BR112015026719B1

BR112015026719B1 - Conjunto de cabeça para um cabo, sistema de fundo de poço, e método para conectar um cabo com uma ferramenta

Info

Publication number: BR112015026719B1
Application number: BR112015026719-0A
Authority: BR
Inventors: Joseph Varkey; Vadim Protasov; Harold S. Bissonnette
Original assignee: Schlumberger Technology B. V.
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2021-11-16
Also published as: MX2015014998A; GB201516014D0; NO346487B1; CA2907922A1; CA2907922C; GB2530178A; BR112015026719A2; GB2530178B; US20160060967A1; US10689916B2; NO20151204A1; WO2014179447A1

Abstract

conjunto de cabeça por um cabo, sistema de fundo de poço, e método para conectar um cabo com uma ferramenta. um aparelho ou sistema compreendendo, ou um método utilizando, um conjunto de cabeça estanque à pressão acoplando um cabo de aço com múltiplos condutores operáveis para operações de fundo de poço dentro de um poço se estendendo para uma formação subterrânea. o conjunto de cabeça compreende: um acessório de cabeça superior; um acessório de cabeça inferior; um conjunto de vedação de compressão superior; um cone pegador; e um soquete de cabo. o conjunto de vedação de compressão superior é enroscado e/ou de outra forma acoplado ao acessório de cabeça superior de um modo fazendo com que o cone pegador aperte sobre a jaqueta de cabo.

Description

ANTECEDENTES

[0001] Cabos de aço existentes são frequentemente terminados em um soquete de cabo dentro da cabeça da ferramenta do conjunto de ferramenta de fundo de poço. As camadas de elementos de resistência no soquete de cabo podem ser encravadas no lugar por meio de uma série de cones concêntricos. O núcleo de cabo passa através do centro do soquete de cabo e os fios condutores são separados e conectados a fios condutores dentro da ferramenta de fundo de poço. Vedação insuficiente pode permitir que fluidos e gases de poço pressurizados entrem em contato com as extremidades dos fios de armadura e das conexões de fiação. Tais fluidos pressurizados podem se deslocar ao longo de condutores e elementos de resistência, talvez causando danos, como descrito acima.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0002] A FIG. 1 representa um conjunto de cabeça de exemplo.

[0003] A FIG. 2 representa um acessório de cabeçainferior de exemplo.

[0004] A FIG. 3 representa um conjunto de tubo dealimentação direta de exemplo.

[0005] A FIG. 4 representa um exemplo de um acessório de cabeça superior.

[0006] A FIG. 5A representa um conjunto de vedação de compressão superior de exemplo.

[0007] A FIG. 5B representa o conjunto de vedação de compressão superior de exemplo numa configuração pré- montada.

[0008] A FIG. 6 representa um cone pegador de exemplo.

[0009] A FIG. 7 representa um acessório de cabeçasuperior de exemplo.

[00010] A FIG. 8 representa um conjunto de cabeça deexemplo.

[00011] A FIG. 9 representa uma vista explodida doconjunto de cabeça da FIG. 8.

[00012] A FIG. 10 representa uma vedação de pressão.

[00013] A FIG. 11 representa um conjunto de cabeçade exemplo.

[00014] A FIG. 12 representa uma vista explodida doconjunto de cabeça da FIG. 11.

[00015] A FIG. 13 representa uma implementação deexemplo utilizando um cabo com uma terminação de vedação durante tratoramento.

[00016] A FIG. 14 representa uma implementação de exemplo utilizando um cabo com uma terminação de vedação.

[00017] A FIG. 15 representa uma implementação para intervenção submarina.

[00018] A FIG. 16 representa uma implementação de exemplo utilizando um cabo com uma terminação de vedação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00019] Alguns exemplos são mostrados nas figuras acima identificadas e descritos em detalhes abaixo. Ao descrever estes exemplos, números de referência similares ou idênticos são usados para identificar elementos comuns ou semelhantes. As figuras não estão necessariamente em escala e certas características e certas vistas das figuras podem ser mostradas exageradas em escala ou em esquemático para clareza e/ou concisão.

[00020] A FIG. 1 representa um conjunto de cabeça de exemplo. O conjunto de cabeça 100 inclui um acessório de cabeça superior 140. Um acessório de cabeça inferior 160 está localizado dentro do acessório de cabeça superior 140. Um soquete de cabo 130 está localizado no acessório de cabeça inferior 160. Um cone pegador está conectado com o acessório de cabeça superior 140 e um conjunto de vedação de compressão superior 110 está conectado com o cone pegador 120.

