BR112013011945B1

BR112013011945B1 - Dispositivo e método para conter fluido de poço

Info

Publication number: BR112013011945B1
Application number: BR112013011945-4A
Authority: BR
Inventors: Aaron R. Swanson; James P. Dwyer; Todd J. Talbot
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2020-09-01
Also published as: US8746344B2; NO20130785A1; US8434558B2; GB201307957D0; GB2499743B; US20130140043A1; WO2012067704A1; BR112013011945A2; NO346578B1; US20120118580A1; GB2499743A

Abstract

dispositivo e método para conter fluido de poço. a presente invenção refere-se a um dispositivo (22) para conter fluxo de fluido a partir de um poço que inclui: uma montagem de contenção que inclui um corpo que tem uma cavidade (30) configurada para receber uma porção vazante de uma estrutura de terminação de poço que se estende a partir do poço e cercar a porção vazante, sendo que a cavidade (30) é configurada para ser adaptada para se conformar pelo menos parcialmente a um formato de pelo menos uma dentre a porção vazante e a estrutura de terminação de poço; e uma montagem de controle de fluxo configurada para conectar um conduto de fluido em comunicação fluida com a montagem de contenção e direcionar o fluido de fundo de poço para o interior do conduto de fluido.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido sob N2 US 12/945.995, depositado em 15 de novembro de 2010, o qual se encontra incorporado ao presente documento a título de referência em sua totalidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] A prevenção de erupção é uma preocupação significativa em produção e exploração de hidrocarbonetos. As erupções referem- se em geral a fluxo de gás ou fluido descontrolado a partir de uma formação de terra em um furo de poço, que pode, potencialmente, fluir para a superfície. A falha de componente e/ou fluxo súbito de fluido de formação, tal como água, óleo e/ou gás, para o interior do poço (isto é, um influxo) pode resultar em quantidades grandes de fluido e outros materiais fluindo de um poço desimpedido para o ambiente. O fluxo irrestrito pode ter impactos significativos sobre saúde, segurança e meio ambiente, causando ainda perda de renda tanto diretamente quanto por produção reduzida ou atrasada.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0003] Um dispositivo para conter fluxo de fluido a partir de um poço inclui: uma montagem de contenção que inclui um corpo que tem uma cavidade configurada para receber uma porção vazante de uma estrutura de terminação de poço que se estende a partir do poço e cercar a porção vazante, sendo que a cavidade é configurada para ser adaptada para se conformar pelo menos parcialmente a um formato de pelo menos uma dentre a porção vazante e a estrutura de terminação de poço; e uma montagem de controle de fluxo configurada para conectar um conduto de fluido em comunicação fluida com a montagem de contenção e direcionar o fluido de fundo de poço para o interior do conduto de fluido.

[0004] Um método para conter fluxo de fluido a partir de um poço inclui: dispor um dispositivo de contenção de fluido de fundo de poço próximo a uma estrutura de terminação de poço a partir da qual o fluido de poço está vazando para o meio ambiente; rebaixar o dispositivo de contenção de modo que uma montagem de contenção receba pelo menos uma porção vazante da estrutura de terminação de poço, sendo que a montagem de contenção inclui um corpo que tem uma cavidade configurada para cercar a porção vazante mediante recebimento da porção vazante; adaptar a cavidade para se conformar pelo menos parcialmente a um formato de pelo menos uma dentre a porção vazante e a estrutura de terminação de poço; e direcionar o fluido de poço a partir da porção vazante através do corpo oco para pelo menos uma porta de descarga em comunicação fluida com o meio ambiente; e desviar o fluido de poço para um conduto de fluido por meio da conexão do conduto de fluido em comunicação fluida com a montagem de contenção e do fechamento da pelo menos uma porta de descarga.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0005] As descrições a seguir não devem ser consideradas limitadoras de qualquer forma. Com referência aos desenhos anexos, elementos similares são numerados de forma semelhante: A Figura 1 é uma vista em corte transversal de uma modalidade de um dispositivo de controle/contenção de fluido de poço; A Figura 2 é uma vista em corte transversal de uma modalidade de um dispositivo de controle/contenção de fluido de poço em uma posição não engatada; A Figura 3 é uma vista em corte transversal do dispositivo de controle/contenção de fluido de poço da Figura 2 em uma posição engatada; A Figura 4 é uma vista em corte transversal axial de uma modalidade de um dispositivo de controle/contenção de fluido de poço; A Figura 5 é uma vista em corte transversal de uma modalidade de um dispositivo de controle/contenção de fluido de poço em uma posição não engatada; A Figura 6 é uma vista em corte transversal do dispositivo de controle/contenção de fluido de poço da Figura 5 em uma posição engatada; e A Figura 7 é um fluxograma que fornece um método exemplificativo de controle de fluxo de fluido a partir de um poço.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0006] Os dispositivos, sistemas e métodos para conter e/ou controlar o fluxo de fluido a partir de um poço são fornecidos. Tais dispositivos e sistemas são usados, em uma modalidade, como ferramentas de serviço/resposta para conter poço e parar ou controlar o fluxo de fluido a partir do poço após um fluxo de fluido indesejado resultante de, por exemplo, uma erupção, uma falha de cabeça de poço e/ou falha de preventer de erupção (BOP). Um método inclui posicionar um dispositivo de contenção de poço vazante sobre uma cabeça de poço danificada ou outra estrutura de terminação de poço e atuar o dispositivo para vedar pelo menos parcialmente a porção vazante e controlar o fluxo de fluido a partir da mesma. Em uma modalidade, o dispositivo inclui uma montagem de contenção que tem uma cavidade configurada para receber pelo menos uma porção vazante da cabeça de poço e direcionar o fluido de fundo de poço para um conduto. Em uma modalidade, a cavidade é configurada para ser adaptada para se conformar pelo menos parcialmente a um formato e/ou tamanho da porção vazante e/ou da cabeça de poço. Por exemplo, a montagem de contenção pode ser atuada para engatar a cabeça de poço e mudar o formato da cavidade para se conformar pelo menos parcialmente à porção vazante e/ou cabeça de poço. Uma montagem de controle de fluxo é configurada para conectar o conduto de fluido à cavidade e pode incluir portas de fluido configuradas para permitir que fluido escape no ambiente circundante quando a montagem de contenção está engatada ao poço. Em uma modalidade, as portas de fluido são configuradas para serem fechadas para direcionar fluido de fundo de poço para o conduto após a montagem de contenção ser engatada.

