BR112015021109A2

BR112015021109A2 - fluid injection tube with collar, for test column, with stop locking system in drilling well head drawer

Info

Publication number: BR112015021109A2
Application number: BR112015021109-7A
Authority: BR
Inventors: Antonio Sergio CAVALHEIRO; Ronaldo Soares Eisele; José Roberto Scalon Cotello; Hamilton Suss Júnior; Leandro Diniz Brandão ROCHA; Mario Cesar Pereira Dos Santos
Original assignee: Slim Drilling Serviços De Perfuração S.A.
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2020-10-27
Also published as: US20170175480A1; WO2015081392A1

Abstract

  TUBO DE INJEÇÃO DE FLUIDO COM GOLA, PARA COLUNA DE ENSAIO, COM SISTEMA DE TRAVAMENTO POR BATENTE EM GAVETA DE CABEÇA DE POÇO DE PERFURAÇÃO. Para segurança de tubos de injeção de fluidos junto a cabeça dos poços. Um tubo de injeção de fluido (1) para uso em colunas de ensaio travamento de segurança de onde um tubo de injeção de fluido (1) para uso em coluna de ensaio (E) de equipamento de sondagem recebe na extremidade inferior, imediatamente acima de seu bocal com roscas internas (5), uma gola (6) incorporado externamente. Após a inserção da coluna de ensaio (E) poço de perfuração (P) adentro e acoplado o tubo de injeção de fluido (1), estando fechadas as gavetas do (G) BOP (sistema de prevenção de ´´Blow Out``), a gola (6) mantém-se posicionada logo abaixo da borda inferior dessas referidas gavetas (G), fechadas. Com a injeção de fluido, caso a coluna de ensaio (E) seja empurrada para cima e deslizar, o tubo de injeção de fluido (1) acoplado ao ser expelido do poço trava-se por sua gola (6) sob a borda inferior das gavetas (G). Com esse travamento em sistema de batente entre gola (6) e borda das gavetas (G), é impedido que a coluna de ensaio (E) vença a vedação as forças de atrito das gavetas (G) e seja expelida pela plataforma do equipamento de sondagem.  FLUID INJECTION TUBE WITH COLLAR, FOR TEST COLUMN, WITH STOP LOCKING SYSTEM IN DRILL WELL HEAD DRAWER. For the safety of fluid injection tubes near the wellheads. A fluid injection tube (1) for use in test columns safety locking from which a fluid injection tube (1) for use in test column (E) of drilling equipment receives at the bottom end, immediately above its nozzle with internal threads (5), a collar (6) incorporated externally. After the insertion of the test column (E) into the drilling well (P) and the fluid injection tube (1) is attached, the drawers of the (G) BOP (´´Blow Out`` prevention system) are closed. , the collar (6) remains positioned just below the bottom edge of those closed drawers (G). With the injection of fluid, if the test column (E) is pushed up and slid, the fluid injection tube (1) coupled to be expelled from the well is locked by its collar (6) under the bottom edge of the drawers (G). With this stop in a stop system between the collar (6) and the edge of the drawers (G), the test column (E) is prevented from overcoming the frictional forces of the drawers (G) and is expelled by the equipment platform. poll.

Description

“FLUID INJECTION TUBE WITH COLLAR, FOR TEST COLUMN, WITH STOP LOCKING SYSTEM IN DRILL WELL HEAD DRAWER”

[001] Refere-se o presente relatório descritivo, a um pedido de patente de invenção para uma adaptação feita no tubo pelo qual é injetado o fluido pela coluna de ensaio em poço de perfuração. Como novidade o referido tubo de fluido recebe uma gola e, após rosqueado à caixa roscada da haste superior parcialmente exposta na cabeça do poço, formará um batente contra a gaveta fechada do BOP (sistema de prevenção de fluxo descontrolado).[001] The present specification refers to a patent application for an adaptation made in the tube through which the fluid is injected through the test column in a drilling well. As a novelty, the aforementioned fluid tube receives a collar and, after being screwed to the threaded box of the upper rod partially exposed at the wellhead, it will form a stop against the closed BOP drawer (uncontrolled flow prevention system).

