BR112016026807B1 - Ferramenta multifunção para penetração tubular de poço. - Google Patents

Ferramenta multifunção para penetração tubular de poço. Download PDF

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Abstract

FERRAMENTA MULTIFUNÇÃO PARA PENETRAÇÃO TUBULAR DE POÇO A invenção se refere a uma ferramenta de intervenção de poço que inclui um alojamento e um meio para trancar o alojamento em uma posição selecionada dentro de um primeiro tubo de poço. A ferramenta inclui meios para penetrar o primeiro tubo de poço que se estende desde o alojamento. O meio para penetração inclui meios para medir uma quantidade de sua extensão ou uma quantidade de força exercida por ele, sendo o meio para penetração controlável para penetrar o primeiro tubo do poço sem a penetração de um segundo tubo do poço em que é alojado o primeiro tubo do poço.

Description

Fundamentos da Invenção
[001] A invenção se refere ao campo da penetração de poços com um ou vários tubos ou condutos (“tubulares”) para testes de integridade, testes de reservatório e similares. Mais especificamente, a invenção se refere a uma ferramenta de intervenção em um poço que pode penetrar através de um ou mais tubulares dispostos em um poço, executando testes de pressão e vazamento, em que são realizados a colocação subsequente de vedantes, testes de influxo e afins.
[002] Na indústria da exploração de hidrocarbonetos, é frequente a necessidade de se criar uma passagem de comunicação de gás ou líquido na parede das estruturas tubulares instaladas em poços, como revestimentos ou tubulações. Além disso, a penetração de estruturas tubulares dispostas em um poço pode ser necessária para a circulação de fluidos na limpeza da superfície externa de algumas estruturas tubulares, seguida da colocação de cimento ou outro material vedante próximo à área da penetração(s). A penetração(s) pode ser na forma de um ou mais buracos perfurados na estrutura tubular ou criados pela detonação de uma carga em forma de explosivo.
[003] Além disso, as penetrações na parede das estruturas tubulares em poços podem ser aplicadas para testar o aumento da pressão anormal externa à estrutura tubular do poço, a purga da pressão aumentada, a injeção do material vedante e outros similares. Ademais, os poços já existentes e os recém construídos são testados frequentemente para a checagem do influxo de fluido e da injeção de fluido, em que a penetração(s) nas estruturas tubulares também pode ser utilizada na operação acima.
[004] As estruturas tubulares implantadas no poço, como uma tubulação disposta na coluna de revestimento, não costumam ser alinhadas coaxialmente entre si no poço. Normalmente, a estrutura tubular do poço implantada em outra estrutura tubular de poço com um diâmetro interno maior é bem próxima à estrutura tubular de diâmetro maior em um dos lados do poço. Por estas razões, alguns tipos de ferramentas de penetração de estruturas tubulares são importantes apenas para penetrar a(s) estrutura(s) tubular(s) necessária, sem danificar a estrutura tubular do poço de diâmetro maior na qual é implantada a estrutura tubular penetrada no poço. O estado da técnica apresenta métodos de penetração de estruturas tubulares em poços baseados na detonação de uma carga em forma de explosivo ou na punção mecânica de um orifício em um poço tubular profundo que não controlam de forma precisa a profundidade da penetração. Consequentemente, os referidos métodos são muito propensos a danificar a estrutura tubular externa.
[005] Além dos inconvenientes das estruturas tubulares implantadas no poço, em que o espaço anular entre as estruturas tubulares é preenchido com cimento e/ou outro material de isolamento no qual o isolamento hidráulico deve ser efetuado, a integridade do cimento entre as estruturas tubulares é questionável pela distribuição irregular da área transversal anular. A distribuição irregular na área transversal anular pode fazer o cimento ser distribuído com uma velocidade desigual durante o seu bombeamento, produzindo áreas no espaço anular que não apresentam cimento suficiente para obter isolamento hidráulico útil.
[006] Completações de poços são conhecidos do estado da técnica podendo ter um ou mais tubos de diâmetro relativamente pequenos e montados na parte externa em uma tubulação de injeção ou produção. Os tubos de diâmetro pequeno podem ser utilizados como condutos de fibra ótica e/ou elétrica e/ou linhas hidráulicas ou pneumáticas, por exemplo, para controlar sensores no fundo do poço, válvulas e equipamentos relacionados. Devido à semelhança do vazamento de gás ou fluidos em reservatórios entre, sob ou nas linhas de controle, pode ser necessária a remoção de tubos de diâmetro pequeno quando o poço é abandonado com a tubulação retida nele. Breve Descrição das Figuras
[007] FIG. 1 ilustra uma ferramenta para intervenção em um poço na penetração de estruturas tubulares dispostas em um poço que dispõe de duas estruturas tubulares substancialmente concêntricas.
[008] FIG. 2 ilustra uma ferramenta para intervenção em um poço, na FIG. 1, com braços extensíveis em uma posição estendida, que empurra a ferramenta contra a estrutura tubular a ser penetrada.
[009] FIG. 3 ilustra uma ferramenta para intervenção em um poço, na FIG. 1, com um dispositivo de penetração estendido para fora do corpo da ferramenta e perfurado na estrutura tubular implantada internamente no poço.
