BR112015025114B1 - Sistema de local de poço - Google Patents

Abstract

sistema de local de poço, sistema de manutenção de local de poço, e, testador de condutividade para um membro tubular. um sistema de local de poço inclui um equipamento de perfuração, um elevador e um sistema de suporte, que inclui um alojamento acoplado ao equipamento de perfuração, um membro de braçadeira pivotadamente acoplado ao alojamento, um braço atuável acoplado ao membro de braçadeira e configurado para ser móvel a o longo de um eixo geométrico do membro de braçadeira, e um sistema de manutenção acoplado ao braço atuável, em que o sistema de manutenção é configurado para rosqueadamente engatar um tubular. um sistema de manutenção de local de poço inclui um primeiro flange, um segundo flange configurado para engatar um flange de um tubular, e um fuso que é pivotável entre os primeiro e segundo flanges, de modo que o eixo geométrico central do segundo flange permanece em alinhamento axial com um eixo geométrico central do tubular, quando o eixo geométrico central do tubular é axialmente desalinhado com um eixo geométrico central do primeiro flange.

Description

Fundamentos da Invenção

[001] Na indústria de produção de óleo e gás, durante os processos de “manobra” para dentro e para fora de um furo de poço, como parte de um esforço para recuperar óleo e gás, diversas operações podem necessitar ser realizadas no tubo de perfuração que está sendo acoplado com a ou removido de uma coluna de perfuração. Por exemplo, as roscas que formam as extremidades do alojamento e pinos de tubulares de tubo de perfuração particulares podem necessitar ser lubrificadas antes de serem ajustadas ou acopladas a um tubular adjacente. Também no caso de tubo de perfuração com fios (WDP), o teste pode ser realizado nos acopladores eletromagnéticos dispostos em cada extremidade do tubo de perfuração com fios, para aumentar a confiabilidade de uma rede de comunicações de furo abaixo, que é capacitada pela funcionalidade provida pelos acopladores eletromagnéticos. O desempenho destas operações pode aumentar o tempo não produtivo gasto durante a operação de perfuração pelo aumento do tempo gasto ajustando ou retirando tubulares de tubo de perfuração quando eles são deslocados para dentro ou a partir do furo de poço. Em alguns exemplos, o movimento pelo próprio WDP ou o elevador transportando o WDP pode resultar em movimento relativo entre o WDP e o testador de condutividade. Tal movimento relativo pode prejudicar o acoplamento entre o testador e o WDP, necessário para realizar um teste satisfatório da condutividade do WDP.

Sumário da Invenção

[002] Para uma descrição detalhada das modalidades descritas, sera feita adiante com referência aos desenhos acompanhantes.

[003] Em algumas modalidades, um sistema de local de poço inclui um equipamento de perfuração, um elevador acoplado ao equipamento de perfuração, o elevador configurado pra suportar um tubular, e um sistema de suporte disposto sobre o equipamento de perfuração, incluindo um alojamento acoplado ao equipamento de perfuração, membro de braçadeira pivotadamente acoplado ao alojamento, um braço atuável acoplado ao membro de braçadeira e configurado para ser móvel ao longo de um eixo geométrico do membro de braçadeira, um sistema de manutenção acoplado ao braço atuável, em que o sistema de manutenção é configurado para rosqueadamente engatar um tubular. O alojamento pode ser acoplado ao elevador. O sistema de manutenção pode incluir uma ferramenta de combinação configurada para testar a condutividade de um acoplador comunicativo de um tubular, e lubrificar as roscas do tubular. O sistema de manutenção pode incluir uma ferramenta de combinação configurada para testar a condutividade de um acoplador comunicativo de um tubular, limpar as roscas do tubular e lubrificar as roscas do tubular. O membro de braçadeira pode ser configurado para articular em alinhamento com um eixo geométrico central do tubular. O braço atuável pode ser configurado para mover o sistema de manutenção em uma direção coaxial com um eixo geométrico central do tubular. O sistema de local de poço pode incluir adicionalmente um membro de montagem acoplado ao piso do equipamento de perfuração, uma base compreendendo um centralizador configurado para acoplar com o membro tubular, e um braço atuável acoplando o membro de montagem à base, em que o braço atuável é configurado para mover a base de uma posição retraída e uma posição estendida, em que o centralizador contata o tubular quando a base está na posição estendida, em que a base é acoplada ao alojamento do sistema de suporte.

[004] Em algumas modalidades, um sistema de manutenção de local de poço inclui um primeiro flange tendo um eixo geométrico central, um segundo flange tendo um eixo geométrico central, em que o segundo flange é configurado para engatar um flange de um tubular, e um fuso incluindo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade e estendendo-se entre o primeiro flange e o segundo, em que a primeira extremidade é pivotável no primeiro flange e a segunda extremidade é pivotável no segundo flange, de modo que o eixo geométrico central do segundo flange permanece em alinhamento axial com um eixo geométrico central do tubular, quando o eixo geométrico central do tubular é axialmente desalinhado com o eixo geométrico central do primeiro flange. O fuso pode incluir uma primeira junta esférica na primeira extremidade do fuso e uma segunda junta esférica na segunda extremidade do fuso, e em que o fuso se acopla ao primeiro flange na primeira junta esférica e acopla-se ao segundo flange na segunda junta esférica. O sistema de manutenção pode incluir adicionalmente uma tampa anular superior acoplada a uma extremidade superior do fuso e uma tampa anular inferior, acoplada a uma extremidade inferior do fuso, e um elastômero superior disposto entre a tampa anular superior e o primeiro flange e um elastômero inferior disposto entre a tampa anular inferior e o segundo flange, em que os elastômeros são configurados para solicitar o segundo flange em alinhamento axial com o eixo geométrico central do tubular. O sistema de manutenção pode incluir adicionalmente um flange central estendendo-se radialmente do fuso e disposto entre o primeiro flange e o segundo flange, e uma pluralidade de molas superiores acoplada entre o primeiro flange e o segundo flange e uma pluralidade de molas inferiores acopladas entre o flange central e o segundo flange, em que as molas são configuradas para solicitar o segundo flange para alinhamento axial com o eixo geométrico central do tubular. O sistema de manutenção pode incluir adicionalmente um acoplador comunicativo acoplado ao segundo flange e configurado para engatar um acoplador comunicativo do tubular, em que os elastômeros são configurados para prover contato circunferencial uniforme entre o acoplador comunicativo do segundo flange e o acoplador comunicativo do tubular.

[005] Em algumas modalidades, um testador de condutividade para um membro tubular inclui um conjunto de travamento configurada para travar o testador de condutividade em um tubular, engatando uma superfície interna do tubular, um flange acoplado para travar o conjunto de travamento e configurado para engatar um flange do tubular, e uma alavanca impulsora acoplada ao flange, em que a aplicação de torque à alavanca produz uma força axial sobre o flange. O testador pode incluir adicionalmente um limitador de torque acoplado entre o flange e a alavanca impulsora, em que o limitador de torque é configurado para evitar a transmissão de força entre a alavanca impulsora e o flange, quando um predeterminado limite de torque é aplicado à alavanca impulsora. O testador pode incluir adicionalmente um fuso estendendo-se entre o flange e a alavanca impulsora, em que o limitador de torque é rosqueadamente acoplado ao fuso. A unidade de travamento pode incluir adicionalmente um membro de engate disposto axialmente entre um flange superior e um flange inferior, e um fuso acoplado ao flange inferior, estendendo-se axialmente através do membro de engate e o flange superior, e acoplado a uma alavanca de travamento, em que a alavanca de travamento é configurada para produzir uma força axial sobre o flange inferior, quando um torque é aplicado à alavanca de travamento, em que o flange inferior é configurado para aplicar uma força radial sobre o membro de engate, em resposta a uma força axial aplicada ao flange inferior da alavanca de travamento. O limitador de torque pode incluir adicionalmente um mandril interno, compreendendo uma abertura estendendo-se axialmente, um mandril externo disposto em torno do mandril interno e compreendendo uma pluralidade de aberturas estendendo-se radialmente, uma cavilha estendendo- se para dentro de uma abertura radial do mandril externo e compreendendo uma cavidade interna, uma mola disposta dentro da cavidade da cavilha e uma esfera disposta dentro da cavidade da cavilha e em engate com a mola, em que a esfera é configurada para estender-se parcialmente para dentro da abertura radial do mandril interno, em que o torque aplicado ao mandril externo é transmitido para o mandril interno através da esfera. O testador pode incluir adicionalmente uma mola disposta na cavidade da cavilha e em engate com a esfera, em que a mola é configurada para prover uma força sobre a esfera, em direção à abertura radial do mandril interno, em que a aplicação de um torque ao mandril externo, excedendo um predeterminado limite, força a esfera a ser deslocada da abertura do mandril interno. O testador pode incluir adicionalmente uma alavanca de travamento estendendo- se para dentro de uma abertura do mandril externo, em que o torque aplicado à alavanca de travamento é transmitido para o mandril externo. O flange pode incluir um acoplador magnético configurado para engatar um acoplador magnético do tubular.