[002] Após a injeção de fluido, para a etapa de ensaio (onde são determinadas as capacidades de absorção e fratura da rocha, a pressão imposta dentro do poço, durante o teste, causa uma força de baixo para cima, quando então a coluna de ensaio será impedida de ser expelida pelo travamento da gola do tubo contra a borda inferior da gaveta fechada do BOP.[002] After the fluid injection, for the test stage (where the absorption and fracture capacities of the rock are determined, the pressure imposed inside the well, during the test, causes a downward force, when then the column The test tube will be prevented from being expelled by locking the tube collar against the bottom edge of the closed BOP drawer.

TECHNICAL STATUS

[003] Como é de conhecimento, durante a perfuração de poços em sistemas de sondagem, conforme o avanço algumas camadas atingidas pela coroa de perfuração devem ser ensaiadas, em etapa denominada “Teste de Absorção”. Pela ação do fluido no fundo do poço será estabelecido um histórico contendo as características do solo, para posterior análise pelos responsáveis, para o prosseguimento das operações de perfuração dentro das normas de segurança.[003] As is well known, while drilling wells in drilling systems, as the advance progresses, some layers reached by the drilling crown must be tested, in a stage called “Absorption Test”. Through the action of the fluid at the bottom of the well, a history will be established containing the characteristics of the soil, for later analysis by those responsible, for the continuation of drilling operations within safety standards.

[004] A título exemplificativo, pode ser citado o documento de patente PI 8108500-1 denominado “ELEMENTO DE TUBO INTERIOR PARA UM[004] As an example, patent document PI 8108500-1 called “ELEMENT OF INTERIOR TUBE FOR A

APARELHO DE ENSAIO DE SONDAGEM E PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE UM ELEMENTO DE TUBO INFERIOR” depositado emPROBE TESTING PROCEDURE AND PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A LOWER TUBE ELEMENT ”deposited in

29.12.1981.12.29.1981.

[005] Para o procedimento de ensaio, uma coluna tubular denominada coluna de ensaio é inserida no poço de perfuração adentro, mantendo sua haste superior parcialmente exposta na cabeça do poço com sua caixa roscada posicionada para receber o rosqueamento do bocal roscado de um tubo de injeção de fluido. Na plataforma, o tubo de injeção de fluido por sua vez recebe o acoplamento do mangote de uma bomba ligada a um reservatório de fluido e, em seguida, o referido tubo de injeção de fluido é envolto pelo fechamento das gavetas BOP (sistema de prevenção de influxos e ligação entre o revestimento e a cabeça do poço), formando uma vedação sobre a referida cabeça do poço.[005] For the test procedure, a tubular column called the test column is inserted into the drilling well, keeping its upper stem partially exposed at the well head with its threaded box positioned to receive the threaded nozzle of a pipe. fluid injection. On the platform, the fluid injection tube in turn receives the hose coupling from a pump connected to a fluid reservoir, and then the fluid injection tube is surrounded by the closing of the BOP drawers ( inflows and connection between the casing and the wellhead), forming a seal over the wellhead.

[006] Após fechadas as gavetas do BOP em volta do tubo de injeção de fluido, a bomba é acionada para a injeção, passante coluna de ensaio e incidindo contra o fundo do poço, pressurizando-o. Nessa condição, todo o interior do poço, assim como a cabeça do poço, bem como o BOP, fechado pelas gavetas, é submetido a grandes pressões que, impostas a partir do fundo refletem contra o fundo da coluna de ensaio forçando-a continuamente para cima.[006] After the BOP drawers are closed around the fluid injection tube, the pump is activated for injection, passing a test column and impacting the bottom of the well, pressurizing it. In this condition, the entire interior of the well, as well as the wellhead, as well as the BOP, closed by the drawers, is subjected to great pressures that, imposed from the bottom, reflect against the bottom of the test column, forcing it continuously to up.