[010] FIG. 3A mostra detalhes de um exemplo do mecanismo de penetração da estrutura tubular.
[011] FIG. 4 ilustra a penetração da segunda estrutura tubular no poço colocada externamente à primeira estrutura tubular no poço.
[012] FIG. 5 ilustra uma ferramenta de intervenção no poço, em que a ferramenta é equipada com centralizadores flexíveis e expansíveis, no lugar de braços mecânicos.
[013] FIG. 6 ilustra a ferramenta de intervenção no poço da FIG. 5, com os centralizadores superior e inferior expansíveis.
[014] FIG. 7 ilustra a ferramenta da FIG. 5 com seu mecanismo de penetração estendido ao penetrar a estrutura tubular do poço.
[015] FIG. 8 ilustra a ferramenta de intervenção no poço, na FIG. 5, com seu dispositivo de penetração tubular recolhido cujos fluidos fluem da área externa à estrutura tubular penetrada pela ferramenta de intervenção em direção à superfície.
[016] FIG. 8A mostra uma disposição de válvula que pode ser utilizada em algumas modalidades, como na FIG. 8.
[017] FIG. 8B mostra um exemplo de montagem do motor e da bomba de fluido que pode ser utilizada em algumas modalidades.
[018] FIG. 9 ilustra a mesma configuração da ferramenta de intervenção no poço, como na FIG. 8, porém com o fluxo do fluido descarregado da extremidade inferior da ferramenta de intervenção.
[019] FIG. 10 ilustra um mecanismo de penetração do tipo telescópico que penetra a primeira estrutura tubular do poço.
[020] FIG. 11 ilustra um mecanismo de penetração do tipo telescópico que penetra a segunda estrutura tubular do poço em que a primeira estrutura tubular, na FIG. 10, é disposta.
[021] FIG. 12 ilustra disposições descentralizadas comuns das estruturas tubulares do poço, como, por exemplo, duas colunas de revestimento.
[022] FIG. 13 ilustra a ferramenta de intervenção de poço ao criar diversas penetrações na estrutura tubular, após o que a ferramenta de penetração insere pinos centralizadores nas penetrações.
[023] FIG. 14 ilustra o corte de uma ou diversas estruturas tubulares colocadas externamente em um tubo de produção ou injeção.
[024] FIG. 15 ilustra uma “janela” cortada em um tubo de revestimento, em que diversos microtubos são cortados e inseridos no tubo pela janela.
[025] FIG. 16 ilustra elementos do procedimento descrito na FIG. 15 em maiores detalhes.
[026] FIGS. 17A a 17F mostram uma seção transversal das operações executadas e explicadas na FIG. 16.
[027] FIG. 18 mostra um exemplo da carga em formato explosivo que pode ser utilizado em algumas modalidades. Descrição Detalhada
[028] FIG. 1 ilustra um exemplo da modalidade da ferramenta de intervenção no poço 1 durante a penetração de um ou mais condutos, tubos ou “estruturas tubulares”; neste exemplo, a estrutura tubular interna, como a estrutura tubular 2A, é disposta ou implantada dentro do alojamento 2B no poço 2D. Observa-se que o poço 2D pode ter uma (ex.: o alojamento 2B) ou mais estruturas tubulares dispostas de forma sucessiva e externas à estrutura tubular 2A, mostrada na FIG. 1. A ferramenta de intervenção no poço 1 pode ser utilizada na estrutura tubular 2A, sendo, por exemplo, acionada e controlada por um cabo elétrico blindado 3, uma haste de intervenção de poço semirrígida em forma de bobina que incorpora um ou mais cabos elétricos ou um conduto enroscado ou conjunto com um ou diversos cabos elétricos localizados em seu exterior ou interior. Vide, como exemplo, a patente norte-americana n.° 5.184.682, concedida para Delacour et al., e a patente norte-americana n.° 5.285.008, para Sas-Jaworsky et al. Além disso, o modo pelo qual é transportado a ferramenta de intervenção de poço 1 para dentro e fora da estrutura do poço 2C não visa limitar o âmbito da invenção.
[029] No poço ilustrado 2D, na FIG. 1, a estrutura tubular 2A é implantada no alojamento 2B descentralizado, onde há um espaço anular substancial 2C entre a estrutura tubular 2A e o alojamento 2B em um lado do poço 2D, porém no lado oposto, o alojamento 2B e a estrutura tubular 2A são aproximados ou se intercontatam. O espaço anular 2E entre o poço 2D e o alojamento 2B pode ou não ser distribuído de maneira uniforme em torno da circunferência do alojamento 2B ou de outras estruturas tubulares dispostas externamente (não mostradas).