[0007] Os dispositivos e sistemas descritos no presente documento podem ser usados como uma ferramenta de serviço de resposta de emergência para conter um poço transbordante após uma erupção ou danos a um preventer de erupção, componente de cabeça de poço ou outro componente de poço que faz com que fluido de poço vaze do poço para o ambiente circundante. Os dispositivos podem ser usados para criar uma vedação ao redor do topo de uma cabeça de poço danificada e capturar fluido que flui a partir da mesma. O fluido pode então ser, por exemplo, contido temporariamente até que uma solução mais permanente possa ser aplicara e/ou direcionada para outros vasos de contenção.

[0008] Referindo-se à Figura 1, uma modalidade exemplificativa de um sistema de produção, avaliação, exploração e/ou perfuração 10 inclui um poço 12 que penetra uma formação de terra 14. O poço 12 pode ser um furo aberto ou um furo coberto que inclui um invólucro 16. O poço 12 pode incluir uma coluna de poço 18 tal como uma coluna de perfuração ou coluna de produção que inclui várias ferramentas de fundo de poço ou outros componentes. Uma estrutura de terminação de poço tal como uma cabeça de poço 20 é posicionada na superfície do poço 12 e inclui vários componentes tal como um preventer de erupção (BOP), várias válvulas, condutos de fluido de produção e condutos para introduzir componentes de fundo de poço. A cabeça de poço 20 pode ser uma estrutura de superfície ou submarina. Os exemplos de componentes de fundo de poço incluem a coluna de poço 12, ferramentas de fundo de poço tal como ferramentas de detecção e ferramentas de produção, uma composição de fundo (BHA) e uma montagem de perfuração.

[0009] A Figura 1 também ilustra um dispositivo de controle/contenção de fluido 22, também referido no presente documento como um dispositivo de capeamento de poço 22, que é configurado para ser rebaixado ou de outra forma disposto em pelo menos uma porção de uma cabeça de poço danificada 20 e conter fluido de poço que flui para fora do poço 12. O dispositivo de capeamento de poço 22 é configurado para ser posicionado sobre ou ao redor de uma porção vazante ou danificada para capear, conter ou de outra forma controlar o fluxo de fluido do poço 12. Uma porção vazante ou danificada pode incluir qualquer condição pela qual o fluido de poço 23 pode escapar do poço 12 para o ambiente de superfície circundante. Os exemplos de porções vazantes ou danificadas incluem rupturas ou aberturas em um preventer de erupção tubular (BOP), cabeça de poço ou outro componente de poço criado por uma erupção, ruptura de cabeça de poço, falha de BOP ou qualquer outra conexão de fluido indesejada entre o poço 12 e o ambiente circundante. O dispositivo de capeamento de poço 22 pode ser utilizado como parte de um serviço e/ou sistema de resposta de emergência para conter um poço transbordante após uma erupção ou danos à cabeça de poço 20.

[00010] O dispositivo de capeamento de poço 22 inclui uma montagem de disposição 24 configurada para ser disposta próxima à cabeça de poço 20 e presa de forma removível à cabeça de poço de modo que pelo menos a porção vazante ou danificada da cabeça de poço 20 seja cercada pela montagem de disposição 24. O dispositivo de capeamento de poço 22 também pode incluir uma montagem de controle de fluxo 26 configurada para ser atuada separadamente para restringir pelo menos substancialmente o fluxo de fluido para dentro do dispositivo de capeamento de poço 22 e direcionar o fluxo de fluido para um dispositivo de contenção ou localização remota.

