BR112016018021B1 - Sistema de bomba para o bombeamento de meios viscosos ou parcialmente viscosos para fora de um furo de perfuração e método para a retirada de uma bomba helicoidal excêntrica de um tubo do poço instalado em um furo de perfuração - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE BOMBA PARA O BOMBEAMENTO DE MEIOS VISCOSOS OU PARCIALMENTE VISCOSOS DE UM FURO DE PERFURAÇÃO. A presente invenção se refere a um sistema de bomba e a um método para o bombeamento de meios viscosos ou parcialmente viscosos para fora de um furo de perfuração. O sistema de bomba compreende um tubo do poço (3) instalado no furo de perfuração, um motor (5), que está acoplado a uma bomba helicoidal excêntrica (7), sendo que a bomba helicoidal excêntrica (7) abrange um ou vários estatores (13), bem como um ou vários rotores (15, 15?) girando de modo excêntrico, e alojados no estator ou nos estatores (13). Também estão previstos um ou vários meios de ligação (20, 25), através dos quais a bomba helicoidal excêntrica (7) está fixada no tubo do poço (3) com fecho devido à força e/ou com fecho devido à forma. Para o propósito de sua retirada para fora do furo de perfuração, a bomba helicoidal excêntrica (7) é mantida por meio de um ou de vários meios de ligação (20, 25) com uma liberdade de movimento axial.

Description

[001] A presente invenção se refere a um sistema de bomba para o bombeamento de meios viscosos ou parcialmente viscosos para fora de um furo de perfuração. Além disso, a invenção se refere a um método para a retirada de uma bomba helicoidal excêntrica para fora de um furo de perfuração.

[002] Bombas helicoidais excêntricas conhecidas do estado da técnica são formadas de um rotor e de um estator, sendo que o rotor é alojado no estator, e se movimenta excentricamente no estator. A partir do movimento do rotor e sistemas recíprocos, entre o estator e o rotor são formados espaços de bombeamento migratórios, por meio dos quais podem ser transportados meios líquidos e/ou granulares ao longo do estator. As bombas helicoidais excêntricas se apropriam, por exemplo, para o bombeamento de água, petróleos e uma infinidade de outros líquidos.

[003] Para a formação de espaços de bombeamento e a fim de poder transportar o respectivo meio com refluxo menor possível, admitido por pressão o rotor encosta-se a uma parede interna do estator, formada por material elástico. Uma bomba helicoidal excêntrica desse tipo é conhecida, por exemplo, do documento DE 10 2010 037 440 A1.

[004] Bombas helicoidais excêntricas desse tipo conhecidas do estado da técnica podem ser instaladas, por exemplo, em furos de perfuração, a fim de transportar o respectivo meio líquido ou parcialmente líquido para fora do furo de perfuração.

[005] Se as bombas helicoidais excêntricas desse tipo forem instaladas em um furo de perfuração, então as bombas precisam ser mantidas fixamente no furo de perfuração, em virtude das forças axiais e radiais que surgem provenientes do respectivo processo de bombeamento. Para isso, do estado da técnica são conhecidas possibilidades para a ligação fixa da respectiva bomba helicoidal excêntrica com o tubo de poço ou para a ligação fixa da respectiva bomba helicoidal excêntrica com um tubo de poço disposto no furo de perfuração. As possibilidades para a ligação compreendem neste caso, ancoragens radiais bem como axiais para a respectiva bomba helicoidal excêntrica.

[006] Se tiver que ocorrer uma troca da respectiva bomba, ou se para o propósito de uma manutenção ou similar, a respectiva bomba helicoidal excêntrica tiver que ser retirada para fora do furo de perfuração, então, no caso de formas de execução conhecidas do estado da técnica, para isso é necessário um processo de desinstalação dispendioso, no qual as ancoragens devem ser soltas. Seriam desejáveis sistemas nos quais as bombas helicoidais excêntricas pudessem ser retiradas de um furo de perfuração de forma simplificada.

[007] Por isso, a tarefa da invenção é colocar à disposição um sistema de bomba e um método, nos quais possa ocorrer uma retirada simples e com tempo otimizado da respectiva bomba helicoidal excêntrica de um furo de perfuração.

[008] A tarefa acima é solucionada através de um sistema de bomba que abrange as características da presente invenção. Além disso, a tarefa é solucionada por um método com as características da presente invenção. Formas de execução vantajosas são descritas através das concretizações.

[009] A invenção se refere a um sistema de bomba para o bombeamento de meios viscosos ou parcialmente viscosos para fora de um furo de perfuração. Sistemas de bomba deste tipo, como os que estão previstos para a presente invenção podem ser apropriados, por exemplo, para o bombeamento de água, de petróleo e de uma infinidade de outros líquidos. Eventualmente um meio líquido pode ser bombeado para fora do furo de perfuração junto com uma parte de materiais sólidos.

[0010] De acordo com a invenção, um riser ou um tubo do poço está instalado fixo no furo de perfuração. Se, como ainda será descrito em detalhes posteriormente, uma bomba helicoidal excêntrica for retirada do furo de perfuração, então, com isto esta bomba é movimentada com relação ao riser ou em relação ao tubo do poço. Com isto, durante a retirada do furo de perfuração, a bomba helicoidal excêntrica pode ser conduzida através de um riser ou passar por um riser.

[0011] Além disso, o sistema de bomba abrange um motor, que está acoplado a uma bomba helicoidal excêntrica. De modo apropriado, o motor pode ser instalado no furo de perfuração, embaixo da bomba helicoidal excêntrica. Em formas de execução preferidas, o motor é executado como motor assíncrono. No caso destas formas de execução, de modo vantajoso existe a possibilidade de a respectiva bomba helicoidal excêntrica funcionar com uma frequência de rotação de pelo menos 700 rotações por minuto. Por conseguinte, em formas de execução preferidas o motor é executado como motor elétrico. Em particular, o motor pode ser colocado em ligação efetiva com um compensador de pressão.

[0012] Se, como ainda será descrito em detalhes a seguir, a bomba helicoidal excêntrica for retirada do furo de perfuração, então, neste caso, o motor pode permanecer no furo de perfuração. A ligação entre a bomba helicoidal excêntrica e o motor, ou a ligação entre a bomba helicoidal excêntrica e um eixo de acionamento e/ou cubo de acionamento do motor pode, com isto, ser executada removível. Em particular, a ligação entre a bomba helicoidal excêntrica e o motor pode ser executada removível através de um movimento axial da bomba helicoidal excêntrica.

[0013] A ligação entre a bomba helicoidal excêntrica e um eixo de acionamento e/ou um cubo do motor também pode ser executada de tal modo que a ligação permita continuamente um movimento axial da bomba helicoidal excêntrica na direção de uma abertura do furo de perfuração, ou que a liberdade de movimento axial da bomba helicoidal excêntrica orientada na direção de uma abertura do furo de perfuração não seja prejudicada por sua ligação com o motor. Pelo menos na direção axial a respectiva bomba helicoidal excêntrica eventualmente não está fixada em virtude de sua ligação com o motor.

[0014] A bomba helicoidal excêntrica abrange um ou vários estatores, bem como um ou vários rotores girando de modo excêntrico, e alojados no estator ou nos estatores. Neste caso, os estatores dispõem respectivamente de um revestimento que é colocado em contato com um ou com os vários rotores. Se o um ou os vários rotores forem girados de modo excêntrico, então entre o um ou os vários rotores e o revestimento são formados espaços de bombeamento, que migram ao longo da bomba helicoidal excêntrica e movimentam o respectivo meio por meio da bomba helicoidal excêntrica, ou por meio dos espaços de bombeamento migratórios.

[0015] Caso estejam disponíveis vários estatores, então de modo apropriado, eles estão orientados alinhados um ao outro. Para o reconhecido especialista fica claro que, dependendo da respectiva extensão desejada da bomba helicoidal excêntrica ou da respectiva profundidade do furo de perfuração, pode estar previsto um número qualquer de estatores que eventualmente são postos em ligação entre si de modo fixo e vedado.

[0016] A fim de posicionar a bomba helicoidal excêntrica fixamente no furo de perfuração ou fixamente no riser, estão previstos um ou vários meios de ligação, através dos quais a bomba helicoidal excêntrica está fixada no riser com fecho devido à força e/ou com fecho devido à forma. Em particular, os meios de ligação deste tipo são executados para absorver as forças radiais, as quais resultam de um movimento excêntrico do um ou dos vários rotores.

[0017] De acordo com a invenção está previsto que para a finalidade de sua retirada para fora do furo de perfuração, a bomba helicoidal excêntrica seja mantida por meio de um ou de vários meios de ligação com uma liberdade de movimento axial. Por conseguinte, o um ou os vários meios de ligação permitem um movimento axial da bomba helicoidal excêntrica na direção de uma abertura do furo de perfuração.