[030] A ferramenta de intervenção de poço 1 pode incluir um alojamento alongado 1A, que pode ser fechado sob pressão para não deixar o fluido entrar no poço 2C. O alojamento 1A pode incluir componentes (FIG. 1, não mostrados separadamente) que operam alguns dispositivos, cuja explicação é mais bem detalhada a seguir. A ferramenta de intervenção de poço 1 pode incluir suportes espaçados axialmente 4C em um lado do alojamento 1A para manter a ferramenta de intervenção de poço 1 selecionada em uma distância mínima desde a parede interna da estrutura tubular em que é disposta a ferramenta de intervenção de poço 1, exemplificada pela estrutura tubular 2A. Na mesma ou em outra posição circunferencial ao redor do alojamento 1A, a ferramenta de intervenção de poço 1 pode incluir um ou mais braços que se estendem lateralmente 4A, 4B. Os braços estendidos lateralmente 4A, 4B podem ser estendidos e recolhidos com o uso de qualquer mecanismo conhecido e mostrado, de um modo geral, em 4D, incluindo, por exemplo, e de forma não limitada, disposições de cilindros hidráulicos, engrenagem helicoidal operada a motor e parafusos esféricos. Dois exemplos não limitados dos mecanismos acima são descritos na patente norte-americana n.° 5.438.169, concedida para Kennedy et al., e patente norte-americana n.° 5.528.556, para Seeman et al. Os sinais de controle que estendem e recolhem os braços de extensão lateral 4A, 4B podem ser comunicados pelo cabo elétrico 3 ou outro dispositivo de transporte, na forma já explicada.
[031] FIG. 2 ilustra a ferramenta de intervenção de poço 1 com seus braços estendidos lateralmente 4A, 4B na posição estendida, em que o alojamento 1A se salienta até a posição aproximada da estrutura tubular a ser penetrada, por exemplo, na estrutura tubular 2A. Com os braços estendidos lateralmente 4A, 4B e salientada a ferramenta de intervenção de poço 1 próximo à estrutura tubular a ser penetrada, por exemplo, a estrutura tubular 2A, pode-se obter um controle mais preciso na profundidade da penetração.
[032] FIG. 3 ilustra a ferramenta de intervenção de poço 1 com um dispositivo de penetração 5 estendido lateralmente para fora do alojamento 1A, e a penetração é realizada na primeira estrutura tubular, isto é, na própria estrutura tubular (2A, FIG. 1). O dispositivo de penetração 5 pode ser estendido mecânica ou hidraulicamente do alojamento 1A pelo módulo de energia 5A. O módulo de energia 5A pode compreender um motor que gira o dispositivo de penetração 5 e um mecanismo de extensão que estende de forma seletiva o dispositivo de penetração em uma distância lateral determinável a partir do alojamento 1A. Um exemplo do módulo de energia é descrito na patente norte-americana n.° 7.530.407, concedida para Tchakarov et al., e mais bem explicado na FIG. 3A.
[033] FIG. 3A mostra os componentes de uma modalidade exemplificada do módulo de energia 5A compreendendo um sistema de controle hidráulico 40 que pode incluir componentes, tais como bomba e válvulas hidráulicas operadas por sinais de controle comunicados desde a superfície, isto é, utilizando o cabo elétrico (3, FIG. 1). Os sinais de controle podem fazer o sistema de controle hidráulico 40 induzir os atuadores hidráulicos 58, 62 para salientar as placas-guias 66 a montante, fazendo o dispositivo de penetração 5 girar e deslocar o moinho giratório ou furação 130 para fora do alojamento (1A, FIG. 1) do dispositivo de penetração 5. Especificamente, os pinos-guias 128 de cada lado do dispositivo de penetração 5 podem se deslocar nas fendas do came 140, 142. Quando os atuadores hidráulicos 58, 62 salientam as placas-guias 66 em uma posição estendida predeterminada, a engrenagem 106 da transmissão 107 é acoplada operacionalmente na engrenagem (não mostrada) do motor (não mostrado) para transmitir torque à engrenagem 106. Além disso, os pinos-guias 128 presos na placa-guia 66 salientam o dispositivo de penetração 5 para fora (à direita, FIG. 3A), e o moinho giratório ou furação 130 contata a estrutura tubular (ex.: estrutura tubular 2A, FIG. 1). Em algumas modalidades, os atuadores hidráulicos 58, 62 também podem ser configurados para o dispositivo de penetração (5, FIG. 3) se deslocar longitudinalmente ao longo do interior do alojamento (1A, FIG. 1) para serem realizadas determinadas operações que requerem o movimento longitudinal do dispositivo de penetração, isto é, sendo executado o corte da janela no tubo do poço ou na estrutura tubular. Um exemplo da operação de corte é explicado mais adiante nas FIGs. 16 e 17A até 17F.
[034] Para uma penetração mais profunda, pode-se utilizar um sistema de alimentação telescópico. Além disso, o dispositivo de penetração 5 pode ser estendido em um ângulo diferente do ilustrado. O monitoramento de penetração profunda e a função de medição podem vir embutidos no dispositivo de penetração 5. Em um exemplo, os processos acima podem incluir um sensor de pressão 59 na comunicação do fluido com um lado do sistema de controle hidráulico 40, que é pressurizado para estender o dispositivo de penetração 5 para estimar ou determinar a quantidade de força exercida pelo dispositivo de penetração 5. Ademais, um sensor de posição linear 61, como um transformador diferencial variável linear (LVDT), pode ser utilizado para medir uma quantidade da extensão lateral do dispositivo de penetração 5. As medições da quantidade de força e/ou extensão lateral podem ser utilizadas para o usuário da ferramenta de intervenção de poço parar a operação do dispositivo de penetração 5 ao ser penetrada a estrutura tubular visada. Desta forma, a penetração de estruturas tubulares adicionais (por exemplo, o invólucro 2B, FIG. 1) dispostas externamente à estrutura tubular penetrada (ex.: estrutura tubular 2A, FIG. 1) pode ser eliminada a critério do operador da ferramenta de intervenção de poço.
