BR112012009471B1 - Conexão de braçadeira de revestimento expansível - Google Patents
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Abstract
composição de braçadeira de revestimento expansível. um método de conectar um primeiro membro tubular a um segundo membro tubular localizado no poço, o segundo membro tubular incluindo uma porção de extremidade superior que tem um diâmetro maior que o diâmetro do primeirmo membro tubular, o método, compreendendo: abaixar o primeiro membro tubular para o poço até o primeoro membro tubular estar localizado pelo menos dentro do furo da porção de extremidade superior do segundo membro tubular; e expandir o primeiro membro tubular até o primeiro membro tubular estar conectado de maneira vedada ao segundo membro tubular
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: CONEXÃO DE BRAÇADEIRA DE REVESTIMENTO EXPANSÍVEL”.
A presente invenção se refere a aparelhos e métodos de conexão de membros tubulares em um poço.
Poços de petróleo e gás são completados pela formação de um furo na terra e, em seguida, revestindo-se o furo com um invólucro de aço para formar um poço. Normalmente, um número de seções do invólucro é usado. Uma primeira seção do invólucro é colocada dentro do poço e pendurada a partir da superfície após o poço ter sido perfurado até uma primeira profundidade designada. Cimento é, em seguida, circulado no anel entre uma parede externa do invólucro e o furo. O poço, em seguida, é perfurado a uma segunda profundidade designada e uma segunda seção do invólucro de menor diâmetro é executada dentro do poço. A segunda seção tanto pode ser pendurada em um poço na superfície ou ser fixada em uma profundidade tal que a parte superior da segunda seção se sobreponha a parte inferior da primeira seção do invólucro. Se, neste segundo exemplo, o invólucro não se estende para a superfície, em seguida, o invólucro é referido como um revestimento. A seção do revestimento é fixada à primeira seção, tal como pelo uso de um gancho de revestimento. A segunda seção do invólucro ou revestimento é então cimentada. Normalmente, este processo é repetido com seções do invólucro adicionais de diâmetro decrescente até que o poço seja perfurado até a profundidade necessária total.
A área acima da zona de produção do poço tipicamente é vedada usando empacotadores dentro do invólucro ou revestimento e ligado à superfície por meio de tubulação de diâmetro menor. Isso fornece uma barreira redundante para vazamentos e permite que seções danificadas sejam substituídas. Além disso, o diâmetro menor da tubulação aumenta a velocidade do petróleo e gás. A pressão natural do reservatório subterrâneo pode ser alta o suficiente para o óleo ou gás fluir para a superfície. Quando isso não for suficiente, tal como para poços mais antigos, a instalação da tubulação de diâmetro menor pode ajudar na produção, mas métodos de elevação artificiais, tais como elevador a gás, também podem ser necessários. 0 poço deve ser configurado para receber o aparelho de elevação artificial.
Ainda em outro regime de conclusão do poço pode ser necessário conectar a coluna de revestimento de volta para a superfície (ou um ponto mais acima no poço). Uma coluna da tubulação é conectada à parte superior da seção de revestimento. Dessa forma, a seção de invólucro é ligada de maneira vedada de volta para a superfície (ou um ponto mais elevado no poço).
Métodos conhecidos para conectar uma coluna de tubulação em uma seção de revestimento de fundo de poço geralmente envolvem o uso de uma ferramenta conhecida como um receptáculo de furo polido (PBR) . O PBR é uma ferramenta separada que é aparafusada no topo da seção do forro. O PBR tem um furo cilíndrico interno suavizado configurado para receber a extremidade externa da tubulação da braçadeira. A tubulação é desembarcada no PBR para formar uma conexão vedada entre a tubulação e o revestimento. A parte inferior da tubulação é configurada com vedações em seu diâmetro externo e estas vedações vedam dentro do PBR.
No entanto, a maioria do comprimento do PBR é exposto e é suscetível a danos já que outras ferramentas de fundo de poço são executadas para o poço. Uma ferramenta de fundo de poço está sendo executada através do PBR pode impactar a superfície polida do PBR em seu caminho para o fundo do poço. Isso pode causar danos que reduzem a capacidade de vedação dos PBR. Além disso, detritos de perfuração podem degradar as superfícies de vedação do PBR. Além disso, sabe-se que componentes associados, tais como grampos de braçadeira e empacotadores podem vazar, particularmente em ambientes adversos.
