BR0005419B1 - sistema de tubulaÇço espiralada, e, processo para junÇço de duas seÇÕes da tubulaÇço espiralada. - Google Patents
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Description
"SISTEMA DE TUBULAÇÃO ESPIRALADA, E, PROCESSO PARA JUNÇÃODE DUAS SEÇÕES DA TUBULAÇÃO ESPIRALADA"
A presente invenção é direcionada, geralmente, a sistemas dedesenvolvimento de tubulação, tais como aqueles usados para desenvolveremsistemas de bombeamento submersíveis elétricos no interior de um furo depoço, e, em particular, esta invenção refere-se a um sistema de junção para unirsegmentos de tubulação, tais como tubulação espiralada, possuindo um cabo deenergia interno.
Diversos tipos de equipamentos são utilizados na produção defluido, tal como petróleo, a partir de locais subterrâneos. Por exemplo, os ditossistemas de bombeamento são utilizados no bombeamento de óleo e/ou outrosfluidos de produção a partir de poços produtores. Um sistema de bombeamentoilustrativo é um sistema de bombeamento submersível elétrico, o qual incluicomponentes, tais como um motor, um protetor de motor, uma bomba e umorifício de entrada de bomba. O sistema é desenvolvido dentro de um furo depoço por um sistema de desenvolvimento, tal como uma tubulação utilizadapara a suspensão do sistema, à medida que o mesmo é movido para um localdesejado no furo de poço. A tubulação, por exemplo, a tubulação espiralada,pode ser utilizada para localizar componentes em profundidades subterrâneassubstanciais.
Em determinados sistemas, a abertura oca central da tubulaçãoé utilizada para a produção de fluido através da mesma. Em outras aplicações,entretanto, a abertura interna da tubulação é utilizada para manter o cabo deenergia direcionado para os componentes submersíveis que exigem energia.
Um motor submersível elétrico é um exemplo de um componente que exigeenergia. Em tais sistemas, o fluido de produção é tipicamente produzido forada tubulação.
Por uma variedade de motivos, pode tornar-se necessário quese una dois ou mais segmentos da tubulação quando da distribuição de umsistema de furo ou componente até uma profundidade desejada dentro do furode poço. Até agora, ainda não se obteve um sucesso significativo nodesenvolvimento de um sistema dependente para a união de seçõesadjacentes de tubulação espiralada possuindo um cabo de energia interno.
Seria vantajoso se ter um sistema que permitisse a formaçãoimediata de uma união para segmentos adjacentes da tubulação possuindo umcabo de energia disposto na mesma.
A presente invenção caracteriza um sistema de tubulaçãoespiralada no qual os segmentos seqüenciais da tubulação espiralada sãounidos para o desenvolvimento do equipamento de furo. O sistema inclui umprimeiro segmento de tubulação espiralada possuindo um primeiro cabo deenergia disposto dentro de seu centro oco. O sistema também inclui umsegundo segmento de tubulação espiralada possuindo um segundo cabo deenergia disposto dentro de seu interior oco. Os primeiro e segundo acessóriosde montagem são conectados aos primeiro e segundo segmentos da tubulaçãoespiralada, respectivamente. Adicionalmente, um recipiente é projetado parafornecer uma conexão rígida entre os primeiro e segundo acessórios demontagem. O recipiente é projetado para liberação de forma que possadeslizar para acomodar a junção dos primeiro e segundo cabos de energiaentre os primeiro e segundo acessórios de montagem. O recipiente éprojetado adicionalmente para engatar de forma segura os primeiro e segundoacessórios de montagem e para conter a junção de cabo.
De acordo com outro aspecto da invenção, um sistema éfornecido para conectar as seções de tubulação que carregam o cabo deenergia nas mesmas para fornecer energia para o equipamento relacionadocom poço. O sistema inclui um par de acessórios anexáveis às seçõesindividuais da tubulação. Adicionalmente, o sistema inclui um recipiente quepode ser seletivamente engatado com o par de acessórios para conectar asseções individuais da tubulação. O recipiente inclui um interior oco paraacomodar uma junção de cabo de energia. Além disso, o recipiente édimensionado para deslizar sobre pelo menos um par de acessórios parapermitir a formação da junção do cabo de energia.
De acordo com outro aspecto da invenção, um processo éfornecido para a junção de duas seções de tubulação espiralada nas quaiscada seção possui um cabo de energia interno para suprir energia para oequipamento de poço. O processo inclui a montagem de um acessório a cadaextremidade adjacente de duas seções da tubulação espiralada que devem serconectadas. O processo também inclui a junção do cabo de energia internoentre os acessórios. Adicionalmente, o processo inclui o encerramento docabo de energia interno unido dentro de um recipiente conectado entre osacessórios.