[007] Tal condição, juntamente com a parede lisa da coluna de ensaio, favorecem que esta última vença as forças de atrito de travamento, formada pelas gavetas fechadas sobre a coluna. Ao ser empurrada para cima, a referida coluna de ensaio desliza pela passagem em volta do tubo de fluido podendo mover-se em relação à sua posição original planejada na plataforma, comprometendo assim a execução do teste e trazendo riscos à operação e às equipes presentes na plataforma de operações.[007] This condition, together with the smooth wall of the test column, favors the latter to overcome the locking friction forces, formed by the closed drawers on the column. When pushed upwards, the said test column slides through the passage around the fluid tube and can move in relation to its original position planned on the platform, thus compromising the execution of the test and bringing risks to the operation and the teams present in the operations platform.

PATENT OBJECTIVE

[008] O tubo de injeção de fluido em questão, através de uma adaptação em seu corpo vem provocar um inédito sistema de travamento que irá impedir que a coluna de ensaio, sob forte pressão, “escape” pelas gavetas BOP (sistema de prevenção de “Blow Out”).[008] The fluid injection tube in question, through an adaptation in its body, causes an unprecedented locking system that will prevent the test column, under strong pressure, from “escaping” through the BOP drawers (system of prevention of “Blow Out”).

[009] Explicado superficialmente, passa o tubo de injeção de fluido e o sistema que o envolve, motivos desse pedido de patente, a serem melhor detalhados através dos desenhos anexos, pelos quais se vêem:[009] Explained superficially, the fluid injection tube and the system that surrounds it, reasons for this patent application, to be better detailed through the attached drawings, which show:

[010] Figura | — vista em perspectiva do tubo de injeção de fluido, mostrando seu bocal superior roscado para rosqueamento do conector do guindaste/sistema de elevação, bem como a entrada de fluido para o acoplamento do mangote da bomba ligada ao reservatório de fluido. No extremo inferior do referido tubo de injeção de fluido, anteriormente ao seu bocal roscado (de rosqueamento à caixa roscada da haste da coluna de ensaio), encontra-se incorporada uma gola externa, desenvolvida para o travamento em sistema de batente contra as gavetas BOP. Nessa vista é indicado o corte A-A;[010] Figure | - perspective view of the fluid injection tube, showing its threaded upper nozzle for threading the crane / lifting system connector, as well as the fluid inlet for the coupling of the pump hose connected to the fluid reservoir. At the bottom end of the fluid injection tube, prior to its threaded nozzle (for screwing to the threaded rod of the test column), an external collar is built, developed for stopping against the BOP drawers . In this view, section A-A is indicated;

[011] Figura 2 — corte A-A;[011] Figure 2 - section A-A;

[012] Figura 3 — detalhes ampliados A, em perspectiva, mostrando o bocal superior e o extremo inferior do tubo de injeção de fluido;[012] Figure 3 - enlarged details A, in perspective, showing the upper nozzle and the lower end of the fluid injection tube;

[013] As figuras a seguir relacionadas, de 4 a 11, em vistas esquemáticas, referem-se à instalação do tubo de injeção de fluido e seu sistema de travamento desenvolvido para a coluna de ensaio. Tanto o tubo de injeção de fluido quanto as hastes da coluna de ensaio e o poço perfurado estão desenhados com extensão cortada, reduzida, para melhor compreensão do sistema:[013] The following figures, from 4 to 11, in schematic views, refer to the installation of the fluid injection tube and its locking system developed for the test column. Both the fluid injection tube and the test column rods and the drilled well are designed with a cut, reduced extension for better understanding of the system:

