BR102018016636B1

BR102018016636B1 - Método de vedação contra um elemento tubular atravessando uma passagem interna de um riser e aparelho para um riser

Info

Publication number: BR102018016636B1
Application number: BR102018016636-0A
Authority: BR
Inventors: Jacob A. Barela
Original assignee: Weatherford Technology Holdings, Llc
Priority date: 2017-08-16
Filing date: 2018-08-15
Publication date: 2021-11-16
Also published as: GB201812083D0; NO20181064A1; CA3012661A1; GB2565649B; CA3012661C; BR102018016636A2; US10494877B2; US20190055791A1; GB2565649A

Abstract

aparelho de dispositivo de controle rotativo submarino tendo barreira de detritos um aparelho de riser inclui uma seção de riser e um dispositivo de controle de fluxo. a seção de riser é disposta em um riser. o corpo do dispositivo de controle de fluxo é instalado na seção de riser. a montagem pode ser instalada entre portas laterais de poço acima e de subsuperfície, as quais podem ser interligadas por meio de tubulação de desvio e de um dispositivo intermediário, tal como uma bomba. pelo menos uma vedação anular suportada rotativamente por mancais no furo interno do corpo pode encaixar com um elemento tubular passando através dela e pode vedar um espaço anular entre eles. em um exemplo, pressão poço acima da vedação anular pode ser retida maior que pressão de subsuperfície. uma barreira de detritos disposta na extremidade de poço acima do corpo cobre uma área anular a partir de um perímetro externo no exterior do corpo para uma abertura central no furo interno. a barreira de detritos impede que detritos, tais como aparas de perfuração, poço acima da barreira de detritos entrem no furo interno do corpo.

Description

ANTECEDENTES DA REVELAÇÃO

[001] Um dispositivo de controle rotativo é tipicamente usado para vedar um espaço anular entre uma estrutura tubular externa (tal como, um riser, um alojamento em uma estrutura submarina em um sistema sem riser ou um alojamento fixado a uma cabeça de poço de superfície) e um elemento tubular interno (tal como, uma coluna de perfuração). Por causa de componentes do dispositivo de controle rotativo, tais como rolamentos, vedações, etc., poderem precisar ser substituídos ou reparados, é útil usar um dispositivo de controle rotativo recuperável que possa ser instalado em (e recuperado de) um riser ou coisa parecida. Entretanto, detritos criados durante operações, tais como perfuração, podem retardar a instalação e recuperação de um dispositivo de controle rotativo recuperável como este para dentro e para fora do riser. Também, funcionamento apropriado do dispositivo de controle rotativo recuperável durante operações pode ser impedido por detritos das operações.

[002] A matéria em questão da presente revelação diz respeito a superar, ou pelo menos reduzir, os efeitos de um ou mais dos problemas expostos anteriormente.

SUMÁRIO DA REVELAÇÃO

[003] De acordo com a presente revelação, um aparelho é usado para um riser tendo uma passagem interna através da qual um elemento tubular passa. Em uma modalidade, o aparelho inclui pelo menos uma vedação anular e uma barreira de detritos. A pelo menos uma vedação anular é suportada rotativamente por pelo menos um mancal na passagem interna do riser. A pelo menos uma vedação anular encaixa com o elemento tubular passando através dela e veda um espaço anular entre o elemento tubular e a passagem interna do riser. A barreira de detritos é disposta poço acima da pelo menos uma vedação anular. A barreira de detritos cobre uma área anular a partir de um perímetro externo na passagem interna do riser para uma abertura central, e a barreira de detritos inibe detritos poço acima da barreira de detritos de entrar no furo interno.

[004] Em uma outra modalidade, o aparelho inclui um corpo, pelo menos uma vedação anular e uma barreira de detritos. O corpo é instalado dentro do riser e define um furo através dele a partir de uma extremidade de poço acima para uma extremidade de subsuperfície. A pelo menos uma vedação anular é suportada rotativamente por pelo menos um mancal no furo do corpo. A pelo menos uma vedação anular encaixa com o elemento tubular passando através dela e veda um espaço anular entre o elemento tubular e o furo do corpo. A barreira de detritos é disposta na extremidade de poço acima do corpo e se estende de um perímetro externo para o furo do corpo. A barreira de detritos inibe detritos poço acima da barreira de detritos de entrar no furo.

[005] Também em uma outra modalidade, o aparelho inclui uma seção de riser, um corpo, pelo menos uma vedação anular e uma barreira de detritos. A seção de riser é disposta no riser e tem um furo principal através dela, o furo principal se comunicando com a passagem interna. O corpo é instalado no furo principal da seção de riser e define um furo interno através dele a partir de uma extremidade de poço acima para uma extremidade de subsuperfície. A pelo menos uma vedação anular é suportada rotativamente por pelo menos um mancal no furo interno do corpo. A pelo menos uma vedação anular encaixa com o elemento tubular passando através dela e veda um espaço anular entre o elemento tubular e o furo interno do corpo. A barreira de detritos é disposta na extremidade de poço acima do corpo e se estende de um perímetro externo para o furo do corpo. A barreira de detritos inibe detritos poço acima da barreira de detritos de entrar no furo.

[006] O corpo de instalar no riser pode ter um engate disposto no mesmo que é ativável para encaixar com um perfil na passagem interna do riser. Por exemplo, o furo principal da seção de riser pode definir um perfil no mesmo, e o corpo pode ter um engate disposto no corpo que é ativável para encaixar com o perfil.