[00011] Em uma modalidade, a montagem de disposição 24 inclui um corpo de engate pelo menos parcialmente oco 28 que inclui uma cavidade 30 configurada para receber pelo menos a porção vazante ou danificada da cabeça de poço 20 na mesma. A cavidade 30 tem uma área em corte transversal que tem um formato e/ou tamanho configurado para receber a porção vazante ou danificada. A montagem de disposição 24 também inclui um conector 32 configurado para ser recebido ou de outra forma conectado de forma operável à montagem de controle de fluxo 26. O conector 32 pode incluir uma conexão rosqueada, encaixe por atrito, caixa de pinos ou outra conexão para prender a montagem de disposição 24 à montagem de controle de fluxo 26 com uma conexão pelo menos parcialmente estanque. Um ou mais componentes de vedação 34 tal como gaxetas ou anéis em O podem ser incluídos com o conector 32 e/ou a montagem de controle de fluxo 26 para auxiliar na criação da conexão pelo menos parcialmente estanque.

[00012] Em uma modalidade, a montagem de controle de fluxo 26 e/ou a montagem de disposição 24 incluem uma ou mais portas de fluido 36 que permitem que o fluido de poço 23 flua através da cavidade 30 e/ou da montagem de controle de fluxo 26 para o ambiente circundante para evitar causar um acúmulo de pressão dentro do dispositivo de capeamento de poço 22 que poderia impedir o posicionamento e/ou atuação da montagem de disposição 24. Em uma modalidade, as portas 36 são configuradas para serem fechadas após o dispositivo de capeamento de poço 22 ser fixado à ou de outra forma engatado à cabeça de poço 20 de modo que o fluido de poço 23 seja direcionado através da montagem de controle de fluxo para, por exemplo, um conduto de fluido 38. As portas podem ser fechadas por qualquer mecanismo adequado, tal como por uma ou mais válvulas 40. O conduto de fluido 38 pode ser disposto em comunicação fluida com um aparelho de contenção tal como um tanque de superfície, um navio de contenção ou outra embarcação marítima. Mediante engate do dispositivo de capeamento de poço 22 e fechamento das portas 36, o fluido de poço liberado a partir do poço 12 é conduto pelo menos substancialmente e evitado de liberação adicional no ambiente circundante. Embora as portas 36 sejam mostradas na Figura 1 como sendo incorporadas com a montagem de controle de fluxo 26, elas não são tão limitadas e podem ser incorporadas em qualquer localização adequada, tal como com a montagem de disposição 24 (vide, por exemplo, as Figuras 5 a 6).

[00013] Em uma modalidade, o corpo de engate 28 inclui um mecanismo de engate e/ou vedação configurado para vedar, reter ou de outra forma prender o dispositivo de capeamento de poço 22 à cabeça de poço 20. Por exemplo, o mecanismo de engate inclui uma ou mais vedações mecânicas 42 tal como anéis em O, gaxetas ou outros dispositivos de vedação. As vedações 42 podem ser feitas a partir de um material expansível, intumescível e/ou deformável tal como borracha, borracha sintética, elastômeros, materiais termoplásticos, espumas e materiais com memória de formato. Em uma modalidade, o corpo de engate 28 inclui uma ou mais portas de entrada 44 configurada para injetar um material de vedação fluido no interior da cavidade 30 após o engate com a cabeça de poço 20 para facilitar o fornecimento de uma vedação pelo menos parcialmente estanque entre a cabeça de poço 20 e o corpo de engate 28. Os materiais de vedação fluidos adequados incluem qualquer material fluido e/ou intumescível tal como uma espuma ou um polímero termofixo configurado para fornecer uma vedação após injeção. As portas de injeção 44 podem estar em comunicação fluida com uma fonte de injeção remota ou inclui um suprimento integrado do material de injeção.

[00014] Em uma modalidade, os materiais de vedação incluem materiais com memória de formato tal como Polímeros com Memória de Formato (SMP) que têm a capacidade de retornar de um estado deformado para seu formato original anterior à deformação (referido no presente documento como um "formato lembrado" ou "formato ativado") em resposta a um estímulo tal como uma mudança de temperatura, um campo magnético ou elétrico, radiação eletromagnética, e uma mudança no pH. Os exemplos não limitadores de materiais com memória de formato incluem Polímeros com Memória de Formato (SMP), tal como SMPs de epóxi ou poliuretano, que podem ter propriedades que estão na faixa de, por exemplo, estável a biodegradável, macio a duro e elástico a rígido dependendo das unidades estruturais que constituem o SMP. SMPs também podem incluir materiais poliméricos termofixos ou termoplásticos (reticulados de forma covalente). Os SMPs também podem ter capacidade para armazenar múltiplos formatos na memória. Em uma modalidade, o material com memória de formato é configurado para mudar de um "formato de desdobramento" ou deformado para um formato configurado para evitar o fluxo de fluido entre a cabeça de poço 20 e o corpo de engate em resposta a um gatilho, tal como aplicação de calor. O gatilho pode ser, por exemplo, uma mudança na composição química do líquido circundante (por exemplo, água do ar para fluido de hidrocarbonetos do poço), uma mudança de produto químico injetado, ou aplicação de um campo elétrico ou magnético no corpo de engate 28. Tais gatilhos podem ser causados por mudanças no fluido ou mudanças no corpo de engate 28 que são ativadas por um usuário ou dispositivo remoto.

