BR112014023345B1

BR112014023345B1 - Centralizador de poço e método para instalar um centralizador em um poço

Info

Publication number: BR112014023345B1
Application number: BR112014023345-4A
Authority: BR
Inventors: J. Christopher Jordan; James G. Martens; Jeffrey J. Arcement; John E. Hebert; Juan Carlos Mondelli; Scottie J. Scott; Thomas A. Dupre'
Original assignee: Blackhawk Specialty Tools, Llc
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2021-03-23
Also published as: AU2013235174A1; CA2867033A1; CA2867033C; WO2013142576A1; US9297218B2; US20150368991A1; US9127519B2; EP2828467A4; US20130248206A1; EP2828467A1; EP2828467B1

Abstract

centralizador de poço, método para instalar um centralizador em um poço e método de fabricação de um centralizador de poço. a presente invenção refere-se geralmente aos centra lizadores do tipo arco usados durante operações em poços de petróleo e/ou gás. mais particularmente, a presente invenção refere-se aos centralizadores do tipo arco usados em colunas de revestimento ou outros tubos e acessórios inseridos nos ditos poços. o centralizador (1) de poço compreende um elemento tubular (10) que tem um furo atravessante central (11), uma superfície externa (18), e os primeiro (12) e segundo (15) canais circunferências dispostos na dita superfície externa (18); um primeiro elemento de banda (101) disposto de maneira giratória no dito primeiro canal circunferencial (12); um segundo elemento de banda (103) disposto de maneira giratória no dito segundo canal circunferencial (15); e uma pluralidade de elementos de mola em arco (110), sendo que cada um tem uma primeira extremidade (111) e uma segunda extremidade (111), em que a dita primeira extremidade (111) é conectada a o dito primeiro elemento de banda (101) e a dita segunda extremidade (111) é conectada ao dito segundo elemento de banda (103).

Description

CENTRALIZADOR DE POÇO E MÉTODO PARA INSTALAR UM CENTRALIZADOR EM UM POÇO

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se geralmente aos centralizadores do tipo arco usados durante operações em poços de petróleo e/ou gás. Mais particularmente, a presente invenção refere-se aos centralizadores do tipo arco usados em colunas de revestimento ou outros tubos e acessórios inseridos nos ditos poços.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A perfuração de um poço de petróleo ou gás frequentemente é realizada com o uso de uma sonda de perfuração de superfície e um tubo de perfuração tubular. Ao instalar o tubo de perfuração (ou outros tubos e acessórios) em um poço, tal tubo é tipicamente inserido em um furo do poço em inúmeras seções de comprimento aproximadamente igual comumente referidas como “conexões”. À medida que um poço penetra mais profundamente na terra, juntas de tubo adicionais devem ser adicionadas para o alongamento constante da “coluna de perfuração” na sonda de perfuração, a fim de aumentar a profundidade do poço.

[003] Após um poço ser perfurado a uma profundidade desejada, o tubo de diâmetro relativamente grande conhecido como revestimento é tipicamente instalado dentro de um poço e, então, cimentado no lugar. À medida que o revestimento é instalado em um poço, esse frequentemente é vantajoso para girar e/ou alternar tal revestimento dentro do dito poço. Após o revestimento ser instalado, a cimentação é realizada bombeando-se um volume predeterminado de pasta de cimento no poço com o uso de bombas de alta pressão. A pasta de cimento é tipicamente bombeada para baixo do furo interno do revestimento, fora da extremidade distal do revestimento e ao redor da superfície externa do revestimento.

[004] Após um volume predeterminado de cimento ser bombeado, um conjunto de tampão ou limpador é tipicamente bombeado para baixo do furo interno do revestimento com o uso de lama de perfuração ou outro fluido, a fim de deslocar totalmente o cimento do furo interno do revestimento. Dessa maneira, a pasta de cimento sai do furo interno do revestimento e entra no espaço anular existente entre a superfície externa do revestimento e a superfície interna do furo do poço. Após tal cimento se tornar duro, esse deve fixar vantajosamente o revestimento no lugar e formar uma vedação de fluido para impedir o fluxo de fluido ao longo da superfície externa do revestimento.

[005] Em muitas operações de cimentação convencionais, um aparelho conhecido como um colar flutuante ou conjunto flutuante frequentemente é utilizado na ou próximo à extremidade de fundo (distal) da coluna de revestimento. Na maioria dos casos, o conjunto flutuante compreende um comprimento curto de revestimento ou outro alojamento tubular equipado com um conjunto de válvula de verificação. Tal conjunto de válvula de verificação permite que a pasta de cimento flua para fora da extremidade distal do revestimento, porém, impede a contracorrente da pasta de cimento mais pesada para dentro do furo interno do revestimento quando o bombeamento for interrompido.

[006] Os dispositivos conhecidos como “centralizadores” também são frequentemente usados em conexão com a instalação e cimentação do revestimento nos poços. Tais centralizadores muitas vezes são montados nas colunas de revestimento, a fim de centralizar tais colunas de revestimento em um poço e obter uma bainha de cimento uniformemente espessa ao redor da superfície externa do revestimento. Tipos diferentes de centralizadores têm sido utilizados, e a centralização de revestimento geralmente é bem conhecida para um técnico no assunto. A centralização de uma coluna de revestimento próxima a sua extremidade de fundo, em particular, ao redor do equipamento flutuante, muitas vezes é considerada especialmente importante para manter uma bainha de cimento uniforme e, consequentemente, uma vedação de fluido ao redor da extremidade de fundo (distal) de uma coluna de revestimento. Por essa razão, a colocação de centralizadores no ou próxima ao equipamento flutuante e/ou à extremidade distal de uma coluna de revestimento muitas vezes é desejável.

[007] Um tipo comum de centralizador é um centralizador de “mola em arco”. Tais centralizadores de mola em arco compreendem tipicamente um par de bandas de extremidade separadas que circunda uma coluna de revestimento (ou outro elemento tubular central que possa ser instalado dentro do comprimento de uma coluna de revestimento), e é mantido no lugar em uma localização desejada do revestimento. Inúmeros elementos de lâmina de mola em arco resilientes arqueados para fora se conectam às duas bandas de extremidade, separadas em localizações desejadas ao redor da circunferência das ditas bandas. A configuração dos centralizadores de mola em arco permite que a as lâminas de mola em arco se retraiam pelo menos parcialmente à medida que uma coluna de revestimento é introduzida em um poço e passa por qualquer restrição de diâmetro, tal como, uma peça de equipamento ou seção de furo do poço que tem um diâmetro interno menor que o diâmetro de mola em arco estendido. Tais molas em arco podem, então, se estender de volta radialmente para fora após a passagem do dito centralizador através da dita seção de diâmetro reduzido.

[008] Ao contrário das e operações de perfuração terrestre ou baseada em plataforma convencionais, quando a perfuração for conduzida a partir de sondas de navio sonda, sondas semissubmersíveis e determinadas plataformas de perfuração autoeleváveis, o conjunto de preventores submarino e conjuntos de cabeça de poço se situam no ou nas proximidades do fundo do mar. Tipicamente, um tubo de diâmetro grande conhecido como um riser é usado como um conduto para conectar os conjuntos submarinos a tal sonda. Durante as operações de perfuração, o tubo de perfuração e outros equipamentos de fundo do poço são abaixados a partir de uma sonda através de tal riser, assim como, através do conjunto de preventores submarino e cabeça de poço, e para dentro do furo que está sendo perfurado na crosta terrestre.