[006] Deve ser entendido que tanto a descrição geral precedente como a seguinte descrição detalhada são exemplares da descrição e são destinadas a prover uma visão geral ou esquema para entender a natureza e caráter da descrição como ela é reivindicada. Os desenhos acompanhantes são incluídos para prover mais um entendimento da descrição e são incorporados no e constituem uma parte deste relatório. Os desenhos ilustram várias modalidades da descrição e, juntos com a descrição, servem para explicar os princípios e operação da descrição.

Breve Descrição dos Desenhos

[007] Para uma detalhada descrição das modalidades descritas, sera feita referência agora aos desenhos acompanhantes, em que: a Fig. 1 é uma vista esquemática de um local poço incluindo um sistema de teste de acordo com os princípios descritos aqui; a Fig. 2A é uma vista seccional parcial de uma modalidade de um sistema para suportar um acoplador de acordo com princípios descritos aqui, mostrados em uma posição parada; a Fig. 2B é uma vista de topo do sistema de suporte da Figura 2A em uma posição parada; a Figura 2C é uma vista seccional parcial do sistema de suporte da Figura 2A em uma posição estendida; a Figura 2D é uma vista de topo do sistema de suporte da Figura 2A em uma posição estendida; a Figura 3A é uma vista de topo de outra modalidade de um sistema para suportar um acoplador de acordo com os princípios descritos aqui, mostrado em uma posição parada; a Figura 3B é uma vista seccional parcial do sistema de suporte da Figura 3A em uma posição estendida; a Figura 3C é uma vista de topo do sistema de suporte da Figura 3A, em uma posição estendida; a Figura 3D é uma vista seccional parcial do sistema de suporte da Figura 3A em uma posição acoplada; a Figura 4A é uma vista de topo de uma modalidade de um sistema para suportar um lubrificador de acordo com princípios descritos aqui, mostrado em uma posição parada; a Figura 4B é uma vista de topo do sistema de suporte da Figura 4A em uma posição estendida; a Figura 4C é uma vista seccional parcial do sistema de suporte da Figura 4A, em uma posição estendida; a Figura 4D é uma vista seccional parcial do sistema de suporte da Figura 4A em uma posição engatada; as Figuras 5 e 6 são vistas seccionais parciais de uma modalidade de um sistema de manutenção de acordo com princípios descritos aqui; a Figura 7A é uma vista seccional parcial de uma modalidade de um aparelho testador de acordo com princípios descritos aqui; a Figura 7B é uma vista seccional ao longo da linha A-A da modalidade da Figura 7A; a Figura 8A é uma vista seccional parcial de outra modalidade de um aparelho testador de acordo com princípios descritos aqui. a Figura 8B é uma vista seccional ao longo da linha B-B da modalidade da Figura 8A; as Figuras 9A - 9G são vistas laterais de outra modalidade de um sistema para suportar um acoplador e aparelho de lubrificação de acordo com princípios descritos aqui; a Figura 10A é uma vista lateral de outra modalidade de um sistema para suportar um aparelho de lubrificação e acoplador de acordo com princípios descritos aqui, mostrados em uma posição parada; a Figura 10B é uma vista lateral do sistema de suporte da Figura 10A em uma posição estendida; as Figuras 11A - 11C são vistas de topo de uma modalidade de um sistema para suportar uma combinação de um guia penetrante e um aparelho de lubrificação de acordo com os princípios descritos aqui; a Figura 12 é uma vista seccional parcial de uma modalidade de um aparelho de lubrificação e acoplador de acordo com princípios descritos aqui, mostrados em uma posição parada; a Figura 13 é uma vista seccional parcial de uma modalidade de um aparelho de lubrificação, acoplador e limpador de acordo com princípios descritos aqui, mostrados e uma posição de limpeza; a Figura 13B é uma vista seccional parcial do sistema da Figura 14A em uma posição acoplada; a Figura 14A é uma vista seccional parcial de uma modalidade de um aparelho para limpar e realizar teste condutivo de um tubular de acordo com princípios descritos aqui; a Figura 14B é uma vista seccional parcial de outra modalidade de um aparelho para limpar e realizar teste condutivo de um tubular de acordo com princípios descritos; e as Figuras 15A - 15G são vistas seccionais parciais de modalidades de acopladores de acordo com os princípios descritos aqui.

Descrição Detalhada das Modalidades Descritas

[008] A seguinte discussão é dirigida a várias modalidades exemplificativas. Entretanto, uma pessoa versada na técnica entenderá que os exemplos descritos aqui têm larga aplicação e que a discussão de qualquer modalidade tem a intenção de somente ser exemplar daquela modalidade e não destinada a sugerir que o escopo da descrição, incluindo as reivindicações, é limitado àquela modalidade.

[009] Certos termos são usados por toda a seguinte descrição e reivindicações para referir-se a detalhes ou componentes particulares. Como uma pessoa versada na técnica observará, diferentes pessoas podem referir-se ao mesmo detalhe ou componente por diferentes nomes. Este documento não pretende distinguir entre componentes ou detalhes que difiram em nome, mas não em função. As figuras de desenho não são necessariamente em escala. Certos detalhes e componentes aqui podem ser mostrados exagerados em escala ou em forma um tanto esquemática e alguns detalhes de elementos convencionais podem não ser mostrados no interesse da clareza e concisão.

[0010] A menos que de outro modo especificado, qualquer uso de qualquer forma dos termos “conectar”, “engatar”, “acoplar”, “ligar”, ou qualquer outro termo descrevendo uma interação entre elementos, não pretende limitar a interação para interação direta entre os elementos e pode também incluir interação indireta entre os elementos descritos. Na seguinte discussão e nas reivindicações, os termos “incluindo” e “compreendendo” são usados em um modo ilimitado e, assim, devem ser interpretados significar “incluindo, mas não limitado a ...”. A frase “roscas internas” refere-se a roscas fêmeas cortadas na extremidade de uma extensão de tubo. Os termos “lubrificante”, “impermeabilizante de rosca de tubo”, “impermeabilizante de tubo” e “composto de rosca” são intercambiáveis e descrevem um material que é capaz de vedar e/ou lubrificar uma junta de tubo. Além disso, referência aos termos “esquerda” e “direita” é feita para fins de facilidade de descrição. Os termos “tubo”, “membro tubular”, “tubo de revestimento” e similares como usados aqui incluirão tubulação e outros objetos genericamente cilíndricos. Além disso, na discussão e reivindicações que seguem, pode às vezes ser dito que certos componentes ou elementos estão em comunicação fluida. Pretendemos significar com isto que os componentes são construídos e inter-relacionados de modo que um fluido poderia comunicar-se entre eles, como por meio de uma passagem, tubo ou conduto. As várias características mencionadas acima, bem como outros detalhes e características descritas em mais detalhe abaixo, serão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica quando da leitura da seguinte descrição detalhada das modalidades e por referência aos desenhos acompanhantes.

[0011] Com referência à Figura 1, uma modalidade de um sistema de local de local de poço 10 é mostrada. O local de poço 10 inclui um sistema de furo abaixo geralmente incluindo uma pluralidade de tubular ou tubo de perfuração com fios (WDP) 12, que forma uma coluna de perfuração 14, que se estende para dentro da terra para formar um furo de poço 16. O WDP 12 inclui um WDP ou tubular 42 mais superior, tendo um eixo geométrico central ou longitudinal 45, e um corpo 43 tendo um furo atravessante central 44 (mostrado na Figura 2B). O furo atravessante 44 inclui uma seção internamente roscada 46, proximal a uma extremidade de caixa superior 42a do tubular 42. O tubular 42 também inclui uma extremidade de pino inferior 42b. O furo atravessante 44 também inclui um flange interno voltado para cima 47, próximo à seção roscada 46. Nesta modalidade, o flange 47 inclui um condutor anular ou acoplador comunicativo 48 acoplado a um cabo 48a que se estende axialmente através do corpo 43 do tubular 42 (mostrado nas Figuras 2A e 2B). O local de poço 10 também inclui um sistema de superfície 20 que geralmente compreende uma torre de perfuração ou equipamento de perfuração baseado em terra 22, tendo um piso 23, um ou mais cabos 24, um sistema de suprimento 26, um sistema de suporte de superfície 40 e um sistema de manutenção 150. O sistema de suporte 40 geralmente inclui um elevador 50, que suporta tanto a extremidade de caixa 42a do tubular mais superior da coluna 14 e o sistema de manutenção 150. O sistema de suporte 40 é configurado para suportar e manipular o sistema de manutenção 150, enquanto o sistema de manutenção 150 é configurado para interconfrontar com o tubular 42. Por exemplo, o sistema de suporte 40 é configurado para deslocar o sistema de manutenção 150 entre uma posição parada e uma posição estendida, onde o sistema de manutenção 150 é mostrado na posição estendida da Figura 1. Na posição estendida, o sistema de manutenção 150 é permitido engatar com o tubular 42. Nesta modalidade, o sistema de manutenção 150 pode compreender um ou mais de um testador de condutividade, um limpador de rosca e um lubrificador de rosca. Também, como mostrado, o sistema de suprimento 26 é acoplado ao sistema 150 por meio de cabos 24. Além disso, os cabos 24 também acoplam o sistema de suprimento 26 ao sistema de transporte 40, permitindo que o sistema de suprimento 26 proveja o sistema de suporte 40 com força e controle, quer essa força e/ou controle sejam pneumáticos, hidráulicos, elétricos etc., por natureza.