[035] FIG. 4 ilustra a penetração do segundo tubo do poço ou estrutura tubular 2B, isto é, um invólucro, disposto externamente ao primeiro tubo do poço ou estrutura tubular 2A, ou seja, a estrutura tubular implantada dentro do invólucro 2B.
[036] Ao ser concluída a operação da penetração, o dispositivo de penetração 5 pode ser recolhido até o alojamento 1A ao reverter a operação do sistema de controle hidráulico (40, FIG. 3A). Consequentemente, os braços estendidos lateralmente 4A, 4B podem ser recolhidos, e a ferramenta de intervenção de poço 1 pode ser deslocada para uma posição diferente no poço (2D, FIG. 1) ou removida por inteiro dele.
[037] Em algumas modalidades, o dispositivo de penetração 5 pode incluir um mecanismo que executa a inserção de uma tomada mecânica (131, FIG. 3A) presa em seu interior, isto é, por ajuste de interferência ou rosqueamento, durante a penetração, eliminando comunicações de fluido posteriores na penetração (vide FIG. 3).
[038] Em algumas modalidades, como mostra a FIG. 4A, uma porção do alojamento 1A disposta entre os braços estendidos lateralmente 4A, 4B pode ser giratória, incluindo osciladores 35 na porção do alojamento 1A. Um motor 37 pode ser disposto em uma parte não giratória do alojamento 1A para a parte giratória 1AA, incluindo o dispositivo de penetração 5, girar e executar operações específicas, o que é explicado mais adiante nas FIGs. 16 e 17A até 17F.
[039] FIG. 5 ilustra outro exemplo de modalidade em que a ferramenta de intervenção de poço 1 inclui elementos flexíveis que se expandem radialmente, como os dispositivos centralizadores/vedantes 6A, 6B em posições espaçadas ao longo do alojamento, ao invés de braços mecânicos estendidos lateralmente, como mostram as FIGs. 2, 3 e 4. Os elementos flexíveis de expansão radial 6A, 6B podem ser elementos acondicionados e inflados hidraulicamente, elementos acondicionados e comprimidos mecanicamente ou similares. Os elementos acondicionados e inflados hidraulicamente podem utilizar um sistema de controle hidráulico, explicado na FIG. 3A, para ser inflado e desinflado. Os elementos de vedação anulares e mecanicamente comprimidos podem utilizar um mecanismo de compressão longitudinal similar à estrutura do mecanismo utilizado para operar os braços de extensão lateral nas modalidades mostradas nas FIGs. 1 a 4.
[040] FIG. 6 ilustra a ferramenta de intervenção de poço 1 com elementos flexíveis inferior 6B e superior 6A que se expandem para isolar hidraulicamente uma área entre eles destinada à penetração planejada na estrutura tubular (ex.: a estrutura tubular 2A).
[041] FIG. 7 ilustra a ferramenta de intervenção de poço, na FIG. 6, com o dispositivo de penetração 5 estendido e a penetração concluída na primeira estrutura tubular do poço 2A. Em algumas modalidades, o dispositivo de penetração 5 pode ser configurado na forma explicada na FIG. 3A.
[042] FIG. 8 ilustra a ferramenta de intervenção de poço 1 em que o dispositivo de penetração (5, FIG. 7) é recolhido, e o fluido pode fluir (mostrado por setas) da área externa à estrutura tubular 2A até a penetração 9 continuando pela ferramenta de intervenção de poço 1 em direção à superfície pelas portas de comunicação do fluido 7A, 7C no alojamento 1A.
[043] Como mostra a FIG. 8A, as portas 7A, 7C podem ser acopladas entre si utilizando uma válvula controlável 7D para encerrar eventualmente o fluxo do fluido no alojamento da ferramenta (1A, FIG. 8). Os sensores 11 em comunicação hidráulica com as portas 7A, 7C pode ser utilizados para medir a variação de pressão decorrente da abertura e/ou fechamento das válvulas 7D.
[044] Em algumas modalidades, um ou mais sensores 11 podem ser um sensor acústico, sensor de temperatura, sensor de fluxo ou outro capaz de detectar o movimento do fluido externo ao alojamento (1A, FIG. 1), dentro do primeiro tubo do poço (2A, FIG. 1) ou fora do primeiro tubo do poço.
[045] Em algumas modalidades, a câmera de amostragem do fluido 13 pode ser incorporada na ferramenta de intervenção de poço ou presa como um módulo separado na ferramenta de intervenção de poço, e os fluidos podem ser amostrados e levados à superfície para análise posterior. Ao utilizar os sensores 11 e as amostras do fluido transferidos para a câmera 13, a ferramenta de intervenção de poço pode ser utilizada para executar testes de reservatório e análises de acúmulo e elevação da pressão e similares. A modalidade mostrada na FIG. 8A também pode ser utilizada para a câmera 13 armazenar um selante, como resina de epóxi ou cimento em forma de fluido. O selante pode ser bombeado da câmera 13 e descarregado pela ferramenta de intervenção de poço por uma ou mais portas, i.e., 7C, e o selante é salientado na penetração ( 9, FIG. 8) criada pelo dispositivo de penetração (5, FIG. 7). Desta forma, a vedação do fluido no espaço anular (2C, FIG. 1) pode ser implantada ou aprimorada.
