BR112012021152B1

BR112012021152B1 - Dispositivo para fixação de um primeiro e de um segundo revestimentos tubulares de um poço alinhados axialmente e que se estendem em direções opostas e método de fixação do mesmo

Info

Publication number: BR112012021152B1
Application number: BR112012021152-8A
Authority: BR
Inventors: Hendrie Craig
Original assignee: Plexus Holdings, PLC
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2020-12-15
Also published as: GB2478011B; DK2539533T3; WO2011104554A3; CA2790102C; WO2011104554A2; GB2478011A; ES2574679T3; CA2790102A1; EP2539533B1; EP2539533A2; BR112012021152A2; MX2012009797A; BR112012021152A8; US20130008662A1; GB2478011A8; GB201003138D0; GB2478011B8; US9145752B2

Abstract

arranjo de fixação a presente invenção fornece um conector na linha de lama da cabeça de poço (10), incluindo um adaptador de compressão (40) que pode ser elasticamente deformado dentro de um membro tubular interno. na concretização preferida o adaptador de compressão (40) defletepara dentro para fixar os mandris de vedação superior e inferior (50, 56) de a fornecer um suporte axial da carga e a criar uma vedação de modo a isolar o furo de pressão (160) de um anel externo (170) e vice versa. o arranjo de fixação (10) então provê uma conexão de vedação entre as duas seções do compartimento de poço que se estende nas direções axiais opostas. os compartimentos de poço são fixados e presos nas extremidades da configuração. o conector (10) faz isto por meio de aplicação internamente de carga radial por um anel de compressão (60). o conector (10) é ativada pela introdução da pressão dentro de uma porta de pistão de ativação assim acessando o(s) pistão (pistões) de ativação (80) que em torno fornece uma segurança axial para acessar internamente um anel de compressão cônico (60) ao longo do colar de compressão externo cônico (70) efetivamente criando um ajuste de interferência entre eles. isto deflete a superfície interna do colar de compressão (70) para dentro que então deflete o adaptador de compressão (40) para dentro de modo a fixar as superfícies externas dos mandris de vedação superior e inferior (50, 56).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0000]A presente invenção refere-se a um dispositivo de fixação para uso num sistema de tieback (conexão entre uma nova descoberta de petróleo e/ou gás e uma instalação de produção existente)na linha de lama da cabeça de poço, a um método de ligação de uma primeira parte de um revestimento tubular do poço a uma segunda parte de um revestimento tubular do poço e a um método de tieback a uma linha de lama da cabeça de poço.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0001] Um sistema de tieback é um procedimento para reconectar um poço anteriormente abandonado de pré- produção, exploração ou aprovação a uma plataforma de produção ou uma árvore de natal submarina com a intenção de produção de hidrocarbonetos através dela.

[0002] Existem várias vantagens de usar ou ser capaz de religar a um poço existente. Por exemplo, onde um poço de exploração é perfurado e encontra um alvo que é particularmente produtivo, é possível beneficiar deste trabalho prévio por tieback a um poço de exploração existente. Isto é particularmente vantajoso uma vez que pode economizar tempo e dinheiro em vez de perfurar-se outro poço com a finalidade de produção no mesmo campo. Uma vantagem adicional é que existem certos longos tempos de espera, tais como os decorrentes da construção de uma plataforma de produção ou árvores de natal et cetera, que são necessários para produzir hidrocarbonetos. Além disso, é benéfico para perfuração de poços de produção que sejam temporariamente abandonados durante o tempo que se leva para fabricar a plataforma et cetera. Isto, então, significa que a produção pode começar muito mais cedo do que de outra forma ocorreria. Além disso, no presente, em poços determinados, nomeadamente em um ambiente de alta pressão/temperatura elevada (HP/HT) não se pode usar o tieback, significando que o poço só pode ser perfurado após a plataforma estar no lugar.

[0003] Em métodos convencionais de tieback, uma ligação roscada é feita entre um primeiro revestimento tubular do poço na linha de lama e um segundo revestimento tubular do poço que se estende em direção à superfície. A atuação de uma ligação roscada neste local pode ser restrita ou mesmo proibida. Em particular, dentro de um ambiente HP/HT, ligas de níquel são geralmente utilizadas dentro dos revestimentos nesta conexão. No entanto, ligas de níquel tem uma forte tendência de arranhar e abrasar uma à outra sob qualquer tipo de carga. Assim, problemas graves surgem quando se tenta o método de tieback em um ambiente HP/HT na linha de lama.

[0004] No estado da técnica existe o documento US1566257 que divulga uma braçadeira de invólucro que é ajustável de modo que uma tubulação possa ser colocada em tensão quando a quantidade exata de tração na tubulação for atingida. Esta construção de poço visa remover a folga do tubo enquanto suporta uma pluralidade de tubos concêntricos.Utiliza-se um membro de suspensão de tubulação roscada junto com uma bucha roscada interna e externamente.A extremidade inferior da bucha é conectada a uma tubulação enquanto a extremidade superior está conectada a um tubo de elevação que engata a parte roscada externamente da bucha com o membro de suspensão da tubulação roscada internamente.

[0005] Quanto à US 5 507 465, esta se refere a preventivos de explosão usados para evitar uma liberação descontrolada de fluidos durante a perfuração de petróleo e gás. A maioria dos preventores de explosão usados durante a perfuração de petróleo e gás são ativados manualmente e esta divulgação visa fornecer um preventor de explosão que fechará automaticamente em resposta a um aumento de pressão dentro do espaço anular que precede uma explosão. O conjunto preventor de explosão inclui um alojamento com um primeiro membro de cunha anular fixado a uma parede lateral interna do alojamento. Um segundo conjunto de cunha anular é fornecido, o qual inclui uma pluralidade de segmentos de cunha dispostos dentro de um interior do compartimento. A face de contato de cada um dos segmentos de cunha no segundo conjunto de cunha anular está em contato deslizante face a face com a face de contato do primeiro membro de cunha anular. O segundo conjunto de cunha anular é móvel entre uma posição aberta espaçada do furo de recebimento do tubo de perfuração central e uma posição fechada em engate de vedação com um tubo de perfuração disposto dentro do furo de recepção do tubo de perfuração central. Uma vedação de pistão anular está disposta no interior da segunda extremidade do compartimento. O pistão tem uma primeira face de contato e uma segunda face de contato. A primeira face de contato engata no segundo conjunto de cunha anular. Quando a segunda face de contato é exposta à pressão de fluido sintomática de uma condição de blowout, o pistão se move em resposta a tal pressão para mover os planos inclinados formados pelas faces de contato dos segmentos de cunha do segundo conjunto de cunha anular até o plano inclinado formado pela superfície de contato do primeiro membro de cunha anular para a posição fechada.