[007] A pelo menos uma vedação anular pode suportar um diferencial de pressão através dela no espaço anular no qual uma pressão poço acima é maior que uma pressão de subsuperfície ou em que uma pressão de subsuperfície é maior que uma pressão poço acima. Em um exemplo, a pelo menos uma vedação anular pode incluir pelo menos primeira e segunda vedações empilhadas uma acima da outra no furo do corpo e configuradas para suportar uma pressão poço acima maior que uma pressão de subsuperfície.

[008] O corpo de instalar no riser pode ter pelo menos uma vedação externa disposta em um exterior do corpo para encaixar de modo selável com a passagem interna do riser. Por exemplo, a pelo menos uma vedação externa pode ser pelo menos um de uma vedação de chumaço, uma vedação de copo, um retentor em V e um elemento obstruidor compressível disposto no exterior na extremidade de poço acima do corpo.

[009] Para montagem/desmontagem em superfície, a barreira de detritos pode definir pelo menos uma divisão permitindo colocação lateral da barreira de detritos em volta de uma ferramenta central (por exemplo, ferramenta de descida/recuperação) se estendendo do furo na extremidade de poço acima do corpo. Por exemplo, a barreira de detritos pode incluir pelo menos dois segmentos fixáveis separadamente à extremidade de poço acima do corpo.

[010] A barreira de detritos pode cobrir uma área anular a partir do perímetro externo em uma superfície externa do corpo para uma abertura central no furo. Por exemplo, a barreira de detritos pode incluir uma parede lateral cilíndrica e uma parede lateral de tronco de cone. A parede lateral cilíndrica no perímetro externo pode se estender poço acima a partir da extremidade de poço acima do corpo, e a parede lateral de tronco de cone pode cobrir a área anular se estendendo da parede lateral cilíndrica centralmente para dentro na direção da abertura central.

[011] Por sua vez, a seção de riser pode definir uma porta lateral de poço acima se comunicando com o furo principal, e a barreira de detritos disposta na extremidade de poço acima do corpo pode ser posicionada na subsuperfície da porta lateral de poço acima na seção de riser. A seção de riser também pode definir uma porta lateral de subsuperfície se comunicando com o furo principal, e tubulação de desvio pode interligar a porta lateral de subsuperfície com a porta lateral de poço acima. Um dispositivo de fluxo intermediário pode ser disposto na tubulação de desvio e pode ficar em comunicação de fluido entre as portas laterais de poço acima e de subsuperfície. O dispositivo de fluxo intermediário pode incluir pelo menos um de uma bomba, uma válvula, um estrangulador, um sensor e um medidor de fluxo.

[012] De acordo com a presente revelação, um método pode ser usado para vedar contra um elemento tubular atravessando uma passagem interna de um riser. Uma barreira de detritos e pelo menos uma vedação anular são instaladas na passagem interna do riser. O elemento tubular atravessa a barreira de detritos poço acima da pelo menos uma vedação anular na passagem interna do riser, e um espaço anular entre o elemento tubular e a passagem interna é vedado com a pelo menos uma vedação anular suportada rotativamente por pelo menos um mancal na passagem interna. Detritos poço acima da barreira de detritos são inibidos de atravessar a pelo menos uma vedação anular.

[013] Para instalar a barreira de detritos e a pelo menos uma vedação anular na passagem interna do riser, uma ferramenta de descida pode ser inserida em um furo interno de um corpo na superfície, e a barreira de detritos pode ser fixada em uma extremidade de poço acima do corpo em volta da ferramenta de descida inserida. O corpo pode ser inserido na passagem interna com a ferramenta de descida, a qual pode ser removida do corpo inserido.

[014] Para fixar a barreira de detritos na extremidade de poço acima do corpo em volta da ferramenta de descida inserida, pelo menos uma divisão da barreira de detritos pode ser separada, a barreira de detritos pode ser colocada lateralmente em volta da ferramenta de descida inserida, e a barreira de detritos pode ser fixada à extremidade de poço acima do corpo. Alternativamente, a barreira de detritos pode ser deslocada longitudinalmente ao longo da ferramenta de descida inserida e fixada à extremidade de poço acima do corpo.

[015] Para instalar a barreira de detritos e a pelo menos uma vedação anular na passagem interna do riser, um engate em um corpo suportando a barreira de detritos e a pelo menos uma vedação anular pode encaixar em um perfil definido na passagem interna. Também, pelo menos uma vedação externa disposta em um corpo como este pode encaixar contra a passagem interna.

[016] O sumário exposto anteriormente não é pretendido para resumir cada potencial modalidade ou cada aspecto da presente revelação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[017] As figuras 1A-1B ilustram sistemas de poço de acordo com a presente revelação.

[018] A figura 2 ilustra um aparelho de riser de acordo com uma modalidade da presente revelação tendo um dispositivo de controle de fluxo com uma montagem de engate suportando uma montagem de vedação em uma seção de riser.

[019] A figura 3A ilustra uma vista em elevação de uma barreira de detritos em uma extremidade de poço acima da montagem de engate.

[020] A figura 3B ilustra uma vista em perspectiva de parte da barreira de detritos na extremidade de poço acima da montagem de engate.