[046] Em algumas modalidades, com referência à FIG. 8B, a ferramenta do poço pode incluir pelo menos um conjunto de motor e bomba 15 no alojamento (1A, FIG. 8) para o fluido ser bombeado da área entre os elementos centralizadores/vedantes (6A, 6B, FIG. 8) até o poço acima ou abaixo da ferramenta de intervenção de poço nas respectivas portas 7A (e/ou 7B, FIG. 8), 7C. Pelo menos um conjunto de motor e bomba 15 pode ser acoplado de forma seletiva em sua entrada e saída em qualquer uma das portas (7A, 7B, 7C, FIG. 8) utilizando válvulas correspondentes (mostradas na FIG. 8A) para executar o teste de integridade da pressão, como, por exemplo, em uma barreira de cimento ou elemento de vedação similar ou material disposto fora da estrutura tubular penetrada. Além disso, a ferramenta de intervenção de poço pode bombear os fluidos de um lado para o outro no vão axial dos elementos de vedação (6A, 6B, FIG. 8) na ferramenta de intervenção de poço, para executar o teste de integridade da pressão de uma barreira, isto é, uma ponte de conexão (não mostrada), disposta na estrutura tubular (2A, FIG. 8) abaixo da ferramenta de intervenção de poço.
[047] FIG. 9 ilustra a ferramenta de intervenção de poço, FIG. 8, porém com o fluxo do fluido descarregado da extremidade inferior da ferramenta de intervenção pela porta 7B. A descarga pode ser feita com a configuração apropriada das válvulas, mostrada na FIG. 8A.
[048] Nas modalidades explicadas com referência às FIGs. 5 a 9, ao ser concluída a operação de penetração, o dispositivo de penetração 5 pode ser recolhido até o alojamento da ferramenta (1A, FIG. 1). Desta forma, os elementos flexíveis 6A, 6B podem ser recolhidos e a ferramenta de intervenção de poço se desloca do poço ou é removida dele por inteiro.
[049] Como já foi explicado, pode-se embutir um mecanismo na ferramenta de intervenção de poço para a referida ferramenta inserir uma tomada mecânica e posicioná-la na penetração cessando uma maior comunicação de fluido. Alternativamente, a ferramenta de intervenção de poço pode injetar um material vedante na penetração para não haver vazamento na área externa à referida penetração.
[050] FIG. 10 ilustra outra modalidade da ferramenta de intervenção de poço 1 em que o dispositivo de penetração pode ser um dispositivo de penetração do tipo telescópico 8. Na FIG. 10, o dispositivo de penetração é mostrado ao penetrar a primeira estrutura tubular 2A próximo à ferramenta de intervenção de poço 1.
[051] FIG. 11 ilustra o dispositivo de penetração do tipo telescópico 8, FIG. 10, em que o dispositivo de penetração penetra a segunda estrutura tubular 2B disposta externamente à primeira estrutura tubular 2A.
[052] FIG. 12 ilustra os deslocamentos normais das estruturas tubulares do poço 2A, 2B, como, por exemplo, duas colunas de revestimento implantadas ou uma coluna de revestimento implantada e uma coluna de estrutura tubular. A colocação do material vedante, como, por exemplo, cimento, no ânulo 2C entre as duas estruturas tubulares 2A, 2B, que isola por completo a área em que as duas colunas tubulares entram em contato, i.e., como mostra 2F, pode ser muito difícil levando à formação de vazamento no trajeto do fluido.
[053] FIG. 13 ilustra que a ferramenta de intervenção de poço produz diversas penetrações na estrutura tubular de encaixe interno 2A, em que a ferramenta de intervenção de poço 1 pode inserir pinos centralizadores 9 nas mesmas penetrações podendo a estrutura tubular de encaixe interno 2A ser mais bem centralizada na estrutura tubular de encaixe externo 2B acompanhando a circulação do fluido e a colocação do material vedante, como cimento ou similares. Os pinos centralizadores 9 podem ser criados para vedarem as respectivas penetrações, isto é, igualmente por ajuste de interferência, fazendo os pinos 9 perpassar somente a penetração, como mostra a FIG. 13, sem passar pela estrutura tubular de encaixe externo 2B. Em algumas modalidades, os pinos centralizadores 9 podem ser rosqueados, e a rotação dos pinos centralizadores, isto é, o giro da broca giratória 130, FIG. 3A, desloca os pinos centralizadores longitudinalmente para separar a estrutura tubular de encaixe interno da estrutura tubular de encaixe externo.