[00015] Em uma modalidade, a montagem de disposição 24 é configurada para ser adaptável ao tipo específico de danos e/ou formato da porção danificada ou vazante da cabeça de poço 20. Por exemplo, a montagem de disposição 24 é um componente modular que pode ser usado em conjunção com o dispositivo de capeamento de poço 22. Nesse exemplo, o dispositivo de capeamento de poço 22 é parte de um sistema de capeamento de poço que inclui uma pluralidade de montagens de disposição 24, cada uma das quais tem um corpo de engate 28 com tamanhos, diâmetros e/ou formatos em corte transversal diferentes. Desta forma, o sistema pode ser usado para lidar com uma variedade de tipos de danos e tipos de cabeças de poço 20 trocando-se uma montagem de engate 24 com uma montagem alternada 24 que tem um corpo de engate 28 que é adaptado ao máximo ao formato da porção danificada da cabeça de poço 20.

[00016] Referindo-se às Figuras 2 a 4, em uma modalidade, a montagem de disposição 24 inclui um ou mais membros móveis 46 que são configurados para retrair em resposta ao contato com a cabeça de poço 20 quando o dispositivo de capeamento de poço 22 é posicionado ao redor da cabeça de poço 20. Um exemplo é mostrado nas Figuras 2 e 3, em que a montagem de disposição 24 é mostrada em uma posição não engatada ou não posicionada na Figura 2 e uma posição engatada ou posicionada na Figura 3. Nesse exemplo, os membros móveis 46 são membros concêntricos 46 configurados para retrair conforme o dispositivo de capeamento de poço 22 é posicionado, de modo que somente os membros 46 que podem ter um formato que pode cercar a porção de cabeça de poço engatada permaneçam em uma posição rebaixada. Desta forma, o corpo de engate 28 pode adaptar a cavidade 30 para o tamanho e/ou formato particular da porção de cabeça de poço engatada. Em uma modalidade, o interior do corpo de engate 28 e/ou um ou mais membros 46 podem incluir um mecanismo de vedação 42 que pode ser atuado para fornecer uma vedação ao redor da cabeça de poço. Os exemplos de tais mecanismos 42 incluem portas de injeção 44, e materiais deformáveis tal como materiais expansíveis, incháveis ou infláveis conforme descrito acima. Embora o corpo de engate 28 e os membros móveis 46 sejam mostrados nas Figuras 2 a 3 como sendo geralmente cilíndricos, eles não são tão limitados e podem ter qualquer formato em corte transversal desejado, tal como quadrado, retangular ou hexagonal.

[00017] Em outro exemplo, mostrados na Figura 4, os membros 46 são uma pluralidade de pinos que se estendem axialmente ou membros que são ordenados em corte transversal. Cada membro 46 é individualmente móvel de modo que o formato e/ou tamanho da cavidade 30 possa ser adaptado para se conformar pelo menos parcialmente ao tamanho e/ou formato da porção engatada da cabeça de poço 20.

[00018] As Figuras 5 e 6 ilustram um exemplo do dispositivo de capeamento de poço 22. A montagem de engate 24 e a montagem de controle de fluxo 26 são, cada uma, mostrada em uma posição não engatada aberta na Figura 5 e uma posição engatada fechada na Figura 6. Nesse exemplo, o dispositivo de capeamento de poço 22 inclui um corpo de engate 28 que é conectado de forma operável a uma camisa interna 48 que inclui uma porção de vedação passível de colapso 50. Em uma modalidade, o corpo de engate 28 define parte de tanto a montagem de engate 24 quanto a montagem de controle de fluxo 26. Por exemplo, na montagem de disposição 24, uma primeira porção do corpo de engate 28 tem um diâmetro interno que é grande o suficiente para acomodar a camisa interna 48, e uma segunda porção do corpo 28 tem um diâmetro interno que define um fluxo de fluido conduto 51 e pode ser configurada para corresponder geralmente à camisa interna 48, à porção de cabeça de poço e/ou outros condutos ou embarcações de contenção que podem ser conectado de forma operável ao dispositivo de capeamento de poço 22. Embora a primeira porção e a segunda porção sejam mostradas na Figura 5 como um single corpo, elas poderiam ser múltiplos corpos fixados a ou de outra forma em comunicação fluida entre si.

[00019] Conforme mostrado na Figura 5, na posição aberta, a camisa interna 48 é posicionada dentro do corpo de engate 28 de modo que a porção de vedação passível de colapso 50 defina geralmente uma área em corte transversal que é maior que a área ou diâmetro da porção de cabeça de poço de modo que a poção de vedação 50 possa ser adaptada sobre e ao redor da porção de cabeça de poço.