[021] A figura 4A ilustra uma parte de uma ferramenta de descida instalando a montagem de engate para o dispositivo de controle de fluxo na seção de riser.

[022] A figura 4B ilustra uma parte da montagem de engate para o dispositivo de controle de fluxo na seção de riser tendo uma coluna de perfuração passando através dela.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA REVELAÇÃO

[023] Um sistema de poço 10 ilustrado nas figuras 1A-1B inclui um riser 20 se estendendo de uma plataforma marítima 12 para uma instalação de cabeça de poço submarino 14, o que pode incluir, por exemplo, vários sistemas de segurança contra estouros, dispositivos de suspensão, conexões de fluido, etc. Durante operações, uma coluna de perfuração 30 pode se estender através do riser 20, e uma broca de perfuração 32 na coluna de perfuração 30 pode ser girada para perfurar um furo de poço 16 em uma formação. De uma maneira geral, a broca de perfuração 32 pode ser girada ao girar a coluna de perfuração 30 (por exemplo, usando um acionamento de topo ou mesa rotativa da plataforma 12), e/ou um motor de perfuração pode ser conectado na coluna tubular acima da broca de perfuração 32.

[024] Durante a operação de perfuração ou outras operações de plataforma, retornos (fluido de perfuração, aparas, fluidos de formação e outros mais) são deslocados para cima através do espaço anular 24 entre o riser 20 e a coluna de perfuração 30. Em uma operação de perfuração típica, por exemplo, fluido de perfuração pode ser circulado da plataforma 12 para baixo através da coluna de perfuração 30, para fora da broca de perfuração 32, e então para cima através do espaço anular 24.

[025] Diversos arranjos de manuseio de fluido podem ser usados no riser 20 para manusear os retornos para vários propósitos, tais como para gerenciar pressão, controlar influxos da formação, etc. No sistema corrente 10 das figuras 1A-1B, um aparelho de riser marinho 100 está posicionado no riser 20 entre a plataforma 12 e a instalação 14 para manusear os retornos. O aparelho de riser 100 inclui uma seção de riser 110 conectada ao riser 20 e inclui um dispositivo de controle de fluxo 200 disposto dentro da seção de riser. O dispositivo de controle de fluxo 200 pode ser disposto abaixo de um anel tensionador 22, acima do anel tensionador 22 ou em outro lugar.

[026] No arranjo da figura 1A, a seção de riser 110 inclui uma porta lateral 122 que permite que o espaço anular 24 se comunique com um conduto 120, o qual por sua vez pode se comunicar com outros equipamentos de manuseio de fluido, tais como estranguladores de perfuração, bombas, e outros mais, que podem ser dispostos na plataforma 12 ou em outro lugar. O dispositivo de controle de fluxo 200 instalado na seção de riser 110 pode conter os retornos para passagem para este conduto 120 e para o equipamento de manuseio de fluido.

[027] O dispositivo de controle de fluxo 200 inclui uma montagem de vedação 220, a qual inclui um ou mais dispositivos de controle rotativos (RCDs). Em particular, a montagem 220 tem pelo menos uma vedação anular 222 que é configurada para encaixar de modo vedado com um exterior da coluna de perfuração 30 e vedar o espaço anular 24 acima da porta lateral 122. A vedação anular 222 pode ser de um tipo conhecido para os versados na técnica como “passivo”, “ativo” ou uma combinação de passivo e ativo. Por causa de a pelo menos uma vedação anular 222 encaixar com a coluna de perfuração 30, a qual pode girar, pelo menos um mancal 224 da montagem de vedação 220 permite que a pelo menos uma vedação anular 222 gire em relação à seção de riser 110. O mancal 224 pode ser autolubrificado, fornecendo lubrificação para os rolamentos internos e para as vedações anulares de tal maneira que eles podem girar com a coluna de perfuração 30 e não sofrer de superaquecimento durante o processo de perfuração.

[028] Em uma modalidade, a montagem de vedação 220 pode ser integrada à seção de riser 110 ou ser parte dela. Preferivelmente, entretanto, o dispositivo de controle de fluxo 200 inclui uma montagem de engate 210 que permite que o dispositivo de controle de fluxo 200 seja preso de modo liberável na seção de riser 110 para suportar a montagem de vedação 220 a montante da porta lateral 122. Tal como mostrado na figura 1A, por exemplo, o dispositivo de controle de fluxo 200 foi transportado para dentro da seção de riser 110 para a montagem de engate 210 encaixar cooperativamente com um perfil interno da seção de riser 110. Assim, deslocamento adicional para baixo do dispositivo de controle de fluxo 200 em relação à seção de riser 110 é impedido. Deste modo, a montagem de engate 210 permite que a vedação anular 222 e/ou o mancal 224 sejam instalados na seção de riser 110 (e/ou recuperados dela) quando desejado, por exemplo, para manutenção ou substituição da vedação 222 e/ou do mancal 224. Ferramentas de descida e de recuperação (não mostradas) implementadas em elementos tubulares da plataforma 12 podem ser usadas para instalar e recuperar o dispositivo de controle de fluxo 200 na seção de riser 110.