[054] FIG. 14 ilustra o corte de um ou diversos tubos de diâmetro pequeno 10 dispostos externamente em um tubo de injeção ou produção 2A. Os tubos 10 podem conter cabos de instrumentação óticos/elétricos, ou ser linhas hidráulicas e/ou pneumáticas conectadas nos dispositivos colocados no poço, for exemplo, montados no tubo de produção ou injeção 2A. A remoção dos tubos 10 pode ser necessária para colocar corretamente a barreira, i.e., cimento, resina ou similares no espaço anular (vide 2C, FIG. 12) entre o tubo 2A e a estrutura tubular de encaixe externo imediatamente adjacente 2B. Um dispositivo de imagem 19, por exemplo, uma câmera de vídeo com luzes, pode ser implementado na ferramenta para o operador ter como controlar o movimento e a localização da ferramenta e verificar o corte dos tubos 10.
[055] A ferramenta de intervenção de poço 1 penetra a estrutura tubular de encaixe interno 2A e corta o tubo(s) externo 10, por exemplo, com deslocamentos laterais. Os locais de corte visados no tubo(s) externo 10 podem ficar imediatamente acima e abaixo dos fixadores de cabo 17 instalados no exterior da estrutura tubular de encaixe interno 2A (i.e., tubo de produção) quando ela é instalada no poço.
[056] FIG. 15 ilustra uma “janela” 12 cortada na coluna de revestimento 2A em que diversos tubos 10 são cortados e inseridos no interior da coluna de revestimento 2A. Os tubos 10 se encaixam naturalmente na janela 12 aberta quando os tubos 10 são cortados na extremidade superior da janela 12, ou se pode adaptar uma micropinça na ferramenta de intervenção de poço para inserir os tubos 10 no interior da coluna de revestimento 2A após os tubos serem cortados 10. Neste momento, uma seção da coluna de revestimento 2A é liberta dos tubos externos, e uma barreira pode ser colocada na área da janela sem que os tubos a penetrem.
[057] FIG. 16 ilustra os elementos do processo descrito em maiores detalhes com referência à FIG. 15. FIG. 16 ilustra a forma pela qual as janelas 12 podem ser cortadas no tubo 2A e o modo pelo qual os tubos externos 10 podem ser cortados. Por exemplo, imediatamente acima do acoplamento do tubo 31 (que pode ser um colar externo rosqueado nos segmentos adjacentes do tubo ou uma conexão de pino e caixa utilizada em outros tipos de estruturas tubulares de poço, como um tubo de perfuração), e próximo ou acima da extremidade superior do grampo de linha montado externamente 17, um moinho 5B, que pode fazer parte do dispositivo de penetração (5, FIG. 14) penetra o tubo 2A e corta a janela 12 no tubo 2A. Em seguida, o moinho 5B corta os tubos externos 10. O moinho 5B pode ser estendido, operado, deslocado e recolhido utilizando um mecanismo, como o descrito com referência à FIG. 3A. O moinho da janela 12 pode incluir a rotação da direção do moinho ao redor da circunferência do tubo 2A. A rotação pode ser executada utilizando uma configuração da ferramenta de intervenção de poço que inclui osciladores e um motor, explicada com referência à FIG. 4.
[058] Em seguida, a ferramenta inteira pode ser deslocada a montante do tubo 2A até ser posicionada aproximadamente abaixo da extremidade inferior do grampo de linha seguinte 17. Além disso, outra janela 12 pode ser criada no tubo 2A sem estender o moinho 5B lateralmente em uma distância suficiente para cortar os tubos externos 10.
[059] Após o processo supracitado, o dispositivo de preensão e recolhimento do tubo 5A, como uma garra, pode ser estendido pela janela 12 ao lado dos tubos 10. A garra 5A pode ser estendida e recolhida utilizando um mecanismo, mostrado e explicado com referência à FIG. 3A, que pode ser estendido distanciando o tubo da estrutura tubular externa. Em seguida, a garra 5A pode ser girada até ficar localizada externamente aos tubos 10, por meio dos quais a garra 5A pode ser recolhida até a ferramenta de intervenção, mantendo os tubos 10 travados em direção à ferramenta de intervenção. O moinho 5A pode ser estendido em uma área entre a garra 5B e a extremidade inferior do grampo de linha 17 em uma profundidade suficiente para cortar os tubos 10. A ferramenta do moinho 5B pode ser girada até o corte de todos os tubos 10.
[060] Após todos os tubos 10 serem cortados, a ferramenta de intervenção pode deixar a posição travada no tubo 2A por meio da qual a elevação da ferramenta insere os tubos 10 no tubo 2A pela janela superior 17. Neste momento, a ferramenta pode ser utilizada para elevar os tubos 10 até a superfície ou depositá-los 10 no tubo 2A. A referida sequência de operações favorece a colocação correta do material de barreira, como, por exemplo, cimento, dentro e fora do tubo 2A.
