde la segunda estructura comprende una segunda parte del conducto submarino.
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| NL7706724A (nl) | 1977-06-17 | 1978-12-19 | Marcon Ingbureau | Marineconstructie met onderwater-verbinding tussen constructies op verschillende hoogte. |
| FR2401307A1 (fr) * | 1977-07-01 | 1979-03-23 | Petroles Cie Francaise | Colonne montante deconnectable pour puits petroliers sous-marins |
| US4188156A (en) * | 1978-06-01 | 1980-02-12 | Cameron Iron Works, Inc. | Riser |
| US4256417A (en) * | 1978-11-03 | 1981-03-17 | Conoco, Inc. | Variable stiffness lower joint for pipe riser with fixed bottom |
| US4511287A (en) * | 1980-05-02 | 1985-04-16 | Global Marine, Inc. | Submerged buoyant offshore drilling and production tower |
| WO1981003157A1 (en) * | 1980-05-02 | 1981-11-12 | Global Marine Inc | Submerged buoyant offshore drilling and production tower |
| US4424988A (en) * | 1981-12-28 | 1984-01-10 | Consumers' Gas Company Limited | Frangible pipe coupling |
| US4708525A (en) | 1982-02-25 | 1987-11-24 | Amoco Corporation | Multiterminators for riser pipes |
| US4537429A (en) * | 1983-04-26 | 1985-08-27 | Hydril Company | Tubular connection with cylindrical and tapered stepped threads |
| US4629224A (en) * | 1983-04-26 | 1986-12-16 | Hydril Company | Tubular connection |
| US4634314A (en) | 1984-06-26 | 1987-01-06 | Vetco Offshore Inc. | Composite marine riser system |
| US4768984A (en) * | 1985-04-15 | 1988-09-06 | Conoco Inc. | Buoy having minimal motion characteristics |
| FR2616858B1 (fr) * | 1987-06-18 | 1989-09-01 | Inst Francais Du Petrole | Element a raideur variable pour pied de colonne de transfert |
| WO1993001441A1 (fr) * | 1991-07-01 | 1993-01-21 | Institut Français Du Petrole | Procede de fabrication d'une ligne a raideur variable et element associe |
| US5415047A (en) | 1994-06-09 | 1995-05-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Diffusion weld test fixture |
| US5657823A (en) * | 1995-11-13 | 1997-08-19 | Kogure; Eiji | Near surface disconnect riser |
| GB9715537D0 (en) | 1997-07-24 | 1997-10-01 | Coflexip Stena Offshore Ltd | Marine riser and method of use |
| US5873677A (en) * | 1997-08-21 | 1999-02-23 | Deep Oil Technology, Incorporated | Stress relieving joint for riser |
| US6467545B1 (en) * | 1999-05-02 | 2002-10-22 | Shell Oil Company | Monolithic isolation stress joint |
| US6659690B1 (en) * | 2000-10-19 | 2003-12-09 | Abb Vetco Gray Inc. | Tapered stress joint configuration |
| US6422316B1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-07-23 | Rti Energy Systems, Inc. | Mounting system for offshore structural members subjected to dynamic loadings |
| US6893057B2 (en) * | 2002-10-31 | 2005-05-17 | Grant Prideco, L.P. | Threaded pipe connection |
| US6860525B2 (en) * | 2003-04-17 | 2005-03-01 | Dtc International, Inc. | Breech lock connector for a subsea riser |
| FR2930587A1 (fr) * | 2008-04-24 | 2009-10-30 | Saipem S A Sa | Installation de liaison fond-surface d'une conduite rigide avec une conduite flexible a flottabilite positive et une piece de transition d'inertie |
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