Unión con material disímil de eje de accionamiento con componente de control de flujo de válvula.

Una válvula (10), que comprende:

un eje (30, 62) de accionamiento en donde el eje (30,

62) de accionamiento está hecho de un primer metal; y

un componente (20, 64) de control de fluido en donde el componente (20, 64) de control de fluido está hecho de un segundo metal diferente del primer metal, y el componente (20, 64) de control de fluido está configurado para girar dentro de un camino de flujo de fluido;

en donde la válvula comprende además:

un material (82) de interfaz diferente del primer metal y del segundo metal dispuesto en una juntura unida entre el eje (30, 62) de accionamiento y el componente (20, 64) de control de fluido, en donde la juntura comprende uno o más salientes (84) configurados para transferir par entre el eje (30, 62) de accionamiento y el componente (20, 64) de control de fluido, estando el componente (20, 64) de control de fluido colado sobre el material (82) de interfaz,

y el material (82) de interfaz mejora la unión entre el eje (30, 62) de accionamiento y el componente (20, 64) de control de fluido en la juntura.

Unión con material disímil de eje de accionamiento con componente de control de flujo de válvula ANTECEDENTES Esta sección está destinada a introducir al lector en diversos aspectos de la técnica que pueden estar relacionados con diversos aspectos de la presente invención que se describen y/o se reivindican más adelante. Se cree que esta exposición es útil para proporcionar al lector información de base con el fin de facilitar una mejor comprensión de los diversos aspectos de la presente invención. En consecuencia, debe entenderse que estas afirmaciones deben leerse con tal perspectiva, y no como reconocimientos de técnica anterior.

Como es notorio, el petróleo y el gas natural tienen un profundo efecto sobre las economías y sociedades modernas. De hecho, los dispositivos y sistemas que dependen del petróleo y el gas natural son omnipresentes. Por ejemplo, el petróleo y el gas natural se utilizan como combustible en una amplia variedad de vehículos, tales como automóviles, aviones, barcos y similares. Además, el petróleo y el gas natural se utilizan con frecuencia para calentar viviendas durante el invierno, para generar electricidad y para fabricar una sorprendente variedad de productos de uso diario.

Para cubrir la demanda de estos recursos naturales, las empresas invierten a menudo importantes cantidades de tiempo y dinero en buscar y extraer del subsuelo petróleo, gas natural y otros recursos subterráneos. En particular, una vez que se ha descubierto un recurso deseado bajo la superficie de la tierra, a menudo se emplean sistemas de perforación y producción para acceder al recurso y extraerlo. Estos sistemas pueden estar situados en tierra o en el mar en función de la ubicación del recurso deseado. Una vez que se ha extraído el recurso natural, por lo general es transportado a lugares de tratamiento, tales como refinerías. El transporte de estos recursos se realiza a través de un sistema de tuberías, que se controlan mediante diversos tipos de válvulas ubicadas en diferentes puntos a lo largo del sistema.

Un tipo de sistema de válvulas empleado para aislar una sección de tubería y el producto contenido en la misma es el denominado sistema de "doble bloqueo y purga". Dicho aislamiento se utiliza para prevenir la contaminación del fluido evitando el contacto con otros fluidos, y/o para cumplir con los requisitos reglamentarios de seguridad respecto del mantenimiento de válvulas y tuberías. Los diseños más antiguos para un sistema de doble bloqueo y purga utilizan típicamente dos válvulas en línea separadas, con un tramo de tubería, o carrete, entre las mismas. Cuando se cerraban las dos válvulas, se utilizaba una válvula de purga para drenar el carrete y asegurar la integridad del cierre. Este sistema de dos válvulas ha sido reemplazado por una única válvula de doble asiento, a menudo denominada válvula de "doble bloqueo y purga".

Una válvula de doble bloqueo y purga es capaz de cerrar tanto aguas arriba como aguas abajo de la válvula, y el cuerpo de la válvula en sí actúa como carrete entre los cierres. La válvula de doble bloqueo y purga proporciona algunas ventajas respecto a un sistema de bloqueo y purga de dos válvulas tradicional, por ejemplo la facilidad y velocidad de operación, reducida necesidad de mantenimiento y resistencia mejorada a las fugas. Dichas válvulas de doble bloqueo y purga, u otras válvulas empleadas en el sistema de transporte, pueden estar formadas de distintos metales o materiales, por ejemplo un cuerpo de válvula de acero, un obturador de válvula de hierro fundido, un vástago de válvula de acero, y así sucesivamente. El uso de diferentes materiales pueden introducir desafíos en la fabricación que pueden afectar al rendimiento una vez que se pone en servicio la válvula.