[00020] Conforme mostrado na Figura 6, uma força pode ser exercida sobre o corpo de engate 28 para atuar a montagem de disposição 24 e fazer com que o corpo de engate 28 desça ao redor e prense a porção de vedação passível de colapso 50 sobre a porção de cabeça de poço. Em uma modalidade, a poção de vedação passível de colapso 50 é uma porção que se estende radialmente, chanfrada ou de outra forma afunilada que pode ser reduzida em diâmetro pelo corpo de engate 28. Por exemplo, a porção 50 inclui um flange "em passo bandeira" que inclui uma pluralidade de dentes espalhados radialmente para fora ou membros que podem ser fechados ao redor da porção de cabeça de poço. A porção 50 pode incluir vários revestimentos ou adesivos para facilitar preensão e/ou vedação da porção de cabeça de poço.

[00021] Em uma modalidade, a montagem de disposição 24 inclui uma liberação mecânica tal como pelo menos um pino elástico 52 que fixa de forma removível a camisa interna 48 ao corpo de engate 28. O pino elástico 52 é configurado para quebrar em uma força de cisalhamento selecionada. Em uma modalidade, um mecanismo de vedação 42 tal como um ou mais anéis em O ou outras gaxetas compressíveis é incluído entre o corpo de engate 28 e a camisa interna 48 para evitar que o fluido 23 flua para fora da trajetória de fluido pretendida definida pela cavidade 30 e pela montagem de controle de fluxo 26 durante e após a atuação. Em uma modalidade, o diâmetro interno do corpo de engate 28 e o diâmetro externo da camisa interna 48, cada uma, tem um vão que pode ser preenchido com um material de vedação, tal como por meio de uma porta de entrada 44 para permitir que a porção de vedação passível de colapso 50 vede redor da porção de cabeça de poço engatada, que pode permitir que a porção passível de colapso 50 se forme ao redor de um componente de cabeça de poço tubular ou um componente de cabeça de poço que não é mais arredondado como um resultado de, por exemplo, dobramento antes de ser cortado ou rompido.

[00022] Em uma modalidade, a montagem de controle de fluxo 24 inclui uma camisa de contenção 54 que inclui a pelo menos uma porta 36. Um segundo mecanismo de vedação 56 tal como um ou mais anéis em O ou outras gaxetas compressíveis é incluído entre o corpo 28 e a camisa de contenção 54 para evitar que o fluido 23 flua para fora da trajetória pretendida definida pelo conduto durante e após a atuação. Em uma posição aberta, mostrada na Figura 5, a camisa de contenção 54 é posicionada em relação ao corpo de engate 28 de modo que a pelo menos uma porta 36 esteja em comunicação fluida com o conduto 51 para permitir que o fluido 23 flua para o interior do ambiente circundante. Em uma posição fechada, mostrada na Figura 6, a camisa de contenção 54 é posicionada em relação ao corpo 28 de modo que a pelo menos uma porta 36 fechada a partir do conduto 51 de modo que o fluido seja restrito ao conduto 51 e possa ser direcionado a uma localização remota. A camisa de contenção 54 não é restrita às modalidades descritas no presente documento. Por exemplo, a pelo menos uma porta 36 pode estar localizada sobre o corpo de engate 28 e a camisa de contenção 54 poderia ser configurada para ser atuada para cobrir ou de outra forma fechar a pelo menos uma porta 36.

[00023] Em uma modalidade, a montagem de controle de fluxo 26 inclui uma liberação mecânica tal como pelo menos um pino elástico 58 que fixa de forma removível a camisa de contenção 54 ao corpo 28 na posição aberta. O pino elástico 58 é configurado para quebrar em uma força de cisalhamento selecionada de modo que a camisa de contenção 54 possa ser movida axialmente para a posição fechada e o mecanismo de vedação 56 é disposto entre a pelo menos uma porta 36 e o conduto 51. Em uma modalidade, o pino elástico 58 é configurado para quebrar em uma força maior que a montagem de disposição pino elástico 52, de modo que a montagem de disposição 24 possa ser atuada separadamente da montagem de controle de fluxo 26.

[00024] Embora o corpo 28 e as camisas 48 e 54 sejam descritas nas modalidades acima como sendo geralmente cilíndricas, elas não são tão limitadas. A ferramenta 30 e os componentes da mesma podem formar qualquer formato em corte transversal adequado, por exemplo, para acomodar os formatos de aberturas de poço devido às deformidades criadas por uma erupção ou outra ruptura.

[00025] Os formatos particulares dos componentes do dispositivo de capeamento de poço 22 podem ser fabricados para acomodar uma ampla variedade de componentes de cabeça de poço, BOPs e outros componentes de poço que podem experimentar uma ruptura que causa um vazamento de fluido. Além de serem fabricados especificamente para situações específicas, os componentes podem ser estocados em vários tamanhos e formatos para permitir posicionamento e montagem rápida. Por exemplo, as camisas internas 48 podem ter vários diâmetros e/ou formatos/tamanhos das porções de vedação 38 para acomodar múltiplas situações de vazamento. Ademais, os componentes descritos no presente documento, tal como a montagem de controle de fluxo 26, corpo de engate 28, conector 32, membros móveis podem ser feitos a partir de qualquer material adequado, tal como aço, aço inoxidável, alumínio e várias ligas de metal. Em uma modalidade, os materiais include materiais capazes de suportar forças e pressão exercidas por, por exemplo, fluido de fundo de poço e/ou pressões submarinas.