[0006] Já a patente norte-americana US 2007252387 se refere a conjuntos de riser que devem acomodar movimentos relativos entre a plataforma e a cabeça do poço, bem como forças que atuam no conjunto de riser de ondas, correntes e semelhantes. Os conjuntos de riser são compostos de várias seções de tubo individuais e, portanto, as conexões entre as seções de tubo são necessárias para resistir a quaisquer forças de flexão e movimento que ocorram no conjunto de riser e ainda manter a integridade de vedação. O conjunto de riser marinho tem um primeiro elemento tubular tendo uma superfície externa com uma pluralidade de primeiras formações espaçadas axialmente, um segundo elemento tubular tendo uma superfície externa com uma pluralidade de segundas formações espaçadas axialmente sobre o mesmo, um anel segmentado em relação ao primeiro e segundos membros tubulares, o anel segmentado tendo uma superfície interna com uma pluralidade de formações engatáveis com as formações no primeiro e segundo membros tubulares, as formações engatáveis servindo para impelir o primeiro e segundo membros tubulares em direção um ao outro quando o anel segmentado é submetido a forças compressivas dirigidas radialmente para dentro, uma luva na relação circundante para forçar as formações engatáveis juntas e um conjunto de vedação para vedar contra pressão externa e interna.

[0007] Outra patente norte-americana no estado da técnica seria a US7111688.Esta refere-se à fixação de revestimentos de poços concêntricos e permite a fixação de um ou mais revestimentos dentro de outro em qualquer posição desejada e, subsequentemente, destravar os revestimentos para desmontagem ou para alterar suas posições relativas e, em seguida, prender novamente os revestimentos em um novo posição relativa. A divulgação fornece um arranjo de fixação pré-instalado para prender um revestimento de poço tubular instalado subsequentemente de um primeiro diâmetro dentro de um revestimento tubular previamente instalado de diâmetro interno maior, o arranjo compreendendo uma luva associada ao revestimento de grande diâmetro, a luva tendo um colar em uma extremidade que tem uma superfície cônica externa, o arranjo também incluindo um componente anular com uma superfície cônica interna, a luva e o componente anular sendo relativamente axialmente móveis entre uma primeira posição na qual a superfície cônica do componente anular exerce força radial mínima ou nenhuma no colar e uma segunda posição na qual a superfície cônica do componente anular exerce força radial suficiente para distorcer o colar no furo do revestimento de diâmetro maior, para agarrar o revestimento de poço de diâmetro menor, o arranjo também incluindo um dispositivo removível para manter as superfícies na primeira posição e meios separados para impulsionar o componente anular axialmente contra o colar.

[0008] Já o documento da patente norte-americana US7686087 refere-se a sistemas de riser de alta pressão com preventores de explosão de superfície ou próximos à superfície e fornece um conector para sistemas de riser que utilizam um preventor de explosão de superfície, mas também é adequado para uso em risers usando preventores de blowout submarinos. O conector compreende um conjunto de pinos que é anexado à extremidade de um primeiro tubo riser e um conjunto de alojamento que é anexado à extremidade de um segundo tubo riser que deve ser conectado ao primeiro tubo riser. O conjunto do invólucro contém um conjunto interno de segmento de trava de articulação dividido. Uma extremidade de cada segmento de trava contém um perfil ranhurado que corresponde a um perfil externo correspondente no conjunto de pinos. A outra extremidade do conjunto de trava engata um ressalto interno do conjunto de alojamento.

[0009] É um objetivo da presente invenção para ultrapassar, pelo menos, um problema associado com a técnica anterior quer seja aqui referido ou não.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00010] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção é proporcionado um dispositivo de fixação para um primeiro revestimento tubular do poço e um segundo revestimento tubular do poço, ambos alinhados axialmente e estendendo-se em direções opostas, o dispositivo compreendendo um colar que tem uma superfície exterior cônica e também incluindo um componente anular com uma superfície interna cônica, sendo o colar e o componente anular relativamente axialmente móveis entre uma primeira posição na qual a superfície cônica do componente anular não exerce nenhuma força radial sobre o colar e uma segunda posição em que a superfície cônica do componente anular exerce força radial para distorcer o colar para dentro e para prender o primeiro revestimento tubular do poço e o segundo revestimento tubular do poço.

[00011] De preferência, o componente anular compreende um anel de compressão.

[00012] De preferência, o colar compreende um colar de compressão.

[00013] O colar de compressão pode ter uma ranhura que se estende axialmente desde a periferia exterior, e de preferência o colar de compressão tem uma pluralidade de ranhuras axialmente devidamente dispostas radialmente em torno da periferia exterior.

[00014] De preferência, o primeiro revestimento tubular do poço se estende para cima em direção à superfície do mar.

[00015] De preferência, o segundo revestimento tubular do poço se estende para baixo no sentido de um campo e/ou do fundo do mar.

[00016] De preferência, o primeiro revestimento tubular do poço está disposto, quando em utilização, para ser fixada ao segundo revestimento tubular do poço em direções opostas numa configuração de extremidades finais conectando-se.

[00017] De preferência o primeiro revestimento tubular do poço encosta-se à extremidade do segundo revestimento tubular do poço.

[00018] De preferência, o conector fornece um conector selado para a conexão do fluxo de um fluido a partir do segundo para o primeiro revestimentos tubulares do poço.

[00019] De preferência, o dispositivo inclui uma manga a qual está disposta, em utilização, entre uma superfície interna do colar e as superfícies externas do primeiro e do segundo revestimentos tubulares do poço.

