BR0115950B1 - método para a centralização de revestimentos de perfuração. - Google Patents

Description

"MÉTODO PARA A CENTRALIZAÇÃO DE REVESTIMENTOS DE PERFURAÇÃO".

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um método para a centralização de revestimentos (ou camisas) de perfuração a serem utilizados em aplicações de perfil deficiente (inadequado), que compreende substancialmente a aplicação de tiras de material cerâmico nas paredes externas do revestimento.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Durante a perfuração de poços de petróleo, operações de revestimento do furo são efetuadas, as quais compreendem o posicionamento de revestimentos específicos em intervalos pré-estabelecidos com relação à profundidade alcançada e às características das formações penetradas.

Na realização do revestimento, a fim de se garantir um abaixamento fácil dos revestimentos dentro do poço, é geralmente necessário se garantir que a diferença entre o diâmetro externo do revestimento e o diâmetro do furo (espaço) seja mantida em valores suficientemente altos.

Durante a perfuração, de acordo com a tecnologia convencional, o espaço entre o revestimento e o furo pode variar de valores de aproximadamente 15 a 16 cm para a fase de superfície e/ou fases intermediárias, até valores próximos de 2,54 cm para fases mais profundas (por exemplo: um furo de 66 cm para um tubo condutor de 50 cm; um furo de 44,45 cm para um revestimento de 35 cm; um furo de 32 cm para um revestimento de 25 cm; um furo de 22 cm para um revestimento de 18 cm).

A necessidade de se adotar altos valores de espaço é relativa à alta rigidez dos tubos com um maior diâmetro/espessura e à impossibilidade de perfuração perfeita de furos verticais e/ou com curvatura controlada. Apouca flexibilidade, de fato, dos tubos-juntamente com um determinado grau de irregularidade do furo (desvios, tortuosidade e/ou aperto), pode tornar o abaixamento dos revestimentos dentro do poço um problema, sobretudo durante as fases de superfície e/ou intermediária.

A patente US 4.088.185 mostra o uso de um "raspador" feito de material plástico, tendo uma ou mais lâminas, formado ao redor do tubo a ser centralizado, que nada mais é do que um centralizador tradicional, ou seja, um centralizador padrão, no qual forros moldados na forma tubular são usados, e colocados em torno de uma coluna de perfuração.

A necessidade, de acordo com a tecnologia convencional, de se efetuar furos com um diâmetro muito maior com relação ao do revestimento, que garanta seu abaixamento para o fundo do poço durante as fases de superfície e intermediária, causa a formação de uma quantidade considerável de produtos de despejo e um tempo de permanência longo da instalação em terra, com tempos de perfuração longos, e, conseqüentemente, altos custos.

A requerente é detentora do pedido de patente co-pendente italiano MI 2000A 000007 de 01.5.2000, que se refere a um método aperfeiçoado de perfuração de poços de petróleo e ao posicionamento simultâneo de revestimentos específicos, que se caracteriza pela manutenção de um espaço mais ou menos constante para a profundidade desejada do poço, que consiste na realização da perfuração da seção de interesse do poço, mantendo um alto grau de regularidade do furo pelo uso de equipamentos automáticos para controlar a verticalidade e/ou a curvatura.

Esse método de perfuração permite, com o mesmo diâmetro do revestimento, que as dimensões da parte superior do poço (revestimentos de superfície e intermediário) sejam reduzidas. Isso permite uma redução substancial nos materiais (lama, cimento e aço) e conseqüentemente na produção de produtos de despejo. Essa técnica também evita a necessidade de se produzir furos com um diâmetro que é muito grande com relação aos revestimentos a serem posicionados, o que geralmente implica na possibilidade de se efetuar furos com um diâmetro menor com relação à técnica convencional. Tudo isso tem uma influência positiva na taxa de avanço da ponta de talhadeira e, portanto, permite uma redução nos tempos de produção dos furos com uma conseqüente diminuição nos custos. A técnica de acordo com a dita invenção também permite uma economia significativa a ser obtida nos custos de operação, visto que a verticalidade e/ou a curvatura regular do poço facilita todo o trabalho e as operações de intervenção do poço.

Esse método compreende uma técnica de perfuração e revestimento que permite o posicionamento dos revestimentos, a operação com um espaço que é mais ou menos constante em valores de cerca de 3 a 4 cm para a profundidade total do poço desejada. O fato de se operar com um espaço reduzido permite, com o mesmo número de revestimentos e o mesmo diâmetro de extremidade do revestimento, que as dimensões da parte superior do poço sejam significativamente reduzidas.