El documento WO 2002/10620 describe un conjunto de obturador bimetálico unido molecularmente para válvulas de doble bloqueo y purga no lubricadas, y un método de fabricación del mismo.

El documento US 2006/0254553 describe una válvula de material compuesto para un motor de combustión interna.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una válvula que comprende las características según la reivindicación 1.

En un aspecto adicional, la presente invención proporciona un método para fabricar una válvula de acuerdo con lo anteriormente expuesto, comprendiendo el método los pasos según la reivindicación 9.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Diversas características, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor cuando se lea la descripción detallada que sigue haciendo referencia a las figuras adjuntas, en las cuales los mismos números de referencia representan las mismas piezas en todas las figuras, y en donde:

la Figura 1 es una vista en perspectiva de una válvula de doble bloqueo y purga de acuerdo con una realización de la presente invención; la Figura 2 es una vista en perspectiva de un obturador de válvula bimetálico para una válvula de doble bloqueo y purga de acuerdo con una realización de la presente invención; la Figura 3 es una sección transversal del obturador de válvula bimetálico de la Figura 3 de acuerdo con una realización de la presente invención;

las Figuras 4A y 4B son vistas lateral y frontal respectivamente de un sistema de bloqueo mecánico y eje del obturador de válvula bimetálico de la Figura 3 de acuerdo con una realización de la presente invención; las Figuras 5A, 5B, 5C y 5D son vistas laterales de realizaciones alternativas de un sistema de bloqueo mecánico y eje de un obturador de válvula bimetálico de acuerdo con la presente invención; y la Figura 6 es un diagrama de flujo de un procedimiento de fabricación de un obturador de válvula bimetálico de acuerdo con una realización de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES ESPECÃ?FICAS Se describirán a continuación una o más realizaciones específicas de la presente invención. Estas realizaciones descritas son sólo ilustrativas de la presente invención. Además, en un intento de proporcionar una descripción concisa de estas realizaciones ejemplares, puede que no se describan en la memoria descriptiva todas las características de una implementación real. Se debe apreciar que en el desarrollo de cualquier aplicación real, como ocurre en cualquier proyecto de ingeniería o de diseño, se deben tomar numerosas decisiones específicas de la implementación para lograr los objetivos específicos del desarrollador, tales como el cumplimiento de las limitaciones relacionadas con el sistema y relacionadas con la empresa, que pueden variar de una implementación a otra. Por otra parte, se debe apreciar que tal esfuerzo de desarrollo podría ser complejo y requerir mucho tiempo, pero aun así constituiría un ejercicio rutinario de diseño, fabricación y producción para las personas con pericia ordinaria que tengan acceso a esta descripción.

Antes de discutir en detalle la presente invención, debe apreciarse que las realizaciones de la presente invención se implementan típicamente en una válvula de doble bloqueo y purga u otra válvula con un componente de control de fluido. Por ejemplo, otras realizaciones pueden incluir una válvula de bola, válvula de globo, válvula de mariposa, válvula de compuerta, una válvula de disco o cualquier otro tipo de válvula que tenga un componente de control de fluido. Aunque la realización discutida en la presente memoria es una válvula de doble bloqueo y purga, debe apreciarse que la presente invención no está limitada a la realización de válvula de doble bloqueo y purga.

Volviendo ahora a las Figuras, la Figura 1 representa un válvula 10 de doble bloqueo y purga que incluye un obturador 20 de válvula de acuerdo con una realización de la presente invención. La válvula 10 de doble bloqueo y purga mostrada puede ser una válvula Twin Seal⢠fabricada por Cameron, Inc., de Houston, Texas. Se puede utilizar la válvula 10 para aislar una sección de tubería u otros componentes con respecto a otras secciones de tubería o componentes. Por ejemplo, la válvula 10 puede estar asociada a un sistema de extracción de mineral tal como un pozo, una boca de pozo, un árbol submarino, un depósito de mineral, una herramienta, un conector para herramienta, una válvula, un conducto controlador o una combinación de los mismos. Por lo tanto, debe apreciarse que se puede fabricar la válvula 10 en diversos tamaños o configuraciones dependiendo de la aplicación, pero el diseño original de la válvula 10 puede continuar proporcionando la capacidad de bloqueo y purga que se describe en la presente memoria.

