BR112017025363B1

BR112017025363B1 - Método para operar uma montagem de plugue de invólucro e montagem de plugue de invólucro para realizar uma operação em uma tubulação de poço

Info

Publication number: BR112017025363B1
Application number: BR112017025363-1A
Authority: BR
Inventors: Steinar Georgsen; Markus MORLAND; Stian Marius Hansen
Original assignee: Interwell Technology As
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2022-10-04
Also published as: WO2016189123A2; WO2016189123A3; US10563471B2; MX2017015240A; DK3307982T3; EP3307982B1; BR112017025363A2; EP3307982A2; US20180283116A1; NO20150683A1

Abstract

A presente invenção se refere a uma montagem de plugue de invólucro (1) para desempenho de uma operação em uma tubulação de poço. Em concordância com a presente invenção, a montagem compreende uma ferramenta de corrida (10) para conexão a uma tubulação de broca; um módulo de equalização (20); um módulo de vedação (30); e um módulo de âncora (50). Um canal de fluido contínuo (2) é formado através da montagem de plugue de invólucro (1). O módulo de âncora (50) é configurado para ser ajustado na tubulação de poço por bombeamento de fluido através do canal de fluido contínuo (2). O módulo de âncora (50) está, no estado ajustado, proporcionando um suporte na tubulação de poço utilizada pela ferramenta de corrida (10) para operar o módulo de vedação (30). A presente invenção também se refere a um método para operação da montagem de plugue de invólucro (1) em uma tubulação de poço. A presente invenção ainda mais também se refere a um módulo de âncora (50) para ancoragem para uma tubulação de poço.

Description

CAMPO TÉCNICO INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a um plugue de invólucro. A presente invenção também se refere a um método para operar uma montagem de plugue de invólucro e referida montagem de plugue de invólucro para realizar uma operação em uma tubulação de poço.

FUNDAMENTOS INVENÇÃO

[0002] Existem diferentes tipos de plugues de poço utilizados em poços de produção de hidrocarboneto. Tais plugues podem ser plugues recuperáveis, isto é, estes plugues podem ser recuperados a partir do poço depois de sua utilização, ou estes plugues podem ser plugues permanentes, isto é, estes plugues são fixados permanentemente e têm que ser triturados/perfurados em pedaços de maneira tal a serem removidos.

[0003] O plugue de poço pode compreender um dispositivo de âncora, que no estado fixado (estado radialmente expandido) está em contato com a superfície interna da tubulação de poço. Seu objetivo primário é o de prevenir movimentação ascendentemente e/ou descendentemente direcionada do plugue em relação para a tubulação de poço.

[0004] O plugue de poço pode também compreender um dispositivo de vedação, que no estado fixado (estado radialmente expandido) também está em contato com a superfície interna da tubulação de poço. Seu objetivo primário é o de prevenir que fluido venha a passar o espaço anular entre a superfície externa do plugue e a superfície interna da tubulação de poço.

[0005] Plugues são fixados por intermédio de uma ferramenta de operação abaixada para o poço. A ferramenta de operação é conectada para o plugue, e na profundidade desejada, a ferramenta de operação é acionada e o plugue é trazido a partir de seu estado de operação (estado radialmente retraído) para seu estado fixado (estado radialmente expandido).

[0006] Uma interface de conexão comum entre um plugue e uma ferramenta de operação compreende um mandril interno do plugue conectado para um mandril interno da ferramenta de operação e um alojamento externo do plugue conectado para um alojamento externo da ferramenta de operação. Por movimentação axial relativa entre o alojamento externo e o mandril interno, o plugue é trazido a partir de seu estado de operação para seu estado fixado. De maneira tal a iniciar esta movimentação relativa, uma força axial maior do que um determinado limiar é aplicada para o mandril interno enquanto segurando o alojamento externo estacionário (ou vice versa). Neste limiar de força, uma cisalhadura (prego de cisalhamento) é cisalhada, e consequentemente, movimentação axial relativa é possibilitada. A cisalhadura pode ser localizada no plugue ou na ferramenta de operação.