[0012] O elevador 50 do sistema de suporte 40 é um mecanismo pivotante, que é configurado para deslocar tubulares de tubo, incluindo juntas tubulares WDP (por exemplo, tubular superior 42) para dentro e para fora de um poço de um sistema de local de poço, durante o processo de manobra para dentro ou para fora do poço. Nesta modalidade, o sistema de suprimento 26 é configurado para interconfrontar com o sistema de manutenção 150, para suprir força elétrica, ar e fluido pressurizados, solução de limpeza e lubrificante, dependendo das necessidades do sistema de manutenção 150. Por exemplo, as modalidades, do sistema de manutenção discutido aqui inclui testadores de condutividade e lubrificantes de rosca, bem como outras ferramentas de manutenção e ferramentas combinadas. Embora o local de poço 10 inclua torre de perfuração baseado em terra 22, observamos que o local de poço 10 pode ser baseado em terra ou em água. Também uma parte do sistema de superfície pode ser fora do local ou remoto do local de poço 10 e/ou em comunicação com sistemas fora do local. Além disso, embora o local de poço 10 inclua WDP 12, observamos que, em outras modalidades, o local de poço 10 pode incorporar tubo de perfuração que não é tubo de perfuração com fios.

[0013] Com referência às Figuras 2A - 2D, o sistema de suporte 100 geralmente inclui um alojamento protetor 102, um membro de braçadeira 104 e um braço 106. Nesta modalidade, o sistema de manutenção 150 compreende um testador160 (vide figura 2D) e é acoplado ao sistema de suporte 100 no braço 108. Nesta modalidade, o testador 160 compreende um primeiro flange ou flange superior 162, um fuso 164, um segundo flange ou flange inferior 166 e um acoplador comunicativo 168, que é acoplado a um fio 170. O flange inferior 166 é configurado para suportar o acoplador 168 e o flange superior 162 é suportado por e acoplado com o braço 108. O fio 170 estende-se do acoplador 168 através do fuso 164, para o flange superior 164. O fio 170 finalmente conecta-se com os cabos 24, permitindo comunicação entre o acoplador 158 e o sistema de suprimento 26. Assim, os dados providos pelo acoplador 168 podem ser lidos ou registrados no sistema de suprimento 26 do equipamento de perfuração 22 do local de poço 10.

[0014] Nesta modalidade, o elevador 50 é acoplado com um alojamento de suporte 102. O tubular mais superior 42 é suspenso pelo elevador 50. Estendendo-se a partir do e acoplado ao elevador 50 há o alojamento protetor 102, que é configurado para prover suporte à braçadeira 104, braço 106 e testador 160, por meio de cargas de transferência aplicadas ao alojamento 102 do elevador 50. Estas cargas são providas pelo peso da braçadeira 104 e braço 106, bem como outras cargas. Também o alojamento 102 é configurado para proteger o sistema de manutenção 150 por componentes de blindagem do sistema 150, quando na posição parada (mostrada nas Figuras 2A e 3B). Embora mostrado acoplado ao elevador 50 nas Figuras 2A - 2D, o alojamento protetor 102 pode ser posicionado adjacente a uma corrediça do sistema de poço 10, em outras modalidades.

[0015] A braçadeira 104 e braço 106 são acoplados ao alojamento 102 e são configurados para prover o deslocamento do testador 160. Especificamente, a braçadeira 104 é pivotante ao alojamento 102, permitindo que a braçadeira 104 seja rotado em torno do alojamento 102, entre a posição parada, mostrada nas Figuras 2A e 2B e uma posição estendida mostrada nas Figuras 2C e 2D. A posição parada permite a inserção e remoção do tubular 42 dentro do elevador 50, enquanto a posição estendida permite que o testador 160 seja estendido diretamente sobre o tubular 42 por meio do braço 106. Uma vez na posição estendida, o braço 106 e o testador 160 podem ser abaixados em uma posição engatada em relação ao tubular 42, por meio da braçadeira de deslocamento 104 relativo ao alojamento protetor 102 e elevador 50. O deslocamento da braçadeira 104 pode ser realizado usando-se meios pneumáticos, hidráulicos, elétricos ou outros de força e controle. Como descrito acima, controle de força (pneumático, hidráulico etc.) e eletrônico pode ser provido por cabos 24 e o sistema de suprimento 26. Na posição engatada, o acoplador 168 do testador 160 pode engatar um acoplador eletromagnético do tubular 42, permitindo a condução de sinais elétricos entre o sistema de suprimento 26, conectado ao testador 160 e tubular 42.

[0016] O testador 160 é configurado para rosqueadamente engatar no tubular 42, por meio de simples contato físico entre o acoplador 168 e um correspondente acoplador comunicativo 48 de tubular provido de fio 42. Nesta modalidade, o testador 160 é um acessório de medição configurado para medir parâmetros de furo de poço por meio de sinais condutivos entre o tubular 42 e outros tubulares dispostos furo abaixo do furo de poço 16. O testador 160 pode também testar a condutividade do acoplador 48 do tubular 42, bem como a condutividade do cabo 48a acoplado ao acoplador 48 e estendendo-se entre o acoplador 48 e um correspondente acoplador disposto na extremidade oposta do tubular 42. Desta maneira, a integridade do circuito elétrico, formado pela coluna de perfuração com fios 14, pode ser testada quanto a falhas e outros problemas. Além disso, em razão de o sistema 150 ser montado no elevador 50, o sistema 150 pode ser atuado entre a posição parada e as posições estendidas e engatadas, enquanto o tubular está sendo deslocado para dentro ou para fora do furo de poço 16. Isto permite a condução de sinais para dentro do furo de poço 16 quando o tubular 42 está sendo deslocado pelo elevador 50. Assim, pode ser possível minimizar o tempo não produtivo usado em ajustar ou separar tubulares da coluna de perfuração 14 atuando-se o testador 160, enquanto o elevador 50 está no processo de deslocamento do tubular 42.

[0017] Com referência agora às Figuras 3A - 3D, é mostrada outra modalidade de um sistema de suporte 180 para suportar um acoplador. Nesta modalidade, o sistema de suporte 180 geralmente inclui o elevador 50, um alojamento protetor ou membro de braçadeira 182, um atuador 184, um membro alongado 186, braçadeira 104, braço 106 e testador 160. O membro de braçadeira 182 é acoplado ao elevador 50 e é configurado para prover suporte aos outros componentes do sistema de suporte 180. O atuador 184 é acoplado entre o membro 186 e o membro de braçadeira 182 e é configurado para rotar o membro 186 e pode ser motorizado por meio de meio hidráulico ou outros. A força requerida pelo atuador 184 pode ser suprida pelo sistema de suprimento 26 por meio de os cabos 24. O membro 186 rota em torno de um ponto 186a e acopla-se à braçadeira 104. A rotação do membro 186, por meio de atuador 184, move o sistema 150 entre uma posição parada, mostrada na Figura 3A e uma posição estendida mostrada nas Figuras 3B - 3D. O membro 186 pode ser posicionado na posição estendida por meio de um membro de posicionamento 188. Uma vez na posição estendida, o testador 160 pode ser deslocado para uma posição engatada (mostrada na Figura 3D) relativa ao tubular 42 e atuado por meio de sinais de passagem do fio 170 e acoplador 168 para o tubular 42, como descrito anteriormente com referência ao sistema 150. Na posição engatada, o flange inferior 166 do testador 160 fisicamente engata no flange superior 47 do tubular 42, permitindo comunicação entre o acoplador 168 do testador 160 e o acoplador 48 do tubular 42.

[0018] Na posição engatada, um eixo geométrico central 165 da ferramenta 160 (mostrada na Figura 2D).