[00026] Referindo-se novamente à Figura 1, o dispositivo de capeamento de poço 22 pode incluir ou ser associado com várias ferramentas que são usadas para medir condições no ou ao redor do dispositivo de capeamento de poço 22, tal como pressões de fluido e taxas de fluxo. Tais medições podem ser úteis na coordenação de atuação da montagem de disposição 24 e da montagem de contenção 26 e avaliação do sucesso do uso do dispositivo de capeamento de poço 22. Os exemplos de tais sensores incluem sensores de pressão, sensores de vibração, sensores de temperatura, sensores de taxa de fluxo, sensores de teor de gás e/ou composição de lama e outros. Adicionalmente, o dispositivo de capeamento de poço 22 pode incluir uma unidade de processamento ou se equipada com equipamento de transmissão para se comunicar eventualmente a uma unidade de processamento remota (por exemplo, uma unidade de superfície de oceano no caso de um poço submarino). Tal equipamento de transmissão pode tomar qualquer forma desejada e conexões e meio de transmissão diferentes podem ser usados. Os exemplos de conexões incluem conexões sem fio, de fibra óptica e de tubo de fio.

[00027] Em uma modalidade, a unidade de processamento remota e/ou o dispositivo de capeamento de poço 22 incluem componentes conforme necessário para fornecer armazenamento e/ou processamento de dados coletados a partir do dispositivo de capeamento de poço 22. Os componentes exemplificativos incluem, sem limitação, pelo menos um processador, armazenamento, memória, dispositivos de entrada, dispositivos de saída e similares. A unidade de processamento remota é configurada, opcionalmente, para controlar a atuação do dispositivo de capeamento de poço 22.

[00028] A Figura 7 ilustra um método para conter o fluxo de fluido a partir de um poço. O método inclui um ou mais dos estágios 61 a 64 descritos no presente documento. O método pode ser realizado manualmente ou por um ou mais processadores ou outros dispositivos capazes de receber e processar os dados de medição, tal como uma unidade de processamento remota. Em uma modalidade, o método inclui a execução de todos os estágios 61 a 64 na ordem descrita. Entretanto, determinados estágios 61 a 64 podem ser omitidos, estágios podem ser adicionados ou a ordem dos estágios alterada.

[00029] No primeiro estágio 61, o dispositivo de capeamento de poço 22 é posicionado na cabeça de poço 20. Em uma modalidade, a ferramenta 22 é posicionada de modo que a montagem de disposição 24 seja localizada próxima à cabeça de poço e/ou à porção vazante da cabeça de poço 20.

[00030] No segundo estágio 62, a montagem de disposição 24 é atuada, por exemplo, rebaixando-se o dispositivo de capeamento de poço 22 de modo que pelo menos uma porção do corpo de engate 28 cerque pelo menos a porção vazante da cabeça de poço 20. Em uma modalidade, rebaixar o dispositivo de capeamento de poço 22 inclui colocar um ou mais dos membros móveis 46 em contato e retrair os membros móveis 46 em contato de modo que a cavidade 30 se conforme pelo menos parcialmente ao tamanho e/ou formato da porção vazante e/ou da cabeça de poço 20.

[00031] Em uma modalidade, a atuação inclui rebaixar o dispositivo de capeamento de poço 22 de modo que pelo menos parte da porção passível de colapso 50 da camisa de contenção 48 cerque a porção vazante e exerça pressão vertical sobre o dispositivo de capeamento de poço 22. A pressão vertical é suficiente para quebrar os pinos elásticos 52 ou atuar de outra forma a montagem de disposição 24 para fazer com que o corpo de engate 28 deslize sobre a porção passível de colapso 50 e forme um encaixe por atrito entre a porção vazante e a montagem de disposição 24 que é pelo menos parcial ou substancialmente estanque. Em uma modalidade, nesse estágio, a montagem de controle de fluxo 26 está na posição aberta e permite a descarga de fluido a partir da pelo menos uma porta 36 para fornecer uma trajetória de fluxo para o fluido quando a montagem de disposição 24 está sendo posicionada e atuada.

[00032] No terceiro estágio 63, a montagem de controle de fluxo 24 é atuada para formar uma trajetória de fluxo de fluido entre a cavidade 30 e o conduto 38 de modo que o fluido de poço 23 possa ser direcionado para longe da porção vazante e pelo menos parcialmente eliminado do ambiente circundante. Em uma modalidade, as portas de fluido 36 são fechadas por meio, por exemplo, das válvulas 40 ou dos pinos elásticos 58 para evitar que fluido flua par ao interior do ambiente e direcionar o fluxo de fluido para o conduto 38.