[0007] Plugues de invólucro são de um tipo de plugue de poço utilizado durante completamento (terminação) de um poço de hidrocarboneto, durante fechamento e abandono [plugging and abandonment (P&A)] temporários do poço, etc. O plugue de invólucro é fixado na tubulação de invólucro por utilização de tubulação de perfuração para funcionar o plugue, para fixar o plugue e também para recuperar o plugue. O objetivo da presente invenção é o de proporcionar um plugue de invólucro com as seguintes capacidades: - deveria ser possível pendurar peso sob o plugue, tal como tubulação de perfuração, montagem de orifício de fundo, sensores, etc.; - deveria ser possível bombear fluido através do plugue antes que uma válvula de equalização venha a ser fechada, de maneira tal a verificar a pressão sob o plugue, por exemplo, verificar que a operação de completamento foi bem sucedida; - o plugue deveria ser refixável, por exemplo, deveria ser possível operar o plugue para uma posição desejada, então, fixar o plugue e desempenhar um teste de pressão, então, operar o plugue para uma nova posição desejada, fixar o plugue novamente e, então, desempenhar um teste de pressão novamente; - deveria ser possível abandonar o plugue em um estado fixado e fechado, isto é, recuperar a ferramenta de operação e a tubulação de perfuração depois da fixação e fechamento do plugue.

[0008] Um tal plugue de invólucro refixável é difícil de conseguir com cisalhaduras, portanto, cisalhaduras para a configuração refixável deveriam ser evitadas.

[0009] Tipicamente, tal fixação e refixação do plugue são acionadas por rotação da tubulação de perfuração. Uma desvantagem é a de que é difícil para averiguar tão quanto da parte inferior da coluna de perfuração rotacionou em relação a tão quanto a parte superior da coluna de perfuração rotacionou, particularmente para coluna de perfuração longas. Uma outra desvantagem é a de que existe um risco de que uma das junções da tubulação de perfuração venha a ser desaparafusada, ao invés de trazer (concretizar) o plugue para o estado desejado.

[0010] Consequentemente, é um objetivo da presente invenção o de conseguir um plugue de invólucro que possui as capacidades anteriormente mencionadas enquanto evitando as desvantagens da tubulação de perfuração rotativa.

[0011] Uma outra maneira conhecida de iniciação da operação de fixação do plugue foi a de utilizar assim chamados blocos de arraste para criar fricção entre o plugue e a superfície interna do alojamento. Tais blocos de arraste são tipicamente conectados para o plugue por intermédio de molas helicoidais, possibilitando que os blocos de arraste venham a se movimentar em relação para o plugue devido para o fato de irregularidades da superfície interna do invólucro etc. A fricção é, entretanto, suficiente para formar uma âncora inicial que mantém algumas partes do plugue estacionárias enquanto movimentando outras partes por intermédio da corda de tubulação. Um exemplo é mostrado na patente norte americana número US 3.714.983.

[0012] Uma maneira conhecida de consecução de plugues acionados por fluido é a de proporcionar o plugue com um compartimento fechado na superfície. Quando o plugue é abaixado para o poço, a pressão do fluido no anel no exterior do plugue é tipicamente muito mais alta do que a pressão dentro do compartimento fechado. Portanto, por abertura de uma passagem entre o anel e o compartimento, fluido irá fluir a partir do anel e para o compartimento - um fluxo de fluido que pode ser utilizado para trazer pelo menos partes do plugue a partir do estado de operação para o estado fixado. Uma operação inicial é aqui sempre necessitada para abrir a passagem na localização desejada no poço. Um exemplo é mostrado na patente norte americana número US 3.294.171. Aqui, a abertura da passagem é iniciada por recursos de retenção que são movimentados para cima em engate com uma junção ou com uma outra obstrução proporcionada na superfície interna do invólucro em si mesmo. Além do mais, esta solução também requer pinos de cisalhamento.

[0013] Portanto, nas duas soluções anteriormente mencionadas, um primeiro, contato inicial entre o plugue e o invólucro é necessitado de maneira tal a conseguir um segundo contato na forma de uma ancoragem apropriada do plugue para o invólucro. Além do mais, as duas soluções anteriormente mencionadas são irreversíveis (abertura da passagem para o compartimento atmosférico e a quebra de pinos de cisalhamento).