[0019] Com referência agora às Figuras 4A - 4D, uma modalidade de um sistema de suporte 200, para suportar um sistema de manutenção 202, é mostrada. O sistema de suporte 200 inclui detalhes comuns do sistema de suporte 180 e, assim, componentes comuns são similarmente rotulados. Nesta modalidade, o sistema 202, compreendendo um lubrificador 210 e uma braçadeira 204, é acoplado ao elevador 50, membro de braçadeira 182, atuador 184 e membro alongado 186, por meio de um braço 208, acoplado entre o lubrificador 210 e a braçadeira 204. Similar à braçadeira 104, a braçadeira 204 permite o deslocamento vertical de um componente (aqui, lubrificador 210) em relação ao tubular 42, permitindo que o componente mova-se para dentro de uma posição engatada, como mostrado na Figura 4B. Também o atuador 184 e membro alongado 186 permitem a rotação do lubrificante 210 entre uma posição parada (similar à posição mostrada na Figura 3A) e uma posição estendida, mostrada nas Figuras 4B4D, permitindo a inserção e remoção de tubulares, tal como o tubular 42, do elevador 50. As roscas 46 do tubular 42 podem ser lubrificadas por meio do lubrificador 210, uma vez o sistema de suporte 200 seja disposto na posição engatada, como mostrado na Figura 4B. Também, lubrificando-se as roscas 46 do tubular 42, enquanto deslocando-se o tubular 42 usando-se o elevador 50, o tempo não produtivo pode ser minimizado realizando-se a operação de lubrificação e o deslocamento do tubular 42 concomitantemente. Além disso, em outras modalidades muitos tipos de lubrificantes podem ser usados em conjunto com o sistema de suporte 200, incluindo os lubrificantes descritos nas Patentes U.S. Nos. 7.132.127, 7.963.371 e Pedido de Patente U.S. No. 61/636.096, todos sendo incorporados aqui por referência em sua totalidade.

[0020] Com referência agora à Figura 5, outra modalidade de um sistema de manutenção 220, para compensar o movimento relativo entre o tubular WDP 42 e um testador condutivo 230, é mostrada. Quando o tubular 42 é movido pelo elevador 50, durante manobra para dentro ou para fora do furo de poço 16, o furo atravessante 44 do tubular 42 pode tornar-se desalinhado com o sistema de manutenção 220, devido ao movimento relativo (por exemplo, oscilação do tubular 42 no elevador 50 etc.) entre o tubular 42 e o sistema de suporte descrito acima (isto é, os sistemas 40, 100, 180 e 200). Nesta modalidade, o sistema de manutenção 220 é configurado para opor-se ao movimento relativo entre o sistema 220 e o sistema de suporte, de modo que o sistema 220 permanece estável durante a operação. Desta maneira, a posição relativa entre o sistema de manutenção 220 e o tubular 42 pode ser estabilizada.

[0021] Nesta modalidade, o sistema de manutenção 220 geralmente inclui um aparelho de teste 230 acoplado a um braço 222 que é acoplado à braçadeira 104 do sistema de suporte 100. Embora nesta modalidade o sistema de manutenção 220 seja mostrado acoplado ao sistema de suporte 100, em outras modalidades o sistema de manutenção 220 pode ser usado com os sistemas de suporte 40, 180 e 200.

[0022] O aparelho 230 é configurado para rosqueadamente engatar no tubular 42 por meio de simples contato físico entre o aparelho 230 e o tubular 42. Nesta modalidade, o aparelho 230 é um acessório de teste configurado para medir a condutividade do acoplador anular 48, cabo 48a, bem como outros componentes elétricos ou magnéticos e/ou parâmetros de furo de poço, por meio de sinais de condutividade entre o aparelho 230 e outros tubulares dispostos furo abaixo do furo de poço 16. O aparelho 230 geralmente inclui uma braçadeira 240, um primeiro flange ou flange superior 250, um fuso 260 e um segundo flange ou flange inferior 270. A braçadeira 240 é configurada para acoplar o braço 222 com o flange superior 250, assim permitindo que o braço 222 e elevador 50 e sistema de suporte 100 suportem o flange superior 250, bem como o resto do aparelho 230.

[0023] Nesta modalidade, o fuso 260 inclui uma primeira junta esférica ou junta esférica superior 262, uma segunda junta esférica ou junta esférica inferior 264 e um flange central 266. A junta esférica 262 é recebida dentro do receptáculo 252 do flange superior 250, que permite que o flange superior 230 suporte o peso do fuso 260 e flange inferior 270, enquanto permitindo desalinhamento axial entre o eixo geométrico central do flange superior 270 e o eixo geométrico central do fuso 260. O flange inferior 270 inclui um receptáculo de junta esférica 272 para receber uma junta esférica inferior 264 do fuso 260, uma tampa anular 278 e uma pluralidade de pinos de orientação 279. Similarmente, a junta esférica 264 permite que o fuso 260 suporte o peso do flange inferior 270, enquanto permitindo desalinhamento axial entre o eixo geométrico central do fuso 260 e o eixo geométrico central 275 do flange inferior 270. O flange inferior 270 inclui um condutor ou acoplador anular 274 configurado para transmitir sinais elétricos com o acoplador 48, quando a face inferior 276 do flange inferior 270 está em engate físico com o flange interno 46 do tubular WDP 42.

[0024] A Figura 5 ilustra o tubular WDP 42, sistema de suporte 100 e aparelho 230, todos em alinhamento axial. Entretanto, com referência agora às Figuras 5 e 6, o fuso 260 é configurado para permitir o desalinhamento axial do eixo geométrico central 255 do flange superior 255 e um eixo geométrico central 275 do flange inferior 270. Especificamente, a junta esférica superior 262 é permitida rotar ou pivotar em relação ao receptáculo 252 do flange superior 250, assim permitindo desalinhamento axial entre o fuso 260 e o flange superior 250. Também uma junta esférica inferior 264 é permitida rotar ou pivotar em relação ao receptáculo 272 do flange inferior 270, permitindo desalinhamento axial entre o fuso 260 e o flange inferior 270. Quando o tubular WDP 42 é deslocado pelo elevador 50 do sistema de suporte 100, o eixo geométrico central 45 do tubular 42 pode angularmente deslocar-se em relação ao e, assim, tornar-se desalinhado com o eixo geométrico central 105 do sistema 100. Tal desalinhamento axial pode ser produzido por movimento estridente produzido pelo elevador 50 ou pela inércia produzida pelo peso do tubular WDP 42. Portanto, a fim de permitir apropriado alinhamento angular entre o eixo geométrico central 275 do flange inferior 270 e o eixo geométrico central 45 do tubular 42, o fuso 260 é configurado para permitir desalinhamento angular entre o eixo geométrico central 275 do flange inferior 270 e o eixo geométrico central 255 do flange superior 250, que está em alinhamento com o eixo geométrico central 105 do sistema de suporte 100, como mostrado na Figura 6.

[0025] Se o eixo geométrico central 45 do tubular 42 entrar em desalinhamento com o eixo geométrico central do sistema de suporte 100, o aparelho 230 permitirá que força uniforme seja aplicada circunferencialmente entre o flange inferior 270 e o flange interno 46 do tubular 42, apesar do desalinhamento axial entre o tubular 42 e o sistema de suporte 100. Portanto, a capacidade de prover contato circunferencial uniforme entre o flange inferior 270 e o flange interno 46, especificamente o acoplador 274 do flange inferior 270 e acoplador 48 do flange interno 46 podem permitir mis preciso teste de condutividade do acoplador 48 e cabo 48a, bem como componentes elétricos associados ou parâmetros de furo de poço, no evento de desalinhamento axial entre o tubular 42 e o sistema de suporte 100. Além disso, este detalhe de alinhamento pode evitar a avaria do aparelho condutivo 230 ou do tubular WDP 42, durante teste de condutividade.

[0026] O aparelho 230 inclui adicionalmente uma pluralidade de primeiras molas ou molas superiores 268a e molas inferiores 268b configuradas para pressionar ou solicitar o eixo geométrico central 275 do flange inferior 270 em alinhamento com o eixo geométrico central 255 do flange superior 250. Especificamente, as molas superiores 268a são acopladas à tampa anular 234, de modo que seja presa pela pluralidade de pinos de orientação 256, que são configurados para estabilizar o flange superior 250. A estabilidade relativa do flange superior 250 pode ajudar a proteger contra avaria o cabo 20 acoplado ao acoplador 274 (não mostrado na Figura 5), que passa através do fuso 260 e flange superior 250, para acoplar-se com o dispositivo 22. Similarmente, as segundas molas ou molas inferiores 268b acoplam à tampa 278, que é presa por pinos de orientação 279 configurados para estabilizar o flange inferior 270. A pluralidade de molas superiores e inferiores 268 é disposta em diferentes posições circunferenciais em relação entre si. Neste arranjo, quando o eixo geométrico central 275 do flange inferior 270 torna-se desalinhado em um ângulo o com o eixo geométrico central 255 do flange superior 250, como mostrado na Figura 6, as molas circunferencialmente posicionadas particulares 268 são estiradas em relação a outras molas circunferencialmente posicionadas 268, provendo uma centralização ou força de solicitação no flange inferior 270 para entrar de volta em alinhamento com o flange superior 250. Especificamente, se rotação relativa entre o fuso 260 e o flange superior 250 ocorrer na junta esférica 262, então uma ou mais molas 268a serão estendidas quando o flange central 266 permanece em alinhamento axial com o fuso 260. A(s) mola(s) estendidas 268a produzem uma força de mola resistindo a esta extensão, pressionando o fuso 260 em direção a desalinhamento axial com o flange superior 250. Também se rotação relativa entre o fuso 260 e o fuso inferior 270 ocorrer na junta esférica 264, então uma ou mais molas 268b será estendida quando o flange central 266 permanecer em alinhamento axial com o fuso 260. A(s) mola(s) estendida(s) 268b produzem, assim, uma força de mola resistindo a esta extensão, pressionando o fuso 260 em direção ao alinhamento axial com o flange inferior 270. Esta força de centralização provida pelas molas 268 pode servir para estabilizar o alinhamento do flange inferior 270, quando a força ou pressão é aplicada entre o aparelho 230 e o tubular WDP 42, quando o flange inferior 270 do aparelho 230 está em engate físico com o flange interno 46 do tubular 42.