[00021] A FIG. 2 representa um acessório de cabeça inferior. A FIG. 3 representa um conjunto de tubo de alimentação direta de exemplo. Fazendo referência às FIGS. 2 e 3, o acessório de cabeça inferior 160 tem vedações 240 localizadas em torno do mesmo. O acessório de cabeça inferior 160 também tem tubos de alimentação direta 230 localizados no mesmo. Os tubos de alimentação direta 230 podem ser operativamente alinhados com uma câmara de ruptura 220. Uma fenda 210 para receber operativamente uma característica de retenção, tal como um grampo, é formada no acessório de cabeça inferior 160 e um soquete de cabo é adjacente à fenda 210.

[00022] A FIG. 4 representa um exemplo de um acessório de cabeça superior. O acessório de cabeça superior 140 está configurado para receber pelo menos uma porção do acessório de cabeça inferior. O acessório de cabeça superior pode ser enroscado, preso, ou de outra forma conectado com o acessório de cabeça inferior.

[00023] A FIG. 5A representa um conjunto de vedação de compressão superior de exemplo. A FIG. 5B representa o conjunto de vedação de compressão superior de exemplo numa configuração pré-montada. O conjunto de vedação de compressão superior 110 inclui um primeiro elemento 510. O primeiro elemento 510 pode ser conectado com o acessório de cabeça superior. O primeiro elemento 510 pode enroscar ou de outro modo ser preso ao acessório de cabeça superior. O primeiro elemento 510 pode ter uma forma interna configurada para receber elementos de compressão 520. O segundo elemento 530 também pode ter uma forma interna para receber os elementos de compressão 520.

[00024] A porca de compressão 540 pode ser conectada ao primeiro elemento 510. A porca de compressão 540 pode comprimir os elementos de compressão 520 quando ela é apertada sobre o primeiro elemento 510.

[00025] A FIG. 6 representa um cone pegador de exemplo. O cone pegador 610 pode ter uma base e uma extremidade cônica 620. A extremidade cônica 620 pode ter fendas para permitir que o cone pegador feche sobre um cabo quando o cone pegador for apertado no lugar. O cone pegador tem dentes de pequenos ângulos para reter um cabo no lugar.

[00026] A FIG. 7 representa um acessório de cabeça superior. O acessório de cabeça superior 140 pode ter uma área 720 para fixar com o cone pegador e área 710 para fixar com o conjunto de vedação de compressão superior.

[00027] A FIG. 8 representa um conjunto de cabeça de exemplo. A FIG. 9 representa uma vista explodida do conjunto de cabeça da FIG. 8. Com referência às FIGS. 8 e 9, o conjunto de cabeça 800 inclui um pescoço de pescaria 810, uma bucha de engaxetamento superior 840, uma ferramenta de compressão 810, uma bucha de engaxetamento inferior 810, soquete de cabo 130, a câmara de ruptura 220, um pistão 820 e um orifício de enchimento 830. A câmara de ruptura 220 pode ser preenchida com material de enchimento. O material de enchimento pode ser óleo, líquido, graxa ou fluido. O material de enchimento pode ser fornecido para a câmara de ruptura usando o orifício de enchimento 830.

[00028] O material de enchimento pode expandir quando na presença de temperaturas de fundo de poço elevadas. A pressão resultante do material de enchimento em expansão arrastado dentro da câmara de ruptura 220 pode danificar os condutores e/ou outros componentes de um cabo. O pistão 820 pode ser usado para compensar a pressão de expansão.

[00029] Por exemplo, o cabo pode ser terminado no soquete de cabo 130 e a fiação pode ser completada na câmara de ruptura. A ferramenta de compressão 820 localizada entre as buchas de engaxetamento superiores e inferiores 840 e 810 na extremidade furo acima do soquete de cabo 130 pode proporcionar uma vedação de alta pressão na extremidade furo acima da câmara de ruptura 220. Depois de o conjunto de cabeça ser montado, a câmara de ruptura 220 é preenchida com o material de enchimento (por exemplo, óleo, graxa e/ou quaisquer outros materiais) via o orifício de enchimento 830. O orifício de enchimento pode, então, ser vedado com um bujão e/ou outros meios.