PBR permite a expansão térmica e a contração do revestimento da braçadeira, durante o qual as vedações do revestimento podem mover para cima e para baixo no PBR. Ao longo do tempo, este movimento pode fazer com que as vedações se desgastem e, finalmente, falhem. Isso é considerado como uma das principais limitações de um PBR convencional.
É desejável fornecer um meio alternativo de se conectar a uma seção inferior do revestimento que elimina a necessidade de um PBR ou que reduz a probabilidade de dano para um PBR. É desejável fornecer um meio alternativo de se conectar a uma seção inferior do revestimento que pode eliminar a necessidade de um ou mais componentes associados, tais como âncoras, grampos de braçadeira e embacotadores. É desejável fornecer um meio alternativo para fornecer uma vedação de metal para metal entre duas seções tubulares.
É conhecido fornecer ferramentas que causam a expansão das seções tubulares in situ para conectar as seções e fornecer uma vedação. Essas ferramentas podem incluir membros radialmente expansíveis que, usando a pressão do fluido, são impelidos para fora radialmente em contato com uma seção tubular. Quando é gerada uma pressão suficiente, a seção tubular é expandida já que esta se deforma elasticamente e, em seguida, plasticamente.
Há uma série de vantagens desta sobre um PBR convencional. O tubo é ancorado com resistência suficiente às cargas axiais termicamente geradas. Há, portanto, pouco ou
Λ nenhum movimento e, portanto, não há desgaste. Além disso, este dispositivo tem uma vedação de metal para metal e assim nenhum elastômero se desgasta. Além disso, o diâmetro interno do dispositivo não é uma superfície de vedação polida e assim seu desempenho é muito menos afetado por danos. Além disso, maior explosão e cargas de colapso podem ser alcançadas.
De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção é fornecido um método de conectar um primeiro membro tubular a um segundo membro tubular localizado no poço, o segundo membro tubular incluindo uma porção de extremidade superior que tem um diâmetro maior que o diâmetro do primeiro membro tubular, o método, compreendendo:
abaixar o primeiro membro tubular para o poço até o primeiro membro tubular estar localizado pelo menos dentro do furo da porção de extremidade superior do segundo membro tubular; e expandir o primeiro membro tubular até o primeiro membro tubular estar conectado de maneira vedada ao segundo membro tubular.
O método pode incluir correr o primeiro membro tubular a partir da superfície para o segundo membro tubular.
O método pode incluir adaptação da porção de extremidade superior do segundo membro tubular para receber o primeiro membro tubular. O método pode incluir fornecer um membro de recebimento na extremidade superior do segundo membro tubular, o membro de recebimento tendo um diâmetro maior que o diâmetro do primeiro membro tubular.
membro de recebimento pode compreender um dispositivo de perfil de braçadeira. O dispositivo de perfil de braçadeira pode incluir pelo menos um recesso fornecido em um furo interno do dispositivo.
método pode incluir o uso de um membro de fixação para fixar a extremidade superior do segundo membro tubular dentro do poço. O membro de fixação pode compreender um gancho de revestimento. 0 membro de fixação pode ser fornecido no membro de recebimento.
método pode incluir o uso de uma ferramenta expansivel para expandir o primeiro membro tubular. O método pode incluir correr a ferramenta expansivel em uma coluna de perfuração através do furo do primeiro membro tubular. O método pode incluir alinhar a ferramenta expansivel com o ou cada recesso do dispositivo de perfil de braçadeira. O método pode incluir o uso de um arranjo de trava de profundidade para posicionar a ferramenta expansivel na profundidade vertical correta.
A ferramenta expansivel pode incluir um par de vedações que são verticalmente espaçadas. As vedações podem ser acionáveis para formar uma vedação entre a superfície externa da ferramenta e a superfície interna do primeiro membro tubular para definir uma câmara entre as vedações. A ferramenta expansível pode ser configurada para fornecer um fluido para a câmara para aplicar pressão sobre a superfície interna do primeiro membro tubular tal que o primeiro membro tubular se expande para dentro do ou cada recesso para formar uma vedação entre o segundo membro tubular e o primeiro membro tubular.
De acordo com um segundo aspecto da presente invenção é fornecido um aparelho para realizar um método de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção.
Modalidades da presente invenção serão agora descritas,
| a título de exemplo | somente, com referência | aos | desenhos | de | |||
| acompanhamento | em que: | ||||||
| Figura 1 | é uma | vista | seccional | lateral | de | um método | de |
| conectar dois | tubos | de acordo com a | técnica | anterior; | |||
| Figura 2 | é uma | vista | seccional | lateral | de | um método | de |
conectar dois tubos de acordo com a invenção;
Figuras 3 a 5 são vistas laterais seccionais dos estágios do método da Figura 2.