[0027] Com referência agora às Figuras 7A e 7B, outra modalidade de um aparelho de teste 300 é mostrada. Nesta modalidade, o aparelho 300 genericamente compreende a braçadeira 240, um primeiro flange ou flange superior 320, um fuso 330 e um flange inferior 340. Similar às modalidades ilustradas nas Figuras 5 e 6, o aparelho 300 é acoplado a um sistema de suporte (por exemplo, sistema de suporte 100) com braçadeira 240, acoplado entre o flange superior 320 e o braço 222. Nesta modalidade, o flange superior 320 inclui um receptáculo de junta esférica 322, três molas de solicitação circunferencialmente afastadas 324 (uma mostrada na Figura 7A), uma tampa de anular 326 e uma pluralidade de pinos de orientação 328. O flange inferior 340 inclui um receptáculo de junta esférica 342 e uma pluralidade de pinos de orientação 348. Embora o aparelho 300 inclua três molas de solicitação 324, outras modalidades podem incluir um maior número de molas de solicitação circunferencialmente afastadas. O fuso 330 inclui uma primeira junta esférica ou junta esférica superior 332, uma segunda junta esférica ou junta esférica inferior 334, um primeiro flange ou flange superior 336 e um segundo flange ou flange inferior 338. As juntas esféricas superior e inferior 332 e 334 permitem o desalinhamento axial entre o eixo geométrico central do flange inferior 340 e o eixo geométrico central do flange superior 320, quando o tubular (por exemplo, tubular 42) torna-se axialmente desalinhado com seu sistema se suporte associado (por exemplo, sistema de suporte 100). Especificamente, a junta esférica superior 332 é permitida rotar ou pivotar em relação ao receptáculo 322 do flange superior 320, assim permitindo desalinhamento axial entre o fuso 330 e o flange superior 320. Também a junta esférica inferior 334 é permitida rotar ou pivotar em relação ao receptáculo 342 do flange inferior 340, permitindo desalinhamento axial entre o fuso 330 e o flange inferior 340. O desalinhamento axial entre o flange superior 320 e o flange inferior 340 provê força ou pressão circunferencial igual aplicada a um condutor ou acoplador anular 341 do flange inferior 340, quando o aparelho 300 está em engate físico com um correspondente tubular.

[0028] Nesta modalidade, o flange superior 336 é disposto próximo da extremidade superior do fuso 330 e fisicamente engata na mola de solicitação 324 do flange superior 320. O flange superior 336 do fuso 330 e a mola de solicitação 324 são configurados para prover uma força de estabilização ou axialmente alinhante entre o fuso 330 e o flange superior 320. Assim, como com as molas 338a do aparelho 230, quando o fuso 330 rota em relação ao flange superior 336 na junta esférica 332 e o eixo geométrico central do fuso 330 torna-se axialmente desalinhado com o eixo geométrico central do flange superior 320, a mola 324 pressiona ou solicita o eixo geométrico central do fuso 330 para retornar para alinhamento axial com o flange superior 320. Similarmente, o flange inferior 340 também inclui uma mola de solicitação 344, que fisicamente engata no flange inferior 338 do fuso 330. O flange inferior 344 também inclui uma tampa anular 346 e uma pluralidade de pinos de orientação 348. Neste arranjo, a mola 344, tampa 346 e pinos 348 estabilizam o flange inferior 340 e pressionam ou solicita o fuso para alinhamento axial com o flange inferior 340.

[0029] Com referência agora às Figuras 8A e 8B, outra modalidade de um aparelho de teste 400 é mostrada. Nesta modalidade, o aparelho 400 genericamente compreende a braçadeira 240, um primeiro flange ou flange superior 420, um fuso 430 e um flange inferior 440. Como com o aparelho 200, o aparelho 400 é acoplado a um sistema de suporte (por exemplo, sistema de suporte 100) com a braçadeira 240 acoplado entre o flange superior 420 e o braço 222. Nesta modalidade, o flange superior 420 inclui um receptáculo de junta esférica 422, um elastômero anular 424, uma tampa anular 426 e uma pluralidade de pinos de orientação 428. O pino 430 inclui uma primeira junta esférica ou junta esférica superior 432, uma segunda junta esférica ou junta esférica inferior 434, um primeiro flange ou flange superior 436 e um segundo flange ou flange inferior 438. As juntas esféricas superior e inferior 432 e 434 permitem desalinhamento axial entre o eixo geométrico central do flange inferior 440 e o eixo geométrico central do flange superior 420. O desalinhamento axial entre o flange superior 420 e o flange inferior 440 provê igual força ou pressão circunferencial aplicada a um condutor ou acoplador anular 441.

[0030] Nesta modalidade, o flange superior 436 é disposto próximo da primeira extremidade superior 430a do fuso 430 e fisicamente engata na mola de solicitação 424 do flange superior 420. O flange superior 436 do fuso 430 e elastômero 424 são configurados para prover uma força estabilizante ou axialmente alinhante, entre o fuso 430 e o flange superior 420. Portanto, quando o fuso 430 rota em relação ao flange superior 432 e o eixo geométrico central do fuso 430 torna-se axialmente desalinhados com o eixo geométrico central do flange superior 420, o elastômero 424 pressiona ou solicita o eixo geométrico central do fuso 430 para retornar para o alinhamento axial com o flange superior 420, por meio de engate físico entre o elastômero 424 e o flange superior 432 do fuso 430 e flange superior 420, respectivamente. Similarmente, o flange inferior 440 também inclui um elastômero anular 444, que fisicamente engata com o flange inferior 438 do fuso 430. O flange inferior 440 também inclui uma tampa anular 446 e uma pluralidade de pinos de orientação 448. Neste arranjo, o elastômero 444, tampa 446 e pinos 448 estabilizam o flange inferior 440 e pressionam ou solicitam o fuso para alinhamento axial com o flange inferior 440.

[0031] Com referência agora às Figuras 9A - 9G, um sistema 520, para suportar um aparelho lubrificador e acoplador é mostrado. Ao contrário das modalidades mostradas nas Figuras 2A - 4D, nesta modalidade o sistema de suporte 520 é disposto próximo do piso de equipamento de perfuração 23 do equipamento de perfuração 22 e, assim, não é acoplado ou disposto sobre o elevador 50. Também nesta modalidade o piso 23 do equipamento de perfuração 22 inclui corrediças 28 configuradas para suportar o tubular suspenso 42. O sistema 520 geralmente inclui uma base 522 tendo um centralizador 522a, um membro de braçadeira 524, um atuador 526, uma braçadeira deslizante 528 e um sistema de manutenção 600. O membro 524 é acoplado ao equipamento de perfuração 52 próximo do piso de equipamento de perfuração 23, por meio de base 522 e adjacente ao centralizador 522a, para centralizar o tubular 42, quando está sendo deslocado para dentro ou para fora das corrediças 28 do equipamento de perfuração 22. O membro 524 provê suporte de sustentação de carga para o sistema 520, por meio de acoplamento com o equipamento de perfuração 22. Também o membro 524 permite o deslocamento vertical do sistema de manutenção 600 em relação ao equipamento de perfuração 22 e centralizador 522a, por meio de atuador 526.

[0032] O sistema 520 inclui adicionalmente um membro de montagem 534, uma braçadeira de suporte 536, um atuador 528 e um par de braços 540. Nesta modalidade, o membro de montagem 534 é diretamente acoplado ao piso de equipamento de perfuração 23 e é posicionado próximo às corrediças 28 do equipamento de perfuração 22. A braçadeira 536 é acoplada ao membro 534 e pode ser disposta em diferentes posições verticais do membro 534, dependendo das necessidades da aplicação. Os braços 540 são acoplados à braçadeira 536 e podem ser rotados em torno do membro de montagem 534, por meio de atuação do atuador 538, que pode ser energizado usando-se fontes de força pneumática, hidráulica ou outra. A força requerida pelo atuador 538 pode ser suprida pelo sistema de suprimento 26 por meio de atuador de acoplamento de cabos 538 e sistema 26. A base 522 e sistema 600 podem ser posicionados diretamente sobre as corrediças 28, por meio de braços rotativos 540, relativos ao membro 534. A rotação dos braços 540 por meio de deslocamento do atuador 538 provê o deslocamento da base 522 e sistema 600, entre uma posição parada (mostrada na Figura 9A) e uma posição estendida (mostrada nas Figuras 9B - 9D).