[0018] Por meio de um ou de vários meios de ligação a bomba helicoidal excêntrica não está fixada na direção axial. Através de um movimento de levantamento ou de um movimento de tração, orientado na direção da abertura do furo de perfuração, na bomba helicoidal excêntrica, neste caso, a bomba helicoidal excêntrica pode ser eventualmente retirada do furo de perfuração ou do riser. Uma vez que não está prevista nenhuma fixação axial da bomba helicoidal excêntrica através de um ou de vários meios de ligação, uma troca da respectiva bomba helicoidal excêntrica pode ocorrer de modo simples e descomplicado, bem como com otimização de tempo.

[0019] De modo apropriado, um movimento da bomba helicoidal excêntrica na direção axial contrária, bem como na direção radial pode ser impedido através de um ou dos vários meios de ligação com a bomba helicoidal excêntrica fixada no tubo do poço. Para a execução de um ou dos vários meios de ligação são apropriados, em particular, recessos, nos quais a bomba helicoidal excêntrica está inserida com fecho devido à forma e/ou com os quais a bomba helicoidal excêntrica está em ligação com fecho devido à forma. O um ou os vários meios de ligação podem estar dispostos, pelo menos, parcialmente e/ou, pelo menos, por seções, entre o tubo do poço e a bomba helicoidal excêntrica.

[0020] Na prática foram comprovadas formas de execução, nas quais os meios de ligação abrangem, pelo menos, uma carcaça com aberturas ou aberturas de sucção instalada no tubo do poço, sendo que, entre a carcaça e a bomba helicoidal excêntrica é executada uma ligação fluídica. O um ou os vários meios de ligação descritos há pouco pelo menos parcialmente e/ou pelo menos por seções podem estar dispostos entre a carcaça e a bomba helicoidal excêntrica. A carcaça pode ser constituída de várias partes que se estendem respectivamente ao longo do tubo do poço.

[0021] Por exemplo, um estator da bomba helicoidal excêntrica pode ser recebido pela carcaça com fecho devido à forma, sendo que, entre a bomba helicoidal excêntrica ou entre o estator da bomba helicoidal excêntrica e a carcaça é formada uma ligação fluídica vedada. Neste caso, a carcaça pode se estender, pelo menos parcialmente, ao longo do furo de perfuração e eventualmente estar disposta entre a bomba helicoidal excêntrica e o tubo do poço.

[0022] Em formas de execução preferidas podem ser feitas várias aberturas radiais e sobrepostas na carcaça, a fim de poder garantir uma condução suficiente do respectivo meio a ser bombeado através da bomba helicoidal excêntrica.

[0023] Além disso, ao estator e à carcaça podem eventualmente ser intercalados um ou vários elementos de vedação. O um ou os vários elementos de vedação podem ser executados como componente da bomba helicoidal excêntrica e durante a retirada da bomba helicoidal excêntrica podem ser conduzidos para fora do furo de perfuração junto com a bomba helicoidal excêntrica. Caso seja notado um desgaste de um ou dos vários elementos de vedação, assim, no caso dessas formas de execução preferidas, através da retirada da bomba helicoidal excêntrica pode ocorrer uma troca de um ou dos vários elementos de vedação.

[0024] Em particular, tem-se comprovado formas de execução nas quais o respectivo estator forma uma ranhura, na qual o um ou os vários elementos de vedação são alojados. De preferência, o um ou os vários elementos de vedação se estendem completamente em torno da circunferência externa do respectivo estator, a fim de poder garantir uma ligação vedada entre o respectivo estator e a carcaça.

[0025] O respectivo meio, o qual entra na carcaça através das aberturas com isto é bombeado, de preferência, completamente por meio da bomba helicoidal excêntrica alojada na carcaça com fecho devido à forma.

[0026] A carcaça pode ser instalada fixamente no furo de perfuração, de tal modo que de forma apropriada não ocorre uma retirada em conjunto da carcaça durante a retirada da bomba helicoidal excêntrica do furo de perfuração. Em particular, pode acontecer que, como ainda será descrito em detalhes a seguir, a carcaça esteja em ligação estacionária com o motor.

[0027] Também pode ser que a carcaça esteja em ligação com um dispositivo de segurança contra torção, o qual impede o movimento de rotação de um ou dos vários estatores. Uma vez que, o um ou os vários rotores, durante o seu movimento excêntrico encostam em um revestimento de um ou dos vários estatores, por meio de um ou dos vários rotores é transmitido um momento sobre o um ou mais estatores. Através do dispositivo de segurança contra torção o momento pode ser absorvido e eventualmente através da carcaça pode ser transmitido ao motor, de tal modo que o um ou os vários estatores, durante a operação da bomba helicoidal excêntrica estão estacionários dentro da carcaça ou da carcaça de recepção montada na extremidade inferior do condutor de subida. Com isto, uma rotação dos estatores é impedida através do dispositivo de segurança contra torção.

[0028] Além disso, pode ser imaginado que, no lado do fundo, a carcaça apresente um ou vários furos para a entrega de componentes sólidos do meio a ser bombeado. Através de sedimentação os componentes de matérias sólidas não são transportados em grande medida através da bomba helicoidal excêntrica, mas podem se sedimentar eventualmente na carcaça, em consequência do que, durante uma operação mais longa da bomba helicoidal excêntrica ocorre um acúmulo na carcaça. Deste modo podem ser fechadas aberturas ou aberturas de sucção na carcaça, em consequência do que eventualmente pode surgir um prejuízo do processo de bombeamento. Os problemas deste tipo podem ser evitados com a forma de execução descrita, sendo que, os respectivos componentes de matérias sólidas são entregues através das aberturas da carcaça no lado do fundo.

[0029] Em diversas formas de execução pode ser imaginado que, por exemplo, antes da retirada da bomba helicoidal excêntrica do furo de perfuração, uma vazão de meio líquido seja conduzida da bomba helicoidal excêntrica para a carcaça, a partir da qual as partes de matérias sólidas resultantes na carcaça passam pelas aberturas e são conduzidas para fora da carcaça. Para isto o rotor da bomba helicoidal excêntrica pode ser parado. Depois da parada do rotor pode ser notado um refluxo de meio líquido para a carcaça, o qual, de modo vantajoso, pode ser usado para lavar as respectivas matérias sólidas para fora da carcaça através das aberturas.

[0030] Uma entrada do respectivo meio na carcaça também pode ocorrer através das aberturas no lado do fundo. De preferência, as aberturas no lado do fundo são executadas como furos, os quais formam um ângulo agudo junto com um eixo longitudinal do tubo do poço. As aberturas ou os furos no lado do fundo, com isto, podem ser orientadas inclinadas na direção de uma base do furo de perfuração.

[0031] Como mencionado anteriormente, pode ser imaginado que a carcaça esteja em ligação à prova de torção com o motor. Por exemplo, para isto a carcaça pode estar em ligação à prova de torção com o motor através do dispositivo de segurança contra torção descrita anteriormente. Neste caso, um momento pode ser transmitido do respectivo estator para o motor. De preferência, o motor está instalado no furo de perfuração. Na prática tem-se mostrado que o respectivo motor pode absorver sem problema um momento do respectivo estator, sem com isto ficar desorientado e/ou danificado.

[0032] Além disso, em formas de execução preferidas está previsto que a carcaça esteja instalada no furo de perfuração excentricamente a um eixo longitudinal do tubo do poço, e estejam previstos um ou vários elementos de distanciamento que formam uma ranhura para a recepção de uma ligação elétrica do condutor acoplada ao motor. A ranhura pode se estender, pelo menos parcialmente, paralela ao eixo longitudinal do tubo do poço. Devido à disposição excêntrica é criado um espaço livre aumentado na seção transversal para a ligação elétrica do condutor, em cujo espaço livre a ligação elétrica do condutor pode estar instalada. Por exemplo, o um ou os vários elementos de distanciamento podem estar dispostos parcialmente ao longo do furo de perfuração e podem ser executados como componentes da carcaça, ou podem estar distanciados da carcaça na direção do tubo do poço.

[0033] Através de um ou dos vários elementos de distanciamento a bomba helicoidal excêntrica pode ser mantida distanciada da ligação elétrica do condutor. Além disso, a ligação elétrica do condutor pode ser conduzida entre dois elementos de distanciamento ao longo do tubo do poço. Uma vez que durante sua operação, a bomba helicoidal excêntrica está exposta a vibrações em virtude de um movimento excêntrico de um ou dos vários rotores, os elementos de distanciamento deste tipo são apropriados a fim de poder excluir com certeza um dano à ligação elétrica do condutor.