[00020] De preferência, a manga está disposta, em utilização, de modo a ser ligada de uma extremidade superior a um revestimento de superfície que se prolonga para cima em direção à superfície do mar.

[00021]De preferência, a mangaestá disposta, emutilização, para ser ligada de uma extremidade inferior a um revestimento de superfície que se estende para baixo nosentido de um campo e de preferência abaixo da linha de lama.

[00022] De preferência, a manga compreende uma manga de compressão.

[00023] De preferência, o primeiro revestimento tubular do poço compreende um mandril superior e mais preferencialmente compreende um mandril de vedação superior.

[00024] De preferência, o segundo revestimento tubular do poçocompreendeummandrilinferiore maispreferencialmente compreende um mandril de vedação inferior.

[00025] De preferência, o mandril superior está disposto, em utilização,de modo a estender-se para cima apartirdo dispositivo defixaçãoem direção à superfíciedomar.

[00026] De preferência, a parte inferior do mandril está disposta, em utilização, para estender-se para baixo a partir do dispositivo de fixação e abaixo da linha de lama e/ou para longe da superfície do mar e/ou no sentido de um campo.

[00027] O mandril superior e uma porção superior da manga podem definir entre elas um primeiro espaço anular.

[00028] A parte inferior do mandril e uma porção inferior da manga podem definir entre elas um segundo espaço anular.

[00029] A manga pode compreender uma passagem para permitir que o fluxo de fluido a partir do primeiro espaço anular para o segundo espaço anular. A passagem pode compreender uma passagem definida na manga ou uma pluralidade de passagens definidas na manga.

[00030] De preferência, o dispositivo inclui meios motores do componente anular em relação ao colar. De preferência, o meio motor compreende meios hidráulicos.

[00031] Os meios motores podem compreender uma câmara entre o componente anular e o componente do revestimento de fixação superior, e a câmara pode ser pressurizada para forçar o componente anular a afastar-se do componente do revestimento de fixação superior. O dispositivo de fixação pode compreender meios para introdução de fluido hidráulico na câmara, a fim de forçar o componente anular de a afastar-se do componente do revestimento de fixação superior.

[00032] Os meios motores podem compreender um pistão.De preferência, os meios motores compreendem uma pluralidade de pistões. De preferência, os pistões estão dispostos radialmente em torno do componente anular.

[00033] O pistão ou cada pistão da pluralidade deles pode ser montado sobre um revestimento de fixação e de preferência em um componente do revestimento de fixação superior. De preferência, o componente do revestimento de fixação superior é montado em uma extremidade inferior de um condutor que se estende para cima em direção à superfície do mar. O pistão ou cada pistão da pluralidade deles pode ser disposto para estender para baixo a partir do revestimento de fixação e de mover-se para baixo do colar afastando-se do revestimento de fixação.

[00034] A manga é de preferência um componente que pode ser enroscado a um revestimento ou pode estar localizado adequadamente em área de localização e recepção no revestimento.

[00035] O dispositivo de fixação de preferência fornece também uma função de vedação em toda a interface entre o primeiro revestimento tubular e o segundo revestimento tubular. A função de vedação pode ser fornecida através de um contato metal-metal entre a periferia exterior do primeiro revestimento tubular e/ou o segundo revestimento tubular e a superfície interna da manga.

[00036] O dispositivo de fixação é especialmente adequado para fixação de revestimentos de poços (por exemplo, para poços de petróleo ou de gás) uns aos outros. A manga pode ser formada como parte de um cabide de revestimento utilizado para suportar um revestimento em um poço.

[00037] O dispositivo de fixação pode compreender meios de bloqueio para bloquear o componente anular na segunda posição. Os meios de bloqueio podem compreender um membro de trancamento que se engata num recesso de bloqueio fornecido em um componente do revestimento de fixação inferior. De preferência, o meio de bloqueio compreende uma pluralidade de membros de fixação.

[00038] O membro de bloqueio pode compreender um dedo de bloqueio.

[00039] O dedo de bloqueio pode compreender um componente resiliente, que é inerentemente forçado a engatar-se com o recesso de bloqueio na posição de bloqueio ou quando o componente anular atinge a segunda posição.

[00040] Os meios de bloqueio podem compreender meios de liberação de bloqueio. De preferência, o meio de liberação de bloqueio está disposto para desengatar o membro de trancamento ou cada um da pluralidade de membros do recesso de bloqueio.

[00041] Os meios de liberação de bloqueio podem compreender meios motores para mover o membro de bloqueio para fora do engate com o recesso de bloqueio. Os meios de liberação de bloqueio podem compreender um pistão e de preferência compreender um pistão hidráulico.

[00042] O dispositivo de fixação pode compreender meios motores de retorno para mover o componente anular a partir da segunda posição para a primeira.Em particular, os meios motores de retorno podem auxiliar a liberação da força de fixação de entre o componente anular e o colar.

[00043] De preferência, os meios motores de retorno compreendem uma câmara entre o componente anular e o componente do revestimento de fixação inferior, e a câmara pode ser pressurizada para instar o componente anular de distância a partir do componente do revestimento de fixação inferior.

[00044] Os meios motores podem compreender um pistão.De preferência, os meios motores compreendem uma pluralidade de pistões. De preferência, os pistões estão dispostos radialmente em torno do componente anular.

[00045] O pistão ou cada pistão da pluralidade pode ser montado sobre um componente do revestimento de fixação inferior. De preferência, o componente do revestimento de fixação inferior está montado em uma extremidade superior de um condutor que se estende para baixo e para longe da superfície do mar e/ou abaixo da linha de lama. O pistão ou cada pistão da pluralidade pode ser disposto para estender- se para cima a partir do componente do revestimento de fixação inferior e para mover o colar para cima afastando-o componente do revestimento de fixação inferior.

[00046] De preferência, o mandril inferior e/ou mandril superior tem uma superfície rugosa nas suas periferias externas, a fim de aumentar o coeficiente de atrito entre o mandril e a superfície interna da manga. De preferência, a superfície áspera é constituída por uma pluralidade de dentes afiados na forma de uma rosca helicoidal ou um conjunto de anéis. De preferência, a superfície áspera é endurecida por um processo de nitretação.