[029] Durante operações de plataforma, a pelo menos uma vedação anular 222 suporta um diferencial de pressão através dela no espaço anular 24. Dependendo da implementação, a pressão poço acima da pelo menos uma vedação anular 222 pode ser maior que a pressão de subsuperfície, ou a pressão de subsuperfície da pelo menos uma vedação anular 222 pode ser maior que a pressão poço acima. Em uma implementação típica, tal como mostrado na figura 1A, a pressão de subsuperfície do espaço anular 24 abaixo do dispositivo de controle de fluxo 200 é maior que a pressão poço acima do espaço anular 24, mas outras implementações são possíveis.

[030] Durante operações de plataforma, várias formas de detritos (por exemplo, aparas, materiais estranhos, componentes desprendidos e outros mais) potencialmente podem entrar no riser 20 poço acima do dispositivo de controle de fluxo 200. Tais detritos podem causar diversos problemas, tais como ficar preso dentro da pelo menos uma vedação anular 222 e do mancal 224, danificando seus componentes, ficar preso entre a montagem de engate 210 e a seção de riser 110, retardar recuperação da coluna de perfuração 30, retardar recuperação do dispositivo de controle de fluxo 200, etc. Para proteger o dispositivo de controle de fluxo 200 (e especialmente a montagem de vedação 220), uma barreira de detritos 230 é disposta em uma extremidade de poço acima e age como uma barreira para inibir ou impedir que detritos entrem no dispositivo 200, na montagem de vedação 220, na área de engate, etc.

[031] Na modalidade onde a montagem de vedação 220 é integrada à seção de riser 110 ou é parte dela, a barreira de detritos 230 igualmente pode ser integrada à seção de riser 110 ou pode ser parte dela. Preferivelmente, entretanto, a barreira de detritos 230 é disposta na montagem de engate 210, o que permite que o dispositivo de controle de fluxo 200 seja instalado dentro da seção de riser 110 e recuperado dela.

[032] A barreira de detritos 230 pode ser composta de um material elastomérico similar àquele usado para a vedação anular 222. Outros materiais podem ser usados desde que sejam resilientes o suficiente para reter forma e impedir que detritos coletados passem para dentro do dispositivo de controle de fluxo 200, mas flexíveis o suficiente para permitir passagem de elementos tubulares, conexões, ferramentas, juntas e outros mais através deles. De uma maneira geral, a barreira de detritos 230 pode não formar uma vedação de fluido com a coluna de perfuração 30 ou outra ferramenta quando disposta dentro dela. Entretanto, a barreira de detritos 230 e/ou algum outro elemento de vedação externo pode vedar parte do dispositivo de controle de fluxo 200 dentro da seção de riser 110.

[033] Tal como mostrado em um outro arranjo da figura 1B, a seção de riser 110 disposta no riser 20 tem um furo principal 112 através dela, o qual se comunica com a passagem interna do riser 20. Uma porta lateral de subsuperfície 122 e uma porta lateral de poço acima 124 se comunicam com o furo principal 112, e a tubulação de desvio 120 interliga as portas laterais 122, 124 uma com a outra. Um dispositivo intermediário 130 pode ser disposto na tubulação de desvio 120 em comunicação de fluido entre as portas laterais 122, 124. Um dispositivo intermediário 130 como este pode incluir uma ou mais bombas, válvulas, medidores de fluxo, sensores, estranguladores ou outros componentes de fluxo para fornecer diversas funções operacionais. Como um exemplo revelado na US 2013/0192841, um medidor de fluxo e um estrangulador podem ser usados em um desvio em volta de um dispositivo de controle de fluxo giratório em um riser. Como um outro exemplo revelado na WO 2017/003406, uma bomba pode ser usada em um desvio em volta de um dispositivo de controle de fluxo giratório em um riser.

[034] Tal como mostrado na figura 1B, o dispositivo de controle de fluxo 200 instalado no riser 20 adjacente à tubulação de desvio 120 tem um corpo ou alojamento 201 que é instalado no furo principal 112 da seção de riser 110 entre as portas laterais 122, 124. O alojamento 201 define um furo interno 205 através dele a partir de uma extremidade de poço acima para uma extremidade de subsuperfície e inclui uma montagem de engate 210 acoplada a uma montagem de vedação 220.

[035] O furo principal 112 da seção de riser 110 define um perfil de engate 114, e a montagem de engate 210 disposta no dispositivo 200 tem um engate 214 ativável para encaixar com o perfil de engate 114. Adicionalmente, a montagem de vedação 220 inclui pelo menos uma vedação anular 222 suportada rotativamente por pelo menos um mancal 224 no furo interno 205. A pelo menos uma vedação anular 222 encaixa com a coluna de perfuração 30 ou outro tubular passando através dela e veda o espaço anular 24 entre a coluna de perfuração 30 e o furo interno 205 do dispositivo 200.

[036] O dispositivo de controle de fluxo 200 fornece uma barreira física entre os fluidos de furo de poço localizados acima e abaixo dele dentro riser 20. Este isolamento de fluido pode ser usado por vários motivos, tais como para perfuração com pressão gerenciada ou coisa parecida. O isolamento de fluido também pode ser requerido por meio de uso da tubulação de desvio 120 e do dispositivo intermediário 130. Portanto, dependendo da implementação, uma pressão poço acima no espaço anular 24 acima do dispositivo de controle de fluxo 200 pode ser maior que uma pressão de subsuperfície, ou a pressão de subsuperfície pode ser maior que a pressão poço acima. Em uma implementação particular, o dispositivo intermediário 130 pode incluir uma bomba na tubulação de desvio 120, a pressão de sucção da bomba pode criar propositadamente um diferencial de pressão através da pelo menos uma vedação anular 222 de tal maneira que pressão acima da vedação 222 fica maior que aquela abaixo. Portanto, a pressão do espaço anular 24 poço acima do dispositivo de controle de fluxo 200 pode ser maior que a pressão de subsuperfície do espaço anular 24.