[009] Quando uma coluna de revestimento for instalada em tal poço, a extremidade superior ou próxima a tal coluna de revestimento é tipicamente assentada ou instalada dentro de um conjunto de cabeça de poço submarino. Em tais casos, é geralmente vantajoso que uma vedação de pressão de fluido seja formada entre a coluna de revestimento e o conjunto de cabeça de poço. A fim de facilitar tal vedação, determinadas superfícies internas da cabeça de poço submarina muitas vezes incluem pelo menos receptáculo de furo polido ou elemento de vedação de elastômero/compósito que é projetado para receber e formar uma vedação de pressão de fluido com a coluna de revestimento. Como um resultado, a superfície de vedação interna do conjunto de cabeça de poço e, particularmente, tais receptáculos de furo polidos e/ou elementos de vedação, devem ser limpos e relativamente livres de desgaste, de modo que uma coluna de revestimento possa ser apropriadamente assentada e vedada dentro da cabeça de poço.

[010] A descida do tubo (coluna de perfuração, revestimento e/ou outro equipamento) através de uma cabeça de poço pode causar desgaste na superfície interna de uma cabeça de poço danificando, desse modo, o perfil de vedação da dita cabeça de poço e tornando difícil que o revestimento seja apropriadamente recebido dentro da dita cabeça de poço. Isso é especialmente verdadeiro para os itens que têm um diâmetro externo maior que outro tubo ou tubos e acessórios que passam através de uma cabeça de poço (tais como, por exemplo, centralizadores), desse modo, os itens maiores têm uma tendência a sulcar, deteriorar, marcar e/ou arranhar as superfícies polidas ou áreas de vedação da dita cabeça de poço.

[011] Em determinadas circunstâncias, é vantajoso que os componentes de um conjunto de centralizador (ou seja, bandas de extremidade e molas em arco) e o dito elemento de corpo central sejam capazes de girar em relação uns aos outros. Em outras palavras, em determinadas circunstâncias (particularmente quando uma coluna de revestimento estiver sendo girada) é vantajoso que o dito elemento de corpo gire dentro do dito conjunto de centralizador. Entretanto, quando as molas em arco do centralizador forem comprimidas – tal como, durante a passagem de um conjunto de centralizador por restrições em um poço ou outro equipamento – as ditas molas em arco podem entrar em contato com e “estreitar” contra a superfície externa do dito elemento tubular central. Tal contato gera forças de resistência ao atrito que impedem que um elemento tubular central gire livremente dentro de tais componentes de centralizador (bandas de extremidade e molas em arco). Os projetos de centralizador rotativo convencionais causam torques de rotação altos devido a tais forças de resistência ao atrito encontradas durante as operações de rotação de tubo.

[012] Desse modo, existe uma necessidade de um conjunto de centralizador do tipo mola em arco com capacidade de rotação aprimorada que cria menos resistência ao atrito durante a rotação. O dito conjunto de centralizador de mola em arco deve exibir características de resistência superiores, enquanto minimiza o dano às cabeças de poço, furos polidos ou outros equipamentos de fundo de poço.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[013] O conjunto de centralizador da presente invenção compreende geralmente um elemento de corpo tubular que tem um furo de fluxo central que se estende através do mesmo. Os recessos ou canais superiores e inferiores se estendem ao redor da superfície externa do dito corpo tubular central. Na realização preferida, os ditos canais superiores e inferiores são orientados substancialmente paralelos uns aos outros, e substancialmente perpendiculares ao furo de fluxo central do dito corpo tubular. Além disso, os ditos canais superiores e inferiores se estendem substancialmente ao redor de toda a circunferência do dito corpo tubular.

[014] Um conjunto de mola em arco é disposto ao redor da superfície externa do dito elemento de corpo tubular. De maneira específica, uma banda de extremidade substancialmente cilíndrica é disposta dentro do dito canal superior e se estende ao redor da circunferência externa do corpo tubular, enquanto uma banda de extremidade inferior geralmente cilíndrica é disposta dentro do dito canal inferior e também se estende ao redor da circunferência externa do corpo tubular.

[015] Uma pluralidade de elementos de mola em arco que tem espaçamento radial predeterminado se estende entre as bandas de extremidade superior e inferior. Na realização preferida, um desenho entalhado das ditas bandas de extremidade proporciona adesão mais forte com perfil liso, com chanfros nos entalhes de banda de extremidade de soldagem de perfil liso. Os ditos elementos de mola em arco se estendem radialmente para fora a partir do dito elemento de corpo tubular e orientam as ditas bandas de extremidade superior e inferior em direção umas às outras. Quando comprimidos para dentro, os ditos elementos de mola em arco se retraem em direção ao dito elemento de corpo tubular, e orientam as ditas bandas de extremidade superior e inferior para longe umas das outras.

[016] O dito conjunto de mola em arco e o dito elemento de corpo tubular central são vantajosamente giratórios em relação um ao outro. Em uma realização preferida, a presente invenção inclui um moente de suporte de calcanhar de mola em arco para impedir que tais elementos de mola em arco entrem em contato com a superfície externa do dito elemento tubular central quando as ditas molas em arco forem comprimidas, tal como, em uma restrição de furo do poço, mesmo quando o dito corpo tubular central for girado dentro do dito conjunto de mola em arco. Ademais, o dito moente também proporciona um limitador de centralizador (ou seja, a porção de anel limitador da banda de extremidade impede que o centralizador deslize para fora do elemento tubular central e permite que o mesmo seja puxado em vez de empurrado para uma restrição).

[017] O dito suporte de calcanhar de mola em arco elimina de maneira eficaz o contato entre os elementos de mola em arco comprimidos para dentro e a superfície externa do elemento tubular central (particularmente próximo ao calcanhares das molas em arco), assim como, quaisquer forças de torque e/ou resistência ao atrito que o dito centralizador molas em arco pode criar à medida que o elemento tubular central gira em relação aos ditos elementos de mola em arco e bandas de extremidade. Dito de outra forma, quando os ditos elementos de mola em arco forem totalmente alongados (tal como, quando retraídos para dentro), os ditos suportes de calcanhar impedem que os ditos elementos de mola em arco entrem em contato com a superfície externa do dito elemento tubular central.

[018] Ademais, a interferência rotacional pode ser adicionalmente reduzida empregando-se meios de redução de atrito para auxiliar ou aprimorar a rotação do dito elemento tubular central em relação à dita mola em arco conjunto de centralizador. Por meio de ilustração, porém, sem limitação, tais meios de redução de atrito podem incluir mancais (que incluem, porém, não necessariamente se limitam a, rolamentos de fluidos, rolamentos de rolos, rolamentos de esferas ou rolamentos de agulhas). Os ditos rolamentos podem ser montados no dito corpo tubular central, bandas de extremidade de centralizador, ou ambos. De maneira adicional, as áreas onde as ditas bandas de extremidade de centralizador entram em contato com o dito elemento tubular central podem ser construídas ou revestidas com o material de redução de atrito que inclui, sem limitação, silicone ou materiais que têm características de alta lubricidade ou resistência ao desgaste. As portas de lubrificação opcionais podem ser proporcionadas através das ditas bandas de extremidade para injetar graxa ou outro lubrificante para lubrificar as superfícies de contato entre o dito corpo tubular central e as dito bandas de extremidade de centralizador.