[00047] De preferência, o dispositivo de fixação compreende um conector roscado da linha de lama.

[00048] De preferência, o dispositivo de fixação compreende um dispositivo de fixação submarino.

[00049] De preferência, o dispositivo de fixação compreende um conector tieback de alta pressão/temperatura elevada da linha de lama.

[00050] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, proporciona-se uma coluna de revestimento do poço, incluindo um dispositivo de fixação para fixar um primeiro revestimento tubular do poço e um segundo revestimento tubular do poço em que ambos são axialmente alinhados e se estendem em direções opostas, o dispositivo compreendendo um colar que tem uma superfície exterior cônica, o dispositivo também incluindo um componente anular com uma superfície interna cônica, o colar e o componente anular sendo relativamente axialmente móvel entre uma primeira posição na qual a superfície cônica do componente anular não exerce nenhuma força radial sobre o colar e uma segunda posição que a superfície cônica do componente anular exerce força radial suficiente para distorcer o colar para dentro, para o fixação do primeiro revestimento tubular do poço e do segundo revestimento tubular do poço.

[00051] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de fixação de um primeiro revestimento tubular do poço e de um segundo revestimento tubular do poço dentro de um dispositivo de fixação emqueo primeiro revestimento tubular do poço e osegundo revestimento tubular do poço são alinhados axialmentee se prolongam-se em direções opostas,o método compreendendo o movimento de um colar relativamente a um componente anular, em que o colar tem uma superfície externa cônica, e do componente anular tem uma superfície interna cônica, o método compreendendo o movimento de um colar relativamente a um componente anular entre uma primeira posição na qual a superfície cônica do componente anular não exerce nenhuma força radial sobre o colar e uma segunda posição na qual a superfície cônica do componente anular exerce força radial suficiente para distorcer o colar para dentro, para a fixação do primeiro revestimento tubular do poço e do segundo revestimento tubular do poço.

[00052] De preferência, o método compreende deflexão ou distorção para dentro de um adaptador de compressão sobre o primeiro revestimento tubular do poço e o segundo revestimento tubular do poço.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00053] A presente invenção será agora descrita a título de exemploapenas, com referência aos desenhos que seseguem, nos quais:

[00054]AFigura1éumaseção transversal de um poçoabandonado na linha delama.

[00055]AFigura2é umdiagrama em cortetransversal deuma concretização preferida de um dispositivo de fixação para uso num sistema tieback na linha de lama com o dispositivo de fixação numa configuração pré-ativada.

[00056] A Figura 3 é um diagrama em corte transversal de uma concretização preferida de um dispositivo de fixação para uso num sistema tieback na linha de lama com o dispositivo de fixação numa configuração ativada.

[00057] A Figura 4 é um diagrama em corte transversal de uma concretização preferida de um dispositivo de fixação para uso num sistema tieback na linha de lama com o dispositivo de fixação numa configuração liberada.

DESCRIÇÃO DA CONCRETIZAÇÃO PREFERIDA

[00058] A presente invenção proporciona um dispositivo de fixação 10 submarina ou conector submarino como um meio de ligar novamente um poço pré-perfurado com a intenção de beneficiar-se de um trabalho anterior, para produção de ou para fins de exploração adicionais. O dispositivo de fixação 10 permite que a religação com o revestimento de produção sem contato direto das linhas de fluxo com as conexões da linha de lama. Isto reduz significativamente o risco de comprometer a integridade da ligação subsequente em comparação com os métodos convencionais. Em particular, a presente invenção proporciona um dispositivo de fixação 10 ou conector que irá igualar ou exceder as características de desempenho das ligações do revestimento quer acima quer abaixo das ditas linhas.

[00059] A presente invenção proporciona um dispositivo de fixação compreende um conector roscado de alta pressão/temperatura elevada na linha de lama.

[00060] A presente invenção proporciona um dispositivo de fixação 10 ou conector que funciona pela deformação elástica de um adaptador de compressão 40 sobre uma porção interna tubular e, especificamente, para um mandril de vedação superior 50 e um mandril de vedação inferior 56. Isto proporciona suporte de carga axial e de flexão e cria uma vedação para isolar a pressão no furo 160 a partir do espaço anular 170 definido por revestimentos de poço concêntricos e vice-versa. O dispositivo de fixação 10 ou conector faz isso por meio de uma carga radial aplicada internamente por um anel de compressão 60.

[00061] Como mostrado na Figura 1, um poço abandonado 12 na linha de lama 14 é fornecido com uma estrutura de proteção 18 que protege e esconde o poço, enquanto não está sendo usado. Este poço abandonado 12 inclui uma coluna do revestimento 16, que se estende para baixo em um campo. O objetivo da presente invenção é proporcionar um dispositivo de fixação melhorada e de ligação para amarrar este poço abandonado a uma plataforma de produção ou árvore submarina de Natal. No entanto, a forma de concretização preferida será explicado com referência a amarrar de volta para uma plataforma de produção na superfície.

[00062] Como mostrado na Figura 2, a coluna do revestimento que se estende para baixo no sentido de um campo compreende um condutor inferior 20, uma superfície inferior do revestimento 22 e um revestimento menor de produção 24. Nesta forma de concretização preferida, um revestimento menor de produção 24 está localizado concentricamente dentro de uma superfície inferior do revestimento 22, que está localizado concentricamente dentro de um condutor inferior 20 cada um dos quais se prolongam para baixo abaixo da linha de lama 14.

[00063] A presente invenção proporciona um conector para ligar estas porções parede inferior 20, 22, 24 às respectivas porções do revestimento superior 21, 23, 25. Em particular, o condutor inferior 20 está ligado a um condutor superior 21, o revestimento de superfície inferior 22 está ligada a um revestimento de superfície superior 23 e o revestimento inferior 24 está ligado a um do revestimento superior da produção 25.