[061] A sequência de operações acima é apresentada na seção transversal, FIGs. 17A a 17F. As figuras acima ilustram o corte da janela superior e a operação de recolhimento do microtubo, descritos na figura anterior, da seguinte forma:
[062] FIG. 17A mostra uma coluna de tubos 2A com um protetor de cabo de acoplamento transversal (ou grampo de cabo - 17, FIG. 16) mantendo os microtubos externamente à mesma coluna de tubos. Ele está localizado em um invólucro. Na FIG. 17B, o tubo 2A pode ser disposto longitudinalmente contra o invólucro 2B externo ao tubo 2A. Na FIG. 17C, a janela 12 é cortada sem cortar os tubos 10. Na FIG. 17D, a garra 5A é estendida desde a ferramenta de intervenção de poço até a sua localização e ela gira entre os tubos 10 e o invólucro 2B. Quando o tubo 2A é disposto contra o invólucro 2A, já ilustrado, a garra 5A também eleva o tubo 2A ao se distanciar do invólucro 2B fazendo a garra 5A girar. Na FIG. 17D, a garra 5A gira até todos os tubos 10 ficarem próximos da garra 5A. Na FIG. 5E, a garra 5A é recolhida até a ferramenta de intervenção de poço e, ao mesmo tempo, faz os microtubos contatarem a ferramenta de intervenção. Neste momento, os tubos 10 podem ser cortados acima da garra 5A e os tubos 10 são inseridos no tubo 2A, como mostra a FIG. 17F.
[063] Em algumas modalidades, o dispositivo de penetração pode incluir, além do mecanismo explicado na FIG. 3A, uma ou mais cargas de formato explosivo dispostas no alojamento (1A, FIG. 1) e detonáveis seletivamente para criar a penetração (mostrada em 9, FIG. 9). Uma modalidade que exemplifica o formato da carga é mostrada na FIG. 18, descrita em maiores detalhes na patente norte-americana n.° 5.733.850, concedida para Chowla et al. O invólucro da carga 110 define uma cavidade recuada 112 que apresenta extremidade aberta 114, parede do invólucro 116 e extremidade fechada 118. Quando a cavidade 112 do invólucro da carga 110 tem a forma elíptica ou parabólica, a parede do invólucro 116 e a extremidade fechada 118 são definidas, coletivamente, por uma superfície de curva contínua. Um revestimento 120 forma uma figura geométrica com um ápice no revestimento 122 e uma base no revestimento 124 formada simetricamente no eixo longitudinal 125. O revestimento 120 é posicionado na cavidade 112 e o ápice do revestimento 122 dá para a extremidade fechada 118. A base do revestimento 124 é direcionada para a extremidade aberta 114. O revestimento 20 define o volume interior ou o espaço oco 126 entre a base do revestimento 124 e o ápice do revestimento 122. O material altamente explosivo 128 é posicionado entre a parede do invólucro 116 e o revestimento 120, e um ajustador 130 pode ser posicionado no espaço oco 126.
[064] Um detonador (não mostrado) compreende um escovador ou cabo detonador para ativar o material altamente explosivo 128 gerando uma onda de detonação. A onda de detonação tem como foco o revestimento 120 que colapsa o eixo longitudinal 125 e forma um jato de perfuração no material. Quando o revestimento colapsado 120 se move até a extremidade aberta 114, o jato também se move na direção que corresponde à lei de conservação do momento. O jato sai do invólucro 110 em alta velocidade e se dirige ao alvo selecionado, isto é, a uma ou mais estruturas tubulares, mostrado na FIG. 1. Embora o revestimento 120 seja, preferivelmente, metálico, o revestimento 120 pode ser formado de qualquer material apropriado para formar um jato de perfuração de alta velocidade. O ajustador 130 é ilustrado como um membro posicionado no espaço oco 126. Como já foi mostrado, o ajustador 130 está, preferivelmente, localizado próximo ao ápice do revestimento 122 e é simétrico em relação ao eixo longitudinal 125. O ajustador 130 tira o foco do jato ao interromper ou retardar o colapso normal do revestimento 120 resistindo ao colapso do revestimento 120 ao longo do eixo longitudinal 125. Quando a onda de detonação tem como foco o revestimento 120 que colapsa internamente, o ajustador 130 retarda o colapso e o revestimento 120 forma um jato toroidal ou anular que sai pela extremidade aberta 114. A carga com o formato acima exemplificado pode visar, especificamente, à penetração de estruturas tubulares sem necessariamente penetrar com profundidade as formações que envolvem o exterior da estrutura tubular de encaixe ultraexterno, na qual a ferramenta de intervenção de poço é utilizada dentro das estruturas tubulares de encaixe. Entretanto, o exemplo acima do formato da carga não visa limitar o âmbito da invenção. Além disso, outras modalidades podem utilizar outros tipos de carga de formato explosivo conhecidos no estado da técnica.
[065] Em outras modalidades, o dispositivo de penetração (5, FIG. 3) pode compreender um dispositivo de corte de plasma, um jato de corte de fluido (i.e., com ou sem partículas abrasivas e operado pelo conjunto de motor e bomba, mostrado na FIG. 8B), um cortador mecânico de descarga de elétrodo (EDM) ou laser.
[066] Embora a invenção seja descrita com um número limitado de modalidades, os técnicos conhecedores, após examiná-la, observarão que outras modalidades podem ser consideradas sem fugir ao âmbito da invenção apresentada. Obviamente, o âmbito da invenção deve se restringir somente às reivindicações anexadas.