[0034] A ligação elétrica do condutor ou a haste, na qual eventualmente a ligação elétrica do condutor está instalada, pode se estender ao longo da direção longitudinal do furo de perfuração e entre a carcaça e o tubo do poço.

[0035] Uma vez que, como já foi mencionado anteriormente, o motor e a carcaça podem ser instalados fixamente no furo de perfuração, não é necessária uma desinstalação da ligação elétrica do condutor durante a retirada da bomba helicoidal excêntrica para fora do furo de perfuração. Além disso, por meio dos elementos de distanciamento pode ser garantido que não ocorra um dano à respectiva ligação elétrica do condutor durante a retirada da bomba helicoidal excêntrica para fora do furo de perfuração ou durante a colocação de uma bomba helicoidal excêntrica no furo de perfuração. De preferência, os elementos de distanciamento permanecem no furo de perfuração durante a retirada da bomba helicoidal excêntrica, e não são retirados em conjunto com a bomba helicoidal excêntrica para fora do furo de perfuração.

[0036] Além disso, pode ser que em sua extremidade livre voltada para a direção do motor, o um ou os vários rotores formem uma denteação e/ou sejam colocados em ligação à prova de torção com uma denteação, a qual engrena com fecho devido à forma em uma contra denteação acionada girando através do motor. Em particular, tem-se comprovado formas de execução, nas quais um rotor ou os vários rotores são acoplados à prova de torção a uma haste, de preferência, flexível que em sua extremidade livre voltada para a direção do motor forma uma denteação. A denteação pode ser executada, por exemplo, como denteação interna ou externa. Neste caso, pode ser imaginado que a denteação seja formada como uma denteação de entalhe. A denteação ou a denteação de entalhe pode engrenar em uma contra denteação correspondente de um cubo do motor.

[0037] Também pode ser que, em sua extremidade livre voltada para a direção do motor, o um ou os vários rotores ou a haste flexível formem uma denteação interna, na qual um eixo de acionamento do motor engrena com uma correspondente denteação externa. Para o especialista mencionado fica claro que ele pode prever outras possibilidades para a ligação de acionamento entre o motor e o um ou os vários rotores, nas quais eventualmente a bomba helicoidal excêntrica não está fixada na direção axial em relação ao motor.

[0038] A execução descrita de uma ligação entre o motor e o um ou os vários rotores através de uma correspondente denteação com uma correspondente contra denteação oferece a vantagem que uma bomba helicoidal excêntrica pode ser acoplada com o motor por meio da introdução no furo de perfuração, e uma possível liberdade de movimento axial da bomba helicoidal excêntrica no furo de perfuração também fica mantida no caso da ligação ou acoplamento formado entre o motor e a bomba helicoidal excêntrica. Com isto a bomba helicoidal excêntrica pode ser retirada do furo de perfuração simplesmente através do levantamento sem que uma ligação entre o motor e a bomba helicoidal excêntrica precise ser solta anteriormente. No caso da introdução da bomba helicoidal excêntrica no respectivo furo de perfuração precisa ser feita, de modo simples e com tempo otimizado, uma ligação entre o motor e a bomba helicoidal excêntrica.

[0039] Além disso, pode ser imaginado que os meios de ligação abrangem um ou vários elementos de centrar elásticos, que estão dispostos ao longo da direção longitudinal do furo de perfuração, e definem uma posição da bomba helicoidal excêntrica no tubo do poço ou na carcaça, pelo menos aproximadamente. Neste caso, os elementos de centrar podem ser colocados em contato superficial com a bomba helicoidal excêntrica ou com um ou vários dos estatores e eventualmente podem formar uma recepção circular na seção transversal para a bomba helicoidal excêntrica. Durante a retirada da bomba helicoidal excêntrica os elementos de centrar podem permanecer no tubo do poço ou na carcaça, e podem não ser retirados do furo de perfuração junto com a bomba helicoidal excêntrica.

[0040] Em particular têm-se comprovado formas de execução, nas quais os elementos de centrar são recebidos respectivamente através da carcaça descrita anteriormente. Neste caso, pode estar previsto que os um ou vários estatores da bomba helicoidal excêntrica estão em ligação com espaçadores, que se estendem para longe do respectivo estator na direção do respectivo elemento de centrar e afastam a bomba helicoidal excêntrica do respectivo elemento de centrar. Os espaçadores podem estar em ligação fixa com a bomba helicoidal excêntrica, de tal modo que com uma retirada da bomba helicoidal excêntrica para fora do furo de perfuração está relacionada uma retirada dos espaçadores. Em diversas formas de execução, pelo menos dois, de preferência, contudo, três ou mais espaçadores deste tipo são colocados em ligação com os um ou vários estatores. Os espaçadores podem eventualmente ser distanciados radialmente do estator ou dos respectivos estatores.

[0041] Uma vez que com o movimento excêntrico do um ou dos vários rotores estão relacionadas vibrações da bomba helicoidal excêntrica, as formas de execução com elementos de centrar elásticos deste tipo têm-se comprovado para evitar maiores amplitudes de vibrações da bomba helicoidal excêntrica, ou para neutralizar maiores amplitudes de vibrações da bomba helicoidal excêntrica.

[0042] Como já foi mencionado anteriormente, elementos de distanciamento podem ser executados como componentes da carcaça e/ou ficar distanciados da carcaça na direção do tubo do poço. Neste caso, pode ser imaginado que os elementos de distanciamento se estendem radialmente para longe da carcaça e na direção do tubo do poço. Neste caso, os elementos de distanciamento podem ser colocados em contato superficial com o tubo do poço.

[0043] Como ainda será descrito em detalhes a seguir para o método de acordo com a invenção, a bomba helicoidal excêntrica é retirada para fora do furo de perfuração através de um movimento de tração orientado na direção de uma abertura do furo de perfuração. Neste caso, a forma de execução com vários elementos de centrar oferece, além disso, a vantagem que através dos elementos de centrar pode ser preparada uma condução forçada para a bomba helicoidal excêntrica durante o movimento axial, de tal modo que por meio da condução forçada, a bomba helicoidal excêntrica pode ser introduzida no furo de perfuração de modo definido, e pode ser retirada para fora do furo de perfuração de modo controlado.

[0044] Durante um processo de bombeamento da bomba helicoidal excêntrica, em bombas helicoidais excêntricas conhecidas do estado da técnica, sobre a respectiva bomba helicoidal excêntrica atuam forças axiais correspondentes que estão relacionadas com um movimento de bombeamento do respectivo meio. Uma vez que, para a finalidade de sua retirada para fora do furo de perfuração, a bomba helicoidal excêntrica de acordo com a invenção é mantida com liberdade de movimento axial através de um ou dos vários meios de ligação, em particular têm-se comprovado formas de execução, nas quais as forças axiais não surgem ou pelo menos são mantidas bem pequenas, a fim de evitar uma desorientação involuntária da bomba helicoidal excêntrica na direção axial.

[0045] Para isso pode ser que a bomba helicoidal excêntrica apresente pelo menos um primeiro rotor que é executado para o bombeamento do respectivo meio na direção de uma abertura do furo de perfuração. Além disso, a bomba helicoidal excêntrica pode apresentar pelo menos um segundo rotor, que está ligado à prova de torção com o pelo menos um primeiro rotor, e é executado para o bombeamento do respectivo meio na direção de uma base do furo de perfuração.

[0046] O pelo menos um primeiro rotor e o pelo menos um segundo rotor podem se encontrar em uma área de pressão que está em ligação fluídica com um sistema de canal para a condução do meio para fora do furo de perfuração. Com isto o meio pode ser conduzido completamente da área de pressão para fora do furo de perfuração através do sistema de canal. Para isso, o sistema de canal pode apresentar uma ou várias linhas de bypass que eventualmente se estendem através da carcaça e na direção da abertura do furo de perfuração. Uma vez que, em virtude da ligação do meio com os rotores é formada uma sobrepressão na área de pressão, o meio é conduzido eventualmente para fora da área de pressão, e através do sistema de canal ou de uma ou de várias linhas de bypass é conduzido para fora do furo de perfuração.

[0047] Neste caso, pode ser que o pelo menos um primeiro rotor e o pelo menos um segundo rotor sejam executados em uma peça única. Em outras formas de execução o pelo menos um primeiro rotor e o pelo menos um segundo rotor podem ser acoplados um ao outro à prova de torção através de meios de ligação correspondentes como articulações, ligações por parafuso ou similar.