[00064] O dispositivo de fixação 10 inclui um componente do revestimento de fixação inferior 30 e um componente de revestimento superior de fixação 31. O componente do revestimento de fixação inferior 30 é montado na extremidade superior da parte inferior do condutor 20. Em utilização, o condutor superior 21 é fixado ao componente do revestimento superior de fixação 31. Igualmente, o condutor conectado dos componentes 30 e 31.

[00065] O objetivo da presente invenção é fornecer um sistema de amarração, que fornece um revestimento de produção que se estende a partir da linha de lama até a plataforma de produção.

[00066] O dispositivo de fixação 10 fornece um mandril de vedação superior 50 que está ligado por um conector 52 para ao revestimento superior de produção 25 que se prolonga para cima para a plataforma de produção. O dispositivo de fixação 10 inclui um mandril de vedação inferior 56 que está ligado por um conector 58 ao revestimento inferior de produção 24 que se estende no sentido descendente em direção ao campo.

[00067] O mandril de vedação superior 50 inclui uma porção de manga superior e uma porção de manga inferior com uma espessura de parede maior.A porção de manga superior inclui meios de ligação para ligar o mandril de vedação superior 50 para um conector 52.

[00068] A porção de manga inferior incluindo o aumento da espessura da parede (ou parede reforçada) está disposta, em utilização para ser agarrada e forçada para dentro na direção do furo do revestimento de produção. A superfície exterior da porção de manga inferior inclui meios de vedação para aumentar a vedação formada entre o mandril de vedação superior 50 e o adaptador de compressão 40.Na forma da concretização preferida, os meios de vedação compreendem dois membros de vedação anulares espaçados 53.

[00069] O mandril de vedação inferior 56 inclui uma porção de manga inferior e uma porção de manga superior tendo uma espessura de parede maior. A porção de manga inferior inclui meios de ligação para ligar o mandril de vedação inferior 56 a um conector 58. A porção de manga superior, incluindo o aumento da espessura da parede (ou parede reforçada) está disposta, em utilização para ser agarrada e forçada para dentro na direção do furo do revestimento de produção A superfície exterior da porção de manga superior inclui meios de vedação para aumentar a vedação formada entre a parte inferior do mandril de vedação 56 e o adaptador de compressão 40. Na forma da concretização preferida, os meios de vedação compreendem dois membrosde vedaçãoanularesespaçados 57.

[00070] Osmandris de vedaçãoinferior56 e superior 50tem uma superfície rugosa nas suas periferias exteriores, a fim de aumentar o coeficiente de atrito entre os respectivos mandris 50,56 e a superfície interior 46 do adaptador de compressão (manga) 40. As superfícies rugosas consistem em uma pluralidade de dentes afiados e/ou dentes endurecidos sob a forma de uma rosca helicoidal ou um conjunto de anéis. As superfícies rugosas são endurecidas por um processo de nitretação. Por exemplo, as superfícies rugosas podem ser proporcionadas na porção superior da parte inferior do mandril de vedação 56 e na porção inferior do mandril de vedação superior 50. Estas porções são as áreas porção que irão ser presas e forçadas pela deflexão para dentro do adaptador de compressão.

[00071] O objetivo da presente invenção é o de proporcionar uma ligação vedada entre o revestimento superior de produção 25 e o inferior 24. Isto é conseguido através do fornecimento de uma conexão de vedação entre o mandril de vedação inferior 56 e o mandril de vedação superior 50.

[00072] A coluna superior estendendo-se desde a ligação da linha de lama até a superfície da plataforma de produção compreende um revestimento de produção 25 localizado concentricamente dentro de uma superfície de revestimento 23, que está localizada concentricamente dentro de um condutor 21. Assim, a coluna superior replica a coluna inferior.

[00073] A coluna completa compreende essencialmente um condutor 20, 21 que define um espaço anular 150 com as superfícies do revestimento dispostas concentricamente 22, 23. Do mesmo modo, estas 22, 23 definem um espaço anular 170, com as superfícies do revestimento de produção dispostas concentricamente 24, 25. Este espaço anular 170 é separado do furo 160 dentro de tais superfícies de revestimento 24, 25 e o conector 10 retém a integridade desta partição.

[00074] Além disso, o conector 10 também retém a continuidade do espaço anular 170 definido entre as superfícies de revestimento 22, 23 e os compartimentos de produção 24, 25, proporcionando uma passagem de fluido através do adaptador de compressão 40. Em particular, a parede do adaptador de compressão 40 inclui, pelo menos, uma passagem de fluido que se estende a partir de uma posição inferior onde a passagem está em comunicação com o espaço anular 170 na parte inferior da coluna para uma posição superior, onde a passagem está em comunicação com o espaço anular 170 na coluna superior.

[00075] A presente invenção proporciona um dispositivo de fixação para fixar por vedação estanque o revestimento inferior da produção 24 ao revestimento superior da produção 25. Em particular, a presente invenção proporciona uma vedação estanque a fluidos entre o mandril inferior de vedação 56 e o mandril superior de vedação superior 50, ambas fixadas às extremidades dos respectivos compartimentos de produção superiores e inferiores 24, 25.

[00076] O dispositivo de fixação 10 ou conector compreende uma manga sob a forma de um adaptador de compressão 40, que se localiza em torno das periferias exteriores do mandril de vedação superior 50 e do mandril de vedação inferior 56. O adaptador de compressão 40 está ligado a uma extremidade inferior através de um conector 42 para a superfície inferior do revestimento 22. Do mesmo modo, o adaptador de compressão 40 está ligado na sua extremidade superior por meio de um conector 44 para a superfície superior do revestimento 23. O adaptador de compressão 40 é um membro tubular contínuo em que a periferia interior está disposta para abranger as periferias exteriores do mandril de vedação superior 50 e o mandril de vedação inferior 56. A superfície exterior 46 do adaptador de compressão 40 está localizada dentro de um colar 70 e em particular um colar e compressão 70.

[00077] O colar de compressão 70 inclui uma superfície cônica externa 72 e, em particular, compreende uma superfície 72 que é afunilada para fora a partir de uma localização superior para uma localização inferior.