[0014] É um objetivo da presente invenção o de proporcionar uma ancoragem inicial aperfeiçoada do plugue de invólucro para o invólucro - sem a utilização de blocos de arraste e/ou compartimento preenchido por gás do estado da técnica anteriormente mencionado.

SUMÁRIO

[0015] A presente invenção se refere para um módulo de âncora conforme definido na reivindicação de patente independente 1 acompanhante. A presente invenção também se refere para um método para operação de uma montagem de plugue de invólucro em uma tubulação de poço, conforme definido na reivindicação de patente independente 10 acompanhante. A presente invenção também se refere a uma montagem de plugue de invólucro conforme definido na reivindicação de patente independente 14 acompanhante.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] A presente invenção irá ser descrita, e em maiores detalhes, por intermédio de modalidades preferidas, e com referência para os Desenhos das Figuras acompanhantes. Nos Desenhos das Figuras acompanhantes:

[0017] A Figura 1 ilustra a montagem de plugue de invólucro com um plugue e uma ferramenta de operação no estado de operação;

[0018] A Figura 2 ilustra a montagem de plugue de invólucro no estado fixado;

[0019] A Figura 3 ilustra plugue de invólucro abandonado no poço;

[0020] A Figura 4 ilustra a ferramenta de operação no estado de operação e no estado abandonado;

[0021] A Figura 5 ilustra a ferramenta de operação no estado fixado;

[0022] A Figura 6 ilustra o módulo de equalização no estado de operação e no estado fixado;

[0023] A Figura 7 ilustra o módulo de equalização no estado abandonado;

[0024] A Figura 8 ilustra o módulo de vedação no estado de operação;

[0025] A Figura 9 ilustra o módulo de vedação no estado fixado;

[0026] A Figura 10 ilustra o módulo de âncora no estado de operação;

[0027] A Figura 11 ilustra o módulo de âncora no estado fixado;

[0028] A Figura 12 ilustra uma vista em perspectiva do terceiro conector superior do módulo de vedação;

[0029] A Figura 13 é uma vista ampliada de uma seção do módulo de vedação no estado de operação; e:

[0030] A Figura 14 é uma vista ampliada de uma seção do módulo de vedação no estado fixado.

[0031] Os Desenhos das Figuras acompanhantes são unicamente representações esquemáticas / diagramáticas e a presente invenção não está limitada para as modalidades exemplificativas preferidas neles representadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO

[0032] Agora referência é feita para a Figura 1 e para a Figura 2. Aqui, é mostrada uma montagem de plugue de invólucro (1), compreendendo uma ferramenta de operação (10), um módulo de equalização (20), um módulo de vedação (30) e um módulo de âncora (50). Portanto, o módulo de equalização (20), o módulo de vedação (30) e o módulo de âncora (50) juntamente formam um plugue de invólucro.

[0033] Nos Desenhos das Figuras acompanhantes, a lateral superior, isto é, a lateral da montagem sendo a mais próxima para o topo do poço, fica para a esquerda. A lateral inferior, isto é, a lateral da montagem sendo a mais próxima para o fundo do poço, fica para a direita. A direção axial é indicada por uma linha tracejada I na Figura 1.

[0034] Na Figura 1, o estado de operação é mostrado, na Figura 2 o estado fixado é mostrado. Na Figura 3, a ferramenta de operação (10) foi desconectada a partir do plugue [isto é, do módulo de equalização (20), do módulo de vedação (30) e do módulo de âncora (50)] e recuperada do poço e, portanto, o plugue foi abandonado no poço. Este estado é referido como um estado abandonado.

[0035] Um canal de fluido contínuo (2) é formado através da montagem de plugue de invólucro (1), como é mostrado na Figura 1 e na Figura 2.

[0036] Na Figura 1, é mostrado que a parte superior da ferramenta de operação (10) compreende uma seção de conector de coluna de perfuração (3). Portanto, a montagem de plugue de invólucro (1) está em operação na seção de conector de coluna de perfuração (3) para o poço. Em adição, a parte inferior da montagem de plugue de invólucro (1) compreende uma interface de conexão (não mostrada) para conexão para uma seção de conector de coluna de perfuração abaixo da montagem de plugue de invólucro (1).