[0033] O atuador 526 é acoplado ao membro de braçadeira 524 e a braçadeira deslizante 528 e é configurado para verticalmente deslocar o sistema 600 usando-se atuação energizado, tal como usando-se fontes de força pneumática, hidráulica, elétrica ou outras. Similar ao atuador 538, a força requerida pelo atuador 526 pode ser suprida pelo sistema de suprimento 26, por meio do atuador de acoplamento de cabos 338 e sistema 26. Desta maneira, o sistema 600 pode ser posicionado sobre a extremidade de caixa de um tubular (por exemplo, extremidade de caixa 42a do tubular 42) e deslocado verticalmente em uníssono como tubular quando ele penetra no ou sai do furo de poço. O sistema 600 pode ser engatado como tubular dispondo- se o sistema 600 sobre a extremidade de caixa do tubular. Um comutador limite 542 (mostrado nas Figuras 9F e 9G) e um mecanismo de força de ajuste 544 pode ser usado para limitar o deslocamento da braçadeira deslizante 528 quando ele se move em direção ao centralizador 522. Assim, operações podem ser realizadas no tubular, tais como lubrificar roscas do tubular ou testar os condutores e acopladores de comunicação de tubulares WDP, quando o tubular está sendo deslocado em relação ao equipamento de perfuração 22 e furo de poço 16, o que pode reduzir o tempo não produtivo usado no processo de instalar ou desinstalar tubulares da coluna de perfuração do sistema de poço.

[0034] Um método para utilizar o sistema 520 para lubrificar e testar os condutores e acopladores de comunicação de um tubular WDP, quando ele está sendo deslocado em relação ao furo de poço 16, inclui dispor o sistema 600 sobre a extremidade de um tubular WDP por meio do sistema rotativo 600, entre a posição parada, mostrada na Figura 9A, e a posição estendida, mostrada na Figura 9B. A braçadeira deslizante 528 e o sistema 600 são então abaixados em relação ao membro de braçadeira 524, até o sistema 600 ser disposto sobre a extremidade do tubular 42. Os acopladores de tubular 42 podem então ser testados, o que pode então ser seguido por lubrificação das roscas do tubular, penetrar o tubular dentro da coluna de perfuração e ajustar o tubular com a coluna de perfuração rotando o tubular e juntar as roscas do tubular com as roscas de um tubular adjacente da coluna de perfuração. Em seguida ao ajuste, o sistema 600 pode ser deslocado para cima ao longo do membro de braçadeira 522 e os braços 540 podem ser rotados de volta para dentro da posição parada, para prover acesso à área circundando as corrediças 28. Outro método para utilizar o sistema 520 pode incluir separar dois tubulares WDP e então testar a condutividade da extremidade recentemente exposta de um tubular quando está sendo deslocada para cima através do centralizador 532.

[0035] Com referência às Figuras 10A e 10B, outra modalidade de um sistema 550, para suportar o acoplador e sistema de manutenção 600, é mostrada. Nesta modalidade, uma braçadeira de suporte 522 é acoplado a um membro de montagem 534 e pode ser disposto em variáveis posições verticais 534, dependendo das necessidades da aplicação. Um conjunto de braços pivotantes 553 é acoplado à braçadeira 552 e à braçadeira deslizante 528 e é configurado para posicionar o sistema 600, tanto vertical como lateralmente em relação ao tubular 42 e corrediças 28, por meio da articulação dos braços 552 e rotação dos braços 553, usando-se o atuador 538. Um estabilizador 555 é acoplado entre cada par de braços 553, para permitir que os braços se estendam totalmente para dentro da posição estendida. Em várias modalidades, o sistema de manutenção 600 pode compreender um testador de condutividade, para testar a condutividade do acoplador 48 e cabo 48a do tubular 42, um limpador para lubrificar roscas 46 do tubular 42 e um lubrificador para lubrificar as roscas 46. Além disso, o sistema de manutenção 600 pode ser uma combinação compreendendo um ou mais de um testador de condutividade, um limpador de rosca e um lubrificador de rosca.

[0036] Com referência agora às Figuras 11A - 11C, uma base 560 pode ser usada em sistemas de suporte 520 e 550 em lugar da base descrita anteriormente 522. Especificamente, a base 560 pode ser acoplada a um par de braços (tais como braços 540 do sistema 520 ou braços 553 do sistema 550) e deslocada entre uma posição parada e uma posição estendida. Alternativamente, a base 560 pode ser acoplada ao piso de equipamento de perfuração, 23 em uma posição adjacente às corrediças 28. A base 560 inclui uma articulação rotativa 562, que é acoplada tanto ao sistema 600 e a um guia de penetração 564. A rotação da articulação 562 transiciona a base 500 entre uma posição parada (mostrada na Figura 11A), onde o guia de penetração 564, disposto sobre as corrediças 28 (mostradas na Figura 11B), e uma posição estendida, em que o sistema 300 é disposto sobre as corrediças 28 e tubular 42 (mostrado na Figura 11C). A rotação da articulação 562 pode ser controlada e energizada usando-se meio pneumático, hidráulico, elétrico ou outros. Por exemplo, a energia requerida para rotar a articulação 562 pode ser suprida pelo sistema de suprimento 26 por meio de cabos conectando o atuador 562 com o sistema 26.

[0037] Com referência agora à Figura 12, uma modalidade de um sistema de manutenção 600 é mostrada. Nesta modalidade, o sistema 600 genericamente inclui um tambor externo 602, um tambor perfurado 604 disposto em torno do fuso 605, um flange de teste 606 tendo um acoplador comunicativo de teste 606a, um motor de ar 608, um suprimento de ar 610, um condutor elétrico 612 e um suprimento de lubrificante 614. O teste dos acopladores de tubular 42 pode ser realizado contatando-se fisicamente o acoplador 606a do sistema 600 com um acoplador do tubular 42. Assim, um teste dos acopladores do tubular 42 pode ser realizado sem rosquear qualquer componente dentro da extremidade de caixa do tubular 42, o que pode aumentar a confiabilidade e tempo requerido para realizar a operação de teste. Por exemplo, o acoplador sem rosca 606a não é susceptível a problemas com roscas travando ou outros problemas que podem tornar difícil prover o grau de engate físico requerido para realizar um teste de condutividade. Em seguida ao teste de condutividade, as roscas da extremidade de caixa do tubular 42 podem ser lubrificadas usando-se o sistema 600 antes de serem ajustadas com um tubular adjacente. As roscas de tubular 42 podem ser lubrificadas por meio do fornecimento de lubrificante, usando-se o suprimento 614 para o tambor perfurado 604, usando-se motor de ar 608 e suprimento de ar 610. O tambor 604 pode ser rotado dentro da extremidade de caixa do tubular 42, a fim de utilizar-se a força centrípeta para ejetar o lubrificante disposto dentro do tambor 604 uniformemente ao longo das roscas do tubular 42. Em seguida à lubrificação das roscas do tubular 42, o sistema 600 pode ser verticalmente deslocado em relação 42 para permitir o ajuste do tubular 42, como descrito anteriormente com referência aos sistemas 520 e 550.

[0038] Com referência agora às Figuras 13A e 13B, uma modalidade de um aparelho 620 para limpeza, condutivamente testando e lubrificando um tubular, é mostrada. O aparelho 620 genericamente inclui muitos dos mesmos componentes do aparelho 600 mostrado na Figura 12, porém inclui adicionalmente um limpador rotativo 622 tendo um suprimento de ar pressurizado 624. Antes de realizar o teste de condutividade do acoplador de tubular de extremidade de caixa, a superfície externa do flange alojando o acoplador pode ser limpado por meio de limpador 622, a fim de prover engate físico mais íntimo entre o flange de teste 606a e o tubular 42. O suprimento de ar 610, usado para rotar o tambor perfurado 604, pode ser usado para também rotar o limpador 622. O ar usado para rotar o limpador 622 pode também ser ejetado pelo limpador 622 em uma trajetória direcionada para o flange 47 do tubular 42, a fim de limpar a superfície externa soprando para longe e detritos ou outros materiais dispostos sobre o flange. Em seguida à limpeza, um teste condutivo e lubrificação das roscas 46 na extremidade de caixa 48a podem seguir-se, portanto, como descrito anteriormente com respeito ao aparelho 600.

[0039] Com referência agora à Figura 14A, uma modalidade 630 de um aparelho para limpar e realizar teste condutivo de um tubular é mostrada. Similar ao aparelho 620, o aparelho 630 genericamente inclui suprimento de ar 610, flange de teste 606 com acoplador 606a e limpador 622. Entretanto, ao contrário do aparelho 620, o aparelho 630 inclui um tambor modificado 632 e não inclui um tambor perfurado (tal como o tambor 604) ou outro meio para lubrificar roscas 46 em cada extremidade do tubular 42. Em vez disso, o aparelho 630 é somente configurado para limpar o flange interno (por exemplo, o flange 47) do tubular 42. Portanto, nesta modalidade, o condutor elétrico 612 pode não necessitar ser disposto dentro da tubulação de aço ou dirigido para dentro de uma passagem central do aparelho 670.