Tal como se muestra en la Figura 1, el interior del cuerpo 22 de la válvula 10 representa los... [Seguir leyendo]

1. Una válvula (10) , que comprende:

un eje (30, 62) de accionamiento en donde el eje (30, 62) de accionamiento está hecho de un primer metal; y un componente (20, 64) de control de fluido en donde el componente (20, 64) de control de fluido está hecho de un segundo metal diferente del primer metal, y el componente (20, 64) de control de fluido está configurado para girar dentro de un camino de flujo de fluido; en donde la válvula comprende además: un material (82) de interfaz diferente del primer metal y del segundo metal dispuesto en una juntura unida entre el eje (30, 62) de accionamiento y el componente (20, 64) de control de fluido, en donde la juntura comprende uno o más salientes (84) configurados para transferir par entre el eje (30, 62) de accionamiento y el componente (20, 64) de control de fluido, estando el componente (20, 64) de control de fluido colado sobre el material (82) de interfaz, y el material (82) de interfaz mejora la unión entre el eje (30, 62) de accionamiento y el componente (20, 64) de control de fluido en la juntura.

2. La válvula (10) según la reivindicación 1, en donde la juntura tiene los uno o más salientes (84) separados entre sí circunferencialmente alrededor del eje (30, 62) de accionamiento.

3. La válvula (10) según cualquier reivindicación precedente, en donde el material (82) de interfaz forma una unión intermetálica con el primer metal del eje (30, 62) de accionamiento y el segundo metal del componente (20, 64) de control de fluido.

4. La válvula (10) según cualquier reivindicación precedente, en donde el material (82) de interfaz consiste esencialmente en estaño.

5. La válvula (10) según las reivindicaciones 1-3, en donde el material (82) de interfaz comprende zinc, estaño, plomo, aluminio, latón, oro, cadmio o cobalto, solos o cualquiera de sus combinaciones.

6. La válvula (10) según cualquier reivindicación precedente, en donde el eje (30, 62) de accionamiento está hecho de acero, y el componente (20, 64) de control de fluido está hecho de un hierro colado.

7. La válvula (10) según cualquier reivindicación precedente, en donde un extremo del eje (30, 62) de accionamiento en la juntura está insertado en el componente (20, 64) de control de fluido a una distancia de desplazamiento desde una superficie interna del componente (20, 64) de control de fluido, y el eje (30, 62) de accionamiento no se extiende a través de la superficie interna.

8. Un método de fabricación de una válvula según cualquier reivindicación precedente, comprendiendo el método:

proporcionar una capa de un material (82) de interfaz en torno a un anclaje mecánico de un árbol (30, 62) de accionamiento; colar un componente (20, 64) de control de fluido sobre el material (82) de interfaz y el uno o más salientes (84) para crear una juntura unida entre el eje (30, 62) de accionamiento y el componente (20, 64) de control de fluido, en donde el eje (30, 62) de accionamiento está hecho de un primer metal, el componente (20, 64) de control de fluido está hecho de un segundo metal diferente del primer metal, el segundo metal comprende hierro, el material (82) de interfaz es diferente tanto del primer metal del eje (30, 62) de accionamiento como del segundo metal del componente (20, 64) de control de fluido y el material (82) de interfaz mejora la unión entre el eje (30, 62) de accionamiento y el componente (20, 64) de control de fluido en la juntura.

9. El método según la reivindicación 8, en donde el material (82) de interfaz comprende estaño.

10. El método según cualquiera de las reivindicaciones 8 o 9, en donde los uno o más salientes (84) están configurados para transmitir par entre el eje (30, 62) de accionamiento y el componente (20, 64) de control de fluido.

11. El método según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, que comprende insertar un extremo del eje (30, 62) de accionamiento en el componente (20, 64) de control de fluido a una distancia de separación de una superficie interna del componente (20, 64 ) de control de fluido, y el eje (30, 62) de accionamiento no se extiende a través de la superficie interna.

12. El método según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, que comprende chapear una capa del material (82) de interfaz sobre los uno o más salientes (84) del eje (30, 62) de accionamiento, o bien un receptáculo para eje de accionamiento en el componente (20, 64) de control de fluido, o una combinación de ambas cosas, en donde la capa separa al menos sustancialmente o por completo el primer metal del eje (30, 62) de accionamiento y el segundo metal del componente (20, 64) de control de fluido.

13. El método según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, que comprende acoplar un actuador manual al eje (30, 62) de accionamiento, en donde el actuador manual permite a un operario mover manualmente el componente (20, 64) de control de fluido dentro de un camino de flujo de fluido.