Essa solução é particularmente adequada para aplicações em poços profundos, verticais ou fora de linha, e também na presença de formações com uma baixa capacidade de perfuração e/ou dificuldade no controle de trajetória. Nesses casos, com a adoção da técnica descrita, uma economia considerável de tempo e de custos de perfuração é obtida.

No método de perfuração mencionado acima, como geralmente em todas as aplicações para um perfil deficiente, a centralização dos revestimentos, quando efetuada com procedimentos tradicionais, é altamente crítica.

Essa questão crítica se deve à falta de espaço físico necessário para a instalação mecânica de sistemas de centralização (espaços reduzidos correspondendo à fragilidade mecânica).

A medida em que a inclinação do furo aumenta, aumenta também a questão crítica devido à interferência da relação maior entre parede de revestimento/furo, e é obviamente maior nas seções de furo com a presença de um ângulo abrupto mais ou menos intenso.

A ausência de centralização do revestimento, no entanto, apresenta as seguintes desvantagens:

1) Aumento do fator de atrito, com um aumento no desgaste do revestimento e uma diminuição, conseqüente, de suas propriedades de resistência;

2) Aumento dos riscos de calçamento do revestimento com o risco de não ser bem sucedido no abaixamento correto do revestimento até o fundo;

3) Desequilíbrio da área de passagem do fluxo; e

4) Redução da qualidade da operação de formação de cimentos pela canalização do cimento durante o deslocamento.

Para perfis de poços convencionais (padrão), esses problemas são drasticamente reduzidos pela centralização do revestimento.

A centralização é, de fato, obtida pela inserção ao longo da superfície externa do revestimento, de várias lâminas metálicas elásticas (similares a molas laminadas), com um diâmetro estendido comparável com o do furo, capaz de manter o revestimento a uma distância da parede e centralizar uniformemente com relação ao eixo do furo;

Essa solução não pode, no entanto, ser aplicada no caso de perfis deficientes (inadequados) como:

(a) Todos os centralizadores padrão existentes no mercado possuem um corpo de suporte de lâmina e um colar batente para fixar os mesmos ao tubo; isso aumenta o volume geral que exclui sua aplicação para sistemas com espaços de diâmetro reduzido; e

(b) Os centralizadores para aplicações particulares, tais como, por exemplo, centralizadores intra-revestimento, modificam drasticamente a rigidez total do revestimento, que vice-versa deve ser capaz de manter uma boa elasticidade (flexibilidade) para permitir a geometria do furo ao máximo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Verificou-se, de acordo com o objetivo da presente invenção, que é possível se superar todas as desvantagens conhecidas no estado da técnica efetuando-se a centralização dos revestimentos de perfuração por meio de aplicações de tiras de material cerâmico nas paredes externas dos revestimentos.

O objeto da presente invenção, portanto, se refere a um método para a centralização de um revestimento para aplicações do tipo de perfil deficiente (inadequado), tanto vertical quanto desalinhado, que compreende as seguintes operações:

(i) a aplicação na seção de revestimento em questão de uma tira aderente equipada com um ou mais alojamentos e um fecho de alavanca de ajuste rápido;

(ii) a inserção de moldes adequados nos alojamentos nos quais a tira é equipada;

(iii) a injeção dentro dos moldes de um material plástico caracterizado por uma alta resistência mecânica, um alto grau de aderência de superfície e resistência à abrasão por fricção, e também elasticidade no local, superior à elasticidade dos revestimentos;

(iv) a remoção da tira aderente quando o endurecimento do material plástico no formato do molde tiver sido completado.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Uma visualização mais completa da presente invenção e muitas das vantagens alcançadas da mesma serão facilmente obtidas quando se compreende melhor a seguinte descrição detalhada juntamente com os desenhos em anexo, em que:

A Figura IA ilustra uma vista lateral de uma realização da presente invenção;

A Figura IB ilustra uma vista em planta de uma realização da presente invenção;

A Figura 2A ilustra uma vista de uma realização da presente invenção envolvendo uma tubulação;

A Figura 2B é uma vista lateral ampliada de uma realização de um fecho de alavanca de ajuste rápido;

A Figura 2C é uma vista em planta ampliada de uma realização de um fecho de alavanca de ajuste rápido;

A Figura 3 A é uma vista lateral ampliada de uma realização de uma alavanca ajustável do fecho de alavanca de ajuste rápido;

A Figura 3 B é uma vista em planta ampliada de uma realização de uma alavanca ajustável do fecho de alavanca de ajuste rápido;

A Figura 3 C é uma vista lateral ampliada de uma realização de um gancho de fecho de alavanca de ajuste rápido; e

A Figura 3D é uma vista em planta de uma realização de um gancho do fecho de alavanca de ajuste rápido.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Uma vantagem importante do método descrito acima é a possibilidade de ser efetuado diretamente no local, obtendo assim centralizadores cujo formato, dimensão, número e posição podem ser estabelecidos de antemão, com relação às exigências operacionais. A posição, o comprimento e a espessura com os quais os centralizadores devem ser produzidos podem, de fato, ser calculados e determinados de antemão, com relação ao diâmetro do revestimento, ao comprimento e ao ângulo de inclinação da seção de furo ao longo da qual o revestimento deve ser abaixado.