[00078] O colar de compressão 70 pode ter ranhuras 77 que se estende axialmente radialmente em torno desde a periferia exterior. Isto efetivamente permite que um diâmetro maior do colar de compressão 70 seja utilizado porque as ranhuras reduzem a rigidez do anel de compressão, assim, exigindo menor carga de compressão.

[00079] O dispositivo de fixação 10 ou conector inclui um anel de compressão 60 que se localiza ao redor da superfície exterior 72 do colar de compressão 70. O anel de compressão 60 inclui uma superfície 62 e, em particular, inclui uma periferia interna 62 que é afunilada para fora a partir de uma localização superior para uma localização inferior. A superfície interna cônica 62 está disposta para registrar e cooperar com a superfície afunilada 72 fornecida sobre o colar de compressão 70.

[00080] O conector 10 inclui meios motores ou meios de ativação sob a forma de um pistão de ativação 80 ou uma pluralidade de pistões de ativação 80 que se localizam na extremidade superior do anel de compressão 60. Os pistões de ativação 80 estão montados sobre o componente de revestimento superior de fixação 31, que localiza na parte superior do conector 10 e fornece uma parede que se estende para cima e se liga ao condutor 21 que se prolonga para cima em direção à superfície do mar.

[00081] O pistão de ativação 80 inclui uma porta de pistão através do qual um fluido pressurizado pode ser introduzido na câmara 81 fazendo com que o pistão de ativação de 80 a se estender para baixo. O movimento para baixo do pistão 80 faz com que o anel de compressão de 60 a mover-se para baixo. Durante este movimento, a superfície cônica 62 do anel de compressão 60 confina com a superfície cônica 72 do colar de compressão 72. A cooperação destas superfícies afuniladas 62,72 faz com que a força gerada dentro do(s) pistão (pistões) 80 seja transferida para uma força radial que força a superfície interna 74 do colar de compressão 70 para dentro e assim força o adaptador de compressão 40 para o interior. O movimento da placa de compressão 40 para o interior faz com que a superfície interna 48 do adaptador de compressão 40 a fixar-se e confina as superfícies exteriores 51,57 do mandril de vedação inferior 56 e do mandril de vedação superior 50. Em particular, a força é suficiente para o mandril de vedação inferior 56e parao mandril de vedação superior 50 para ser firmementefixado pelo adaptador de compressão 40.

[00082] A parede do adaptador de compressão 40 é suficientemente fina para permitir que a parede seja distorcida para dentro prender o menor diâmetro do mandril de vedação superior 50 e do mandril de vedação inferior 56.

[00083] O anel de compressão 60 e o colar de compressão 70 tem superfícies anulares cônicas em direções opostas axialmente, de modo que o movimento axial relativo entre o colar decompressão70 e o anel de compressão 60produz uma redução no diâmetro interno da unidade (em particular o diâmetrointerno dacolar de compressão 70) para distorcer o adaptador de compressão 40 para dentro, para prender os menores diâmetros dos mandris de vedação superior e inferior mandris de vedação 50,56. Estas superfícies são angulosas para fornecer os movimentos para dentro (compressão/distorção), enquanto permite os meios motores para produzir o movimento relativo entre o anel de compressão 60 e o colar de compressão 70.

[00084] Ressalte-se que a distância de deslocamento do anel de compressão 60 para a posição ativada/bloqueada em conjunto com os ângulos das velas irá determinar a quantidade de deflexão para dentro causada pelo dispositivo de fixação 10 e, portanto, a força de fixação.

[00085] O anel de compressão 60 e o colar de compressão 70 tem cada um uma superfície cônica anular.Na unidade montada, em utilização, o colar de compressão 70 tem um diâmetro exterior com um primeiro diâmetro numa extremidade superior e um diâmetro exterior com um segundo diâmetro, maior numa extremidade inferior. Do mesmo modo, na unidade de montagem, o anel de compressão 60 tem um diâmetro interior com um primeiro diâmetro numa extremidade superior e um diâmetro interior com um segundo diâmetro, maior numa extremidade inferior.

[00086] O colar de compressão 70 é um membro de manga tubular em que a espessura da parede aumenta a partir da extremidade superior para a extremidade inferior de modo a proporcionar a superfície exterior cônica. A superfície interior do colar de compressão 70 proporciona uma passagem com um diâmetro constante, a qual está disposta para ser desviado para dentro, para proporcionar uma passagem de um diâmetro reduzido.

[00087] Do mesmo modo, o anel de compressão 60 é um membro de manga tubular (anular) em que a espessura da parede diminui a partir da extremidade superior para a extremidade inferior de modo a proporcionar a superfície interna cônica. A superfície exterior do anel de compressão 60 fornece uma superfície exterior de um diâmetro constante. Como mostrado na Figura 2, na Figura 3 e na Figura 4, a espessura da parede do anel de compressão 60 é significativamente maior do que a espessura do colar de compressão 70. Adicionalmente, a compressibilidade do colar de compressão 70 é aumentada através da provisão de ranhuras que se estendem axialmente 77 localizadas em redor da superfície exterior do colar de compressão 70.

[00088] O dispositivo de fixação 10 é disposto para desviar a superfície interior do adaptador de compressão 40 de tal modo que simultaneamente fixa a superfície exterior do mandril de vedação superior 50 e a superfície exterior do mandril de vedação inferior 56. Por conseguinte, a localização da maior deflexão para dentro está disposta no final para terminar a localização de encosto dos mandris de vedação superior e inferior 50, 56.Isto assegura que ambos os mandris de vedação 50, 56 são suficientemente fixados.As superfícies exteriores dos mandris de vedação 50, 56 têm diâmetros idênticos para assegurar que ambos são fixados com a mesma e suficiente força que é transferida de forma uniforme.

[00089] O pistão 80 pode ser formado por um membro anular vertical 80 a partir da superfície superior do anel de compressão 60. O membro de vedação anular pode envolver em uma câmara anular 81 fornecida numa superfície inferior do componente de revestimento superior de fixação 31. O membro anular 80 inclui membros de vedação 82 que se estendem sobre as superfícies interior e exterior para proporcionar uma câmara selada 81 de fluido tal que o fluido hidráulico pode ser introduzida na câmara de 81 a fim de forçar e instar e mover o anel de compressão para baixo em relação ao componente de revestimento superior de fixação 31.