[0037] A ferramenta de operação (10) irá agora ser descrita com referência para a Figura 4 e para a Figura 5. A ferramenta de operação (10) compreende um alojamento de ferramenta de operação externa (11) com uma luva de ferramenta de operação interna (13). A parte superior do alojamento externo (11) e a parte superior da luva interna (13) são conectadas para a seção de conector de tubulação de perfuração (3), que novamente pode ser conectada para uma seção da tubulação de perfuração. Consequentemente, o numeral de referência (3) pode também ser considerado para representar uma seção de uma tubulação de perfuração. Um furo de lado a lado (12) formando uma parte do canal de fluido (2) é indicado na Figura 4 e na Figura 5.

[0038] A ferramenta de operação (10) adicionalmente compreende três interfaces de conexão inferiores na forma de um primeiro conector (16) proporcionado radialmente entre a luva interna (13) e o alojamento externo (11), um segundo conector (17) proporcionado na parte inferior da luva interna (13) e um terceiro conector (19) proporcionado na parte inferior do alojamento externo (11). O terceiro conector (19) compreende pinos se projetando interiormente (19a).

[0039] A luva interna (13) é axialmente deslocável em relação para o alojamento externo (11). A ferramenta de operação (10) compreende um conector liberável (destacável) indicado como (18a/b) na Figura 4. O propósito do conector liberável (18a/b) é o de abrir e o de fechar uma luva de equalização, que irá ser descrita abaixo. No estado fixado, na Figura 5, é mostrado que o conector foi liberado, na medida em que existe uma distância entre o elemento conector (18b) seguindo a luva interna (13) e o elemento conector (18a) fixado para o alojamento externo (11).

[0040] Uma força direcionada ascendentemente aplicada para a luva interna (13) é requerida para ser acima de um determinado limiar de maneira tal a liberar os elementos de conexão (18a) e (18b) para fora um a partir do outro.

[0041] Uma parada (batente) (18c) irá prevenir adicional movimentação direcionada ascendentemente da luva interna (13).

[0042] O módulo de equalização (20) irá ser agora descrito com referência para a Figura 6 e para a Figura 7. O propósito principal do módulo de equalização (20) é o de proporcionar uma função de válvula, que é a de abrir e de possibilitar fluxo de fluido através do módulo de equalização (20) no estado de operação e no estado fixado, e que é fechada e previne fluxo de fluido através do módulo de equalização (20) no estado abandonado.

[0043] O módulo de equalização (20) compreende um alojamento de equalização (21) com um furo de lado a lado (22) formando uma parte do canal de fluido (2), uma luva de equalização (23) proporcionada dentro do alojamento de equalização (21). A luva de equalização (23) é axialmente deslocável dentro do alojamento de equalização (21) entre o estado de operação e o estado fixado na Figura 6 (fluxo de fluido possibilitado) e o estado abandonado (fluxo de fluido prevenido) na Figura 7.

[0044] Um primeiro conector superior (26) é proporcionado na parte superior do alojamento de equalização (21) e é proporcionado para conexão para o primeiro conector (16) da ferramenta de operação (10).

[0045] Um segundo conector superior (27) é proporcionado na parte superior da luva de equalização (23) e é proporcionado para conexão para o segundo conector (17) da ferramenta de operação (10).

[0046] Os primeiros conectores (16, 26) são de um tipo de conector de dedo de engaste.

[0047] Os segundos conectores (17, 27) são de um tipo de conector de catraca.

[0048] Um conector inferior (28) é proporcionado na extremidade inferior do módulo de equalização (20), que irá ser descrito adicionalmente abaixo.