[0048] Uma vez que o, pelo menos um primeiro rotor efetua um bombeamento do respectivo meio na direção de uma abertura do furo de perfuração, primeiras forças axiais atuam sobre o primeiro rotor, cujas forças estão orientadas na direção de uma base do furo de perfuração. Uma vez que o pelo menos um segundo rotor efetua um bombeamento do respectivo meio na direção de uma base do furo de perfuração, segundas forças axiais atuam sobre o, pelo menos um segundo rotor, cujas forças estão orientadas ao contrário da primeira força axial na direção de uma abertura do furo de perfuração. Na prática têm-se comprovado, em particular, formas de execução, nas quais as forças axiais se anulam pelo menos aproximadamente, de tal modo que a bomba helicoidal excêntrica não experimenta qualquer desorientação ou movimento indesejado na direção axial no furo de perfuração, mesmo com liberdade de movimento axial.

[0049] A fim de poder excluir com certeza um movimento axial durante a operação da bomba helicoidal excêntrica, pode ser que o sistema de bomba apresente um encosto para a bomba helicoidal excêntrica, que está disposto acima da bomba helicoidal excêntrica e, eventualmente na área de uma abertura do furo de perfuração. O encosto pode ser formado como componente de uma tubulação de sucção do estator.

[0050] Além disso, pode ser que para o bombeamento do respectivo meio, o pelo menos um segundo rotor seja colocado em ligação com pelo menos um canal de sucção individualmente coordenado, que se estende ao longo do condutor de subida na direção da base do furo de perfuração. O canal de sucção pode ser desacoplado fluidamente do pelo menos um primeiro rotor. Através do canal de sucção individualmente coordenado, com o auxílio do pelo menos um segundo rotor, o meio pode ser sugado primeiramente na direção de uma abertura do furo de perfuração, depois disso pode entrar na bomba helicoidal excêntrica e, em seguida através do pelo menos um segundo rotor pode ser encaminhado na direção de uma base do furo de perfuração.

[0051] Além disso, pode ser imaginado que o, pelo menos um canal de sucção individualmente coordenado seja formado como um canal anelar, conduzido, pelo menos parcialmente, em torno da bomba helicoidal excêntrica.

[0052] Além disso, a invenção se refere a um método para a retirada de uma bomba helicoidal excêntrica para fora de um tubo do poço instalado em um furo de perfuração. Em primeiro lugar deve ser mencionado que as características que foram descritas anteriormente para diversas formas de execução do sistema de bomba de acordo com a invenção, do mesmo modo também podem ser previstas para diversas formas de execução do método de acordo com a invenção. Do mesmo modo, diversas características, as quais serão descritas a seguir, para formas de execução do método de acordo com a invenção, podem estar previstas em diversas formas de execução do sistema de bomba descrito anteriormente.

[0053] A bomba helicoidal excêntrica para o método de acordo com a invenção é fixada, através de um ou vários meios de ligação, em um riser ou em uma carcaça, e compreende um ou vários estatores, bem como um ou vários rotores girando de modo excêntrico, e alojados no estator ou nos estatores. O um ou vários meios de ligação permitem continuamente um movimento axial da bomba helicoidal excêntrica na direção de uma abertura do furo de perfuração. Com isto, através dos meios de ligação a bomba helicoidal excêntrica não está fixada axialmente na direção de uma abertura do furo de perfuração.

[0054] Por meio de um movimento de tração orientado na direção da abertura do furo de perfuração, no caso do método de acordo com a invenção a bomba helicoidal excêntrica é levantada para fora do furo de perfuração. Uma vez que um meio ou os vários meios de ligação, os quais estão previstos para a fixação da bomba helicoidal excêntrica, permitem seu movimento na direção axial, por meio do movimento de tração orientado na direção da abertura do furo de perfuração a bomba helicoidal excêntrica pode ser retirada de modo simples e descomplicado para fora do furo de perfuração.

[0055] Além disso, no contexto do método de acordo com a invenção, no caso de formas de execução preferidas pode estar previsto que a bomba helicoidal excêntrica seja acoplada a um guincho, cujo guincho produz o movimento de tração para o levantamento da bomba helicoidal excêntrica para fora do furo de perfuração. De preferência, para a execução de um movimento de tração o guincho pode ser colocado em ligação efetiva com um motor de acionamento.

[0056] Por exemplo, a bomba helicoidal excêntrica pode ser levantada pelo guincho através de ligações com cabo e/ou correntes. Em particular, em sua extremidade voltada para a direção da abertura do furo de perfuração, a bomba helicoidal excêntrica pode apresentar um ou vários meios de fixação para a ligação com cabo e/ou correntes. Por exemplo, na extremidade superior da bomba helicoidal excêntrica pode estar prevista uma ligação de rosca, em cuja ligação de rosca são aparafusados o meio ou os respectivos meios de fixação.

[0057] Além disso, pode ser imaginado que após a retirada da bomba helicoidal excêntrica, uma bomba helicoidal excêntrica seja colocada no tubo do poço e como resultado disso sua extremidade livre voltada para a direção de uma base do furo de perfuração é recebida com fecho devido à forma através de um meio de ligação executado como carcaça.

[0058] No caso da bomba helicoidal excêntrica a ser colocada pode se tratar de uma outra bomba helicoidal excêntrica. Também pode ser que a bomba helicoidal excêntrica disposta no tubo do poço seja retirada para fora do tubo do poço para a finalidade de uma manutenção e/ou reparo, e depois da correspondente manutenção e/ou reparo seja colocada de novo no furo de perfuração ou no condutor de subida.

[0059] Como já foi mencionado anteriormente, podem ser dispostos um ou vários elementos de centrar ao longo da direção longitudinal do furo de perfuração. Através de um elemento ou dos vários elementos de centrar, durante a colocação da bomba helicoidal excêntrica no tubo do poço pode ocorrer uma condução forçada para a recepção com fecho devido à forma de sua extremidade livre através do meio de ligação executado como carcaça.

[0060] Também através de um elemento ou dos vários elementos de centrar, durante a colocação da bomba helicoidal excêntrica no tubo do poço pode ocorrer uma condução forçada para o acoplamento de um rotor ou dos vários rotores com o motor.

[0061] A seguir, exemplos de execução da invenção e suas vantagens devem ser esclarecidos em detalhes com auxílio de figuras anexadas. As relações de tamanho dos elementos individuais de um para o outro nas figuras nem sempre correspondem às relações de tamanho reais, uma vez que para a melhor visibilidade, algumas formas são representadas de forma simplificada e outras formas são representadas ampliadas em comparação com os outros elementos.

[0062] A figura 1 mostra um corte longitudinal esquemático através de uma forma de execução de um sistema de bomba de acordo com a invenção;

[0063] A figura 2 mostra uma vista detalhada do corte longitudinal na área A da figura 1, bem como um corte transversal através da forma de execução de um sistema de bomba de acordo com a invenção na área A;

[0064] A figura 3 mostra uma vista detalhada do corte longitudinal na área B da figura 1, bem como um corte transversal através da forma de execução de um sistema de bomba de acordo com a invenção na área B;

[0065] A figura 4 mostra uma vista detalhada do corte longitudinal na área C da figura 1;

[0066] A figura 5 mostra uma vista detalhada do corte longitudinal na área D da figura 1;

[0067] A figura 6 mostra uma vista detalhada do corte longitudinal na área E da figura 1;

[0068] A figura 7 mostra uma vista detalhada do corte longitudinal na área F da figura 1;

[0069] A figura 8 mostra uma vista esquemática de uma forma de execução de uma bomba helicoidal excêntrica como a que pode ser prevista para o sistema de bomba de acordo com a invenção, bem como para a conversão do método de acordo com a invenção em diversas formas de execução.

[0070] Para elementos da invenção iguais ou atuando de modo igual são empregados números de referência idênticos. Além disso, para a melhor visibilidade, são representados nas figuras individuais somente os números de referência que são necessários para a descrição da respectiva figura. As formas de execução representadas representam somente exemplos de como o sistema de bomba de acordo com a invenção, ou o método de acordo com a invenção podem ser executados, e não representam qualquer restrição definitiva.

[0071] A figura 1 mostra um corte longitudinal esquemático através de uma forma de execução de um sistema de bomba 1 de acordo com a invenção. O sistema de bomba 1 é executado para o bombeamento de líquidos e/ou meios de bombeamento líquidos e/ou produtos de bombeamento em grãos, e para isto colocados em um tubo do poço 3 de um furo de perfuração, cujo furo de perfuração não está representado na figura 1.

[0072] Pode ser reconhecido um tubo do poço 3, o qual está instalado fixamente no respectivo furo de perfuração, e é executado como cilindro oco. No lado do fundo do furo de perfuração está previsto um motor 5, o qual é executado como motor submerso ou como motor elétrico e é colocado em ligação efetiva com um compensador de pressão.

[0073] O motor 5 apresenta um cubo de recepção 27, o qual é acionado girando pelo motor 5 ou por um eixo 59 (compare a figura 7) do motor 5, forma uma denteação interna e no qual penetra uma haste flexível 9. A haste flexível 9 forma, em sua extremidade livre e na extremidade voltada para a direção do cubo 27, uma denteação de entalhe 21, a qual engrena na denteação interna do cubo 27, de tal modo que a haste flexível 9 é acionada girando através do cubo 27 ou girando através do motor 5.