Uma vez que as características do projeto tenham sido definidas, os tubos são j ateados com ar para se obter uma superfície capaz de garantir uma aderência correta à resina. Na extremidade da fase de jateamento, cada tubo (7) é equipado com uma tira aderente (1) específica, obtida utilizando-se uma placa transparente feita de material plástico com uma alta resistência (figuras IAe 1B), possuindo um fecho de alavanca (2) de ajuste rápido, incluindo uma alavanca (2) e um gancho (5); e aberturas (6), capazes de alojarem os moldes (3) de fundição: as figuras 2A-2C ilustram um exemplo no qual a partir de um mínimo de um até um máximo de três moldes de fundição podem estar presentes.

Cada molde (3) possui um furo (4) de injeção específico, através do qual o composto de resina, obtido por meio de um sistema de mistura adequado entre a resina e um endurecedor, é despejado.

O sistema de molde de tira adesiva obtido dessa forma permite, por um lado, que os centralizadores sejam posicionados corretamente e distanciados, tanto radial quanto axialmente, ao longo do tubo; e por outro lado garante o formato regular dos centralizadores, mantendo os mesmos corretamente na posição até que a reação do aglutinante do sistema de catalisador/resina tenha ocorrido. Uma vez que o tempo de aglutinação necessário para o endurecimento dos centralizadores tenha terminado, é possível remover a tira adesiva e os formatadores de fundição de matriz relativos.

Com referência às figuras anexadas à presente invenção, as quais têm a finalidade única de ilustrar o objeto de acordo com a presente invenção, as figuras 1A e IB representam um detalhe da placa transparente de material plástico, nas quais 2 e 5 representam parafusos embutidos formando o fecho rápido a ser utilizado quando a placa é enrolada em torno do revestimento, e onde as aberturas 6 que recebem os alojamentos para a inserção dos moldes (3), que podem ser observados.

As figuras 2A-2C, por sua vez, ilustram a mesma placa indicando os fechos de alavanca de ajuste rápido, na figura 2B, e onde existe um detalhe do mesmo fecho, na figura 2C.

O dito fecho é representado também nas figuras 3A-3D, nas quais estão representados os desenhos do mesmo, para uma modalidade do fecho de alavanca (2) em aço zincado, e as figuras 3C e 3D representam um desenho do gancho (5) para o fecho de alavanca (2) ajustável.

Confirmando a validade do que é especificado acima com relação ao método para a centralização das etapas de fundição e operação compreendidas aqui, seria bom ressaltar mais uma vez que existem dois elementos que caracterizam basicamente o dito método: um composto de resinas, caracterizado por uma alta resistência mecânica, um alto grau de aderência à superfície e uma resistência à abrasão por fricção e, finalmente, a elasticidade no local superior à elasticidade dos revestimentos, e a produção, também diretamente no local, de centralizadores, com a possibilidade de variar de acordo com o formato, a dimensão, o número, e a posição dos mesmos, com relação às exigências de operação.

O material resinoso possui naturalmente uma função primária; qualquer material conhecido pode ser adequado para a finalidade, desde que seja caracterizado pelas qualidades adequadas: como um exemplo, resinas epóxi de alta resistência podem ser mencionadas.

Claims (3)

1. Método para a centralização de revestimentos de perfuração para aplicações do tipo de perfil deficiente ou inadequado, vertical ou fora de linha, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes operações: (i) a aplicação, na seção de revestimento, de uma tira aderente (1) equipada com um ou mais alojamentos de molde (3) e fecho de alavanca (2) ajustável rápido; (ii) a inserção dos moldes adequados nos alojamentos dos quais a tira (1) é equipada; e (iii) a injeção nos moldes de material plástico, que têm uma alta resistência mecânica, um alto grau de aderência à superfície e resistência à abrasão por fricção, e também elasticidade no local, superior à elasticidade dos revestimentos; e (iv) a remoção da tira aderente (1) uma vez que o endurecimento do material plástico na forma do molde tenha sido completado.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tira aderente (1) contém um máximo de três alojamentos.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do material plástico injetado nos moldes (3) ser, preferivelmente, uma resina de epóxi.