[0049] A luva de equalização (23) é conectada em sua extremidade superior e em sua extremidade inferior para o alojamento de equalização (21). Uma vedação de fluido superior (23c) é proporcionada entre a extremidade superior da luva de equalização (23) e o alojamento de equalização (21) e uma vedação de fluido inferior (23d) é proporcionada entre a extremidade inferior da luva de equalização (23) e o alojamento de equalização (21) no estado aberto. Fluido pode fluir a partir do furo de lado a lado (12) da ferramenta de operação (10) para uma abertura central superior (24a) da luva (23), então, por intermédio de aberturas radiais (24b) na luva (23) fora para o anel (24c) entre a luva (23) e o alojamento (21), então, para a luva (23b) por intermédio de aberturas (24b) novamente e adicionalmente para o módulo de vedação (30) por intermédio de uma abertura central inferior (24e) na luva (21). O anel (24c) é proporcionado entre a vedação de fluido superior (23c) e a vedação de fluido inferior (23d).

[0050] No estado fechado na Figura 7, é mostrado que a luva (23) é formada por duas seções de luva, uma seção de luva superior (23a) e uma seção de luva inferior (23b), onde uma parte inferior (23aa) da seção de luva superior (23a) é proporcionada radialmente no exterior da seção de luva inferior (23b). Uma terceira vedação de fluido (23e) é proporcionada radialmente entre as seções de luva superior e inferior (23a, 23b). Na Figura 7, estas seções foram puxadas para fora uma a partir da outra, provocando um fechamento do caminho de fluido (24a, 24b, 24c, 24d, 24e) através do módulo de equalização (20). Portanto, a seção de luva superior (23a) trabalha como uma válvula axialmente operada.

[0051] Na Figura 7, a seção de luva superior (23a) é puxada para cima, provocando que a abertura (24b) venha a ser movimentada a partir da lateral inferior da vedação de fluido superior (23c) para a lateral superior da vedação de fluido superior (23c), em consequência disso, provocando que o caminho de fluido através da abertura (24b) para o anel (24c) venha a ser fechado pela parte inferior (23aa) da seção de luva superior (23a).

[0052] Os numerais de referência (29a) e (29b) denominam primeiro elemento de fricção e segundo elemento de fricção sendo desconectados um a partir do outro na Figura 6. Na Figura 7, a conexão dos elementos de fricção (29a/b) é estabelecida. Aqui, uma força descendentemente acima de um determinado limiar é requerida de maneira tal a trazer os elementos de fricção (29a/b) para fora um a partir do outro novamente.

[0053] O módulo de vedação (30) irá ser agora descrito com referência para a Figura 8 e para a Figura 9. O propósito do módulo de vedação (30) é o de vedar o anel entre o plugue [módulos (20), (30), (50)] e a superfície interna da tubulação de poço. O módulo de vedação (30) compreende um mandril (31) com um furo de lado a lado (32) formando uma parte do canal de fluido (2). O módulo de vedação (30) adicionalmente compreende um alojamento externo (33), formado por seções de alojamento superior e inferior (33a, 33b), em adição para uma seção de alojamento central (33c).

[0054] A parte superior do mandril (31) compreende um primeiro conector superior (38) para conexão para o conector inferior (28) do módulo de equalização (20). Os conectores (28, 38) formam uma conexão rosqueada.

[0055] A seção de alojamento superior (33a) compreende um segundo conector superior (39) para conexão para o terceiro conector (19) da ferramenta de operação (10). Os conectores (19, 39) são conectores do tipo de fenda em (J). O conector (39) é mostrado em detalhes na Figura 12, possuindo fendas configuradas em (J) com os correspondentes pinos (19a) do conector (19) da ferramenta de operação (10). Na Figura 12, é indicado que o conector do tipo de fenda em (J) possui cinco posições ou estados (P0), (P1), (P2), (P3), (P4) e (P5). Estes irão ser descritos em mais detalhes abaixo.

[0056] O módulo de vedação (30) adicionalmente compreende um dispositivo de plugue deslizante (41) e um dispositivo de vedação (42). O propósito do dispositivo de plugue deslizante (41) é o de se engatar com a tubulação de invólucro no estado fixado, enquanto o propósito do dispositivo de vedação (42) é o de prevenir fluxo de fluido axial no anel entre a montagem de plugue de invólucro (1) e a tubulação de invólucro no estado fixado. O dispositivo de plugue deslizante (41) e o dispositivo de vedação (42) são considerados para incluir todos os elementos necessários para suas funções, incluindo dispositivos necessitados para suportar e para trazer os mesmos entre seu estado de operação e seu estado fixado. Estes dispositivos são considerados conhecidos para a pessoa especializada no estado da técnica e, portanto, tais dispositivos não irão ser adicionalmente descritos em detalhes aqui. Como é conhecido, por movimentação da seção de alojamento externo (33b) descendentemente em relação para o mandril (31), o dispositivo de vedação (42) e o dispositivo de plugue deslizante (41) irão se expandir radialmente a partir do estado de operação para o estado fixado, e por movimentação da seção de alojamento externo (33b) ascendentemente em relação para o mandril (31), o dispositivo de vedação (42) e o dispositivo de plugue deslizante (41) irão se retrair radialmente a partir do estado fixado para o estado de operação novamente.