[0074] A ligação existente entre a denteação de entalhe 21 e a denteação interna do cubo 27 permite um movimento relativo da haste flexível 9 em relação ao cubo 27 ao longo da direção longitudinal da haste flexível 9, de tal modo que a haste flexível 9 pode ser retirada do cubo 27 na direção axial.

[0075] Se uma haste flexível 9 com denteação de entalhe 21 tiver que ser acoplada com o motor 5, então para isto a haste 9 precisa somente ser colocada com sua denteação de entalhe 21 axialmente no cubo 27.

[0076] A haste flexível 9 está ligada à prova de torção com um rotor 15 de uma bomba helicoidal excêntrica 7 e aciona o rotor girando de modo excêntrico. Neste caso é concebível que o rotor 15 seja executado em peça única com a haste flexível 9. Em outras formas de execução o rotor 15 também pode ser fixado à prova de torção na haste flexível 9 através de meios de ligação apropriados.

[0077] O rotor 15 é colocado em contato superficial com um revestimento 16 de um estator 13 com movimento de rotação excêntrico, sendo que, como resultado do movimento excêntrico do rotor 15 vários espaços de bombeamento formados entre o rotor 15 e o revestimento 16 migram ao longo da bomba helicoidal excêntrica 7 para o movimento do meio líquido.

[0078] A fim de posicionar a bomba helicoidal excêntrica de modo estável no furo de perfuração estão previstos meios de ligação 20 e 25, sendo que, o meio de ligação 20 é executado como carcaça 8. Em sua área superior a carcaça 8 está acoplada com o riser 45. Na área de sua extremidade 14 voltada para a direção de uma base do furo de perfuração, o estator 13 é alojado com fecho devido à forma do meio de ligação 20 ou da carcaça 8. Neste caso, o fecho devido à forma é executado, de tal modo que o meio de ligação 20 ou a carcaça 8 absorve movimentos radiais ou forças radiais do estator 13, ao passo que, contudo, em relação ao meio de ligação 20 ou à carcaça 8, o estator 13 possui uma liberdade de movimento axial na direção de uma abertura do furo de perfuração. Contudo, uma ancoragem axial ou posicionamento da bomba helicoidal excêntrica 7 na direção de uma base do furo de perfuração é preparada através da carcaça 8.

[0079] Com isto, através do meio de ligação 20 ou através da carcaça 8 a bomba helicoidal excêntrica 7 não está fixada axialmente na direção de uma abertura do furo de perfuração, de tal modo que a bomba helicoidal excêntrica 7 pode ser movimentada em relação ao tubo do poço 3 através de um movimento de tração orientado na direção da abertura do furo de perfuração, e pode ser retirada para fora do furo de perfuração. Devido ao posicionamento radial formado, bem como ao posicionamento radial na direção da base do furo de perfuração da bomba helicoidal excêntrica 7, durante a operação a bomba helicoidal excêntrica 7 é mantida, em essência, imóvel através da carcaça 8.

[0080] Além disso, um dispositivo de segurança contra torção 17 é colocado em ligação com a bomba helicoidal excêntrica 7, cuja ligação impede um movimento rotacional do estator 13. O dispositivo de segurança contra torção 17 é componente do meio de ligação 20 ou da carcaça 8, de tal modo que as forças radiais da bomba helicoidal excêntrica 7 são transmitidas do dispositivo de segurança contra torção 17 para o meio de ligação 20 ou para a carcaça 8. Além disso, está prevista uma ligação fixa entre o meio de ligação 20 ou entre a carcaça 8 e o motor 5, de tal modo que as forças radiais da bomba helicoidal excêntrica 7 são transmitidas do meio de ligação 20 ou da carcaça 8 para o motor 5.

[0081] O motor 5 está instalado fixamente no furo de perfuração. Na prática tem-se mostrado que o compensador de pressão ligado antes do motor 5 pode absorver sem problema as pequenas forças radiais da bomba helicoidal excêntrica 7 sem, com isto, ficar desorientado e/ou danificado.

[0082] Uma vez que a haste flexível 9 está em ligação fixa com o rotor 15, e não está fixada axialmente através do cubo 27, durante a elevação da bomba helicoidal excêntrica 7 a haste flexível 9 é conduzida junto com a bomba helicoidal excêntrica 7 para fora do furo de perfuração.

[0083] A carcaça 8 abrange na área inferior 6 várias aberturas 10, através das quais o respectivo meio pode entrar na carcaça 8. Entre a carcaça 8 e a bomba helicoidal excêntrica 7, ou entre a carcaça 8 e a extremidade 14 do estator 13 é produzida uma ligação fluídica vedada, de tal modo que o respectivo meio que entra na carcaça 8 através das aberturas 10 é transportado através da bomba helicoidal excêntrica 7. Neste caso, o meio passa uma área de sucção 19. Várias aberturas 10 deste tipo são feitas radialmente na carcaça 8 ao longo da circunferência da carcaça 8.

[0084] No lado do fundo da carcaça 8 e na área inferior 6 são feitos vários furos 23 na carcaça 8, através dos quais partes de materiais sólidos podem sair da carcaça 8 durante a sedimentação. Para isto, os furos 23 estão respectivamente inclinados na direção de uma base do furo de perfuração. Com isto pode ser evitado um entupimento das aberturas 10 ou um acúmulo de partes de materiais sólidos na carcaça 8.

[0085] Como pode ser reconhecido na figura 1, a carcaça 8 é formada de várias partes, sendo que, a área inferior 6 forma uma parte própria da carcaça 8. Caso esteja prevista uma formação da carcaça 8 de várias partes, então as várias partes podem ser ligadas eventualmente entre si por meio de um fecho devido à forma e/ou por meio de outro meio de fixação.

[0086] Nas áreas B, as quais estão representadas detalhadas na figura 3, está localizado respectivamente um outro meio de ligação 25 para a fixação da bomba helicoidal excêntrica 7 no tubo do poço 3. O meio de ligação 25 é executado como elemento de centrar 55, e recebe a bomba helicoidal excêntrica 7 com fecho devido à forma. Em relação ao meio de ligação 25 ou ao elemento de centrar 55, a bomba helicoidal excêntrica 7 possui uma liberdade axial, de tal modo que uma retirada da bomba helicoidal excêntrica 7 para fora do furo de perfuração através de um movimento de tração orientado na direção de uma abertura do furo de perfuração não é prejudicada através do meio de ligação 25 ou através do elemento de centrar 55.

[0087] Além disso, através do elemento de centrar 55 é preparada uma condução forçada com colocação da bomba helicoidal excêntrica 7 no furo de perfuração, de tal modo que a haste flexível 9, com sua denteação de entalhe 21 formada na extremidade livre incide sobre o cubo 27 do motor 5 de modo visado. Do mesmo modo, a condução forçada preparada através dos elementos de centrar 55 serve para uma retirada, controlada e, em essência, linear, da bomba helicoidal excêntrica 7 para fora do furo de perfuração ou do tubo do poço 3.

[0088] Na área C, a qual está representada de modo detalhada na figura 4, o sistema de bomba 1 possui uma área de pressão 35. Por meio do rotor 15 da bomba helicoidal excêntrica 7 o meio é bombeado na direção de uma abertura do furo de perfuração e, com isto, em princípio é conduzido para a área de pressão 35. Através do rotor 15’ da bomba helicoidal excêntrica 7 o meio é bombeado na direção de uma base do furo de perfuração e, neste caso, do mesmo modo, é conduzido à área de pressão 35. Para isto o rotor 15’ aspira meio através do canal de forma anelar 11, o qual passa entre o tubo do poço 3 e a carcaça 8, e em seguida transporta o meio na direção de uma base do furo de perfuração. Os rotores 15, 15' estão ligados entre si à prova de torção. Em virtude de seus passos distintos, o meio é transportado através dos rotores 15 e 15’ em direções contrárias.

[0089] Por esse motivo, as forças axiais dos rotores 15 e 15’ estão orientadas, do mesmo modo, na direção oposta uma à outra. Como indicado por meio da representação com setas, com isto as forças axiais 30 dos rotores 15 e 15’ são anuladas completamente. A fim de vedar a área de pressão 35, abaixo da área C está previsto um elemento de vedação 28 (compare a figura 5).

[0090] Na área A, que está representada de modo detalhado na figura 2, podem ser reconhecidas ligações de canal 24 ou linhas de bypass 26, através das quais, a partir da área de pressão 35, o meio é transportado para fora do furo de perfuração. As linhas de bypass 26 se estendem através da carcaça 8 na direção de uma abertura do furo de perfuração.