[00033] No quarto estágio 64, o fluido de poço é direcionado a partir do dispositivo de capeamento de poço 22 através do conduto 38 para uma localização remota. Por exemplo, o dispositivo de capeamento de poço 22 pode ser conectado em comunicação fluida por meio da montagem de controle de fluxo 26 a uma unidade de coleta tal como um tanque ou um navio-tanque.

[00034] Os estágios acima podem ser realizados por um operador, posicionado manualmente e/ou posicionado e atuado remotamente por meio de uma unidade de controle/processamento (tal como a unidade de superfície) na superfície da terra ou acima da água. Em uma modalidade, uma unidade robótica ou veículo operado remotamente (ROV) podem ser usados para realizar os estágios em um ambiente submarino.

[00035] Os aparelhos, sistemas e métodos descritos no presente documento fornecem várias vantagens sobre as tecnologias da técnica anterior. As modalidades descritas no presente documento oferecem a capacidade de responder de forma rápida e eficaz a erupções ou outras falhas para capturar fluxo de fluido a fim de reduzir ou minimizar a quantidade de fluido que escapa de um poço. Os aparelhos, sistemas e métodos têm valor na parada de perdas de óleo, fluidos de produção e outros materiais no ambiente, parar perdas de um poço e permitir o controle para um procedimento de eliminação, poço de alívio ou outra remediação.

[00036] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a modalidades exemplificativas, será compreendido por aqueles indivíduos versados na técnica que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos dos mesmos sem sair do escopo da invenção. Adicionalmente, muitas modificações serão apreciadas por aqueles indivíduos versados na técnica para adaptar um instrumento, situação ou material particular aos ensinamentos da invenção sem que se afaste do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não seja limitada à modalidade particular revelada como o melhor modo, contemplada para realizar esta invenção, mas que a invenção inclua todas as modalidades que sejam abrangidas pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Dispositivo (22) para conter fluxo de fluido (23) de um furo de poço (12) caracterizado por compreender: um corpo de engate (28) provido de uma cavidade (30) configurada para receber uma porção de uma estrutura de terminação de furo de poço (12) que se estende a partir do furo de poço (12) e para dirigir o fluido do furo do poço para dentro de um conduto de fluido; e um membro de vedação (42) disposto no interior da cavidade (30) anteriormente ao corpo de engate (28) ser trazido em proximidade com a estrutura de terminação de furo de poço (12), em que o membro de vedação (42) possui um forma alterável configurada para circundar a estrutura de terminação de furo de poço (12) e formar uma vedação entre uma superfície externa da estrutura de terminação de furo de poço (12) e uma superfície interna do corpo de engate (28) à medida que a estrutura de terminação de furo de poço (12) é posicionada dentro da cavidade (30), em que o membro de vedação (42) altera de uma primeira forma antes de contatar a estrutura de terminação de furo de poço (12) para uma segunda forma após contatar a estrutura de terminação de furo de poço (12), em que a segunda forma provê a formação de uma vedação com a estrutura de terminação de furo de poço (12).

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o membro de vedação (42) inclui um material deformável configurado para formar uma vedação pelo menos parcialmente estanque entre o corpo de engate (28) e a estrutura de terminação de furo de poço (12).

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o membro de vedação (42) inclui pelo menos um dentre um material expansível, um material inflável, um material de espuma e um material com memória de formato.

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende adicionalmente uma porta de entrada (44) sobre o corpo de engate (28) configurada para injetar um material de vedação no interior da cavidade (30) entre o corpo de engate (28) e a estrutura de terminação de furo de poço (12) para formar uma vedação pelo menos parcialmente estanque entre o corpo de engate (28) e a estrutura de terminação de poço.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que a porta de entrada (44) é localizada sobre o corpo de engate (28) de modo a ser radialmente externa a partir da estrutura de terminação de furo de poço (12) quando a estrutura de terminação de furo de poço (12) é posicionada dentro da cavidade (30).

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o membro de vedação (42) inclui uma porção de vedação deformável configurada para deslizar axialmente para o corpo de engate (28) com base no engate da estrutura de terminação de furo de poço (12) e ser atuada para colapsar ao redor da estrutura de terminação de furo de poço (12) para direcionar o fluido do furo de poço (12) para o interior da cavidade (30).

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que a porção de vedação deformável inclui pelo menos uma porção de engate sobre uma superfície interna da porção de vedação deformável para engatar a estrutura de terminação de furo de poço (12) para deslizar a porção de vedação deformável dentro da cavidade (30).

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que o membro de vedação (42) deformável inclui uma pluralidade de porções que se estendem em uma extremidade do membro de vedação (42) deformável para envolver a estrutura de terminação de furo de poço (12), em que as porções que se estendem são configuradas para girar em uma extremidade na direção da estrutura de terminação de furo de poço (12) para envolver a estrutura de terminação de furo de poço (12) com base no contato de uma superfície externa das porções que se estendem, com uma superfície interior do corpo de engate (28).

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o corpo de engate (28) inclui uma porção estreita, uma porção ampla que define a cavidade (30), e uma porção de estreitamento que liga a porção estreita e a porção larga, um conjunto de contenção que compreende ainda uma luva de contenção configurada para circundar a porção estreita do corpo de engate (28).