[00030] À medida que o conjunto de cabeça 800 é exposto a pressões de fundo de poço elevadas, o material de enchimento em expansão na câmara de ruptura 220 pode empurrar, forçar e/ou de outra forma impelir o pistão 820 para longe da câmara de ruptura 220. Tal movimento do pistão 820 pode, assim, aliviar a pressão se acumulando dentro da câmara de ruptura. À medida que a temperatura diminui posteriormente, a pressão do poço pode igualmente impelir o pistão de volta para a câmara de ruptura. O pistão pode, assim, também ajudar na prevenção de contaminação cruzada de fluidos de poços para a câmara de ruptura, o que pode de outra forma danificar os condutores e/ou outros componentes na mesma. O acessório de cabeça inferior pode também compreender batentes operáveis para limitar o deslocamento do pistão.

[00031] A FIG. 10 representa uma vedação de pressão. A vedação de pressão 910 pode ser uma vedação de uma via que permite fluxo em uma via, mas impede fluxo numa segunda direção. A vedação de pressão 910 pode ser localizada num alojamento 930. Vedações no alojamento 930 ou em torno da vedação 910 podem impedir movimento da vedação 910. O alojamento 930 pode ter canais 940 numa face furo acima.

[00032] A FIG. 11 representa um conjunto de cabeça de exemplo. A FIG. 12 representa uma vista explodida do conjunto de cabeça da FIG. 11. O conjunto de cabeça inclui o pescoço de pescaria 810, a bucha de engaxetamento superior 840, o alojamento 930 com a vedação de pressão 930, uma bucha de engaxetamento inferior 810, o soquete de cabo 130, a câmara de ruptura 220, um orifício de enchimento 830 e o acessório de cabeça inferior 160.

[00033] Os canais no alojamento 930 podem proporcionar um caminho de fluxo para fluido que sai da câmara de ruptura e a vedação pode permitir que o fluido flua para fora da câmara de ruptura. A vedação pode evitar outro fluido de entrar na câmara de ruptura.

[00034] Com referência agora à FIG. 13, um cabo tendo uma terminação de vedação de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação é indicado geralmente em 1400. A FIG. 13 representa uma implementação de exemplo utilizando um cabo com uma terminação de vedação durante tratoramento, na qual um trator 1402 está fixado à extremidade do cabo 1400, quando implantado em um furo de poço 1404, o qual pode ter uma ou mais seções de furo de poço verticais, horizontais, desviadas, em pata de cão e/ou multilaterais.

[00035] Com referência agora à FIG. 14, um cabo tendo uma terminação de vedação de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação é indicado geralmente em 1500. Muitas plataformas offshore utilizam um meio de suportar o equipamento de cabeça de poço 1502 quando realizando uma operação de cabo de aço sem a utilização da torre de perfuração (não mostrada). Um guindaste 1504 pode ser uma maneira de fazer isso. Podem também ou, alternativamente, ser utilizadas uma unidade de mastro ou outra torre temporária (não mostrada). Uma sonda de cabo de aço padrão offshore pode utilizar um guindaste 1504 ou unidade de mastro móvel (não mostrada) para suportar tanto a polia superior quanto o próprio equipamento de pressão. Um conjunto de engaxetamento 1506 pode utilizar uma polia superior 1508 montada no próprio equipamento de cabeça de poço 1510 no topo do lubrificador 1512.

[00036] Com referência agora à FIG. 15, um cabo tendo uma terminação de vedação de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção é indicado geralmente em 1700. A FIG. 19 representa uma implementação para intervenção submarina. Um sistema lubrificador pode ser abaixado para a cabeça de poço submarina 1702 utilizando injeção de graxa em tubos de fluxo para estabelecer uma vedação de pressão dinâmica (caixa de engaxetamento 1710), com o cabo retornando através da água aberta de volta para a superfície da embarcação de intervenção (não mostrada) ou a sonda/plataforma 1704. Para aplicações de águas rasas, o sistema de injeção de graxa, incluindo o tanque de graxa, pode ser instalado na embarcação ou sonda/plataforma 1704 e a graxa pressurizada pode ser transportada para a cabeça de graxa no leito do mar 1706 através de um umbilical de controle (não mostrado) ou através de uma mangueira dedicada (não mostrada). Para operações de intervenção com um lubrificador submarino em águas profundas, o sistema de injeção 1708 pode ser colocado submarino.

[00037] Com referência agora à FIG. 16, um cabo tendo uma terminação de vedação de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação é indicado geralmente em 1800. O cabo 1800 pode ser utilizado em combinação com um sistema de guia complacente enrolável 1802. Uma vedação dinâmica tipo engaxetamento pode ser recuperável através do guia complacente 1802.