[037] Durante operação, os retornos tendo fluido de perfuração, fluidos de formação, aparas e outros mais são desviados pela tubulação de desvio 120 em volta do dispositivo de controle de fluxo 200 e bombeados para fora da porta lateral de poço acima 124. Detritos (especialmente aparas de perfuração) nos retornos saindo pela porta lateral de poço acima 124, portanto, podem tender a acumular poço acima do dispositivo de controle de fluxo 200. Portanto, a barreira de detritos 230 cobre uma área anular a partir de um perímetro externo na superfície externa do corpo 201 da montagem para uma abertura central no furo interno 205 e pode impedir que aparas e outros detritos sedimentados no lado superior do dispositivo de controle de fluxo 200 entrem no dispositivo de controle de fluxo 200.

[038] Tendo o entendimento de como o aparelho de riser 100 revelado pode ser usado nos sistemas de poço 10, a figura 2 ilustra detalhes adicionais de um aparelho de riser 100 de acordo com uma modalidade da presente revelação tendo um dispositivo de controle de fluxo 200 com uma montagem de engate 210 suportando uma montagem de vedação 220 em uma seção de riser 110.

[039] A seção de riser 110 é um componente tubular para conectar ao longo de um riser de um sistema de poço usando conexões convencionais (não mostradas). As portas laterais de subsuperfície e de poço acima 122, 124 comunicam o furo principal 112 com o lado de fora da seção de riser 110 para conexão com linhas de comunicação, tubulação de desvio ou coisa parecida, tal como descrito anteriormente. Um perfil de engate 114 é definido no furo principal 112 entre as portas laterais 122, 124.

[040] O dispositivo de controle de fluxo 200 inclui um alojamento ou corpo 201 que é instalado dentro do furo principal 112 da seção, e os componentes de engate 214 da montagem de engate 210 são ativáveis para encaixar no perfil de engate 114. A montagem de vedação 220 inclui as vedações de controle giratórias duplas 222a-b com os mancais 224a-b empilhados um acima do outro no furo interno 205 do dispositivo de controle de fluxo 200. Tal como mostrado aqui, as vedações de controle giratórias duplas 222a-b podem ser arranjadas para reter maior pressão poço acima das vedações 222a-b, tal como na implementação da figura 1B. Um arranjo oposto também pode ser usado.

[041] Pelo menos uma vedação externa 202, 250 é disposta no exterior do corpo 201 e encaixa de modo selável com o furo principal 112 da seção de riser 110. A pelo menos uma vedação externa 202 pode incluir um elemento obstruidor sendo compressível no exterior do corpo 201. Adicionalmente, a pelo menos uma vedação externa 250 pode incluir uma vedação de chumaço, vedação de copo, vedação com desenho em Vs ou coisa parecida disposta circunferencialmente na extremidade de poço acima do corpo 201. Finalmente, a extremidade de poço acima do corpo 201 inclui a barreira de detritos 230.

[042] A figura 3A ilustra uma vista em elevação da barreira de detritos 230 na extremidade de poço acima do corpo 201 do dispositivo de controle de fluxo, e a figura 3B ilustra uma vista em perspectiva de parte da barreira de detritos 230 na extremidade de poço acima. A barreira de detritos 230 pode definir pelo menos uma divisão 235 que permite colocação lateral da barreira de detritos 230 em volta de uma ferramenta de descida ou de outra ferramenta (não mostrada) quando a ferramenta se estende do furo na extremidade de poço acima do corpo 201.

[043] A divisão 235 pode separar a barreira de detritos 230 em pelo menos dois segmentos 231a-b que são fixáveis separadamente à extremidade de poço acima 203 do corpo 201. Por exemplo, os segmentos 231a-b podem ser metades separadas que são aparafusadas através dos furos expostos 238 às aberturas para parafusos 242 na extremidade de poço acima 203 do corpo 201. A extremidade de poço acima 203 tipicamente tem tais aberturas para parafusos 242 usadas para propósitos de elevação, e estas também podem ser usadas para fixar a barreira de detritos 230. Deste modo, os segmentos separados 231a-b podem ser posicionados lateralmente em volta de uma ferramenta de descida/recuperação (não mostrada) na plataforma quando a ferramenta se estende do furo na extremidade de poço acima do corpo 201. Alternativamente, a divisão 235 pode ser uma única divisão em um lado da barreira de detritos circunferencial 230 que permita que a barreira 230 dividida flexione para abrir e seja posicionada lateralmente em volta de uma ferramenta de descida/recuperação (não mostrada) na plataforma quando a ferramenta se estende do furo na extremidade de poço acima do corpo 201.