Figura 1 mostra um método conhecido de conectar dois membros tubulares em um poço 100 no qual um segundo tubo 10 é atado à superfície usando um primeiro tubo 12. O poço 100 é revestido com um invólucro 102 que diminui incrementalmente em diâmetro na medida em que a profundidade aumenta. A tubulação 104 para elevação de gás, com uma válvula de elevação de gás interna 106, é fornecida dentro do invólucro 102.
O segundo tubo 10 tem um diâmetro de 9 5/8 in (244 mm) e se estende para cima no invólucro adjacente superior que tem um diâmetro de 13 3/8 in (340 mm). Um PBR 14 é conectado à extremidade superior do segundo tubo 10. Um gancho de revestimento 16 em uma porção superior, e cimento 108 em uma porção inferior, fixa o segundo tubo 10 dentro do poço 100.
primeiro tubo 12 é abaixado e a extremidade inferior do primeiro tubo 12 cabe dentro do furo polido do PBR 14. Por si só, particularmente em ambientes adversos, o PBR 14 pode não ser capaz de proporcionar vedação suficiente e assim um empacotador de fixação 18 pode ser fornecido acima da junta do primeiro e segundo tubo.
A vedação deslizável fornecida pelo PBR 14 não auxilia no suporte do primeiro tubo 12 no poço 100 e assim uma âncora 20 pode ser fornecida.
Figuras 2 a 5 mostram um método alternativo de acordo com a invenção de conectar dois membros tubulares em um poço 100. As características similares são dadas por números de referência similares.
Um dispositivo de perfil de braçadeira 30 é fornecido na extremidade superior do segundo tubo 10 tal que tenha um diâmetro maior que o diâmetro do segundo tubo 10. O dispositivo 30 inclui um número de recessos internos 32 no seu furo interno. Um gancho de revestimento 34 de 13 3/8 in (340 mm) por 11 % em (298 mm) é conectado ao topo do dispositivo 30 e este se fixa ao invólucro na superfície interna do poço 100. O gancho de revestimento 34, dispositivo 30 e porção superior do segundo tubo 10 são todos configurados para cruzar através de 13 3/8 in (340 mm) para um diâmetro de 9 5/8 in (244 mm).
Figuras 3 a 5 mostram detalhes específicos da invenção para ilustrar a sequência para instalar o primeiro tubo 12. O primeiro tubo 12 é abaixado de modo que sua extremidade inferior esteja dentro do dispositivo 30 e mais baixo do que os recessos internos 32 do dispositivo 30 (Figura 4).
Uma ferramenta expansível 40 é então executada na extremidade inferior de uma cadeia de tubulação de perfuração para baixo através do furo do primeiro tubo 12 até a ferramenta 40 ser alinhada com os recessos 32 do dispositivo 30. A ferramenta 40 inclui um arranjo de trava de profundidade 42 para posicionar na profundidade vertical correta. A ferramenta 40 inclui um par de vedações que são verticalmente espaçadas por uma distância maior do que a distância vertical entre recessos superiores e inferiores.
As vedações são acionadas para formar uma vedação entre a superfície externa da ferramenta 40 e a superfície interna 5 do primeiro tubo 12 para definir uma câmara entre as vedações. A água é bombeada através da coluna de perfuração, para o furo da ferramenta 4 0 e através das aberturas da ferramenta 40 e para a câmara. Quando a pressão da água é suficiente, o primeiro tubo 12 se expande pela deformação 10 elástica e depois plástica para os recessos 32. Isto cria uma fixação mecânica e a vedação de metal para metal entre o segundo tubo 10 e o primeiro tubo 12 através do dispositivo 30. O primeiro tubo 12 é agora atado à superfície. As vedações podem ser então desativadas e a coluna de tubulação 15 de perfuração e ferramenta 40 removidas do poço 100.
A presente invenção fornece vedações de metal para metal fortes que são qualificadas para uma especificação da IS013679 modificada. 0 método permite a omissão de certos componentes associados que são necessários em métodos 20 convencionais. Não há nenhuma parte móvel no arranjo de vedação. A conexão pode suportar alta explosão e pressões de colapso e alta capacidade de carga tanto na tensão quanto na compressão.
Enquanto modalidades especificas da presente invenção foram descritas acima, será apreciado que partidas das modalidades descritas ainda podem cair dentro do escopo da presente invenção.