[019] A fim de reduzir e/ou evitar danos às cabeças de poço e, mais particularmente, as superfícies polidas de tais cabeças de poço, os componentes do presente material podem ser compreendidos de materiais sintéticos ou compósitos (ou seja, materiais não abrasivos e/ou de baixo atrito) que não irão danificar, sulcar ou deteriorar as superfícies polidas das cabeças de poço ou outro equipamento. Na maioria dos casos, tais componentes incluem elementos de mola em arco, porque tais elementos de mola em arco se estendem radialmente para fora da maior distância (ou seja, exibir o maior diâmetro externo) em relação ao corpo central do centralizador, e provavelmente podem ter o maior contato com tais superfícies polidas.

[020] Determinados componentes da presente invenção (que incluem, sem limitação, corpo tubular central, bandas de extremidade ou elementos de mola em arco) podem ser substancial ou completamente compreendidos de material sintético, compósito ou outro material não metálico. De maneira alternativa, determinados componentes podem ser construídos com um centro metálico para resistência, com as bordas ou superfícies externas construídas de ou revestidas com um material plástico, compósito, sintético e/ou outro material não abrasivo ou de baixo atrito que tem características desejadas para impedir a danificação ou marcação de uma cabeça de poço ou outras superfícies polidas em contato com o centralizador da presente invenção. Por meio de ilustração, porém, sem limitação, tais materiais não abrasivos ou de baixo atrito podem compreender poliuretano elastomérico, politetrafluoretileno (comercializado sob a marca Teflon®) e/ou outros materiais que exibem características desejadas.

[021] Na realização preferida, os ditos materiais não abrasivos ou de baixo atrito podem ser aspergidos ou aplicados de outro modo sobre as superfícies desejadas do centralizador ou componentes desse, da mesma forma que os materiais de revestimento de leito de caminhão (tais como, por exemplo, revestimentos de leito de caminhão comercializados sob a marca “Rhino Liners”®) são aplicados. Ademais, nas circunstancias em que um centralizador da presente invenção é removido de um poço, tal material não abrasivo ou de baixo atrito pode ser aplicado (ou reaplicado) em tal centralizador ou porções desse antes de reintroduzir o dito centralizador no poço.

[022] Além disso, a presente invenção inclui um conjunto de suporte protetor opcional. O conjunto de suporte da presente invenção pode ser usado para proteger o centralizador da presente invenção e, particularmente, os elementos de mola em arco desse contra danos durante o transporte e/ou manipulação do dito conjunto de centralizador. Na realização preferida, o conjunto de suporte protetor da presente invenção é pouco dispendioso, reutilizável e fácil de instalar e remover. Ademais, o dito conjunto de suporte da presente invenção pode ser vantajosamente construído a partir de materiais compósitos para resistir à absorção de umidade e evitar a corrosão quando em contato com os componentes de metal de um conjunto de mola em arco ou elemento tubular central. De maneira adicional, tal conjunto de suporte da presente invenção pode ser vantajosamente retrátil para o armazenamento e transporte conveniente de tal conjunto de suporte quando não estiver em uso ou instalado em um centralizador ou outra ferramenta.

[023] O conjunto de suporte da presente invenção pode ser fixado aos centralizadores ou outras ferramentas com o uso de uma variedade de meios. Na realização preferida, o dito conjunto de suporte pode ser vantajosamente fixado a um centralizador com o uso de pelo menos uma banda elástica, a fim de manter os arcos e elementos de suporte de maneira segura no lugar. Posteriormente, bandas ou correias mais robustas podem ser instaladas ao redor dos ditos elementos de suporte para manter os ditos elementos de suporte no lugar.

[024] Em uma realização alternativa, o conjunto de suporte da presente invenção tem peças de extremidade rígidas que podem ser moldadas ou, de outro modo, fabricadas. Essa realização do conjunto de suporte da presente invenção, que pode ser utilizado em vez de caixas de madeira convencionais ou outros dispositivos similares comumente usados durante o transporte e manipulação de tal equipamento, elimina a necessidade de fixar os elementos de suporte em tais caixas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[025] O sumário antecedente, assim como, qualquer descrição detalhada das realizações preferidas, é mais bem entendido quando lido em conjunto com os desenhos e Figuras contidos no presente documento. Para o propósito de ilustrar a invenção, os desenhos e Figuras mostram determinadas realizações preferidas. Entretanto, entende-se que a invenção não se limita aos métodos e dispositivos específicos apresentados em tais desenhos ou Figuras.

[026] A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva parcialmente explodida de um conjunto de centralizador da presente invenção.

[027] A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva de um conjunto de centralizador da presente invenção com os elementos de mola em arco estendidos.

[028] A Figura 3 mostra uma vista em perspectiva de um conjunto de centralizador da presente invenção com os elementos de mola em arco retraídos.

[029] A Figura 4 mostra uma vista lateral de um conjunto de centralizador da presente invenção com os elementos de mola em arco estendidos.

[030] A Figura 5 mostra uma vista em corte lateral de um conjunto de centralizador da presente invenção ao longo da linha 5-5 da Figura 4.

[031] A Figura 6 mostra uma vista de extremidade de um conjunto de mola em arco de centralizador da presente invenção com os elementos de mola em arco estendidos.

[032] A Figura 7 mostra uma vista em corte de extremidade de um conjunto de centralizador da presente invenção com os elementos de mola em arco retraídos.

[033] A Figura 8 mostra uma vista em corte lateral de um elemento de mola em arco e banda de extremidade de um conjunto de centralizador da presente invenção.

[034] A Figura 9 mostra uma vista em corte lateral de uma porta de lubrificação de um conjunto de centralizador da presente invenção.

[035] A Figura 10 mostra uma vista em corte de extremidade de um elemento de mola em arco e banda de extremidade de um conjunto de centralizador da presente invenção.

[036] A Figura 11 mostra uma vista em corte de um elemento de mola em arco da presente invenção que tem extremidades arredondadas e superfícies externas cônicas.

[037] A Figura 12 mostra uma vista em corte de um elemento de mola em arco da presente invenção que tem extremidades arredondadas, porém, sem superfícies externas cônicas.

[038] A Figura 13 mostra uma vista em perspectiva de um conjunto de centralizador da presente invenção com um conjunto de estrutura de suporte instalado.

[039] A Figura 14 mostra uma vista em perspectiva de um conjunto de centralizador e conjunto de estrutura de suporte da presente invenção.

[040] A Figura 15 mostra uma vista em corte lateral de um conjunto de centralizador da presente invenção com um conjunto de estrutura de suporte instalado.

[041] A Figura 16 mostra uma vista em corte de extremidade de um conjunto de centralizador da presente invenção com um conjunto de estrutura de suporte instalado.

[042] A Figura 17 mostra uma vista em perspectiva de uma realização de uma banda de extremidade de centralizador da presente invenção.

[043] A Figura 18 mostra uma vista de extremidade de um conjunto de mola em arco de centralizador da presente invenção em uma configuração parcialmente dividida.

[044] A Figura 19 mostra uma vista detalhada da área destacada mostrada na Figura 18.