[0040] Com referência agora à Figura 14B, outra modalidade 640, de um aparelho para limpar e realizar teste condutivo de um tubular, é mostrada. O aparelho 640 é configurado similarmente com respeito ao aparelho 630. Entretanto, o aparelho, porém, inclui um limpador de água 642 e um suprimento de água associado, em lugar do limpador de ar 622 do aparelho 630. Nesta modalidade, água pressurizada flui para dentro do aparelho 640 por meio do suprimento de água 644. O limpador 642 é configurado de modo que a água pressurizada entrando atua tanto para rotar o limpador 642 como descarregar correntes de água pressurizada em uma trajetória dirigida para o flange interno (por exemplo, flange 47) do tubular 42 alojando o acoplador. Também as Figuras 14A e 14B demonstram que o fio 612 pode deslocar-se através do ou adjacente ao fuso 605.

[0041] Com referência às Figuras 15A - 15G, as modalidades dos testadores se condutividade ou aparelhos de teste são mostradas. Os testadores de condutividade mostrados nas Figuras 15A - 15G são configurados para permitir que o teste do acoplador 48 e fio 48a, sem necessitar rosqueadamente engatar no próprio tubular 48, tal como empregando as roscas 46. Assim, as roscas 46 do tubular 48 não necessitam ser limpas e lubrificadas a fim de que o acoplador 48 e fio 48a serem testados quanto à condutividade. Os testadores das Figuras 15A - 15G podem ser operados no local de poço 10 ou em outro local remoto do local de poço 10. Também o tubular 48 pode ser disposto nas posições vertical ou horizontal, quando testados quanto à condutividade. Além disso, as modalidades dos testadores de condutividade ilustrados nas Figuras 15A - 15G incluem detalhes e componentes comuns e, assim, tais detalhes e componentes comuns são rotulados similarmente.

[0042] Na modalidade mostrada na Figura 15A, um testador 650 para condutivamente testar uma extremidade de pino 42b do tubular 42 geralmente inclui um conjunto de travamento 652, uma alavanca de travamento 654, um flange de teste 656 tendo um acoplador comunicativo 656a e uma conexão de fio de medição 656b, uma alavanca impulsora 658, um limitador de torque 660 e um fuso 662. O conjunto de travamento 652 geralmente compreende um primeiro flange superior 652a, um flange inferior 652b e um membro de engate 652c disposto entre os flanges superior e inferior 652a e 652b, respectivamente. O flange inferior 652b é acoplado à alavanca de travamento 654 por meio do fuso 662, que se estende entre a alavanca 654 e o flange inferior 652b. Assim, o flange inferior 652b pode ser deslocado axialmente ao longo do eixo geométrico central 45 do tubular 42 por rotação da alavanca 654. A força axial pode ser aplicada para testar o flange 656 por meio de rotação da alavanca impulsora 658, que é acoplada ao limitador de torque 660. O limitador 660 é acoplado ao fuso 662 e o engate roscado entre o limitador de torque 660 e o fuso 662 produz uma força axial em um mancal 659, que transmite a força axial para o flange de teste 656.

[0043] O testador 650 também compreende um primeiro ou superior pino 653, que acopla o flange de teste 656 ao flange superior 652a do conjunto de travamento 652. O pino superior 653 permite movimento axial relativo entre o conjunto de travamento 652 do flange 656, porém forçadamente atua contra a articulação do flange superior 652 em torno do fuso 662 por meio da mola 653a. Por exemplo, o engate entre o flange 652a e o membro de engate 652c pode produzir um torque no flange 652a, pressionando a articulação do flange superior 652a, onde uma extremidade circunferencial do flange 652a é pressionada em direção ao flange de teste 656. Em razão de o pino 653 ser deslocado do eixo geométrico central do fuso 652 e flange 652a, a força pivotante provida pelo engate entre o flange 652a e o membro 652c é resistida por uma força pivotante provida pela mola 653a. O testador 650 inclui adicionalmente uma mola inferior 655 acoplada ao flange inferior 652b, que provê um batente ou distância axial mínima entre o flange superior 562a e o flange inferior 652b. Quando o flange inferior 652b é deslocado em direção ao flange superior 652a, em uma predeterminada distância mínima, o pino inferior 655 engatará no flange superior 652a, evitando qualquer adicional deslocamento axial do flange inferior 652b.

[0044] O acoplador 650 é travado em posição próxima da extremidade de pino do tubular 42, empregando-se o conjunto de travamento 652 e alavanca de travamento 654. Especificamente, uma vez o acoplador 650 tenha sido apropriadamente posicionado, a alavanca de travamento 654 pode ser rotada, provocando deslocamento vertical da unidade de travamento 652 em relação à alavanca 654, que forçosamente engata em uma parte externa do conjunto 652 contra uma superfície interna de tubular 42. Uma vez travada em posição usando-se o conjunto de travamento 652, o flange de teste 656 pode ser pressionado contra um correspondente flange do tubular 42, empregando-se a alavanca impulsora 658. A rotação da alavanca impulsora 658 resulta em uma força sobre o flange 656 na direção do flange do tubular 42. A força máxima aplicada ao flange 656 e, assim, provida à bobina 656a do flange 656 pode ser limitada por meio do limitador de torque 660. Nesta modalidade, o limitador de torque 660 inclui uma unidade de embreagem (não mostrada), que limita o grau máximo de torque aplicável à alavanca impulsora 660, que, por sua vez, limita a força máxima aplicável ao flange de teste 656 na direção do tubular 42. Assim, o limitador de torque 660 pode ser ajustado a um predeterminado ajuste, que corresponde a um predeterminado nível de força desejada entre o acoplador 656a e o acoplador disposto na extremidade de pino do tubular 42. A capacidade de engatar rosqueadamente o flange 565 no tubular 42 e provê um predeterminado ajuste de torque máximo pode aumentar a confiabilidade de um teste condutivo, realizado empregando-se o acoplador 650 sobre o tubular 42.

[0045] As figuras 15B - 15D ilustram modalidades de acopladores 665, 670 e 675, respectivamente, para realizar um teste condutivo de acopladores dispostos na extremidade de pino do tubular 42. O acoplador 665 inclui um flange de teste modificado 666, tendo um acoplador comunicativo 666a e um condutor 666b. Os acopladores 670 e 675 incluem flanges 672 e 676, respectivamente. Os flanges 666, 672 e 676 dos acopladores 665, 670 e 675, respectivamente, podem ser preferíveis, dependendo da aplicação particular. Por exemplo, o flange 666 é configurado para engate com a extremidade de caixa 4a do tubular 42, enquanto os flanges 672 e 676 são configurados para engate com a extremidade de pino 42b do tubular 42.

[0046] As Figuras 15E - 15G ilustram outra modalidade de um testador de condutividade 680, que inclui um limitador de torque baseado em mola. Nesta modalidade, em vez do limitador de torque 660, o testador 680 utiliza limitador de torque baseado em mola 682, que geralmente compreende um mandril interno 684 tendo uma abertura radial 684a, um mandril externo686 tendo uma pluralidade de aberturas circunferencialmente afastadas 685a, e uma cavilha oca 688, tendo uma mola 690 e uma esfera 692 disposta nele. A cavilha oca 688 estende-se para dentro de e é rosqueadamente acoplada a uma das aberturas 686a. Uma cavidade 688a estende-se para dentro da cavilha 688 e é definida por uma superfície interna 688b, tendo uma extremidade ou superfície superior 688c. A mola 690 estende-se para dentro da cavidade 688a, engatando-se na superfície superior 688c ou cavilha 688 e na superfície externa da esfera 692. A esfera 692 é configurada para ajustar-se parcialmente dentro da abertura radial 684a do mandril interno 684. Assim, quando o torque aplicado no limitador 682 não excedeu um predeterminado limiar, a esfera 692 é pressionada pela mola 690 em direção ao mandril interno 684, de modo que uma parte da esfera 692 é disposta dentro da abertura 684a do mandril 684.

[0047] Uma ou mais alavancas impulsoras 658 são dispostas nas aberturas 686a do mandril externo 685. Assim, torque é aplicado no mandril externo 686 por meio de rotação da alavanca impulsora 658. O torque aplicado ao mandril 686 é transmitido para o mandril interno 684 através da esfera 692, por meio de engate entre a superfície interna 688b da cavilha 688 e a esfera 692, e engate entre a esfera 692 e uma superfície interna da abertura 684a do mandril interno 684. O mandril interno 684 é rosqueadamente acoplado ao fuso 692 e, assim, quando o mandril é rotado, força axial adicional é aplicada ao mancal 659 e flange de teste 656. Força axial adicional aplicada ao mancal 659 requer, por sua vez, que torque adicional seja aplicado à alavanca impulsora 658.