Claims (5)
1. Método de conectar um primeiro membro tubular (12) a um segundo membro tubular (10) localizado no poço (100), o segundo membro tubular (10) incluindo uma porção de extremidade superior (30) que tem um diâmetro maior que o diâmetro do primeiro membro tubular (12), o método compreendendo:
fornecer um membro de recebimento compreendendo um dispositivo de perfil de braçadeira (30) na extremidade superior do segundo membro tubular (10), o dispositivo de perfil de braçadeira (30) tendo um diâmetro maior que o diâmetro do primeiro membro tubular (12) e em que o dispositivo de perfil de braçadeira (30) inclui pelo menos um recesso (32) fornecido em um furo interno do dispositivo (30);
abaixar o primeiro membro tubular (12) para o poço (100) até o primeiro membro tubular (12) estar localizado pelo menos dentro do furo da porção de extremidade superior do segundo membro tubular (10); e expandir o primeiro membro tubular (12) até o primeiro
Petição 870190015595, de 15/02/2019, pág. 7/11
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir correr o primeiro membro tubular (12) a partir da superfície para o segundo membro tubular (10).
2/5 ferramenta expansível (40) para expandir o primeiro membro tubular (12);
em que a ferramenta expansível (40) inclui um par de vedações que são verticalmente espaçadas, onde as vedações são acionáveis para formar uma vedação entre a superfície externa da ferramenta expansível e a superfície interna do primeiro membro tubular (12) para definir uma câmara entre as vedações, em que a ferramenta expansível (40) é configurada para fornecer um fluido para a câmara para aplicar pressão sobre a superfície interna do primeiro membro tubular (12) tal que o primeiro membro tubular (12) se expande para dentro do ou cada recesso para formar uma vedação entre o segundo membro tubular (10) e o primeiro membro tubular (12).
3/5
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de incluir abaixar o primeiro membro tubular (12) a partir da superfície de forma que sua extremidade mais baixa esteja entre o dispositivo de perfil de braçadeira (30) e é mais baixa que um ou cada recesso (32) do dispositivo de perfil de braçadeira (30).
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4/5 porção inferior de uma seção do invólucro no poço (100) de modo que a seção do revestimento se estende para baixo para o interior do poço (100) a partir da porção inferior da seção do invólucro.
invólucro adicional que é conectada de maneira vedada a uma das superfícies ou a um ponto superior no poço (100).
10. Aparelho para realizar o método, conforme definido nas reivindicações 1 a 9, compreendendo:
um primeiro membro tubular (12); e um segundo membro tubular (10), em que o primeiro membro tubular (12) é para se conectar ao segundo membro tubular localizado no poço (100);
o segundo membro tubular (10) incluindo um membro de recebimento compreendendo um dispositivo de perfil de braçadeira (30) na extremidade superior do segundo membro tubular (10), o dispositivo de perfil de braçadeira (30) tendo um diâmetro maior que o diâmetro do primeiro membro tubular (12) e em que o dispositivo de perfil de braçadeira (30) inclui pelo menos um recesso fornecido em um furo interno do dispositivo (30); e
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5/5 uma ferramenta expansível (40) para expandir o primeiro membro tubular (12), o aparelho sendo caracterizado pelo fato de que a ferramenta expansível (40) inclui um par de vedações que são verticalmente espaçadas,
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de incluir usar um membro de fixação (34) para fixar a extremidade superior do segundo membro tubular (10) dentro do poço
5 (100), em que o membro de fixação (34) inclui um gancho de revestimento e o membro de fixação (34) é fornecido no membro de recebimento.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de incluir
10 correr a ferramenta expansível (40) sobre uma coluna de perfuração através do furo do primeiro membro tubular (12).
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de incluir alinhar a ferramenta expansível (40) com o ou cada recesso
15 do dispositivo de perfil de braçadeira (30).
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de incluir o uso de um arranjo de trava de profundidade (42) para posicionar a ferramenta expansível (40) na profundidade
20 vertical correta.
Petição 870190015595, de 15/02/2019, pág. 9/11
5 as vedações são acionáveis para formar uma vedação entre a superfície externa da ferramenta expansível e a superfície interna do primeiro membro tubular (12) para definir uma câmara entre as vedações, em que a ferramenta expansível (40) é configurada para fornecer um fluido para a câmara 10 para aplicar pressão sobre a superfície interna do primeiro membro tubular (12) tal que o primeiro membro tubular (12) se expande para dentro do ou cada recesso para formar uma vedação entre o segundo membro tubular (10) e o primeiro membro tubular (12).
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