[045] A Figura 20 mostra uma vista de extremidade de um conjunto de mola em arco de centralizador da presente invenção em uma configuração unida.

[046] A Figura 21 mostra uma vista detalhada da área destacada mostrada na Figura 20.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[047] Os pedidos aos quais esse pedido reivindica prioridade, pedido de patente provisória US número 61/613.183, depositado em 20 de março de 2012; pedido de patente provisória US número 61/710.344, depositado em 5 de outubro de 2012; e pedido de patente provisória US número 61/726.615, depositado em 15 de novembro de 2012, são incorporados em sua totalidade no presente documento a título de referência.

[048] Referindo-se aos desenhos, a Figura 1 mostra uma vista em perspectiva parcialmente explodida de um conjunto de centralizador 1 da presente invenção. O conjunto de centralizador 1 da presente invenção compreende geralmente um elemento de corpo tubular central 10 que tem um furo de fluxo central 11 que se estende através desse. O canal superior 12 e o canal inferior 15 se estendem ao redor da superfície externa do dito elemento de corpo tubular central 10. O dito canal superior 12 e o canal inferior 15 são orientados substancialmente paralelos um ao outro, substancialmente perpendiculares ao eixo geométrico longitudinal do furo de fluxo central 11 do dito elemento de corpo tubular 10 e substancialmente ao redor de toda a circunferência externa do dito elemento de corpo tubular 10.

[049] O elemento de corpo central 10 tem uma conexão rosqueada superior 20 e uma conexão rosqueada inferior 21. Na realização preferida, a dita conexão rosqueada inferior 21 é uma conexão rosqueada de extremidade de pino macho, enquanto a conexão rosqueada superior 20 é uma conexão rosqueada de extremidade de caixa fêmea; as ditas conexões 20 e 21 são vantajosamente projetadas para se acoplar às conexões rosqueadas do revestimento ou outros tubos e acessórios a serem equipados com o conjunto de centralizador 1 da presente invenção. Por meio de ilustração, múltiplos conjuntos de centralizador 1 podem ser incorporados nos locais desejados ao longo de uma coluna de revestimento que é instalada dentro de um poço.

[050] Ainda com referência à Figura 1, o conjunto de mola em arco 100 é disposto ao redor da superfície externa do dito elemento de corpo tubular 10. De maneira específica, a banda de extremidade substancialmente cilíndrica 101 é disposta dentro do canal superior 12 do dito elemento de corpo tubular central 10, e se estende ao redor da circunferência externa do dito elemento de corpo tubular 10. De maneira similar, a banda de extremidade inferior substancialmente cilíndrica 103 é disposta dentro do canal inferior 15 do elemento de corpo tubular 10 e também se estende ao redor da circunferência externa do dito elemento de corpo tubular 10.

[051] Uma pluralidade de elementos de mola em arco 110 que tem espaçamento predeterminado se estende entre a dita banda de extremidade superior 101 e a dita banda de extremidade inferior 103. Na realização preferida, a banda de extremidade superior 101 e a banda de extremidade inferior 103 são vantajosamente fabricadas com o uso de um processo de usinagem (por exemplo, em que um pedaço de matéria-prima é cortado em um formato e tamanho final desejado por um processo de remoção de material controlado), enquanto que outras bandas de extremidade de centralizador convencionais são comumente fabricadas a partir de elementos laminados planos de aço. As ditas bandas de extremidade superior e inferior usinadas proporcionam tolerâncias mais precisas que as bandas de extremidade laminadas de aço convencionais. Ademais, a dita banda de extremidade superior 101 e a banda de extremidade inferior 103 são divididas em “borboleta” ou afastadas, a fim de se ajustar ao redor da superfície externa do elemento de corpo tubular 10 e, então, reunidas em conjunto. As cavilhas de alinhamento 107 podem ser usadas, a fim de assegurar o alinhamento apropriado durante tal processo de reunião.

[052] Na realização preferida, uma pluralidade de recessos 30 é entalhada ou, de outro modo, formada na banda de extremidade superior 101 e na banda de extremidade inferior 103. Ademais, os ditos recessos 30 têm superfícies de borda chanfrada 31. Os ditos recessos entalhados 30 das ditas bandas de extremidade superior e inferior, que têm superfícies de borda chanfrada 31 e recebem as extremidades 111 dos elementos de mola em arco 110, permitem a soldagem de perfil liso (por exemplo, soldagem “MIG” ou “TIG”, ou outro método de união) e proporcionam uma adesão de solda mais forte que tem um perfil liso.

[053] Tal perfil liso é significativo e altamente desejável, devido ao fato de que os métodos convencionais de unir as molas em arco a uma banda de extremidade (tais como, por exemplo, bandas e entalhes que têm bordas retangulares contíguas) podem resultar em filetes de solda que se formam nas juntas lisas. Tais filetes de solda podem se projetar radialmente para fora da superfície externa de uma banda de extremidade (tais como, as bandas de extremidade 101 e 103), formando uma protuberância indesejada que pode danificar as cabeças de poço ou outro equipamento em contato com o dito conjunto de centralizador. Frequentemente, o maior diâmetro externo dos conjuntos de centralizador convencionais ocorre onde as ditas molas em arco são soldadas às bandas de extremidade. A soldagem de perfil liso da presente invenção assegura que nenhum filete de solda se estenda além do diâmetro externo das ditas bandas de extremidade.

[054] A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva de um conjunto de centralizador 1 da presente invenção com o conjunto de mola em arco 100 instalado no elemento de corpo tubular central 10. Os elementos de mola em arco 110 se estendem radialmente para fora a partir do elemento de corpo tubular central 10. Conforme mostrado na Figura 2, os elementos de mola em arco 110 são estendidos, orientando a banda de extremidade superior 101 (que se move axialmente dentro do canal superior 12 do elemento de corpo central 10) e a banda de extremidade inferior 103 (que se move axialmente dentro do canal inferior 15 do elemento de corpo central 10) geralmente em direção umas às outras. Conforme mostrado na Figura 2, os ditos elementos de mola em arco 110 se estendem radialmente para fora do elemento de corpo central 10, criando um diâmetro externo total maior para o conjunto de centralizador 1.

[055] A Figura 3 mostra uma vista em perspectiva de um conjunto de centralizador 1 da presente invenção com o conjunto de mola em arco 100 instalado no elemento de corpo tubular central 10 e os elementos de mola em arco 110 retraídos. Conforme mostrado na Figura 3, os elementos de mola em arco 110 são comprimidos para dentro, forçando a banda de extremidade superior 101 (que se move axialmente dentro do canal superior 12 do elemento de corpo central 10) e a banda de extremidade inferior 103 (que se move axialmente dentro do canal inferior 15) geralmente para longe umas das outras.

[056] A Figura 4 mostra uma vista lateral de um conjunto de centralizador 1 da presente invenção com os elementos de mola em arco 110 que se estendem radialmente para fora, enquanto a Figura 5 mostra uma vista em corte lateral do dito conjunto de centralizador 1 ao longo da linha 5-5 da Figura 4. Referindo-se à Figura 5, os elementos de mola em arco 110 se estendem para fora, orientando a banda de extremidade superior 101 e a banda de extremidade inferior 103 geralmente em direção uma à outra. Conforme mostrado na Figura 2, na Figura 4 e na Figura 5, os ditos elementos de mola em arco 110 se estendem radialmente para fora do elemento de corpo central 10, criando um diâmetro externo maior para o conjunto de centralizador 1 no ápice 112 dos ditos elementos de mola em arco 110.