[0057] O módulo de vedação (30) adicionalmente compreende um conector inferior (49) proporcionado na parte inferior do mandril (31) para conexão para o módulo de âncora (50).

[0058] O módulo de vedação (30) também compreende um dispositivo de catraca liberável (destacável) (43). Um dispositivo de catraca liberável (43) geralmente possibilita movimentação relativa entre duas partes em uma primeira direção, enquanto prevenindo movimentação relativa entre as duas partes em uma segunda direção oposta para a primeira direção. Alguns dispositivos de catraca possuem um adicional estado liberado, no qual movimentação relativa entre as duas partes é possibilitada em ambas as direções. O dispositivo de catraca liberável (43) está aqui possibilitando movimentação descendentemente da seção de alojamento inferior (33b) em relação para o mandril (31), isto é, modalidade do módulo de vedação (30) a partir do estado de operação para o estado fixado é possibilitada, mas movimentação oposta é prevenida. Entretanto, o dispositivo de catraca liberável (43) pode ser liberado de maneira tal a concretizar (trazer) o módulo de vedação (30) a partir do estado fixado para o estado de operação. Isto é conseguido por puxamento da tubulação de perfuração para cima com uma força acima de um valor de limiar. O valor de limiar é, na presente modalidade da presente invenção, determinado pela fricção proporcionada por um mecanismo de fricção denteado (48) proporcionado entre o mandril (31) e a seção de alojamento superior (33a), isto é, radialmente no exterior do mandril (31) e radialmente no interior da seção de alojamento superior (33a).

[0059] O módulo de vedação (30) adicionalmente compreende um sistema de fixação hidráulico compreendendo uma primeira câmara de fluido (44), uma segunda câmara de fluido (45), um canal de fluido (46) entre a primeira câmara de fluido e a segunda câmara de fluido (44, 45), um primeiro pistão (47a) na primeira câmara de fluido (44) e um segundo pistão (47b) na segunda câmara de fluido (45). Como é mostrado na Figura 13 e na Figura 14, a seção de alojamento central (33c) pode ser axialmente deslocada para a segunda seção de alojamento (33b), em consequência disso, empurrando o primeiro pistão (47a) para baixo para a primeira câmara de fluido (44), deslocando fluido através do canal (46) para a lateral inferior do segundo pistão (47b), em consequência disso, empurrando o segundo pistão (47b) para cima para a segunda câmara de fluido (45) sob pressão hidráulica a partir do fluido na segunda câmara de fluido (45). O segundo pistão (47b) é fixado para o mandril (31) e, portanto, o mandril (31) irá também ser movimentado ascendentemente em relação para a segunda seção de alojamento (33b), provocando uma fixação do dispositivo de plugue deslizante (41) e do dispositivo de vedação (42).

[0060] O módulo de âncora (50) irá ser agora descrito com referência para a Figura 10 e para a Figura 11. O módulo de âncora (50) compreende um mandril de âncora interno (51) possuindo um furo de lado a lado (52) formando uma parte do canal de fluido (2). O módulo de âncora (50) adicionalmente compreende um alojamento externo (53) proporcionado radialmente no exterior de pelo menos uma seção (51c) do mandril interno (51). Na Figura 10, é mostrado que o mandril (51) possui uma seção superior (51a), uma seção inferior (51b) e uma seção central (51c).