Claims (28)

1. Ferramenta de intervenção de poço caracterizada por compreender: um alojamento; meios para trancamento do alojamento em uma posição selecionada dentro de um primeiro tubo do poço; meios para penetração do primeiro tubo do poço que se estende a partir do alojamento, os meios para penetração compreendendo meios para medir uma quantidade de extensão do mesmo ou meios para medir uma quantidade de força exercida pelo mesmo, de tal modo que os meios para penetração são controláveis para penetrar o primeiro tubo do poço sem a penetração de um segundo tubo do poço no qual é alojado o primeiro tubo do poço; pelo menos dois giros dispostos em locais espaçados ao longo do alojamento e um motor disposto em parte do alojamento em que uma porção do alojamento disposta entre pelo menos dois giros é giratória com relação a uma porção rotacionalmente fixa do alojamento; e um dispositivo de preensão e retração que se estende a partir do alojamento e é configurado para retrair as linhas dispostas externamente ao primeiro tubo do poço através de um corte de abertura no primeiro tubo do poço pelo meio para penetração.
2. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os meios para trancamento compreenderem pelo menos um braço que se estende lateralmente.
3. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os meios para trancamento compreenderem pelo menos um elemento flexível anular que se expande radialmente.
4. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por pelo menos um elemento flexível anular que se expande radialmente compreender um primeiro embalador inflável.
5. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por compreender adicionalmente portas no alojamento disposto longitudinalmente para fora de uma zona longitudinal definida por o primeiro embalador inflável e um segundo embalador inflável espaçado longitudinalmente, as portas acopladas nas válvulas que operam para estabelecer de forma seletiva uma comunicação de fluido entre as zonas longitudinais definidas pelo primeiro e segundo embaladores infláveis.
6. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por pelo menos uma das zonas estar dentro da zona longitudinal e pelo menos uma das zonas estar fora da zona longitudinal pelas quais o fluido se move por pelo menos uma bomba entre as zonas longitudinais definidas.
7. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por compreender adicionalmente um sensor de pressão conectado de forma seletiva na comunicação de fluido com pelo menos uma das portas.
8. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os meios para penetração compreenderem um moedor.
9. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os meios para penetração compreenderem pelo menos um corte com jato de fluido, um cortador de plasma, um cortador mecânico de descarga de eletrodo e um laser.
10. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente meios para inserir uma tomada em uma penetração criada no primeiro tubo do poço pelos meios para penetração.
11. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por a tomada compreender um pino rosqueado.
12. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente meios para inserir um pino em uma penetração criada no primeiro tubo do poço pelos meios para penetração.
13. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por os meios para inserir um pino compreenderem meios para impulsionar o pino em contato com uma parede interna do segundo tubo do poço de modo a separar o primeiro tubo do poço do contato com o segundo tubo do poço.
14. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente pelo menos um dispositivo de imagem disposto para gerar imagens que correspondem a uma área aproximada dos meios para penetração.
15. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente uma câmara de fluido conectada seletivamente de forma fluídica aos meios para penetração de tal modo que as amostras de fluido sejam colhidas a partir de uma penetração no primeiro tubo do poço criado pelos meios para penetração.
16. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente uma câmara de fluido conectada seletivamente de forma fluídica aos meios para penetração de tal modo que o vedante seja descarregado da câmara em um espaço selecionado em pelo menos um do primeiro tubo do poço e o segundo tubo do poço.
17. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os meios para penetração compreenderem pelo menos uma carga de formato explosivo.
18. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente um meio para mover os meios para penetração longitudinalmente ao longo do alojamento.
19. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente pelo menos um sensor sensível ao movimento do fluido fora do alojamento.
20. Ferramenta de intervenção de poço de acordo com a reivindicação 19, caracterizada por pelo menos um sensor compreender pelo menos um sensor acústico, um sensor de temperatura e um sensor de fluxo.
21. Método para intervenção de poço caracterizado por compreender: mover uma ferramenta de intervenção de poço para uma posição selecionada dentro de um primeiro tubo do poço alojado em um segundo tubo do poço; travar a ferramenta de intervenção de poço na posição selecionada; cortar pelo menos uma abertura no primeiro tubo do poço; executar pelo menos uma operação de intervenção utilizando pelo menos uma abertura no primeiro tubo do poço; remover a ferramenta de intervenção de poço e o tubo extraído do primeiro tubo do poço; cortar pelo menos uma linha montada no exterior do primeiro tubo do poço; e retirar pelo menos uma linha no interior do primeiro tubo do poço, e retirar pelo menos uma linha e a ferramenta de intervenção de poço a partir do primeiro tubo do poço.
22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por o corte de pelo menos uma abertura compreender um moedor.
23. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por pelo menos uma operação de intervenção compreender retirar o fluido através de pelo menos uma abertura.
24. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por pelo menos uma operação de intervenção compreender um teste de pressão no primeiro tubo do poço.
25. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por pelo menos uma operação de intervenção compreender mover o fluido através de uma zona longitudinal definida pela atuação dos elementos de vedação espaçados longitudinalmente estendidos a partir da ferramenta de intervenção de poço.
26. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por pelo menos uma operação de intervenção compreender inserir um pino em pelo menos uma abertura.
27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado por a inserção de pelo menos um pino ser executada de modo a mover o segundo tubo do poço para fora do contato com o primeiro tubo do poço.
28. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por pelo menos uma operação de intervenção compreender um teste de integridade de pressão em pelo menos um do primeiro tubo do poço e o segundo tubo do poço.
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