[014] Figura 4 — mostra o poço efetuado pela coluna de perfuração do sistema de sondagem gás/óleo e, junto à sua cabeça, envolta pelas gavetas, a coluna de ensaio sendo inserida para a etapa de ensaio ou testes, para a formação de um histórico sobre as características do solo;[014] Figure 4 - shows the well made by the drilling column of the gas / oil drilling system and, next to its head, surrounded by the drawers, the test column being inserted for the test stage or tests, for the formation of a history of soil characteristics;

[015] Figura 5 — vista segundo figura anterior, mostrando a coluna de ensaio sendo inserida no poço;[015] Figure 5 - view according to the previous figure, showing the test column being inserted into the well;

[016] Figura 6 — vista segundo figura anterior, mostrando a coluna de ensaio já inserida. Pela caixa roscada da haste superior parcialmente exposta na cabeça do poço é rosqueado o bocal inferior do tubo de injeção de fluido, incorporando, imediatamente acima, a gola externa. Junto ao bocal superior roscado, encontra-se a entrada de fluido;[016] Figure 6 - view according to the previous figure, showing the test column already inserted. The lower nozzle of the fluid injection tube is threaded through the threaded housing of the upper stem partially exposed at the wellhead, incorporating the external collar immediately above. Next to the threaded upper nozzle, there is the fluid inlet;

[017] Figura 7 - vista segundo figura anterior, mostrando as gavetas fechadas, envolvendo a cabeça do poço e vedadas contra o corpo do tubo de injeção de fluido. Ao lado detalhe B, mostrando ampliadamente a gola externa incorporada em seu extremo inferior, posicionada logo abaixo da borda das gavetas;[017] Figure 7 - view according to the previous figure, showing the closed drawers, involving the wellhead and sealed against the body of the fluid injection tube. Beside detail B, broadly showing the external collar incorporated at its lower end, positioned just below the edge of the drawers;

[018] Figura 8 — vista segundo figura anterior, mostrando que o fluido (por ação da bomba, não mostrada) está sendo injetado, passando pelo mangote, pela entrada de fluido e pelo corpo tubular do tubo de injeção de fluido, penetrando na coluna de ensaio e, finalmente, no fundo do poço sob pressão;[018] Figure 8 - view according to the previous figure, showing that the fluid (by the action of the pump, not shown) is being injected, passing through the hose, through the fluid inlet and through the tubular body of the fluid injection tube, penetrating the column test and finally at the bottom of the well under pressure;

[019] Figura 9 — vista segundo figura anterior, mostrando que o fluido atingiu a cabeça do poço;[019] Figure 9 - view according to the previous figure, showing that the fluid reached the wellhead;

[020] Figura 10 - vista segundo figura anterior, mostrando que o fluido exerce força a partir do fundo do poço e pressiona a coluna de ensaio acoplada com o tubo de fluido, para cima, em direção à gaveta. Ao lado detalhe C, mostrando ampliadamente, por setas, a pressão e força impostas pelo fluido;[020] Figure 10 - view according to the previous figure, showing that the fluid exerts force from the bottom of the well and presses the test column coupled with the fluid tube, upwards, towards the drawer. Beside detail C, broadly showing, by arrows, the pressure and force imposed by the fluid;

[021] Figura 11 — vista segundo figura anterior, mostrando o tubo de injeção de fluido empurrado para cima juntamente com a coluna de ensaio, quando a gola é delimitada sob a borda inferior das gavetas formando, com esta, um sistema de travamento por batente. Nessa condição a coluna de ensaio mantém-se interrompida em seu curso de subida e é evitado que a mesma escape pelas gavetas e seja expelida do poço perfurado. Tal sistema é mostrado ampliadamente, no detalhe D.[021] Figure 11 - view according to the previous figure, showing the fluid injection tube pushed up together with the test column, when the collar is delimited under the bottom edge of the drawers, forming a stop locking system with this . In this condition, the test column remains interrupted in its ascending course and it is prevented from escaping through the drawers and being expelled from the drilled well. Such a system is shown extensively, in detail D.