[00038] Outras implementações dentro do escopo da presente divulgação podem perfilar com um cabo que tendo uma terminação vedada como descrita acima, enquanto é injetado um fluido no poço.

Claims

1. CONJUNTO DE CABEÇA PARA UM CABO caracterizado por compreender:um acessório de cabeça superior (140);um acessório de cabeça inferior (160) disposto dentro do acessório de cabeça superior (140), em que uma câmara de ruptura (220) está localizada no acessório de cabeça inferior (160) e preenchida com um fluido, e em que um soquete de cabo (130) está localizado na câmara de ruptura (220), em que a câmara de ruptura (220) está em comunicação fluida com um caminho de fluxo, e em que o caminho de fluxo compreende um pistão (820), o pistão (820) disposto no acessório de cabeça inferior (160);um conjunto de vedação de compressão superior (110);um cone pegador;em que o fluido na câmara de ruptura (220) impele o pistão (820) para uma posição expandida longe da câmara de ruptura (220) em resposta a um aumento na pressão de fundo de poço.

2. Conjunto de cabeça, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de vedação de compressão superior (110) é configurado para conectar com o acessório de cabeça superior (140) e fazer com que o cone pegador aperte sobre o cabo.

3. Conjunto de cabeça, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acessório de cabeça inferior (160) é conectado com o acessório de cabeça superior (140).

4. Conjunto de cabeça, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acessório de cabeça inferior (160) tem uma característica de retenção para fixar o soquete de cabo (130) no mesmo.

5. Conjunto de cabeça, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um conjunto de tubo de alimentação direta (230) operativamente alinhado com a câmara de ruptura (220).

6. Conjunto de cabeça, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de vedação de compressão superior (110) compreende um par de elementos de vedação de compressão poliméricos.

7. SISTEMA DE FUNDO DE POÇO caracterizado por compreender:um conjunto de cabeça para um cabo, em que o conjunto de cabeça compreende:um acessório de cabeça superior (140);um acessório de cabeça inferior (160) disposto dentro do acessório de cabeça superior (140), em que uma câmara de ruptura (220) está localizada no acessório de cabeça inferior (160) e preenchida com um fluido, em que a câmara de ruptura (220) está em comunicação fluida com um caminho de fluxo, e em que o caminho de fluxo compreende um pistão (820), o pistão (820) disposto no acessório de cabeça inferior (160);um conjunto de vedação de compressão superior (110);um cone pegador; eum soquete de cabo (130) localizado na câmara de ruptura (220);um cabo conectado com o soquete de cabo (130); euma ferramenta de fundo de poço conectada com o conjunto de cabeça, em que o cabo está em comunicação elétrica com a ferramenta de fundo de poço;em que o fluido na câmara de ruptura (220) impele o pistão (820) para uma posição expandida longe da câmara de ruptura (220) em resposta a um aumento na pressão de fundo de poço.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender ainda um conjunto de tubo de alimentação direta (230) operativamente alinhado com a câmara de ruptura (220).

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o cabo é conectado com o conjunto de tubo de alimentação direta na câmara de ruptura (220).

10. MÉTODO PARA CONECTAR UM CABO COM UMAFERRAMENTA caracterizado por compreender:terminar o cabo com um soquete de cabo (130), em que o soquete de cabo (130) está localizado em um acessório de cabeça inferior (160) que está conectado com um acessório de cabeça superior (140);conectar pelo menos uma porção do cabo a um fio de conexão de uma ferramenta numa câmara de ruptura (220) formada no acessório de cabeça inferior (160); em que o soquete do cabo está na câmara de ruptura (220) e em que a câmara de ruptura (220) está em comunicação fluida com um caminho de fluxo, e em que o caminho de fluxo compreende um pistão (820), o pistão (820) disposto no acessório de cabeça inferior (160);colocar o cabo através de um cone pegador, em que o cone pegador é adjacente ao conjunto de cabeça superior;colocar o cabo através de um conjunto de vedação de compressão superior (110);apertar o conjunto de vedação de compressão superior (110) para fornecer uma vedação estanque à pressão em torno do cabo e apertar o cone pegador em torno do cabo; eencher a câmara de ruptura (220) com um fluido, em que o fluido impele o pistão (820) para uma posição expandida longe da câmara de ruptura (220) em resposta a um aumento na pressão de fundo de poço.