[057] Referindo-se à Figura 5, na realização preferida, superfície de ombro superior 13 do canal superior 12 tem uma superfície cônica ou chanfrada, enquanto a superfície de ombro inferior 14 do canal superior 12 é substancialmente orientada em um ângulo reto. Em contrapartida, a superfície de ombro inferior 17 do canal inferior 15 tem uma superfície cônica ou chanfrada, enquanto a superfície de ombro superior 16 do canal inferior 15 é substancialmente orientada em um ângulo reto.

[058] A Figura 6 mostra uma vista de extremidade de um conjunto de mola em arco de centralizador 100 da presente invenção com os elementos de mola em arco 110 estendidos. Conforme mostrado na Figura 6, os elementos de mola em arco 110 se estendem radialmente para fora além do diâmetro externo do elemento de corpo 10, criando um diâmetro externo total maior para o conjunto de centralizador 1 no ápice 112 dos ditos elementos de mola em arco 110.

[059] A Figura 7 mostra uma vista em corte de extremidade de um conjunto de centralizador 1 da presente invenção com os elementos de mola em arco 110 retraídos tomados através da banda de extremidade 103. A banda de extremidade inferior 103 é disposta ao redor do elemento de corpo tubular central 10 que tem o furo atravessante central 11. Conforme mostrado na Figura 7, os elementos de mola em arco 110 são comprimidos para dentro; nessa posição, os ditos elementos de mola em arco 110 não se estendem radialmente para fora além do diâmetro externo da banda de extremidade superior 101 ou da banda de extremidade inferior 103.

[060] O dito conjunto de mola em arco 100 é vantajosamente giratório em relação à superfície externa do dito elemento de corpo tubular central 10 nas configurações expandidas ou retraídas da Figura 2 ou Figura 3; embora, na maioria das circunstâncias, o conjunto de mola em arco 100 permanece estacionário enquanto o elemento de corpo tubular central 10 é girado (tipicamente, quando uma coluna de revestimento conectada for girada enquanto é instalada em um poço). A Figura 8 mostra uma vista em corte lateral de um elemento de mola em arco 110 e da banda de extremidade 103 de um conjunto de centralizador da presente invenção. A banda de extremidade 103 é disposta dentro do canal inferior 15 do elemento de corpo central 10. A extremidade 111 do elemento de mola em arco 110 é recebida dentro do recesso entalhado 30 na banda de extremidade 103 e soldada no lugar para fixar o dito elemento de mola em arco 110 à dita banda de extremidade 103.

[061] Conforme mostrado na Figura 8, um recesso entalhado na banda de extremidade 103 forma o suporte de calcanhar de mola em arco 32. O dito suporte de calcanhar de mola em arco 32 é disposto entre o elemento de mola em arco 110 e o canal rebaixado 15 do elemento de corpo central 10, e evita que tal elemento de mola em arco 110 entre em contato com a superfície externa 18 do dito elemento de corpo central 10 (ou canal rebaixado 15) quando o dito elemento de mola em arco 110 for comprimido ou retraído para dentro, tal como, quando o dito conjunto de centralizador passa por uma restrição ou “ponto apertado” dentro de um furo de poço.

[062] Ainda com referência à Figura 8, o dito suporte de calcanhar de mola em arco 32 elimina de maneira eficaz o contato entre os elementos de mola em arco comprimidos para dentro 1 10 e a superfície externa 18 (ou canal rebaixado 15) do elemento tubular central 10 (particularmente próximo aos calcanhares dos ditos elementos de mola em arco 110), reduzindo qualquer atrito que possa ser criado pelos ditos elementos de mola em arco 110 que entram em contato com a superfície externa 18. A redução de tal atrito resulta em resistência reduzida, à medida que o elemento tubular central 10 gira dentro dos ditos elementos de mola em arco retraídos 110 e da banda de extremidade 103 (assim como, a banda de extremidade 101, não mostrada na Figura 8). Ademais, o dito suporte de calcanhar de mola em arco 32 e a banda de extremidade 103 também proporcionam um limitador de centralizador que, em conjunto com o ombro 16 do canal 15, evita que a banda de extremidade de centralizador 103 deslize para fora do elemento tubular central 10 e permita que o conjunto de centralizador 1 seja “puxado” até uma restrição não importa em qual direção o cano (e o conjunto de centralizador 1) está se movendo através de um furo do poço.

[063] Em muitos casos, as colunas de revestimento ou componentes dessas são construídos de ligas ou outros materiais de alta qualidade. Geralmente, não é desejável que tais ligas ou outros materiais entrem em contato com elementos de aço carbono convencionais, uma vez que o contato de tais materiais dissimilares pode causar corrosão, picagem por corrosão ou outras condições indesejáveis. Consequentemente, o elemento de corpo 10 do conjunto de centralizador 1 da presente invenção, assim como, as bandas de extremidade 101 e 103, podem ser construídos de material semelhante que seja coerente com o restante de uma coluna de revestimento que está sendo descida (tais como, por exemplo, materiais de ligas, de cromo ou de alta qualidade), enquanto os elementos de mola em arco 110 podem ser construídos ou conter materiais dissimilares ou diferentes. O suporte de calcanhar de mola em arco 32 assegura adicionalmente que as molas em arco 110 não entrem em contato com tal elemento de corpo 10, que pode ser construído de um material de liga, cromo ou de alta qualidade. Por meio de ilustração, porém, sem limitação, as bandas de extremidade 101 e 103, assim como, o elemento tubular central 10, podem ser construídos de cromo (que é compatível com uma coluna de revestimento que é instalada), enquanto os elementos de mola em arco 110 podem ser construídos de aço de mola. Os elementos de suporte de calcanhar 32 evitam que materiais dissimilares entrem em contato uns com os outros; o aço de mola nos elementos de mola em arco 110 não irá fazer contato físico com o elemento tubular central 10.

[064] Ainda com referência à Figura 8, a superfície de borda chanfrada 31 do recesso 30, que recebe a extremidade 111 do elemento de mola em arco 110, permite a solda de perfil liso 40 (por exemplo, com o uso de soldagem “MIG” ou “TIG” ou outro método de união) e proporciona uma adesão soldada mais forte entre o dito elemento de mola em arco 110 e a banda de extremidade 103. Tal solda de perfil liso assegura que um filete de solda não se estenda além da superfície externa da banda de extremidade 103. Além disso, a qualidade de tal solda 40 também é mais facilmente inspecionada e verificável que as soldas feiras nos centralizadores de mola em arco convencionais.

[065] A Figura 10 mostra uma vista em corte de extremidade de um elemento de mola em arco 110 e da banda de extremidade 103 de um conjunto de centralizador da presente invenção que ilustra tal perfil liso. O elemento de mola em arco 110 é recebido dentro do recesso entalhado 30, enquanto a solda 40 não se estende radialmente para fora além da superfície externa da banda de extremidade 103. Tal perfil liso é significativo e altamente desejável, porque os métodos convencionais de unir as molas em arco a uma banda de extremidade (tais como, por exemplo, bandas e entalhes que têm bordas retangulares contíguas) pode resultar em filetes de solda que se formam nas juntas lisas. Em um projeto de centralizador convencional, os filetes de solda podem ser projetar radialmente para fora da superfície externa de uma banda de extremidade (tal como, a banda de extremidade 103), formando uma protuberância indesejada que pode danificar as cabeças de poço ou outro equipamento em contato com o dito conjunto de centralizador.