[022] Em conformidade com os desenhos anexos, o “TUBO DE INJEÇÃO DE FLUIDO COM GOLA, PARA COLUNA DE ENSAIO, COM SISTEMA[022] In accordance with the attached drawings, the “COLLECTION FLUID INJECTION TUBE, FOR TEST COLUMN, WITH SYSTEM

DE TRAVAMENTO POR BATENTE EM GAVETA DE CABEÇA DE POÇO DE PERFURAÇÃO”, objeto desse presente pedido de patente de invenção, constitui-se a partir de um tubo de injeção de fluido (1) para uso em coluna de ensaio (E) de equipamento de sondagem, o qual possui extremidade superior com bocal roscado (2) seguido de uma cabeça (3) dotada de entrada de fluido (4). Em sua extremidade inferior, o tubo de fluido (1) possui um bocal roscado (5) internamente e, imediatamente acima incorpora uma gola externa (6), como mostram as figuras 1, 2 e 3.LOCKING BY STOP IN DRILLING HEAD DRAWER ”, object of this present patent application, consists of a fluid injection tube (1) for use in test column (E) of borehole, which has an upper end with a threaded nozzle (2) followed by a head (3) equipped with a fluid inlet (4). At its lower end, the fluid tube (1) has a threaded nozzle (5) internally and, immediately above it incorporates an external collar (6), as shown in figures 1, 2 and 3.

[023] Tendo a gola (4) incorporada como novidade, o tubo de injeção de fluido (1), assim constituído irá possibilitar um inédito sistema de travamento por batente para a coluna de ensaio (E) usada na etapa de ensaio ou de testes, para formação de histórico das características de solo (S) em poços perfurados (P), no trabalho de sondagem gás/óleo.[023] Having the collar (4) incorporated as a novelty, the fluid injection tube (1), thus constituted, will enable an unprecedented stop locking system for the test column (E) used in the test or tests stage , for the formation of a history of soil characteristics (S) in drilled wells (P), in the gas / oil drilling work.

[024] Como mostram as figuras 4 e 5, a coluna de ensaio (E) é direcionada e introduzida pelo sistema de elevação do equipamento de sondagem (não mostrado) poço (P) adentro, ultrapassando sua cabeça (CA), onde encontram-se instaladas as gavetas (G) BOP (sistema de prevenção de “Blow Out”). A coluna de ensaio (E) deixa exposta parcialmente sua haste superior com a caixa roscada (C) livre. Em seguida, pelo bocal roscado (5) de sua extremidade inferior, o tubo de injeção de fluido (1) é rosqueado à caixa roscada (C) da haste superior acoplando-se assim à coluna de ensaio (E), como mostram as figuras 6 e 7.[024] As shown in figures 4 and 5, the test column (E) is directed and introduced by the lifting equipment of the drilling equipment (not shown) into the well (P), surpassing its head (CA), where they are located if installed the (G) BOP drawers (“Blow Out” prevention system). The test column (E) partially exposes its upper stem with the threaded housing (C) free. Then, through the threaded nozzle (5) of its lower end, the fluid injection tube (1) is threaded to the threaded box (C) of the upper stem, thus coupling to the test column (E), as shown in the figures 6 and 7.

[025] Segue-se o fechamento das gavetas (G) que envolvem a cabeça do poço (P) e são faceadas por suas bordas no corpo do tubo de injeção de fluido (1), formando a vedação contra fluxo descontrolado de gás. Nessa condição, a gola (6) do tubo de injeção de fluido (1), como mostra em especial o detalhe B da figura 7, posiciona-se logo abaixo da borda das gavetas (G) fechadas.[025] The drawers (G), which surround the wellhead (P), are closed by their edges on the body of the fluid injection tube (1), forming the seal against uncontrolled gas flow. In this condition, the collar (6) of the fluid injection tube (1), as shown in particular in detail B of figure 7, is positioned just below the edge of the closed drawers (G).