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que a luva de contenção inclui, pelo menos, uma porta em um lado da luva de contenção, e a porção estreita do corpo de engate (28) pode deslizar dentro da luva de contenção em uma direção axial, entre uma posição aberta, em que uma abertura da parte estreita do corpo de engate (28) está localizada a montante da porta em relação a um fluxo de fluido a partir do furo de poço (12), e uma posição fechada em que a abertura da porção estreita do corpo de engate (28) e a vedação encontram-se a jusante a partir da porta e impedem o fluxo do fluido a partir da porção estreita para a porta.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que a pelo menos uma porta é configurada para direcionar o fluido de fundo de poço a partir da cavidade (30) para o ambiente circundante quando a luva de contenção e o corpo de engate (28) estão na posição aberta.

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o membro de vedação (42) compreende uma pluralidade de membros axialmente móveis configurados para se mover axialmente dentro da cavidade (30) com base no contato com a estrutura de terminação de furo de poço (12).

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que o membro de vedação (42) compreende uma pluralidade de membros axialmente móveis concêntricos, em que cada um possui a mesma forma de seção transversal que o corpo de engate (28).

14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que cada um de entre a pluralidade de membros axialmente móveis inclui uma saliência que se estende externamente, que se estende a partir de uma extremidade do membro móvel axialmente para apoiar-se sobre uma dentre uma saliência que se estende internamente de um membro móvel axialmente adjacente e uma saliência que se estende internamente do corpo de engate (28).

15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que o membro de vedação (42) compreende uma pluralidade de pinos dispostos concentricamente.

16. Dispositivo (22) para conter fluxo de fluido (23) de um furo de poço (12), caracterizadopor compreender: um corpo de engate (28) que compreende uma porção estreita, uma porção larga que define uma cavidade (30) configurada para receber uma estrutura de terminação de furo de poço (12), porção de estreitamento que conecta a porção estreita e a porção larga; e um membro de vedação (42) localizado no interior da cavidade (30) da porção larga antes da porção larga ser trazida em proximidade com a estrutura de terminação de furo de poço (12), e o membro de vedação (42) configurado para circundar a estrutura de terminação de furo de poço (12) à medida que a estrutura de terminação de furo de poço (12) é recebida no interior da cavidade (30), o membro de vedação (42) configurado para direcionar o fluxo de fluido a partir da estrutura de terminação de furo de poço (12) na direção da porção mais estreita do corpo de engate (28), e impedir o fluxo de fluido a partir da estrutura de terminação de furo de poço (12) em regiões da cavidade (30) localizada radialmente para o exterior a partir do membro de vedação (42), o membro de vedação (42) configurado para contatar a estrutura de terminação de furo de poço (12) para formar uma vedação, e configurado para alterar de uma primeira forma para uma segunda forma para formar a vedação com base no contato com a estrutura de terminação de furo de poço (12).

17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato de que o membro de vedação (42) compreende, pelo menos, um membro axialmente móvel configurado para engatar a estrutura de terminação de furo de poço (12) à medida que o corpo de engate (28) é movido na direção da estrutura de terminação de furo de poço (12) e desliza axialmente na direção da porção estreita do corpo baseado no engate da estrutura de terminação de furo de poço (12).

18. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato de que o membro de vedação (42) compreende uma pluralidade de membros axialmente móveis concêntricos.

19. Método para conter fluxo de fluido (23) de um furo de poço (12), caracterizado por compreender: mover um corpo de engate (28) para uma estrutura de terminação de furo de poço (12) para posicionar a estrutura de terminação de furo de poço (12) dentro de uma cavidade (30) definida pelo corpo de engate (28), o corpo de engate (28) incluindo um membro de vedação (42) localizado na cavidade (30) antes de mover o corpo de engate (28) na direção da estrutura de terminação de furo de poço (12); e engatar, pelo membro de vedação (42) localizado no interior da cavidade (30), a estrutura de terminação de furo de poço (12) para impedir o fluxo de fluido a partir da estrutura de terminação de furo de poço (12) para pelo menos uma porção de uma região radial externa da cavidade (30) e para direcionar o fluxo de fluido a partir da estrutura de terminação de furo de poço (12) para uma porta de descarga do corpo de engate (28), em que o membro de vedação (42) contata a estrutura de terminação de furo de poço (12) para formar uma vedação com a estrutura de terminação de furo de poço (12), e o membro de vedação (42) altera de uma primeira forma para uma segunda forma para formar a vedação com base em contato com a estrutura de terminação de furo de poço (12).

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizadopelo fato de que o engate, pelo membro de vedação (42), da estrutura de terminação de furo de poço (12) inclui o contato de pelo menos uma superfície superior da estrutura de terminação de furo de poço (12) com uma superfície de engate do membro de vedação (42) e axialmente desliza o membro de vedação (42) no interior da cavidade (30) baseado no contacto de pelo menos uma superfície superior da estrutura de terminação de furo de poço (12)