[0061] Um conector superior (59) é proporcionado na parte superior do módulo de âncora (50), aqui no exterior da seção superior (51a) do mandril (51). O conector superior (59) é conectado para o conector inferior (49) do módulo de vedação (30). Os conectores (49, 59) compreendem uma conexão rosqueada possibilitando movimentação rotacional entre o módulo de vedação (30) e o módulo de âncora (50).

[0062] Um dispositivo de âncora deslizante (70) é proporcionado radialmente no exterior do mandril interno (51) e axialmente entre um primeiro suporte deslizante (71) e um segundo suporte deslizante (72). O dispositivo de âncora deslizante (70) compreende dentes de agarre (não mostrados) para prevenção de movimentação para baixo do módulo de âncora (50) em relação para a tubulação de poço no estado fixado. Portanto, movimentação direcionada ascendentemente do módulo de âncora (50) é, na presente modalidade da presente invenção, não prevenida pelo dispositivo de âncora deslizante (70).

[0063] Aqui, o primeiro suporte deslizante (71) compreende uma superfície inclinada (71a) engatada com uma correspondente superfície inclinada (70a) do dispositivo de âncora deslizante (70). Portanto, uma movimentação axial relativa do primeiro suporte deslizante e do segundo suporte deslizante (71, 72) um em direção do outro traz (concretiza) o dispositivo deslizante (70) para um estado fixado, enquanto uma movimentação axial relativa do primeiro suporte deslizante e do segundo suporte deslizante (71, 72) para fora um a partir do outro traz (concretiza) o dispositivo deslizante (70) para um estado de operação.

[0064] Um dispositivo de mola (73) é proporcionado radialmente no exterior do mandril interno (51) e radialmente no interior do alojamento externo (53). Na presente modalidade da presente invenção, o segundo suporte deslizante (72) é conectado mecanicamente para o dispositivo de mola (73) por uma ou diversas hastes axiais (74). O dispositivo de mola (73) é polarizado para trazer o dispositivo deslizante (70) em seu estado de operação, isto é, para pressionar o segundo suporte deslizante (72) descendentemente. Na presente modalidade da presente invenção, o segundo suporte deslizante (72) é axialmente movível e onde o primeiro suporte deslizante (71) é fixado para o mandril interno (51) e para o alojamento externo (53).

[0065] O módulo de âncora (50) é acionado por intermédio de um sistema de acionamento de fluido (60). O sistema de acionamento de fluido (60) é configurado para proporcionar uma movimentação axial relativa do primeiro suporte deslizante e do segundo suporte deslizante (71, 72) um em direção do outro quando o fluxo de fluido através do furo de lado a lado (52) está proporcionando uma pressão de fluido contra-atacando a força a partir do dispositivo de mola (73). O sistema de acionamento de fluido (60) compreende uma restrição de fluido (61) no furo de lado a lado (52), uma câmara de pistão (62) proporcionada radialmente no exterior do mandril interno (51) e radialmente no interior do alojamento externo (53), e um canal de fluido (63) entre a câmara de pistão (62) e o furo de lado a lado (52) acima da restrição de fluido (61). O segundo suporte deslizante (72) forma um pistão na câmara de pistão (62). Portanto, quando a pressão de fluido na câmara de pistão (62) aumenta para um nível maia alto do que a pressão aplicada a partir do segundo suporte deslizante (72) por intermédio de uma haste (74), o segundo suporte deslizante (72) se movimenta para cima e traz o dispositivo deslizante (70) para o estado fixado.

[0066] Devido para o fato do peso abaixo e também acima do dispositivo deslizante (70), o dispositivo deslizante (70) irá conseguir um engate substancial com a superfície interna do invólucro. Portanto, o módulo de âncora (50) irá continuar a estar no estado fixado até mesmo se o fluxo de fluido vem a diminuir e a parar. Entretanto, se o módulo de âncora (50) é puxado para cima por intermédio do conector (59), o dispositivo deslizante (70) irá afrouxar seu engate com o invólucro e o módulo de âncora (50) irá voltar para seu estado de operação.