[044] Tal como notado anteriormente, a barreira de detritos 230 cobre uma área anular a partir de um perímetro externo na superfície externa do corpo 201 para uma abertura central no furo 205. Tal como mostrado em particular na figura 3B, a barreira de detritos 230 inclui uma parede lateral cilíndrica 232 e uma parede lateral de tronco de cone 234 suportada em um anel de suporte 240. A parede lateral cilíndrica 232 é disposta no perímetro externo e se estende para cima a partir da extremidade de poço acima 203 do corpo 201. A parede lateral cilíndrica 232 pode fornecer uma vedação anular na extremidade de poço acima 203, a qual pode suplementar a vedação externa 250. Por sua vez, a parede lateral de tronco de cone 234 cobre a área anular se estendendo da parede lateral cilíndrica 232 centralmente para dentro na direção de uma abertura central 236.

[045] Tal como notado anteriormente, ferramenta(s) pode(m) ser usada(s) para instalar/recuperar o dispositivo de controle de fluxo 200 da seção de riser 110. Voltando agora à figura 4A, uma parte de uma ferramenta 50 está mostrada instalada no dispositivo de controle de fluxo 200 dentro da seção de riser 110. Esta ferramenta 50 é uma ferramenta de descida usada para instalar o dispositivo 200 dentro da seção de riser 100. Uma ferramenta de recuperação de conclusão (não mostrada) pode ser usada para recuperar o dispositivo 200 da seção de riser 110. Detalhes adicionais são revelados no pedido copendente US 15/153.356, depositado em 12 de maio de 2016, o qual está incorporado a este documento pela referência na sua totalidade.

[046] Durante montagem na plataforma (12), a ferramenta de descida 50 preferivelmente é instalada e encaixada na montagem de engate 210 antes de a barreira de detritos 230 ser instalada no topo da montagem de engate 210. Igualmente, durante desmontagem na plataforma (12), a barreira de detritos 230 preferivelmente pode ser removida da montagem de engate 210 enquanto a ferramenta de puxamento permanece instalada na montagem 210.

[047] Para alcançar isto, por exemplo, e tal como observado anteriormente com referência para a figura 3B, a barreira de detritos 230 pode incluir dois ou mais segmentos separados 231a-b que encaixam conjuntamente no topo da montagem de engate 210. Isto pode facilitar montagem/desmontagem da barreira de detritos 230 na ferramenta de descida 50 (e assim como na ferramenta de puxamento), enquanto instalada no dispositivo de controle de fluxo 200. Tal como também notado, a barreira de detritos 230 com uma única divisão também pode ser usada para encaixar lateralmente no topo da montagem de engate 210 enquanto a ferramenta de descida/puxamento 50 permanece instalada na mesma. Igualmente, dependendo de etapas de montagem possíveis na plataforma (12), pode ser possível uma barreira totalmente cilíndrica 230 deslizar ao longo da ferramenta instalada 50 para fixar/separar a barreira 230 no topo da montagem de engate 210 enquanto que a ferramenta de descida/puxamento 50 permanece instalada na mesma.

[048] Tal como notado anteriormente, o dispositivo de controle de fluxo 200 inclui a montagem de engate 210 e a montagem de vedação, a qual não está mostrada na figura 4A. A montagem de engate 210 localiza e trava o dispositivo de controle de fluxo 200 dentro da seção de riser 110 e fornece a vedação anular 250 contra o furo principal 112 da seção de riser 210. Os perfis 209 no lado de dentro de um mandril 207 da montagem de engate 210 cooperam com a ferramenta de descida 50 (e ferramenta de recuperação) usada ao posicionar (e recuperar) o dispositivo 200. Uma vez que a ferramenta de descida 50 esteja instalada na montagem de engate 210, o dispositivo de controle de fluxo 200 pode ser apanhado e descido no riser para a seção de riser 110. Cada dente externo de travamento 214 tem uma mola em arco que permite que o dente externo de travamento 214 seja capaz de fechar e expandir para ficar sobreposto ao diâmetro interno do riser (20) até que o dente 214 seja capaz de localizar um perfil seletivo de casamento 114 usinado na seção de riser 110.

[049] Quando a barreira de detritos 230 está no lugar dentro da seção de riser 110, a parede lateral cilíndrica 232 forma uma vedação anular parcial com o furo principal 112 da seção de riser 110 e pode suplementar a vedação externa 250 encaixando com o furo principal 112. A parede lateral de tronco de cone 235 suportada pelo anel de suporte 240 pode ser aberta alargada na abertura 236 para acomodar a ferramenta de descida 50, a qual é operável para deslocar o mandril interno 207 dentro do corpo 201 e encaixar os componentes de engate 214 nos perfis 114.

[050] Para posicionar a montagem de engate 210, o mandril interno 207 primeiro é liberado. Para fazer isto, os dentes de travamento externo 214 se tornam totalmente estendidos para os perfis 114, e uma força de registro é aplicada ao mandril 207, o que libera um anel de mandril. A força de assentamento desloca o mandril 207 para baixo. À medida que o mandril 207 desloca para baixo, os dentes externos de travamento 214 são forçados para fora para o perfil 114, e o elemento obstruidor (202) no dispositivo 200 é comprimido para vedar dentro da seção de riser 110. Finalmente, uma luva de catraca é encaixada para travar o mandril 207 em uma posição definida.