[00090] O anel de compressão 60 inclui uma pluralidade de membros de bloqueio 90, sob a forma de linguetas de bloqueio 90 localizadas em torno da sua periferia. Cada lingueta de bloqueio 90 se estende para baixo a partir da parte inferior do anel de compressão 60. A lingueta de bloqueio 90 inclui uma porção que se projeta para dentro 92 e está disposta para acoplar dentro de um recesso de bloqueio 94 fornecido no componente do revestimento de fixação inferior 30. À medida que o anel de compressão 60 se move para baixo as porções de bloqueio 92 nas linguetas de bloqueio 90 também se movem para baixo até que elas sejam envolvidas com recessos de bloqueio correspondentes 94. Nesta posição, o anel de compressão 60 está fechado na posição e o mandril de vedação inferior 56 e de vedação superior 50 são fixados e são, assim, ligados de uma extremidade à outra da configuração, pelo dispositivo de fixação 10. Nesta fase, o(s) pistão (pistões) de ativação 80 pode (podem) ser desativado(s) de modo que as linguetas de bloqueio 90 retêm o anel de compressão 60 na posição fechada. A Figura 3 mostra a disposição de fixação na posição ativada.

[00091] O dispositivo de fixação 10 ou conector inclui meios de liberação, a fim de liberar as linguetas de bloqueio 90 a partir da posição de bloqueio.Em particular, os meios de liberação incluem as linguetas de bloqueio 96 que são ativadas através de uma porta de liberação das linguetas de bloqueio. Em particular, o fluido hidráulico é introduzido na porta de liberação de bloqueio que, assim, move as linguetas de fechamento dos pistões de liberação 96 para o exterior que se encostam e movem os elementos de bloqueio 92 das reentrâncias de fechamento 94 no interior do componente do revestimento de fixação inferior 30. Uma vez localizado fora das reentrâncias de fechamento 94, as linguetas de bloqueio 90 estão livres para se mover para cima.Os meios de liberação podem incluir pistões de liberação de movimento 100, que move o anel de compressão 60 para cima, a fim de liberar a força de compressão sobre o colar 70.

[00092] O(s) pistão (pistões) de liberação movimento 100 está (estão) montado(s) sobre a superfície inferior do anel de compressão e pode (podem) ser semelhante(s) em configuração ao(s) pistão (pistões) de movimento 80. O(s) pistão (pistões) de liberação movimento 100 inclui (incluem) uma câmara 102 na qual o(s) pistão (pistões) de liberação movimento 100 se localiza(m). Um fluido hidráulico pode ser introduzido na câmara de 102 para instar e forçar o pistão para fora da câmara 102 que, assim, faz com que o anel de compressão 60 a mover-se para cima. Isto faz com que a superfície interna cônica 62 do anel de compressão 60 para mover-se para cima em relação à superfície exterior cônica 72 do colar de compressão 70. Este, em seguida, liberta a pressão dirigida para dentro sobre a superfície exterior 46 do adaptador de compressão 40 e, assim, liberta a força de fixação entre a superfície interior 45 do adaptador de compressão 40 e as superfícies exteriores 51,57 das partes superior e inferior dosmandris de vedação 50,56.

[00093] Este assim liberta a pressão sobre o adaptador de compressão 40 de tal modo que o mandril de vedação superior 50 e o mandril de vedação inferior 56 não são mais fixados pelo dispositivo de fixação 10. A Figura 4 mostra a disposição de fixação na posição de liberação.

[00094] Como pode ser visto, a presente invenção proporciona um mecanismo de bloqueio simples que é particularmente adequado para um sistema de amarração na linha de lama. O sistema de produção completo pode incluir arranjos de fixação para os compartimentos na superfície e a presente invenção proporciona um sistema de preensão tal que a tensão correta e suficiente pode ser introduzida no revestimento de produção na superfície de tal forma que o revestimento de produção 25 esteja na tensão requerida entre a plataforma de produção e o aparelho de amarração na linha de lama. O dispositivo de fixação 10 pode ser ativado remotamente.

[00095] Em resumo, o conector da linha de lama 10 funciona por deformação elástica do adaptador de compressão 40 para dentro de um membro interno tubular - neste caso, os mandris superior e inferior de vedação 50, 56 - a fim de fornecer suporte de carga axial e flexão e criar um isolamento selado que suporte a pressão 160 do anel 170 e vice-versa. O conector 10 faz isto por meio de uma carga radial aplicada internamente pelo anel de compressão 60.

[00096] O conector 10 é ativado através da introdução de pressão para a ativação de porta de pistão, assim, acessando o(s) pistão (pistões) de ativação 80, que por sua vez fornece um impulso axial ao acesso do anel de compressão internamente afunilado 60, ao longo do colar de compressão externamente afunilado 70 eficazmente a criação de um ajuste de interferência entre os mesmos. É este ajuste de interferência, que cria a carga subsequente radial para o contato necessário entre o adaptador de compressão 40 e o mandril de vedação superior 50 e o mandril de vedação inferior 56. Uma vez na posição totalmente definida, a(s) lingueta(s) de bloqueio 90 que funcionam como molas radiais encontram a sua posição de bloqueio no revestimento 30 e bloqueiam o anel de compressão 60 na posição ‘ativada’. A pressão na câmara de pistão81 pode entãoser liberada.

[00097] A carga de contato pode ser variada dependendo da aplicação, alterando a carga de ativação, a geometria dos componentes do rolamento de carga, a interferência calculada etc.

[00098] O conector de 10 pode ser liberado primeiramente pela introdução de pressão dentro da lingueta de travamento da entrada do pistão 96 para acionar a lingueta de travamento da entrada do pistão 94, isso proporcionando um impulso radial que empurra a lingueta de travamento 90 de sua posição de bloqueio no revestimento 30- neste momento, não há bloqueio mecânico mantendo o conector de 10 na posição ‘ativada’. A pressão pode então ser introduzida na(s) entrada(s) de pistão e para dentro da câmara de liberação do pistão 102 para forçar os pistões 100, que proveem um impulso axial para forçar a compressão do anel 60de volta para a sua posição‘desativada’. Apressão na liberação na(s) lingueta(s) de travamento da(s) entrada(s) 96ena câmara deliberação dopistão 102 pode então serliberada neste momento.