[0048] Quando o grau de torque aplicado à alavanca impulsora 658 aumenta, o grau de força é aplicado à esfera 692 pela superfície interna 688b da cavilha 688 e a superfície interna da abertura radial 684a. Entretanto, embora a força aplicada à esfera 692 pela superfície interna 688b seja perpendicular ao eixo geométrico central da cavilha 688, a força aplicada à esfera 692 pela abertura 684a é em um ângulo relativo ao eixo geométrico central da cavilha 688. Assim, um componente ascendente da força aplicada à esfera 692 pela abertura 684a do mandril interno 684 é dirigida para a superfície superior 688c da cavidade 688a da cavilha 688. Este componente ascendente resiste à força axial descendente provida pela mola 690 contra a esfera 692. Uma vez o grau de torque provido pela alavanca impulsora 688 exceda um limiar predeterminado, o grau de força ascendente provido pela abertura 684a do mandril 684 excede o grau de força descendente provido pela mola 690, fazendo com que a esfera 692 desloque-se para cima em direção à superfície superior 688c da cavidade 688a. Uma vez a esfera 692 tenha sido deslocada para cima em direção à superfície superior 688c, o torque pode ser transmitido entre o mandril superior 686 e o mandril inferior 684. Além disso, o predeterminado limite de torque pode ser configurado variando-se a velocidade de mola da mola 690. Por exemplo, uma mola 690, tendo uma velocidade de mola relativamente baixa (isto é, uma que requeira mais força axial para comprimir) permitirá a aplicação de um maior grau de torque do mandril inferior 684.

[0049] Embora modalidades preferidas tenham sido mostradas e descritas, suas modificações podem ser feitas por uma pessoa versada na técnica sem desvio do escopo ou ensinamentos aqui. As modalidades descritas aqui são exemplares somente e não são limitantes. Muitas variações e modificações dos sistemas, aparelho e processos descritos aqui são possíveis e estão dentro do escopo da descrição. Por conseguinte, o escopo de proteção não é limitado às modalidades descritas aqui, porém é somente limitado pelas reivindicações que seguem, cujo escopo incluirá todos os equivalentes do assunto das reivindicações. A menos que expressamente citado de outro modo, as etapas de uma reivindicação do método podem ser realizadas em qualquer ordem. A recitação dos identificadores, tais como (a), (b) ou (1), (2), (3), antes das etapas de uma reivindicação do método, não é destinada a especificar e não especifica uma ordem particular para as etapas, porém, sem dúvida, é usada para simplificar a subsequente referência a tais etapas.

Claims (15)

1. Sistema de local de poço (10), compreendendo: um equipamento de perfuração (22); um elevador (50) acoplado ao equipamento de perfuração (22), o elevador (50) configurado para suportar um tubular (42); caracterizado por: um sistema de suporte (200) disposto sobre o equipamento de perfuração (22), compreendendo: um alojamento (182) acoplado ao equipamento de perfuração (22); um membro de braçadeira (204) pivotadamente acoplado ao alojamento (182) e configurado para ser móvel com relação ao tubular (42) entre uma posição estacionada e uma posição estendida; um braço atuável (208) acoplado ao membro de braçadeira (204) e configurado para ser móvel ao longo de um eixo geométrico do membro de braçadeira (204); um sistema de manutenção (202) acoplado ao braço atuável (208), em que o sistema de manutenção (202) é configurado para engatar rosqueadamente o tubular (42).

2. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento (182) é acoplado ao elevador (50).

3. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o sistema de manutenção (202) compreende pelo menos um de um testador de condutividade (230), um lubrificante (210) e um limpador de rosca.

4. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o sistema de manutenção (600) compreende uma ferramenta de combinação configurada para testar a condutividade de um acoplador (48) comunicativo de um tubular (42), limpar as roscas (46) do tubular (42) e lubrificar as roscas (46) do tubular (42).

5. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o membro de braçadeira (204) é configurado para pivotar em alinhamento com um eixo geométrico central (45) do tubular (42).

6. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um membro de montagem (534) acoplado ao piso (23) do equipamento de perfuração (22); uma base (522) compreendendo um centralizador (522a) configurado para acoplar com o membro tubular (42); e um braço atuável (540) acoplando o membro de montagem (534) à base (522), em que o braço atuável (540) é configurado para mover a base (522) de uma posição retraída e uma posição estendida; em que o centralizador (522a) contata o tubular (42) quando a base (522) está na posição estendida em que a base (522) é acoplada ao alojamento (524) do sistema de suporte (200).

7. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de manutenção compreende: um primeiro flange (250) tendo um eixo geométrico central (255); um segundo flange (270) tendo um eixo geométrico central (275), em que o segundo flange (270) é configurado para engatar um flange (46) do tubular (42); e um fuso (260) incluindo uma primeira extremidade (262) e uma segunda extremidade (265) e estendendo-se entre o primeiro flange (250) e o segundo flange (270), em que a primeira extremidade (262) é pivotável no primeiro flange (250) e a segunda extremidade (265) é pivotável no segundo flange (270), de modo que o eixo geométrico central do segundo flange (270) permanece em alinhamento axial com um eixo geométrico central do tubular (42), quando o eixo geométrico central do tubular (42) está axialmente desalinhado com o eixo geométrico central do primeiro flange (250).

8. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o fuso (260) compreende uma primeira junta esférica (262) na primeira extremidade do fuso (260) e uma segunda junta esférica (264) na segunda extremidade (265) do fuso (260), e em que o fuso (260) acopla com o primeiro flange (250) na primeira junta esférica (262) e acopla ao segundo flange (270) na segunda junta esférica (264).

9. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende: uma tampa anular superior (426) acoplada a uma extremidade superior (432) do fuso (430) e uma tampa anular inferior (434) acoplada a uma extremidade inferior (434) do fuso (430); e um elastômero superior (424) disposto entre a tampa anular superior (426) e o primeiro flange e um elastômero inferior (444) disposto entre a tampa anular inferior (434) e o segundo flange; em que os elastômeros (424, 444) são configurados para solicitar o segundo flange (270) para dentro de um alinhamento axial com o eixo geométrico central do tubular (42).

10. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um flange central (266) estendendo-se radialmente do fuso (260) e disposto entre o primeiro flange (250) e o segundo flange (270); e uma pluralidade de molas superiores (268a) acopladas entre o primeiro flange (250) e o flange central (266), e uma pluralidade de molas inferiores (268b) acopladas entre o flange central (266) e o segundo flange (270); em que as molas (268a, 268b) são configuradas para solicitar o segundo flange (270) para alinhamento axial com o eixo geométrico central do tubular (42).

11. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de manutenção (600) compreende um testador de condutividade (650) compreendendo: um conjunto de travamento (652) configurado para travar o testador de condutividade (650) no tubular (42) por engate de uma superfície interna do tubular (42); um flange (656) acoplado ao conjunto de travamento (652) e configurado para engatar um flange do tubular (42); uma alavanca impulsora (658) acoplada ao flange, em que a aplicação do torque à alavanca (658) produz uma força axial no flange.

12. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o testador de condutividade (650) compreende adicionalmente um limitador de torque (660) acoplado entre o flange (656) e a alavanca impulsora (658), em que o limitador de torque (660) é configurado para evitar a transmissão de força entre a alavanca impulsora (658) e o flange (656), quando um predeterminado limiar de torque é aplicado à alavanca impulsora (658).

13. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o conjunto de travamento do testador de condutividade (650) compreende: um membro de engate (652c) disposto axialmente entre um flange superior (652a) e um flange inferior (652b); e um fuso (662) acoplado ao flange inferior (652b), estendendo-se axialmente através do membro de engate (652c) e o flange superior (652a), e acoplado a uma alavanca de travamento (654); em que a alavanca de travamento (654) é configurada para produzir uma força axial sobre o flange inferior (652b) quando um torque é aplicado à alavanca de travamento (654); em que o flange inferior (652b) é configurado para aplicar uma força radial sobre o membro de engate (652c) em resposta a uma força axial aplicada ao flange inferior (652b) a partir alavanca de travamento (654).

14. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o limitador de torque do testador de condutividade (650) compreende: um mandril interno (684) compreendendo uma abertura estendendo-se radialmente (684a); um mandril externo (686) disposto em torno do mandril interno (684) e compreendendo uma pluralidade de aberturas estendendo-se radialmente (686a); uma cavilha (688) estendendo-se para dentro de uma abertura radial do mandril externo (686) e compreendendo uma cavidade interna (688a); uma mola (690) disposta na cavidade (688a) da cavilha (688); e uma esfera (692) disposta na cavidade (688a) da cavilha (688) e em engate com a mola (690), em que a esfera (692) é configurada para estender-se parcialmente para dentro da abertura radial (684a) do mandril interno (684); em que o torque aplicado ao mandril externo (686) é transmitido para o mandril interno (684) através da esfera (692).

15. Sistema de local de poço (10) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o flange (656) do testador de condutividade (650) compreende um acoplador magnético (656a) configurado para engatar um acoplador magnético (48) do tubular (42).

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