A invenção será doravante descrita com referência aosdesenhos em anexo, onde referências numéricas similares denotam elementossimilares, e
A figura 1 é uma vista em elevação dianteira de um sistema debombeamento dentro de furo de sondagem ilustrativo desenvolvido dentro deum furo de poço pelo desenvolvimento da tubulação, de acordo com umamodalidade da presente invenção;
A figura 2 é uma vista recortada parcialmente do sistema deunião ilustrado na figura 1;
As figuras 2A a 2D ilustram uma vista parcialmente recortadade um conector de tubulação espiralada ilustrativo para uso com o sistema deunião ilustrado na figura 2;
A figura 3 ilustra uma etapa inicial na formação do sistema dejunção ilustrado na figura 2;
A figura 4 ilustra uma etapa subsequente na formação dosistema de junção;
A figura 5 ilustra uma etapa subsequente na formação dosistema de junção;
A figura 6 ilustra uma etapa adicional na formação do sistemade junção;
A figura 7 ilustra uma etapa adicional na formação do sistemade junção; e
A figura 8 ilustra um sistema de junção completo ilustrativoilustrado como uma vista parcialmente recortada, de acordo com umamodalidade da presente invenção.
Com referência geralmente à figura 1, um sistema dedesenvolvimento ilustrativo 10 é ilustrado em um ambiente de furo de poço.O sistema de desenvolvimento 10 é anexado a um sistema de bombeamentosubmersível elétrico 12 e preferivelmente um sistema de entrada inferior. Osistema de desenvolvimento 10 pode ser utilizado no desenvolvimento deuma ampla variedade de dispositivos ou sistemas, mas o desenho singular dosistema de desenvolvimento 10 é particularmente responsável pelodesenvolvimento dos sistemas de bombeamento submersível elétrico 12.
Um sistema de bombeamento de entrada inferior típico 12pode compreender uma variedade de componentes dependendo da aplicaçãoem particular ou ambiente no qual é utilizado. Tipicamente, o sistema 12inclui pelo menos uma bomba submersível 14, uma entrada de bomba 15, ummotor submersível 16, um protetor de motor 17 e um conjunto obturador 18.Entretanto, uma variedade de outros componentes ou componentes adicionaispodem ser utilizados no sistema.
Por exemplo, o sistema 12 pode incluir uma seção deimpulsão 19 e um conector 20 pelo qual o sistema de bombeamentosubmersível 12 é acoplado ao sistema de desenvolvimento 10. Além disso,uma variedade de tipos de componente podem ser utilizados. Por exemplo,um motor ilustrativo 16 é um motor de tipo de indução de três fases, e umabomba ilustrativa 14 é uma bomba centrífuga de múltiplos estágios. Nessetipo de sistema, a bomba submersível 14 retira o fluido do furo de poçbatravés da entrada de bomba 15 e descarrega o mesmo através de umcabeçote de descarga do obturador 21 acima do conjunto de obturador 18 noanel formado em torno do sistema de desenvolvimento 10. Uma variedade deconjuntos de obturador também pode ser utilizada, tal como um obturadorajustado mecanicamente ou um obturador hidráulico, por exemplo, oObturador de Ajuste Hidráulico Camco HRP-I-SP disponívelcomercialmente através da Camco de Houston, Texas.
No exemplo ilustrado, o referido sistema 12 é designado parao desenvolvimento em um poço 22 dentro de uma formação geológica 24 quecontém fluidos de produção desejáveis, tais como petróleo. Em uma aplicaçãotípica, um furo de poço 26 é perfurado e forrado com um revestimento de furode poço 28. O respectivo revestimento de furo de poço 28 pode incluir umapluralidade de aberturas 30, freqüentemente chamadas de perfurações, atravésdas quais os fluidos de produção escoam para dentro do referido furo de poço 26.
Embora o referido sistema de desenvolvimento 10 possa ter umavariedade de formas e configurações, o mesmo compreende tipicamente umatubulação, e, de preferência, duas ou mais seções de tubulação espiraladas 32.
Um cabo de energia 34 é disposto dentro de um interior oco 36 da tubulação32. O dito cabo de energia 34 é suportado dentro da tubulação 32 por meio deâncoras adequadas, fluido de flutuação ou outro dispositivo. O dito cabo deenergia 34 inclui, freqüentemente, pelo menos três condutores 33 cercados poruma ou mais camadas de isolamento 35 e uma armadura protetora externa 37.