[066] A interferência rotacional entre o conjunto de mola em arco 100 e o elemento de corpo tubular central 10 pode ser adicionalmente minimizada empregando-se meios de redução de atrito para auxiliar ou aprimorar a rotação do dito conjunto de mola em arco 100 ao redor do dito elemento tubular central 10. A Figura 9 mostra uma vista em corte lateral de uma porta de injeção 105 que se estende através da banda de extremidade 103. Graxa ou outro lubrificante pode ser injetado através da dita porta de injeção 105 para lubrificar as superfícies de contato entre a dita banda de extremidade de centralizador 103 e o elemento de corpo central 10. De maneira adicional, os materiais de inibição de corrosão podem ser incluídos em tal lubrificante ou separadamente injetados, a fim de proteger o conjunto de mola em arco 100 e o elemento de corpo central 10 contra corrosão ou oxidação, particularmente, durante períodos prolongados de não utilização ou armazenamento.

[067] Por meio de ilustração, porém, sem limitação, tais meios de redução de atrito também podem incluir rolamentos (que incluem, porém, não necessariamente se limitam a, rolamentos de fluidos, rolamentos de rolos, rolamentos de esferas ou rolamentos de agulhas). Os ditos rolamentos podem ser montados no elemento de corpo tubular central 10, bandas de extremidade de centralizador 101 ou 103, canal rebaixado superior 12 ou canal inferior 15, ou alguma combinação desses. De maneira adicional, as áreas onde as ditas bandas de extremidade de centralizador entram em contato com o dito elemento tubular central 10 (tal como, canal rebaixado superior 12 e/ou canal rebaixado inferior 15) podem ser construídas ou revestidas de material de redução de atrito que incluem, sem limitação, silicone ou outros materiais que têm características de alta lubricidade ou de resistência ao desgaste.

[068] A Figura 11 mostra uma vista em corte de um elemento de mola em arco 110 da presente invenção que tem uma superfície externa cônica, enquanto a Figura 12 mostra uma vista em corte de um elemento de mola em arco 110 da presente invenção que não tem uma superfície externa cônica. Conforme mostrado nas Figuras 11 e 12, as bordas externas 113 do elemento de mola em arco 110 podem ser arredondadas ou curvadas. Tais bordas externas arredondadas 113 eliminam muitas bordas afiadas que podem danificar, sulcar deteriorar as superfícies polidas das cabeças de poço e outro equipamento. Conforme mostrado na Figura 12, também pode ser vantajoso incluir superfícies cônicas usinadas 114 nos ditos elementos de mola em arco 110 para permitir menos protuberância radial e melhores características de soldagem. Tais bordas arredondadas permitem o uso de elementos de mola em arco 110 que têm áreas em corte transversal mais espessas aumentando, desse modo, as forças de mola geradas pelos ditos elementos de mola em arco 110.

[069] A fim de reduzir e/ou evitar dano às cabeças de poço e, mais particularmente, superfícies polidas de tais cabeças de poço, determinados componentes do presente material podem ser total ou parcialmente construídos de materiais sintéticos ou compósitos (ou seja, materiais não abrasivos, de baixo atrito e/ou não metálicos) que não irão danificar, sulcar ou deteriorar as superfícies polidas das cabeças de poço. Na maioria dos casos, tais componentes incluem elementos de mola em arco 110, porque tais elementos de mola em arco 110 se estendem radialmente para fora a maior distância em relação ao corpo central 10 do centralizador, e provavelmente podem ter o maior contato com tais superfícies polidas.

[070] De maneira alternativa, determinados componentes (que incluem, sem limitação, elementos de mola em arco 110) podem ser construídos com um centro metálico para características de resistência, com as bordas ou superfícies externas construídas de ou revestidas com um material de plástico, compósito, sintético e/ou outro material não abrasivo ou de baixo atrito que tem características desejadas para evitar a deterioração ou marcação de uma cabeça de poço ou outras superfícies polidas em contato com o centralizador da presente invenção. Tais materiais não abrasivos ou de baixo atrito podem compreender poliuretano elastomérico, politetrafluoretileno (comercializado sob a marca Teflon®) e/ou outros materiais que exibem características desejadas.

[071] Em uma realização preferida, os ditos materiais não abrasivos ou de baixo atrito podem ser vantajosamente aspergidos ou, de outro modo, aplicados sobre as superfícies desejadas do centralizador ou componentes desse, similar ao modo em que os materiais de revestimento de leito (tais como, por exemplo, revestimentos de leito comercializados sob a marca registrada “Rhino Liners”®) são aplicados aos leitos de caminhão. Ademais, em circunstâncias em que um conjunto de centralizador 1 da presente invenção é removido de um poço, tal material não abrasivo ou de baixo atrito pode ser aplicado (ou reaplicado) a tal conjunto de centralizador ou porções desse antes de reintroduzir o dito centralizador no dito poço.

[072] A Figura 13 mostra uma vista em perspectiva de um conjunto de centralizador 1 da presente invenção com um conjunto de suporte 200 instalado. O dito conjunto de suporte 200 da presente invenção pode ser usado para proteger o conjunto de centralizador da presente invenção e, particularmente, os elementos de mola em arco 110 desse, contra dano durante o transporte e/ou manipulação, na realização preferida, o conjunto de suporte protetor 200 da presente invenção é pouco dispendioso, reutilizável e fácil de instalar e remover.

[073] Conforme mostrado na Figura 13, o conjunto de suporte 200 compreende uma pluralidade de elementos rígidos 201. Embora os ditos elementos rígidos 201 possam ter uma variedade de formatos ou configurações diferentes, conforme mostrado na Figura 13, os ditos elementos rígidos 201 têm superfícies externas substancialmente planas 202 com superfícies de borda cônicas 203. Os ditos elementos rígidos 201 podem ser unidos a um elemento de banda elástico 204, e podem ser instalados dentro de espaços ou vãos formados entre os elementos de mola em arco 110. As braçadeiras de cabo 205 podem ser instaladas dentro de recessos alinhados 206 para fixar os ditos elementos rígidos 201 no lugar.

[074] A Figura 14 mostra uma vista em perspectiva de um conjunto de centralizador 1 e conjunto de suporte 200 da presente invenção. Durante a instalação, os elementos rígidos 201 do conjunto de suporte 200 podem ser alinhados ao conjunto de centralizador 1. Os ditos elementos rígidos 201 podem ser afastados para se ajustar ao longo do dito conjunto de centralizador 1 e entre os elementos de mola em arco 110; os elementos de banda elásticos 204 permitem que os ditos elementos rígidos 201 se afastem radialmente para fora, de modo que os ditos elementos rígidos possam se ajustar ao longo do dito conjunto de centralizador 1.