[0091] A tubulação de sucção do estator 41 possui, além disso, um encosto do rotor 37 axial, o qual na seção transversal possui um diâmetro reduzido em relação ao estator 13. Um deslocamento axial dos rotores 15 e 15’ da bomba helicoidal excêntrica 7 é evitado adicionalmente por meio do encosto do rotor 37.

[0092] Também está representado um pino com rosca 43 que, na extremidade superior da bomba helicoidal excêntrica 7 está distanciado da bomba helicoidal excêntrica 7. No pino com rosca 43 podem ser fixados meios de fixação apropriados, a fim de poder elevar a bomba helicoidal excêntrica 7 do furo de perfuração através de um guincho. Uma vez que a bomba helicoidal excêntrica 7 não está fixada axialmente através de meios de ligação 20 e 25 na direção de uma abertura do furo de perfuração, por meio de elevação através do guincho pode ocorrer uma retirada simples da bomba helicoidal excêntrica 7 para fora do furo de perfuração ou do tubo do poço 3 e ou do riser 45. Neste caso, a bomba helicoidal excêntrica 7 passa através do riser 45.

[0093] O riser 45 está ligado fluidicamente às linhas de bypass 26, de tal modo que durante a operação da bomba helicoidal excêntrica 7, o meio é encaminhado das linhas de bypass 26 para o riser 45 e, em seguida, deixa o furo de perfuração.

[0094] A figura 2 mostra uma vista detalhada do corte longitudinal na área A da figura 1, bem como um corte transversal através da forma de execução de um sistema de bomba 1 de acordo com a invenção na área A.

[0095] Muito fácil de reconhecer são as linhas de bypass 26, novamente no corte transversal representado no lado esquerdo, através das quais o meio é transportado da área de pressão 35 na direção da abertura do furo de perfuração e, por meio do riser 45 é removido para fora do furo de perfuração. Neste caso, o meio passa por uma outra área de pressão 35a, como representado na figura 2 a título de exemplo. As linhas de bypass 26 são executadas na carcaça 8.

[0096] Além disso, está representada uma ligação elétrica do condutor 47, através da qual o motor 5 (compare com a figura 1) é abastecido com energia. Através de elementos de distanciamento 49 é formada de modo permanente uma distância entre a carcaça 8 e o tubo do poço 3, de tal modo que pode ser excluído um dano da ligação elétrica do condutor 47.

[0097] À área de sucção 19, como a que pode ser reconhecida no corte transversal no lado esquerdo, bem como, no corte longitudinal no lado direito da figura 2, o meio é alimentado através do canal de forma anelar 11 (compare com a figura 1) e entra, em seguida, na bomba helicoidal excêntrica 7. Por sua vez, o percurso da corrente da área de sucção 19 na direção da bomba helicoidal excêntrica 7 está indicado por meio da representação por setas. Através da bomba helicoidal excêntrica 7 o meio é conduzido à área de pressão 35 na direção de bombeamento 51 ou na direção da base do furo de perfuração e partindo dali continua a ser bombeado através das linhas de bypass 26 já descritas e é conduzido para fora do furo de perfuração por meio do riser 45. Estão previstos elementos de vedação 28 para a vedação da área de pressão 35 em relação à área de sucção 19.

[0098] O pino com rosca 43, o qual já foi representado na figura 1, e na extremidade superior está distanciado da bomba helicoidal excêntrica 7, pode ser reconhecido, além disso, na figura 2. No pino com rosca 43 podem ser fixados meios de fixação adequados, a fim de elevar a bomba helicoidal excêntrica 7 para fora do furo de perfuração através de um guincho.

[0099] A figura 3 mostra uma vista detalhada do corte longitudinal na área B da figura 1, bem como um corte transversal através da forma de execução de um sistema de bomba 1 de acordo com a invenção na área B. A ligação elétrica do condutor 47 que é conduzida em uma haste formada com auxílio dos elementos de distanciamento 49 pode ser reconhecida, além disso, na figura 3.

[00100] Na circunferência externa do estator 13 estão dispostos vários espaçadores 53 que estão orientados paralelos à extensão longitudinal do tubo do poço 3 e encostam no elemento de centrar 55. Os espaçadores 53 estão ligados com o estator 13 e, com isto, são movimentados junto com a bomba helicoidal excêntrica 7 durante a retirada da bomba helicoidal excêntrica 7 para fora do furo de perfuração. Como pode ser reconhecido no lado direito no corte longitudinal da figura 3, eles se estendem através de um trajeto especificado paralelamente ao eixo longitudinal do tubo do poço 3.

[00101] No tubo do poço 3 ou na carcaça 8 estão previstos vários elementos de centrar 55 elásticos deste tipo, que preparam em conjunto uma condução forçada para a bomba helicoidal excêntrica 7 em seu movimento axial. A representação por setas ilustra, além disso, a vazão do meio.

[00102] Como pode ser reconhecido na figura 3 e, do mesmo modo, na figura 2 precedente, a bomba helicoidal excêntrica 7, os elementos de centrar 55 e a carcaça 8 estão deslocados de modo excêntrico no tubo do poço 3, de tal modo que a ligação elétrica do condutor 47 pode ser conduzida ao longo do tubo do poço 3 no espaço livre F resultante disso.

[00103] A figura 4 mostra uma vista detalhada do corte longitudinal na área C da figura 1. Como pode ser reconhecido na figura 4, o meio é movimentado através do rotor 15’ na direção de uma base do furo de perfuração, e é alimentado à área de pressão 35. Através do rotor 15 ocorre um movimento do meio na direção contrária. Neste caso, o rotor 15 e o rotor 15’ se encontram na área de pressão 35 e estão acoplados entre si à prova de torção.

[00104] Por este motivo, as forças axiais 30 dos rotores 15 e 15’, os quais estão indicados por meio de representação por setas, também são orientadas em direções contrárias uma à outra e se anulam uma à outra.

[00105] Embora a bomba helicoidal excêntrica 7 possua uma liberdade de movimento axial na direção de uma abertura do furo de perfuração, ela não se movimenta em relação ao tubo do poço 3 ou à carcaça 8, uma vez que as forças axiais, como indicado por meio de representação por setas 30, no caso da execução construtiva de um sistema de bomba 1 de acordo com o exemplo de execução, se anulam totalmente.

[00106] Na área de pressão 35 estão previstas aberturas 57, através das quais o meio flui para as linhas de bypass 26, e continuam a ser transportadas na direção do riser 45 (compare com a figura 2) ou na direção da abertura do furo de perfuração.

[00107] Os rotores 15 e 15’ podem ser fabricados em uma só peça, contudo em outras formas de execução, na área de pressão 35 estão em ligação à prova de torção entre si através de meios de acoplamento adequados. Além disso, os rotores 15 e 15’ possuem uma inclinação diferente, pelo que o bombeamento do meio resulta em direções diferentes.

[00108] Além disso, a figura 4 permite reconhecer mais uma vez a ligação elétrica do condutor 47, a qual se estende entre a carcaça 8 e o tubo do poço 3 ao longo da área de pressão 35 paralelamente ao eixo longitudinal do tubo do poço 3. O canal anelar 11 também passa ao longo da área de pressão 35 e alimenta o meio fluidamente separado da vazão das linhas de bypass 26, para a área de sucção 19. O bombeamento do meio no canal anelar 11 é efetuado por meio do rotor 15’.

[00109] A figura 5 mostra uma vista detalhada do corte longitudinal na área D da figura 1. Em particular, na figura 5 pode ser reconhecido mais uma vez o elemento de vedação 28, o qual é suportado pela peça de ligação 60, e está inserido em uma ranhura da peça de ligação 60. O elemento de vedação 28 se estende completamente em torno da superfície de revestimento externa da peça de ligação 60 e, durante a retirada da bomba helicoidal excêntrica 7 para fora do riser 45 ou do tubo do poço 3, é conduzido para fora do riser 45 ou do tubo do poço 3 juntamente com a bomba helicoidal excêntrica 7 para fora do riser 45 ou do furo de perfuração. Assim que haja uma indicação de um desgaste do elemento de vedação 28, através da retirada da bomba helicoidal excêntrica para fora do tubo do poço 3 pode ocorrer uma troca do elemento de vedação 28.

[00110] Se, como mostrado na figura 5, a bomba helicoidal excêntrica 7 estiver colocada no furo de perfuração ou no tubo do poço 3, então o elemento de vedação 28 está em contato superficial com a carcaça 8. Com isto, por meio do elemento de vedação 28 a área de pressão 35, como a que está representada exemplarmente na figura 4, está vedada fluidamente, de tal modo que é impedida uma penetração do meio entre a carcaça 8 e a peça de ligação 60 através do elemento de vedação 28 e de seu contato com a carcaça 8.