[051] Uma vez que a montagem de engate 210 esteja posicionada dentro da seção de riser 100 e a ferramenta de descida 50 esteja removida, uma coluna de perfuração 30 e outras ferramentas podem ser descidas através do dispositivo de controle de fluxo 200. Por exemplo, a figura 4B ilustra uma parte do dispositivo de controle de fluxo 200 tendo o mandril interno 207 deslocado para encaixar com os componentes de engate 214 no perfil 114 da seção de riser 110. Uma coluna de perfuração 30 se estende através do furo 205 da montagem e atravessa a abertura 236 da barreira de detritos.

[052] Tal como mostrado, a vedação externa 250 fornece uma barreira para o exterior do dispositivo 200 para impedir que detritos entrem na área de dentes externos de travamento. A parede lateral cilíndrica 232 da barreira de detritos 230 também pode ajudar a vedar a área de dentes externos de travamento. Tal como observado, a barreira de detritos 230 preferivelmente não faz uma vedação com a coluna de perfuração 30 e não é configurada para girar embora a coluna de perfuração 30 que passa através dela possa girar durante operações de perfuração. A barreira de detritos 230 preferivelmente não produz uma vedação de pressão porque um aumento rápido em um diferencial de pressão externo do dispositivo 200 pode romper/estourar a(s) vedação(s) (222) do dispositivo. Em vez disto, a barreira de detritos 230 impede que detritos poço acima na seção de riser 110 e no riser superior (20) entrem no furo 205 do corpo 201 da montagem.

[053] Tal como mostrado, a abertura 236 da barreira de detritos 230 pode ser ligeiramente maior que o diâmetro externo da tubulação de perfuração 30 para impedir vedação e ser capaz de expandir sobre as juntas de ferramenta e outros mais à medida que eles atravessam. A barreira de detritos 230 pode ser configurada para não girar no topo da montagem de engate 210 assim mancais e outros mais não são usados. Em vez disto, a barreira de detritos 230 pode permanecer posicionada estaticamente na montagem de engate 210 enquanto que mantendo uma barreira em volta da coluna de perfuração 30.

[054] A descrição anterior de modalidades preferidas e de outras não é pretendida para limitar ou restringir o escopo ou aplicabilidade dos conceitos inventivos concebidos de pelos Requerentes. Será percebido com o benefício da presente revelação que recursos descritos anteriormente de acordo com qualquer modalidade ou aspecto da matéria em questão revelada podem ser utilizados, sozinhos ou em combinação, com qualquer outro recurso descrito, em qualquer outra modalidade ou aspecto da matéria em questão revelada.

[055] Em troca para revelar os conceitos inventivos contidos neste documento, os Requerentes desejam todos os direitos de patente proporcionados pelas reivindicações anexas. Portanto, é pretendido que as reivindicações anexas incluam todas as modificações e alterações para a extensão total em que elas ocorram dentro do escopo das reivindicações a seguir ou das equivalências das mesmas.

Claims

1. Método de vedação contra um elemento tubular (30) atravessando uma passagem interna de um riser (20), o método caracterizado por compreender:inserir uma ferramenta de descida em um furo interno de um corpo (201) na superfície, o corpo (201) tendo pelo menos uma vedação anular (222a-b) no furo interno (112);fixar uma barreira de detritos (230) em uma extremidade de poço acima do corpo (201) sobre a ferramenta de descida inserida, a barreira de detritos (230) tendo uma parede lateral (232) e uma tampa (234), a parede lateral (232) disposta em torno de uma superfície externa do corpo (201), a tampa (234) se estendendo da parede lateral (232) a uma abertura central (236) definida na tampa (234), a tampa (234) cobrindo uma área anular de um perímetro do furo do corpo (201) em direção a um centro do furo;instalar o corpo (201) com a barreira de detritos (230) e a pelo menos uma vedação anular na passagem interna (112) do riser (20) usando a ferramenta de descida;remover a ferramenta de descida do corpo do conjunto (201);passar o elemento tubular (30) através da barreira de detritos (230) poço acima da pelo menos uma vedação anular (222a-b) na passagem interna (112) do riser (20);vedar um espaço anular entre o elemento tubular (30) e o furo interno do corpo do conjunto (201) com a pelo menos uma vedação anular (222a-b) na passagem interna; einibir detritos poço acima da barreira de detritos (230) de passagem para a pelo menos uma vedação anular (222a-b).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que fixar a barreira de detritos (230) na extremidade de poço acima do corpo (201) em volta da ferramenta de descida inserida compreende: separar pelo menos uma divisão (235) da barreira de detritos (230); colocar lateralmente a barreira de detritos (230) em volta da ferramenta de descida inserida; e fixar a barreira de detritos (230) à extremidade de poço acima do corpo (201).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que fixar a barreira de detritos (230) na extremidade superior do corpo (201) em volta da ferramenta de descida inserida compreende deslocar longitudinalmente a barreira de detritos (230) ao longo da ferramenta de descida inserida; e fixar a barreira de detritos (230) à extremidade de poço acima do corpo (201).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que instalar o corpo (201) na passagem interna do riser (20) compreende encaixar um engate (214) no corpo (201) em um perfil (114) definido na passagem interna (110).

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que instalar o corpo (201) na passagem interna do riser (20) compreende encaixar pelo menos uma vedação externa (202) disposta no corpo (201) contra a passagem interna (112).

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de quea parede lateral da barreira de detritos (230) compreende uma parede lateral cilíndrica (232) no perímetro externo se estendendo poço acima a partir da extremidade de poço acima do corpo (201); e a cobertura compreende uma parede lateral de tronco de cone (234) cobrindo a área anular se estendendo da parede lateral cilíndrica (232) centralmente para dentro na direção da abertura central (236).

7. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma divisão (235) da barreira de detritos (230) compreende pelo menos dois segmentos (231a- b); e em que separar pelo menos uma divisão (235) da barreira de detritos (230); colocar lateralmente a barreira de detritos (230) em torno da ferramenta de descida inserida; e fixar a barreira de detritos à extremidade poço acima do corpo compreende fixar separadamente os pelo menos dois segmentos (231a-b) da barreira de detritos (230) à extremidade poço acima do corpo (201).

8. Aparelho para um riser (20), o riser (20) tendo uma passagem interna (112) através da qual um elemento tubular (30) passa, o aparelho caracterizado por compreender:um corpo (201) instalado na passagem interna (112) do riser (20) e definindo um furo através do mesmo de uma extremidade poço acima até uma extremidade poço abaixo, o corpo (201) tendo uma superfície externa disposta sobre a extremidade poço acima;pelo menos uma vedação anular (222a-b) suportada no furo do corpo (201), a pelo menos uma vedação anular (222a-b) engatando o elemento tubular (30) passando através do mesmo e vedando um espaço anular entre o elemento tubular (30) e o furo interno do corpo (201); euma barreira de detritos (230) disposta na extremidade de poço acima do corpo (201), a barreira de detritos (230) tendo uma parede lateral (232) e uma tampa (234), a parede lateral (232) disposta sobre a superfície externa do corpo (201), a tampa (234) se estendendo da parede lateral para uma abertura central (236) definida na tampa (234), a tampa (234) cobrindo uma área anular de um perímetro do furo do corpo (201) em direção a um centro do furo, a barreira de detritos (230) inibindo detritos poço acima da barreira de detritos (230) de entrar no furo.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a parede lateral compreende uma parede lateral cilíndrica (232) disposta na superfície externa e se estendendo poço acima da extremidade poço acima do corpo (201); e em que a tampa compreende uma parede lateral tronco-cônica (234) cobrindo a área anular que se estende da parede lateral cilíndrica (232) centralmente para dentro em direção à abertura central (236).

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma vedação anular (222a-b) é suportada rotativamente por pelo menos um mancal (224a-b) no furo do corpo (201).

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o aparelho é instalado na passagem interna do riser (20) usando uma ferramenta de descida removível, em que a barreira de detritos (230) define pelo menos uma divisão (235) que se estende ao longo da parede lateral (232) e a tampa (234), a pelo menos uma divisional (235) permitindo a colocação lateral da barreira de detritos (230) em torno da ferramenta de descida removível que se estende do furo na extremidade poço acima do corpo (201).

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o corpo (201) compreende um engate (214) disposto no corpo e ativável para encaixar um perfil (114) na passagem interna do riser (20).

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11 caracterizado pelo fato de que a barreira de detritos (230) definindo a pelo menos uma divisão (235) compreende pelo menos dois segmentos (231a-b) fixáveis separadamente à extremidade de poço acima do corpo (201).

14. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender:uma seção de riser (110) disposta no riser (20) e tendo um furo principal (112) através dela, o furo principal (112) se comunicando com a passagem interna; em que o corpo (201) instala no furo principal (112) da seção de riser (10).

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o furo principal (112) da seção de riser (110) define um perfil (114) no mesmo; e o corpo (201) compreende um engate (214) disposto no corpo (201) e sendo ativável para encaixar com o perfil (114).

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a seção de riser (110) define uma porta lateral de poço acima (124) se comunicando com o furo principal (112); e a barreira de detritos (230) disposta na extremidade de poço acima do corpo (201) é posicionada na subsuperfície da porta lateral de poço acima (124) na seção de riser (110).

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a seção de riser (110) define uma porta lateral de subsuperfície (122) se comunicando com o furo principal (112) e disposta na subsuperfície do corpo (201).

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por compreender ainda tubulação de desvio (120) interligando a porta lateral de subsuperfície (122) com a porta lateral de poço acima (124).

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por compreender ainda um dispositivo de fluxo intermediário (130) disposto na tubulação de desvio (120) e estando em comunicação de fluido entre as portas laterais de poço acima (122) e de subsuperfície (124).

20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fluxo intermediário (130) compreende pelo menos um de uma bomba, uma válvula, um estrangulador, um sensor e um medidor de fluxo.

21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma vedação anular (222a-b) suporta um diferencial de pressão através dela no espaço anular no qual uma pressão poço acima é maior que uma pressão de subsuperfície.

22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma vedação anular (222a-b) suporta um diferencial de pressão através dela no espaço anular no qual uma pressão de subsuperfície é maior que uma pressão poço acima.

23. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma vedação anular (222a-b) compreende pelo menos primeira e segunda vedações anulares empilhadas uma acima da outra no furo interno do corpo (201).

24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda pelo menos uma vedação externa (202) disposta no exterior do corpo (201) e encaixando de modo selável a passagem interna do riser (20).

25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma vedação externa (202) compreende pelo menos uma de uma vedação de chumaço, uma vedação de copo e um retentor em V disposto no exterior na extremidade de poço acima do corpo.

26. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma vedação externa (202) compreende um elemento obstruidor sendo compressível no exterior do corpo (201).