[075] A Figura 15 mostra uma vista em corte lateral de um conjunto de centralizador 1 da presente invenção com um conjunto de suporte 200 instalado. O conjunto de suporte 200 compreende uma pluralidade de elementos rígidos 201. Embora os ditos elementos rígidos 201 possam ter uma variedade de formatos ou configurações diferentes, conforme mostrado na Figura 15, os ditos elementos rígidos 201 têm superfícies externas substancialmente planas 202 com superfícies de borda cônicas 203. Os ditos elementos rígidos 201 podem ser unidos a um elemento de banda elástico 204, e podem ser instalados dentro de espaços ou vãos formados entre os elementos de mola em arco do conjunto de centralizador 1. As braçadeiras de cabo ou outro método de fixação (por exemplo, metal inelástico ou bandas sintéticas), tal como, a braçadeira de cabo 205 podem ser instaladas dentro dos recessos alinhados 206 para fixar os ditos elementos rígidos 201 no lugar.

[076] A Figura 16 mostra uma vista em corte de extremidade de um conjunto de centralizador 1 da presente invenção com um conjunto de suporte 200 instalado. O conjunto de suporte 200 compreende uma pluralidade de elementos rígidos 201 que é instalada dentro de espaços ou vãos formados entre os elementos de mola em arco 110 do conjunto de centralizador 1. O elemento de banda elástico 204 une os ditos elementos rígidos, enquanto as braçadeiras de cabo 205 fixam os ditos elementos rígidos 201 no lugar. As superfícies externas 202 dos ditos elementos rígidos 201 se estendem radialmente para fora além das molas em arco 110. No caso de contato inesperado ou indesejável (tais como, colisões, arrasto ou armazenamento impróprio), os elementos rígidos 201 circundam e protegem os elementos de mola em arco 110.

[077] Os elementos rígidos 201 do conjunto de suporte 200 da presente invenção podem ser vantajosamente construídos a partir de materiais compósitos e/ou revestidos com materiais resistentes à umidade para resistir à absorção de umidade e evitar a corrosão quando em contato com componentes de metal de um conjunto de mola em arco 100 ou elemento tubular central 10. De maneira adicional, observa-se que o conjunto de suporte 200 da presente invenção pode ser vantajosamente retraído para armazenamento e transporte conveniente de tal conjunto de suporte 200 quando não estiver em uso ou instalado em um centralizador ou outra ferramenta.

[078] Em uma realização alternativa, o conjunto de suporte da presente invenção tem peças de extremidade rígidas que podem ser moldadas ou, de outro modo, fabricadas. Essa realização do conjunto de suporte da presente invenção, que pode ser utilizado em vez de caixas de madeira convencionais ou outros dispositivos similares comumente usados durante o transporte e manipulação de tal equipamento, elimina a necessidade de fixar os elementos de suporte em tais caixas.

[079] A Figura 17 mostra uma vista em perspectiva de uma realização de uma banda de extremidade de centralizador 101 da presente invenção. Em um método preferido de fabricação do conjunto de centralizador 1 da presente invenção, as bandas de extremidade 101 e 103 são usinadas para tolerâncias precisas. As ditas bandas de extremidade 101 e 103 formam mangas que têm um formato substancialmente cilíndrico.

[080] Referindo-se à Figura 7, os sulcos chanfrados 102 e 104 são cortados ou, de outro modo, formados em cada uma das ditas bandas de extremidade semelhantes à manga cilíndrica (a banda de extremidade 103 é mostrada na Figura 7, porém, a banda de extremidade 101 também pode ter os ditos sulcos chanfrados); os ditos sulcos chanfrados são faseados aproximadamente 180 graus afastados uns dos outros ao redor da circunferência de cada banda de extremidade, e se estendem substancialmente ao longo de todo o comprimento de cada tal banda de extremidade.

[081] A Figura 17 mostra uma vista em perspectiva lateral do sulco chanfrado 102 na banda de extremidade 101 da presente invenção. O dito sulco chanfrado tem bordas chanfradas 102a e 102b, e se estende substancialmente ao longo de todo o comprimento da banda de extremidade 101. Embora não representado na Figura 17, o sulco chanfrado 104 é formado de maneira similar dentro da banda de extremidade 101, e é faseado aproximadamente 180 graus afastado do sulco chanfrado 102 (ou seja, no lado oposto da banda de extremidade 101 do sulco chanfrado 102). Na realização preferida, os furos de alinhamento 106 podem ser formados dentro do sulco chanfrado 102, e as cavilhas de alinhamento 107 podem ser temporariamente instaladas dentro dos ditos furos de alinhamento para assegurar o alinhamento adicional.

[082] A Figura 18 mostra uma vista de extremidade de um conjunto de mola em arco de centralizador 100 da presente invenção com a banda de extremidade 101 em uma configuração parcialmente dividida. O sulco chanfrado 102 pode ser cortado ou dividido em seu ponto mais fino permitindo que a banda de extremidade 101 seja dividida e afastada em “borboleta”. O sulco chanfrado 104 serve como uma dobradiça para permitir tal espalhamento da banda de extremidade 101. A Figura 19 mostra uma vista detalhada da área destacada mostrada na Figura 18, em que o sulco chanfrado 102 que tem furo de alinhamento transversal 106 é dividido separando as superfícies chanfradas 102a e 102b. Após ser radialmente afastada, a dita banda de extremidade semelhante à manga 101 pode ser instalada ao redor da superfície externa de um elemento de corpo tubular central (tal como, o elemento de corpo tubular 10 mostrado na Figura 7) e reunida.

[083] Posteriormente, a banda de extremidade semelhante à manga 101 (assim como, a banda de extremidade 103) pode ser fechada ao redor da superfície externa do dito elemento tubular central, com o sulco chanfrado 104 novamente servindo como uma dobradiça para permitir tal fechamento da banda de extremidade 101. A Figura 20 mostra uma vista de extremidade de um conjunto de mola em arco de centralizador 100 da presente invenção com o sulco chanfrado 102 em uma configuração reunida. A Figura 21 mostra uma vista detalhada da área destacada mostrada na Figura 20. Os furos de alinhamento 106 podem ser combinados para confirmar visualmente o alinhamento apropriado do dito sulco reunido 102 da banda de extremidade 101; as cavilhas de alinhamento opcionais 107 podem ser temporariamente instaladas dentro dos ditos furos de alinhamento 106 para confirmar adicionalmente tal alinhamento, com quaisquer ajustes de posicionamento requeridos sendo realizados. Uma vez que o alinhamento é apropriadamente confirmado, as cavilhas de alinhamento 107 podem ser removidas e os sulcos chanfrados 102 e 104 podem ser soldados, a fim de fixar a dita banda de extremidade semelhante à manga 101 ao redor da superfície externa de um elemento de corpo tubular central.

[084] Deve-se observar que um processo similar pode ser seguido com a banda de extremidade semelhante à manga 103. Quando concluídas, as bandas de extremidade 101 e 103 são orientadas substancialmente paralelas umas às outras, e são dispostas de maneira giratória ao redor da superfície externa de um elemento de corpo tubular central.

[085] Em determinadas circunstâncias, particularmente, para os centralizadores que têm diâmetros relativamente pequenos, pode ser vantajoso dividir pelo menos uma banda de centralizador separando-se a dita banda em dois pedaços ao cortar através de ambos os ditos sulcos chanfrados. Posteriormente, a dita banda de extremidade semelhante à manga pode ser completamente separada, posicionada ao redor da superfície externa de um elemento tubular central, e reunida para formar um elemento cilíndrico. Os furos de alinhamento podem ser combinados para confirmar visualmente o alinhamento apropriado das ditas bandas de extremidade fechadas; as cavilhas de alinhamento opcionais podem ser temporariamente instaladas dentro dos ditos furos de alinhamento para confirmar adicionalmente tal alinhamento, com quaisquer ajustes de posicionamento requeridos sendo realizados. Uma vez apropriadamente posicionados, os ditos sulcos chanfrados podem ser soldados, a fim de reconectar as ditas metades de banda e fixar a dita banda de extremidade semelhante à manga reconectada ao redor da superfície externa de um elemento de corpo tubular central.