[00111] Também na área D do sistema de bomba 1, como o que pode ser reconhecido na figura 5, o canal de forma anelar 11 se estende paralelamente ao tubo do poço 3 ao longo da bomba helicoidal excêntrica 7.

[00112] A figura 6 mostra uma vista detalhada do corte longitudinal na área E da figura 1. A bomba helicoidal excêntrica 7 é recebida com fecho devido à forma pela carcaça 8, em uma extremidade 14 voltada na direção da base do furo de perfuração ou em uma extremidade 14 voltada na direção do motor 5 (compare as figuras 1, 7) através da carcaça 8, e neste caso, é mantida com liberdade de movimento axial e orientada na direção de uma abertura do furo de perfuração através da carcaça 8.

[00113] Por meio da ligação com fecho devido à forma mostrada na figura 6, entre a bomba helicoidal excêntrica 7 e a carcaça 8 ou entre o estator 13 e a carcaça 8 podem ser absorvidas forças radiais da bomba helicoidal excêntrica 7 pela carcaça 8. Para isso, a carcaça 8 está em ligação com um motor 5, como o que está representado de forma detalhada na figura 7 a seguir. O motor 5 absorve as forças radiais a serem transmitidas para a carcaça 8.

[00114] A fim de impedir uma torção relativa da bomba helicoidal excêntrica 7 para a carcaça 8 ou do estator 13 para a carcaça 8, está previsto um dispositivo de segurança contra torção 17. Através do dispositivo de segurança contra torção 17 é mantido o estator 13 da bomba helicoidal excêntrica 7. Além disso, o dispositivo de segurança contra torção 17 está em ligação fixa com a carcaça 8, de tal modo que um momento do estator 13 resultante em virtude de um movimento excêntrico do rotor 15 é absorvido pela carcaça 8. Como foi mencionado anteriormente, a carcaça 8 está acoplada ao motor 5 (compare com a figura 7). O momento transmitido eventualmente do estator 13 para a carcaça 8 via dispositivo de segurança contra torção 17, por conseguinte, pode ser recebido pelo motor 5.

[00115] Se a bomba helicoidal excêntrica 7 for retirada axialmente para fora do furo de perfuração, ou através do riser 45 para fora do tubo do poço 3, então a carcaça 8 e o dispositivo de segurança contra torção 17 continuam instalados, no "tubo do poço 3", e durante o movimento axial da bomba helicoidal excêntrica 7 não são movimentadas junto com a bomba helicoidal excêntrica 7.

[00116] A figura 7 mostra uma vista detalhada do corte longitudinal na área F da figura 1. Na figura 7 pode ser reconhecido mais uma vez o motor 5 já representado na figura 1, o qual é executado como motor de imersão ou como motor assíncrono. O motor 5 está instalado por meio do riser 45 fixamente no furo de perfuração ou no tubo do poço 3, e através da ligação elétrica do condutor 47 é alimentado com energia através da ligação elétrica do condutor 47.

[00117] Como pode ser detectado mediante a visão conjunta das figuras precedentes, a ligação elétrica do condutor 47 se estende partindo do motor 5 no tubo do poço 3 até acima de uma abertura do furo de perfuração, onde a ligação elétrica do condutor 47 está acoplada a uma rede de condução. Em formas de execução preferidas a ligação elétrica do condutor 47 está provida de um revestimento para poder excluir danos das ligações elétrica do condutor 47.

[00118] No exemplo de execução da figura 7 o motor 5 aciona um cubo 27, que forma uma denteação interna e está em engrenagem com a denteação de entalhe 21 da haste flexível 9 com fecho devido à forma. O eixo de acionamento 59 para o cubo 27 pode ser bem reconhecido na figura 7. Da ligação com fecho devido à forma entre a denteação interna do cubo 27 e a denteação de entalhe 21 da haste flexível 9 resulta, com movimento rotativo do cubo 27, por meio do motor de acionamento 5, um movimento de rotação da haste flexível 9.

[00119] A haste flexível 9 está acoplada à prova de torção ao rotor 15 da bomba helicoidal excêntrica 7, de tal modo que por meio da ligação descrita com fecho devido à forma, o rotor 15 ou a bomba helicoidal excêntrica 7 pode ser acionada através do motor 5.

[00120] Neste caso, a ligação com fecho devido à forma descrita entre a denteação de entalhe 21 e a denteação interna do cubo 27 está representada, de tal modo que a haste flexível 9 e, com isto, a bomba helicoidal excêntrica 7 que está em ligação com a haste flexível 9 possui uma liberdade de movimento na direção axial. Com isto, a bomba helicoidal excêntrica 7 pode ser retirada, junto com a haste flexível 9, do motor 5 sem que, através da ligação descrita com fecho devido à forma, a liberdade de movimento axial da bomba helicoidal excêntrica 7 seja prejudicada na direção de uma abertura do furo de perfuração.

[00121] Como já foi mencionado anteriormente, a carcaça 8 é formada de várias partes. A parte inferior ou a área inferior 6 da carcaça 8 formada de várias partes pode ser reconhecida na figura 7. Através da área inferior 6 da carcaça 8 o meio a ser bombeado consegue chegar ao interior da carcaça 8. Para isto, na carcaça 8 ou na área inferior 6 da carcaça 8 são feitas várias aberturas 10, as quais permitem uma afluência do meio para dentro da carcaça 8.

[00122] Uma vez que, a extremidade 14 da bomba helicoidal excêntrica 7, voltada para a direção da base do furo de perfuração, como representado na figura 6, é recebida com fecho devido à forma pela carcaça 8, o meio que entra na carcaça 8 através das aberturas 10 é transportado através da bomba helicoidal excêntrica 7 na direção da área de pressão 35 (compare com a figura 4).

[00123] Além disso, na área inferior 6 da carcaça 8 são executados furos 23, os quais se inclinam respectivamente na direção de uma base do furo de perfuração ou na direção do motor 5. Uma vez que na prática, através das aberturas 10 partes de materiais sólidos entram na carcaça 8 ou na área inferior 6 da carcaça 8, no caso da deposição das partes de materiais sólidos pode haver problemas durante uma troca da bomba helicoidal excêntrica 7 ou da reintrodução de uma haste flexível 9 no cubo 27. De forma vantajosa, os furos 23 oferecem a possibilidade de retirar para fora da carcaça 8 as partes de materiais sólidos, as quais se depositam na carcaça 8 ou na área inferior 6 da carcaça 8. Um perigo de um entupimento da denteação do cubo 27 pode ser diminuído deste modo.

[00124] Uma vez que, com a rotação do rotor 15, a bomba helicoidal excêntrica 7 atua sobre o respectivo meio com sucção e a bomba helicoidal excêntrica 7 está alojada com fecho devido à forma na carcaça 8, em virtude do efeito de sucção o meio também é conduzido através dos furos 23, do mesmo modo, para o interior da carcaça 8 ou para o interior da área inferior 6 da carcaça 8.

[00125] A figura 8 mostra uma vista esquemática de uma forma de execução de uma bomba helicoidal excêntrica 7 como a que pode ser prevista para o sistema de bomba 1 de acordo com a invenção, bem como para a conversão do método de acordo com a invenção em diversas formas de execução. Em particular, a figura 8 ilustra mais uma vez o possível decurso do fluxo do respectivo meio com emprego de uma bomba helicoidal excêntrica 7 de acordo com a execução construtiva do exemplo de execução das figuras de 1 a 8.

[00126] A bomba helicoidal excêntrica 7 possui dois rotores 15 e 15’, os quais estão ligados entre si à prova de torção, e possuem diferentes passos. Como resultado dos passos diferentes, o meio é transportado através do rotor superior 15’ na direção de uma base do furo de perfuração. Através do rotor inferior 15 o meio é transportado na direção de uma abertura do furo de perfuração, e ao contrário da direção de transporte do rotor superior 15’. Os dois rotores 15 e 15’ são acionados em conjunto através do motor 5, o qual é executado como motor assíncrono. Para isso, os rotores 15 e 15’ estão ligados entre si à prova de torção.

[00127] Os rotores 15 e 15’ se encontram em uma área de pressão 35 ou os rotores 15 e 15’ bombeiam o meio respectivamente para uma área de pressão 35, a qual pode ser executada como componente da bomba helicoidal excêntrica 7.

[00128] Na área de pressão 35 a bomba helicoidal excêntrica 7 dispõe de uma ou de várias aberturas 57 (compare com a figura 4). No exemplo de execução da figura 7 a bomba helicoidal excêntrica 7 forma uma abertura lateral, que está em ligação fluída com uma guia do canal para a descarga do meio para fora do furo de perfuração. Uma vez que na área de pressão 35 domina uma sobrepressão, o meio admitido por pressão, é conduzido para fora do furo de perfuração através da guia do canal.