Como ilustrado, o sistema de desenvolvimento 10 compreendedois ou mais segmentos 38 conectados por um ou mais sistemas de junção 40.Cada segmento 38 inclui um tubo externo, por exemplo, tubulação espiralada32, e um cabo de energia interno 34.
Uma modalidade ilustrativa do referido sistema de junção 40 éilustrada na figura 2. O sistema de junção 40 facilita a união dos segmentosadjacentes 38. Especificamente, o sistema de junção 40 fornece a união deuma primeira seção de cabo de energia 42 com uma segunda seção de cabode energia 44 em uma junção de cabo de energia 46. O sistema de junção 40também fornece a junção de dois segmentos seqüenciais ou adjacentes datubulação 32. A junção da tubulação 32 deve fornecer uma integridadeestrutural suficiente para permitir o desenvolvimento de um sistemaadequado, tal sistema de bombeamento submersível elétrico 12, enquantoprotege a junção do cabo de energia 46.
Na modalidade ilustrada, um acessório inferior 48 é fixado deforma segura a uma extremidade 50 da tubulação 32 do segmento inferior 38.
Preferivelmente, uma ou mais vedações 52 são dispostas entre o acessórioinferior 48 e a superfície externa do segmento correspondente 38 paraimpedir o vazamento ou fluxo do líquido através do mesmo
Apesar de uma variedade de acessórios poderem serutilizados, um acessório preferido 48 compreende um conector de tubulaçãoespiralada externa, por exemplo, um conector tipo deslizante, tal como osdisponíveis na Camco de Houston, Texas, uma divisão da SchlumbergerCorporation. Como é sabido dos versados na técnica, tais conectores tipodeslizantes utilizam uma superfície inclinada que facilita o aperto doacessório contra a tubulação 32.
Um acessório inferior ilustrativo 48 e seu uso é ilustrado nasfiguras 2A a 2D. Nesse exemplo, o acessório 48 inclui um alojamento 53,uma parte de corpo 54, uma trava deslizante 55 e uma arruela 56.
Para montar o acessório 48 na extremidade da tubulação 50, oalojamento 53, a trava deslizante 55 e a arruela 56 são deslizadas sobre aextremidade de tubulação 50, como ilustrado na figura 2A. A extremidade detubulação 50 é então inserida na parte do corpo 54 e deslizada além davedação 52 e apoiando em uma saliência de apoio anular 57, como melhorilustrado na figura 2B. A trava deslizante é então deslizada para um engate deapoio com a parte de corpo 54, como ilustrado melhor na figura 2C.Subseqüentemente, o alojamento 53 é rosqueado em engate com a parte decorpo 54 através de uma região rosqueada 58, como melhor ilustrado nafigura 2D. À medida em que o alojamento 53 e a parte de corpo 54 sãorosqueados juntos, a trava deslizante 55 é forçada de forma justa contra aextremidade de tubulação 50 pela parede interna afunilada do alojamento 53.A parede interna afunilada é disposta a fim de deslizar ao longo da travadeslizante 55 à medida em que o acessório é apertado. Isso mantém todo oacessório preso à extremidade de tubulação 50.
Um acessório superior 60 é conectado à superfície externa datubulação 32 no segmento superior 38. O acessório superior 60 épreferivelmente similar ao acessórios inferior 48 e inclui uma ou maisvedações 62 dispostas entre o acessório superior 60 e o segmentocorrespondente 38 para impedir o fluxo de líquido entre o segmento 38 e oacessório 60. O acessório superior 60 é projetado para colocação em umaextremidade inferior 64 do segmento superior 38, que é disposto paraconexão com a extremidade superior 50 do segmento inferior 38.
Como descrito com relação ao acessório inferior 48, oacessório 60 é preferivelmente um conector de tubulação espiralada externa,por exemplo, um conector tipo deslizante, tal como os disponíveis a partir daCamco. O acessório superior 60 pode incluir um alojamento, uma parte decorpo e uma trava deslizante como descrito acima com referência às figuras2A a 2D. Isso permite que o acessório 60 seja apertado contra a superfícieexterna do segmento 38, como sabido pelos versados na técnica.
Na modalidade ilustrada, o acessório superior 60 éligeiramente modificado com relação ao acessório inferior 48.Especificamente, o acessório superior 60 foi criado com uma área transversalmenor para acomodar o engate deslizante com um recipiente 72 que éprojetado para acoplar o acessório inferior 48 e o acessório superior 60.