[086] Quando as bandas de extremidade convencionais são instaladas em um elemento de corpo tubular, os meios de fabricação existentes (tipicamente, aço laminado) resultam frequentemente nas ditas bandas que se tornam “em formato de ovo”, fora do formato circular ou, de outro modo, deformadas. O processo de fabricação descrito no presente documento resulta em bandas de extremidade semelhantes à manga 101 e 103 que permanecem substancialmente cilíndricas em formato, o que resulta em tolerâncias precisas e no desempenho rotacional superior do conjunto de centralizador da presente invenção.

[087] A invenção descrita acima tem inúmeros recursos particulares que devem ser preferencialmente empregados em combinação, embora cada um seja separadamente útil sem se afastar do escopo da invenção. Embora a realização preferida da presente invenção seja mostrada e descrita no presente documento, deve-se entender que a invenção pode ser incorporada de outro modo diferente do ilustrado e descrito de maneira específica no presente documento, e que determinadas alterações na forma e disposição das partes e na maneira específica de praticar a invenção podem ser realizadas dentro da ideia subjacente ou princípios da invenção

Claims

CENTRALIZADOR (1) DE POÇO compreendendo:
a) um elemento tubular (10) que tem um furo atravessante central (11), uma superfície externa (18), e os primeiro (12) e segundo (15) canais circunferências dispostos na superfície externa (18);
b) um primeiro elemento de banda (101) disposto de maneira giratória no primeiro canal circunferencial (12);
c) um segundo elemento de banda (103) disposto de maneira giratória no segundo canal circunferencial (15); e
d) uma pluralidade de elementos de mola em arco (110), sendo que cada um tem uma primeira extremidade (111) e uma segunda extremidade (111), em que a primeira extremidade (111) é conectada ao primeiro elemento de banda (101) e a segunda extremidade (111) é conectada ao segundo elemento de banda (103);
o centralizador (1) sendo caracterizado por compreender:
e) um primeiro elemento de suporte de calcanhar (32) disposto entre cada elemento de mola em arco (110) e o primeiro elemento de banda (101).
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos primeiro (101) e segundo (103) elementos de banda serem fabricados com o uso de um processo de usinagem.
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos elementos de mola em arco (110) deixarem de entrar em contato com a superfície externa (18) do elemento tubular (10) quando os elementos de mola em arco (110) são totalmente alongados.
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente pelo menos uma porta (105) de lubrificação que se estende através do primeiro elemento de banda (101) ou do segundo elemento de banda (103).
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente meios para reduzir o atrito entre o elemento tubular (10) e os primeiro (101) e segundo (103) elementos de banda.
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo meio para reduzir o atrito entre o elemento tubular (10) e os primeiro (101) e segundo (103) elementos de banda compreender pelo menos um rolamento.
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira extremidade (111) de cada um dos elementos de mola em arco (110) ser montada embutida no primeiro elemento de banda (101) e a segunda extremidade (111) de cada elemento de mola em arco (101) é montada embutida no segundo elemento de banda (103), e nenhuma solda (40) se estende além das superfícies externas do primeiro (101) ou segundo (103) elemento de banda.
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente um entalhe rebaixado (30) no primeiro elemento de banda (101), adaptado para receber uma primeira extremidade (111) de um elemento de mola em arco (110), em que o entalhe rebaixado tem pelo menos uma borda chanfrada (31) e a primeira extremidade (111) do elemento de mola em arco (110) é soldada ao primeiro elemento de banda (101).
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender adicionalmente um entalhe rebaixado (30) no segundo elemento de banda (103), adaptado para receber uma segunda extremidade (111) de um elemento de mola em arco (110), em que o entalhe rebaixado (30) tem pelo menos uma borda chanfrada (31) e a segunda extremidade (111) do elemento de mola em arco (110) é soldada ao segundo elemento de banda (103).
CENTRALIZADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente um segundo elemento de suporte de calcanhar (32) disposto entre cada elemento de mola em arco (110) e o segundo elemento de banda (103).
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo conjunto de centralizador de poço compreender pelo menos parcialmente um material não abrasivo ou de baixo atrito.
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelos elementos de mola em arco (110) compreenderem um material não metálico.
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelos elementos de mola em arco (110) compreenderem um corpo metálico revestido com um material não abrasivo.
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo material não abrasivo compreender poliuretano elastomérico ou politetrafluoretileno.
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreende adicionalmente um conjunto de suporte (200) que compreende:
- a) uma pluralidade de elementos de corpo rígido (201) disposta entre os elementos de mola em arco (110), em que os elementos rígidos (201) se estendem radialmente para fora do elemento tubular (10) além dos elementos de mola em arco (110); e
- b) pelo menos uma banda elástica (204) que se estende através dos elementos rígidos (201), sendo que a banda elástica (204) orienta os elementos rígidos em direção ao elemento tubular (10).
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender adicionalmente uma banda inelástica (205) disposta ao redor dos elementos de corpo rígido (201).
CENTRALIZADOR (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos elementos de mola em arco (110) terem bordas laterais arredondadas (113).
MÉTODO PARA INSTALAR UM CENTRALIZADOR (1) EM UM POÇO, compreendendo as etapas de:
a) incluir um centralizador (1) dentro de uma coluna de revestimento, sendo que o centralizador (1) compreende adicionalmente:
- i) um primeiro elemento de banda (101) cilíndrico;
- ii) um segundo elemento de banda (103) cilíndrico;
- iii) um elemento tubular (10) que tem um furo atravessante central (11), em que o elemento tubular (10) é recebido dentro dos primeiro (101) e segundo (103) elementos de banda; e
- iv) uma pluralidade de elementos de mola em arco (110), sendo que cada um tem uma primeira extremidade (111) e uma segunda extremidade (111), em que a primeira extremidade (111) é conectada ao primeiro elemento de banda (101) e a segunda extremidade (111) é conectada ao segundo elemento de banda (103); e
- v) impedir que os elementos de mola em arco (110) entrem em contato com a superfície externa do elemento tubular (10) central quando as molas em arco (110) forem comprimidas, dispor um elemento de suporte de calcanhar (32) entre cada elemento de mola em arco (110) e o primeiro elemento de banda (101);
em que o método é caracterizado por compreender adicionalmente as etapas de:
b) aplicar um material não abrasivo ou de baixo atrito ao centralizador (1);
c) instalar o centralizador (1) e a coluna de revestimento no poço; e
d) aplicar um lubrificante ou inibidor de corrosão entre o elemento tubular (10) e os primeiro (101) e segundo (103) elementos de banda.
MÉTODO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo lubrificante ou inibidor de corrosão ser injetado através de pelo menos uma porta (105) que se estende através do primeiro elemento de banda (101) e pelo menos uma porta (105) que se estende através do segundo elemento de banda (103).