[026] Após receber pela entrada de fluido (4), a conexão do mangote (M) da bomba ligada ao reservatório de fluido (não mostrados), é iniciada a injeção para o ensaio, como mostram as figuras 8 e 9, quando o fluido passa pelo tubo de injeção de fluido (1) e também pela coluna de ensaio (E) até atingir o fundo do poço (P). Em casos de grandes pressões impostas pelo fluido a partir do fundo do poço (P), a coluna de ensaio (E) tende a ser empurrada para cima e, por suas paredes lisas, vence as forças de atrito entre si mesma e a gaveta do BOP fechada e desliza, sendo forçada a escapar das referidas gavetas (G), como mostra a figura 10 e seu detalhe ampliado C.[026] After receiving through the fluid inlet (4), the hose connection (M) of the pump connected to the fluid reservoir (not shown), the injection for the test is initiated, as shown in figures 8 and 9, when the fluid passes through the fluid injection tube (1) and also through the test column (E) until it reaches the bottom of the well (P). In cases of large pressures imposed by the fluid from the bottom of the well (P), the test column (E) tends to be pushed upwards and, due to its smooth walls, the frictional forces between itself and the drawer overcome BOP closed and slides, being forced to escape from the above drawers (G), as shown in figure 10 and its enlarged detail C.

[027] Nessa condição a coluna de ensaio (E), ao subir, carrega o tubo de injeção de fluido (1) acoplado que, por sua gola (6), segundo o sistema proposto nesse pedido de patente, trava-se sob a borda inferior das gavetas (G). Como ilustra o detalhe D da figura 11, o travamento em sistema de batente entre gola (6) e borda inferior das gavetas (G) impede que a coluna de ensaio (E) vença a vedação das gavetas (G) e seja expelida.[027] In this condition, the test column (E), when rising, carries the coupled fluid injection tube (1) which, by its collar (6), according to the system proposed in that patent application, locks under the bottom edge of the drawers (G). As shown in detail D of figure 11, the stop in a stop system between collar (6) and bottom edge of the drawers (G) prevents the test column (E) from overcoming the seal of the drawers (G) and being expelled.

[028] Estando a coluna de ensaio (E) devidamente travada, através do sistema de sensores instalados na sonda, pode ser efetuado o ensaio com exatidão sem prejuízo do histórico das características do solo no poço (P) perfurado[028] If the test column (E) is properly locked, using the sensor system installed in the probe, the test can be carried out accurately without prejudice to the history of the soil characteristics in the well (P) drilled

Claims

CLAIMS (1) - “FLUID INJECTION TUBE WITH COLLAR, FOR TEST COLUMN”, consists of a fluid injection tube (1) for use in test column (E) of drilling equipment, the which has an upper end with a threaded nipple (2) followed by a head (3) with a fluid inlet (4), and, at its lower end, said fluid tube (1) has a threaded nipple (5) internally, characterized by, immediately above this (5) incorporating, externally, a collar (6). (2) "STOP LOCKING SYSTEM IN DRILLING WELL HEAD DRAWER", according to claim 1, after the introduction of the test column (E) well (P) inward, exceeding the wellhead (CA) to receive the threading between its threaded box (C) and the threaded nozzle (2) of the fluid tube (1), followed by the closing of the drawers (G) BOP (uncontrolled flow prevention system) facing the body of the said tube fluid injection (1), which, in this condition, is characterized by positioning its collar (6) just below the bottom edge of the closed drawers (G). (3) "STOP LOCKING SYSTEM IN DRILLING WELL HEAD DRAWER", according to claims | and 2, after the fluid injection has started, passing through the hose (M), through the fluid injection tube (1) and through the test column (E) until reaching the bottom of the well (P), in case the pressure imposed from from there push the test column (E) upwards, this, when loading the coupled fluid tube (1), is delimited in its movement by the collar (6), characterized by stopping under the bottom edge of the drawers (G) , preventing said test column (E) from overcoming the frictional forces between said column and the BOP drawers (G) and without being expelled.