Na modalidade ilustrada, o recipiente 72 é geralmente tubulare possui um interior oco 74 projetado para acomodar a junção de cabo deenergia 46. Preferivelmente, o recipiente 72 inclui uma região rosqueadainferior 76 e uma região rosqueada superior 78. A região rosqueada inferior76 é disposta para o engate rosqueado com uma área rosqueada externamente80 no acessório inferior 48. (ver figuras 2 a 2D). De forma similar, a regiãorosqueada superior 78 é disposta para realizar o engate rosqueado com umaárea rosqueada externamente 82 disposta no acessório superior 60, comoilustrado na figura 2.
Preferivelmente, o recipiente 72 inclui uma região maisestreita ou restrita 84 disposta na região rosqueada superior 78 para impedirque o recipiente 72 deslize além do acessório 60 quando a região rosqueadainferior 76 é movida na direção de engate com o acessório inferior 48. Porexemplo, o diâmetro da área rosqueada externamente 82 pode serligeiramente menor do que o da área rosqueada externamente 80 parapermitir o movimento da região rosqueada inferior 76 do recipiente 72 alémda área rosqueada externamente 82 quando a junção é completada. Alémdisso, é preferido que as regiões rosqueadas inferior e superior 76, 78 e asáreas rosqueadas externamente 80, 82 possuam roscas auto vedantes paraimpedir o fluxo de entrada dos fluidos do furo de poço dentro do interior oco74. Adicionalmente, o recipiente 72 pode incluir uma exaustão 86 parapermitir o escape do gás a partir do interior oco 74 e o interior do segmentosuperior 38 se esse segmento for preenchido com fluido, por exemplo, umfluido de flutuação.
Com referência geralmente às figuras 3 a 7, o processo demontagem do sistema de junção 40 é ilustrado. Com referência à figura 3, aextremidade 64 de um segmento de tubulação 38, incluindo primeira seção decabo de energia 42, são colocados em proximidade com a extremidade 50 dopróximo segmento consecutivo 38, incluindo sua seção de cabo de energiainterno correspondente 44.
A extremidade 64 então é inserida através da região estreita 84do recipiente 72, e o recipiente 72 é deslizado ao longo do segmento 38 atéque a extremidade 64 seja deixada projetando através da extremidade opostado recipiente 72 (ver figura 4). Quando o recipiente 72 está nessa posição,ambos o acessório superior 60 e o acessório inferior 48 são anexados nasextremidades do segmento 64, 50, respectivamente.
Seguindo o posicionamento do recipiente 72 e dos acessórios-48, 60, as seções de cabo de energia 42 e 44 são eletricamente conectadas.
Tipicamente, cada seção de cabo de energia inclui pelo menos trêscondutores para carregar a energia trifásica para o motor submersível 18. Osmúltiplos condutores são conectados, como ilustrado na figura 5, e enroladospara formar a junção de cabo de energia 46, como ilustrado na figura 2. Ajunção do cabo de energia pode ser formada em várias formas convencionais,e tipicamente é formada como uma junção no campo, como é sabido pelosversados na técnica. Nesse momento, o acessório superior 60 é apertado deforma que a parte de travamento 68 force de forma firme a parte de agarre 66em engate com o exterior do segmento 38.
Depois do acessório superior 60 ter sido apertado, o recipiente-72 é deslizado descendentemente sobre a junção do cabo de energia 46 atéque a região rosqueada inferior 76 engate a região rosqueada externa 80 e aregião rosqueada superior 78 engata a região rosqueada externa 82, comoilustrado na figura 6. Então, o recipiente 72 é girado até que seja engatada deforma firme com ambos o acessório superior 60 e o acessório inferior 48.
Depois de apertar o recipiente 72, o alojamento 52 e a parte de corpo 54podem ser rosqueados juntos para engatar de forma segura o acessórioinferior 48 com a extremidade 50 do segmento inferior 38, como ilustradonas figuras 7 e 8.Como melhor ilustrado na figura 8, o encerramento do sistemade junção 40 fornece uma junção impermeável a líquido que protege o cabode energia interno. Adicionalmente, o uso de um recipiente relativamenterígido, formado preferivelmente a partir de um material metálico, tal comoaço, fornece uma integridade estrutural suficiente para facilitar odesenvolvimento de uma variedade de equipamento relacionado com poço.
Dependendo da aplicação e/ou da profundidade do poço 22, esse tipo desistema de junção pode ser utilizado para unir duas ou mais seções detubulação possuindo um cabo de energia integral.