[00129] Em virtude das diferentes direções de bombeamento dos rotores 15 e 15’ para o respectivo meio, as forças axiais que atuam sobre os rotores 15 e 15’ são orientadas em direções contrárias uma à outra, e se anulam pelo menos de modo considerável. Por este motivo, a bomba helicoidal excêntrica 7 pode ser apoiada sem uma fixação axial executada na direção de uma abertura do furo de perfuração.

[00130] Através do rotor 15' o meio é aspirado e primeiramente é conduzido lateralmente passando pela bomba helicoidal excêntrica 7, antes que ele entre na bomba helicoidal excêntrica 7.

[00131] A invenção foi descrita com referência a uma forma de execução preferida. Contudo, para um especialista é concebível que podem ser feitas derivações ou alterações da invenção, sem com isto abandonar a área de proteção das concretizações a seguir. Lista dos números de referência 1 sistema de bomba 3 tubo do poço 5 motor 6 área inferior da carcaça 7 bomba helicoidal excêntrica 8 carcaça 9 haste flexível 10 abertura 11 canal de forma anelar 13 estator 14 extremidade do estator 15 rotor 16 revestimento 17 dispositivo de segurança contra torção 19 área de sucção 20 meio de ligação 21 denteação de entalhe 23 furos 24 ligação de canal 25 meio de ligação 26 linha de bypass 27 cubo de recepção 28 elemento de vedação 30 forças axiais 32 saída 35 área de pressão 37 encosto do rotor 39 abertura de entrada 41 tubulação de sucção do estator 43 pino com rosca 45 riser 47 ligação elétrica do condutor 49 elemento de distanciamento 51 direção de bombeamento 53 espaçador 55 elemento de centrar 57 aberturas 59 eixo de acionamento 60 peça de ligação perfurada F espaço livre

Claims (20)

1. Sistema de bomba (1) para o bombeamento de meios viscosos ou parcialmente viscosos para fora de um furo de perfuração, compreendendo um tubo do poço (3) instalado no furo de perfuração, um riser (45), e um motor (5), que está acoplado a uma bomba helicoidal excêntrica (7), sendo que a bomba helicoidal excêntrica (7) compreende um ou mais estatores (13) e um ou mais rotores (15, 15’) alojados girando de modo excêntrico no ou nos estatores (13), bem como um ou mais meios de ligação (20, 25), os quais fixam a bomba helicoidal excêntrica (7) no tubo do poço (3) com fecho devido à força e/ou com fecho devido à forma, caracterizado pelo fato de que a bomba helicoidal excêntrica (7) é mantida com uma liberdade axial de movimento pelo um ou mais meios de ligação (20, 25), de modo que a bomba helicoidal excêntrica (7) possa ser removida do furo de perfuração, sendo que uma ligação entre a bomba helicoidal excêntrica (7) e o motor (5) é executada de modo removível através de um movimento axial da bomba helicoidal excêntrica (7), e sendo que os um ou mais meios de ligação (20, 25) centraliza a bomba helicoidal excêntrica (7) no tubo do poço (3) enquanto a bomba helicoidal excêntrica (7) é inserida ou retirada do tubo do poço (3).

2. Sistema de bomba (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os um ou mais meios de ligação (20, 25) compreendem pelo menos uma carcaça (8) instalada no furo de perfuração com aberturas de sucção (10) para o meio, sendo que entre a carcaça (8) e a bomba helicoidal excêntrica (7) é constituída uma ligação fluidicamente vedada.

3. Sistema de bomba (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a carcaça (8) está ligada a um dispositivo de segurança contra torção (17) que impede um movimento de rotação dos um ou mais estatores (13).

4. Sistema de bomba (1) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a carcaça (8) está ligada à prova de rotação com o motor (5).

5. Sistema de bomba (1) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a carcaça (8) compreende no fundo um ou mais furos (23) para a descarga de componentes sólidos do meio a ser bombeado.

6. Sistema de bomba (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a carcaça (8) compreende no fundo um ou mais furos (23) para a descarga de componentes sólidos do meio a ser bombeado.

7. Sistema de bomba (1) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a carcaça (8) está ligada à prova de rotação com o motor (5).

8. Sistema de bomba (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a carcaça (8) está ligada à prova de rotação com o motor (5).

9. Sistema de bomba (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a carcaça (8) está instalada no furo de perfuração excentricamente em relação a um eixo longitudinal do tubo do poço (3) e compreende um ou mais elementos de distanciamento (49) e/ou está ligada com um ou mais elementos de distanciamento (49), os quais constituem uma haste que se estende ao longo do tubo do poço (3) para a recepção de uma ligação elétrica do condutor (47) acoplada ao motor (5).

10. Sistema de bomba (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma extremidade livre dos um ou mais rotores (15, 15’) compreendem uma denteação voltada para a direção do motor (5) e/ou os um ou mais rotores (15, 15’) são colocados em ligação com uma denteação, a qual engrena com fecho devido à forma em uma contra denteação acionada de modo rotativo pelo motor (5), sendo que o rotor é fixado de modo não rotativo em relação ao motor (5).

11. Sistema de bomba (1) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os um ou mais rotores (15, 15’) estão ligados à prova de torção com uma haste (9) flexível, a qual compreende um serrilhado na extremidade livre voltada para a direção do motor (5) para o engrenamento com fecho devido à forma na contra denteação acionada de modo rotativo pelo motor (5).

12. Sistema de bomba (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os um ou mais meios de ligação (20, 25) compreendem um ou mais elementos de centrar elásticos (55), que estão dispostos ao longo da direção longitudinal do furo de perfuração e que, pelo menos aproximadamente, fixam uma posição da bomba helicoidal excêntrica (7) no tubo do poço (3).

13. Sistema de bomba (1) de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a bomba helicoidal excêntrica (7) compreende - pelo menos um primeiro rotor (15), o qual está formado para o bombeamento do respectivo meio na direção de uma abertura do furo de perfuração, - pelo menos um segundo rotor (15’), que está ligado à prova de torção com o pelo menos um primeiro rotor (15) e está formado para o bombeamento do respectivo meio na direção de uma base do furo de perfuração, sendo que o pelo menos um primeiro rotor (15) e o pelo menos um segundo rotor (15’) se encontram em uma área de pressão (35) que está em ligação fluídica com um sistema de canal (24) para transporte do meio para fora do furo de perfuração.

14. Sistema de bomba (1) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um segundo rotor (15’) para o bombeamento do respectivo meio é colocado em ligação com pelo menos um canal de sucção individualmente coordenado, o qual se estende ao longo do tubo do poço (3) na direção da base do furo de perfuração.

15. Sistema de bomba (1) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um canal de sucção individualmente coordenado é formado como um canal anelar (11) que se estende radialmente em torno da bomba helicoidal excêntrica (7).

16. Método para a retirada de uma bomba helicoidal excêntrica (7) de um tubo do poço (3) instalado em um furo de perfuração, compreendendo prender a bomba helicoidal excêntrica (7), sendo que a bomba helicoidal excêntrica (7) compreende um rotor (15) configurado para girar excentricamente em um estator (13) e pode ser fixado no tubo do poço (3) através de um meio de ligação (20, 25'), caracterizado pelo fato de que compreende ainda remover uma ligação entre a bomba helicoidal excêntrica (7) e um motor (5) através de um movimento axial da bomba helicoidal excêntrica (7), e levantar a bomba helicoidal (7) axialmente em direção a uma abertura do furo de perfuração, sendo que o meio de ligação (20, 25’) fornece movimento axial contínuo em uma direção da abertura do furo de perfuração e centraliza a bomba helicoidal excêntrica (7) no tubo do poço (3) durante o levantamento.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a bomba helicoidal excêntrica (7) passa através de um riser (45) quando a bomba helicoidal excêntrica (7) é levantada para fora do furo de perfuração.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a bomba helicoidal excêntrica (7) é presa a um guincho, sendo que o guincho produz o movimento de tração para o levantamento da bomba helicoidal excêntrica (7) para fora do furo de perfuração.

19. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que, após a retirada da bomba helicoidal excêntrica (7), uma segunda bomba helicoidal excêntrica (7) é inserida dentro do tubo do poço (3) e, resultante disso, a extremidade livre da bomba helicoidal excêntrica (7) voltada na direção de uma base do furo de perfuração é recebida com fecho devido à forma através dos um ou mais meios de ligação (20) formados como uma carcaça (8).

20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que, após a retirada da bomba helicoidal excêntrica (7), uma segunda bomba helicoidal excêntrica (7) é inserida no tubo do poço (3) e, resultante disso, uma extremidade livre da segunda bomba helicoidal excêntrica (7) voltada na direção de uma base do furo de perfuração é recebida com fecho devido à forma através dos um ou mais meios de ligação (20).

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