[00099]Porque o sistema é concebido de modo a que todosos componentes só se deformem elasticamente, o conector pode ser ativado e desativado inúmeras vezes, sem degradação do próprio conector ou comprometimento da integridade da ligação.

Claims

1. Dispositivo para fixação (10) de um primeiro (25) e de um segundo (24) revestimentos tubulares de um poço alinhados axialmente e estendendo-se em direções opostas, de tal modo que o final do primeiro revestimento tubular (25) do poço confina com o final do segundo revestimento tubular (24) do poço que compreende: um colar (70) que tem uma superfície interna e uma superfície externa cônica (72); um componente anular (60) com uma superfície interna cônica (62), preparado para cooperar com a superfície cônica (72) do colar (70); e uma manga (40) com uma superfície interna e uma superfície externa, e o membro tubular (40) localizado entre o colar (70) e o primeiro e segundo revestimentos tubulares de poço (25, 24), de tal modo que a superfície interna do membro tubular (70) se conecta com a superfície externa dos primeiro e segundo revestimentos tubulares de poço (25, 24), caracterizado por: o colar (70) e o componente anular (60) serem relativamente axialmente móveis entre uma primeira posição, na qual a superfície cônica (62) do componente anular (60) não exerce nenhuma força radial sobre o colar (70), e uma segunda posição, na qual a superfície cônica (62) do componente anular (60) exerce uma força radial sobre o colar (70) para dentro a ponto de distorcer elasticamente o membro tubular (40) de tal modo que sua superfície interna do membro tubular (40) simultaneamente prenda econfine ambos os primeiro (25) e segundo (24) revestimentos tubulares do dito poço, de modo a formarem selamentos entre o membro tubular (40) e o primeiro revestimento de poço (25) e uma vedação entre o membro tubular (40) e o segundo revestimento de poço (24).

2. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: o componente anular (60) compreender um anel (60) de compressão.

3. Dispositivo de fixação (10), de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por: o colar (70) compreender um colar de compressão (70).

4. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: fornecer um conector selado para a ligação do fluxo de um fluido do segundo revestimento tubular do poço (24) para o primeiro revestimento tubular do poço (25).

5. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: a manga (40) compreender uma manga de compressão (40).

6. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: o primeiro revestimento tubular do poço (25) compreender um mandril superior (50).

7. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por: o segundo revestimento tubular do poço (24) compreender um mandril inferior (56).

8. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por: o mandril superior (56) e a porção superior da manga (40) definirem um primeiro espaço anular (170) entre si.

9. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por: o mandril inferior (56) e a porção inferior da manga (40) definirem um segundo espaço anular (170) entre si.

10. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por: a manga (40) compreender uma passagem para permitir que o fluxo de fluido a partir do primeiro espaço anular (170) para o segundo espaço anular (170).

11. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por: o mandril inferior (56) e/ou mandril superior (50) terem uma superfície rugosa nas suas periferias exteriores de modo a aumentar o coeficiente de atrito entre o mandril (56, 50) e a superfície interna da manga (40).

12. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por: a superfície rugosa consistir em uma pluralidade de dentes afiados na forma de um fio helicoidal ou um conjunto de anéis.

13. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: incluir meios (80) para movimentar o componente anular (60) em relação ao colar (70).

14. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por: os meios (80) para movimentar compreenderem meios de movimentação hidráulicos.

15. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: adicionalmente compreender uma câmara (81) entre o componente anular (60) e um componente superior do revestimento do dispositivo de fixação (31), sendo a câmara (81) capaz de ser pressurizada de forma a causar o afas-tamento do componente anular (60) do componente superior do revestimento do dispositivo de fixação (31).

16. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: fornecer também uma função de vedação em toda a interface entre o primeiro (25) e o segundo (24) revestimentos tubulares.

17. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por: a função de vedação ser fornecida por um contato metal a metal entre as periferias exteriores do primeiro (25) e do segundo (24) encapsulamentos tubulares do poço e a superfície interior da manga (40).

18. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: compreender meios para bloquear o componente anular (60) na segunda posição.

19. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por: os meios para bloquear compreenderem meios de liberação de bloqueio (96).

20. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: adicionalmente compreender um membro de bloqueio (90) que se engata num recesso de bloqueio (94) fornecido em um componente inferior do revestimento do dispositivo de fixação (30) para bloquear o componente anular (60) na segunda posição.

21. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: compreender meios (100) para causar o movimento de retorno para mover o componente anular (60) a partir da segunda posição em direção à primeira posição.

22. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por: os meios de movimento de retorno (100) auxiliarem a liberação da força de fixação de entre o componente anular (60) e o colar (70).

23. Dispositivo de fixação (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: a primeira posição da superfície cônica do component anular (60) não exercer qualquer força radial sobre o colar (70).

24. Método de fixação de um primeiro (25) e um Segundo (24) revestimentos tubulares de um poço no dispositivo de fixação (10) da reivindicação 1, em que o primeiro (25) e o segundo (24) revestimentos tubulares são alinhados axialmente e estendendo-se em direções opostas, através de um dispositivo, caracterizado por: compreender as etapas de: localizar uma manga (40) entre revestimentos tubulares dos poços tubulares (25, 24) e uma superfície interna de um colar (70), que tem uma superfície interna e uma superfície externa cônica (72), mover um colar (70) em relação a um component anular (60), tendo uma superfície interna cônica, e mover o dito colar (70) em relação a um component anular (60) entre uma primeira posição na qual a superfície cônica do componente anular (60) não exerce qualquer força radial no colar (70) e uma segunda posição na qual a superfície cônica do component anular (60) exerce uma força radial para forçar o colar (70) para dentro de modo a distorcer a manga (40) de tal modo que a superfície da manga (40) prende e contacta as superfícies externas de ambos os primeiro (25) e segundo (24) revestimentos tubulares do poço.