Será compreendido que a descrição acima é das modalidadesilustrativas preferidas dessa invenção, e que a invenção não está limitada àsformas específicas ilustradas. Por exemplo, uma variedade de acessóriospode ser utilizados para engatar de forma rígida a tubulação; outros tipos detubulação podem ser utilizados no lugar da tubulação espiralada preferida; orecipiente é preferivelmente feito a partir de um material metálico, porexemplo, aço, apesar de outros materiais poderem ser adequados paradeterminadas aplicações; o recipiente pode ser engatado com os acessóriospor uma variedade de mecanismos além de roscas de parafuso; e umavariedade de outros tipos de junções de cabo de energia podem ser utilizadosdentro do recipiente. Adicionalmente, as etapas do processo e sua ordempodem ser modificadas para um desenho ou aplicação em particular. Essas eoutras modificações podem ser feitas no desenho e na disposição doselementos sem se distanciar do escopo da invenção como expresso nasreivindicações em anexo.
Claims (14)
1. Sistema de tubulação espiralada (10), no qual os segmentosseqüenciais da tubulação espiralada (32) são unidos para o desenvolvimentode um equipamento de furo de sondagem (12), caracterizado pelo fato de quecompreende:um primeiro segmento da tubulação espiralada (32) possuindoum primeiro cabo de energia (42) disposto dentro do mesmo;um segundo segmento da tubulação espiralada (32) possuindoum segundo cabo de energia (44) disposto dentro do mesmo;um primeiro acessório de montagem (48) conectado ao primeirosegmento da tubulação espiralada (32);um segundo acessório de montagem (60) conectado ao segundosegmento da tubulação espiralada (32); eum recipiente (72) que pode ser seletivamente conectado entreos primeiro e segundo acessórios de montagem (48, 60), em que o recipiente(72) pode ser movido para acomodar a junção dos primeiro e segundo cabosde energia (42, 44) entre os primeiro e segundo acessórios de montagem (48, 60).
2. Sistema de tubulação espiralada (10), de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de o recipiente (72) poder ser engatadode forma rosqueada com os primeiro e segundo acessórios de montagem (48, 60).
3. Sistema de tubulação espiralada (10), de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente umajunção (46) que acopla eletricamente os primeiro e segundo cabos de energia(42, 44).
4. Sistema de tubulação espiralada (10), de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro acessório de montagem(48) compreender um conector de tubulação espiralada.
5. Sistema de tubulação espiralada (10), de acordo comreivindicação 4, caracterizado pelo fato de o segundo acessório de montagem(60) compreender um conector de tubulação espiralada.
6. Sistema de tubulação espiralada (10), de acordo com areivindicação 5, caracterizado pelo fato de o recipiente (72) poder ser engatadode forma rosqueada com os primeiro e segundo acessórios de montagem (48, 60).
7. Sistema de tubulação espiralada (10), de acordo com areivindicação 6, caracterizado pelo fato de o recipiente (72) compreender umaseção tubular.
8. Sistema de tubulação espiralada (10), de acordo com areivindicação 7, caracterizado pelo fato de os primeiro e segundo acessóriosde montagem (48, 60) incluírem, cada um, uma área rosqueada (80, 82) tendoroscas de auto vedação.
9. Sistema de tubulação espiralada (10), de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de o recipiente (72) incluir uma portade exaustão (86).
10. Processo para junção de duas seções da tubulação espiralada(32), cada uma tendo um cabo de energia interno (42, 44) para o suprimento deenergia a um equipamento de poço, caracterizado pelo fato de compreenderas etapas de:montar um acessório (48, 60) a cada extremidade adjacente (50,64) das duas seções da tubulação espiralada (32) a ser conectada;juntar o cabo de energia interno (42, 44) entre os acessórios (48, 60); eencerrar seletivamente o cabo de energia interno (42, 44) unidocom um recipiente (72) que pode ser movido entre posições conectadas entreos acessórios (48, 60) e desconectadas entre os acessórios (48, 60) para proveracesso ao cabo de energia interno (42, 44).
11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadtpelo fato de que compreende adicionalmente deslizar o recipiente (72) através deum dos acessórios (60) e a seção da tubulação espiralada (32) à qual é montadaantes da junção do cabo de energia interno (42, 44); e deslizar o recipiente (72)em engate com o outro dos acessórios (48) seguindo a junção.
12. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de o encerramento incluir adicionalmente engate de forma rosqueadado recipiente (72) com cada acessório (48, 60).
13. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de compreender adicionalmente fornecimento do recipiente (72) comuma porta de exaustão (86).
14. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que a montagem de um acessório (48, 60) inclui a montagem deum conector tipo deslizante de tubulação espiralada a cada seção da tubulaçãoespiralada (32).
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