DESCRIÇÃO DE OPERAÇÃO DA MONTAGEM DE PLUGUE DE INVÓLUCRO

[0067] A seguir, a operação da montagem de plugue de invólucro irá ser descrita. Inicialmente, a montagem de plugue de invólucro (1) é montada e conectada para uma coluna de perfuração por intermédio da seção de conector de coluna de perfuração (3). Devido para o fato do peso dos módulos (20, 30, 50) e possivelmente também de outras cordas ou equipamento de perfuração pendurada/os abaixo da montagem de plugue de invólucro (1), os pinos (19a) irão estar na posição P2 na Figura 12.

[0068] A montagem de plugue de invólucro (1) está agora em operação para uma localização desejada no poço por intermédio da coluna de perfuração. Na localização desejada, fluido pode ser bombeado através da coluna de perfuração e axialmente através do módulo de equalização (20), do módulo de vedação (30), do módulo de âncora (50) e adicionalmente para baixo no poço.

[0069] O módulo de âncora (50) é ajustado por aumento do fluxo de fluido através do canal de fluido (2), por consequência, aumentando a pressão na câmara de fluido (62) do módulo de âncora (50). O módulo de âncora (50) agora forma um suporte, em direção do qual o módulo de vedação (30), o módulo de equalização (20) e a ferramenta de operação podem ser pressionado/as.

[0070] Em uma próxima etapa, o módulo de vedação (30) é fixado no poço por aplicação de uma força axial para a coluna de perfuração. Os pinos (19a) irão ser agora movimentados para a posição P3 na Figura 12, a seção de alojamento superior (33a) irá ser pressionada descendentemente forçando a seção de alojamento central (33c) para a seção de alojamento (33b) do módulo de vedação (30). Deveria ser observado que aqui, a intenção é a de que a seção de alojamento (33a) deveria se movimentar para baixo em relação para a tubulação de invólucro devido para o fato do peso da coluna de perfuração - a intenção não é a de que o mandril (31) venha a ser movimentado por uma maior distância para cima em relação para a corda de invólucro. Uma tal maior movimentação direcionada ascendentemente do mandril (31) poderia provocar uma liberação do módulo de âncora (50).

[0071] Como é descrito anteriormente, isto irá provocar que o segundo pistão (47b) venha a se movimentar para a posição que é mostrada na Figura 9 e na Figura 14, e o dispositivo de catraca liberável (destacável) (47) irá prevenir movimentação na direção oposta.

[0072] Na Figura 5, é mostrado que a luva (18) da ferramenta de operação (10) se movimentou para cima em relação para o alojamento externo (11).

[0073] A integridade de poço abaixo do módulo de vedação (30) pode agora ser testada por aumento da pressão do fluido na coluna de perfuração e na montagem de plugue de invólucro (1). Um tal teste de integridade de poço irá, evidentemente também verificar a vedação de plugue de invólucro em si mesma.

[0074] Existem agora duas opções, tanto para abandonar o plugue [isto é, dos módulos (20), (30) e (40)] e para recuperar a tubulação de perfuração e a ferramenta de operação (10) ou quanto para movimentar a montagem de plugue de poço (1) para uma nova posição.

[0075] Se a primeira opção é selecionada, então, uma primeira sequência de empurrar e/ou de puxar pré- determinada sobre a coluna de perfuração é desempenhada. Aqui, a primeira sequência de empurrar e/ou de puxar pré- determinada é desempenhada por empurrão da coluna de perfuração por uma vez. Portanto, os pinos (19a) irão se movimentar a partir da posição P3 para a posição P5 na Figura 12. Durante esta movimentação ascendentemente direcionada, o dispositivo de catraca liberável (43) irá prevenir movimentação ascendentemente direcionada da seção de alojamento inferior (33b) e, portanto, o módulo de vedação (30) e o módulo de âncora (50) irão ser mantidos no estado fixado.

[0076] Entretanto, a seção de luva (23a) do módulo de equalização (20) permanece conectada para a ferramenta de operação (10) por intermédio da conexão (17/27) e irá ser empurrada para cima com a ferramenta de operação (10). Quando a luva de equalização alcança sua posição a mais recuada (para trás), a conexão (29a/b) (Figura 7) irá ser feita, e a conexão (18a/b) irá ser feita (Figura 4). A ferramenta de operação (10) é, por consequência, retornada para seu estado de operação como é mostrado na Figura 4. O módulo de equalização (20) está neste ponto em seu estado de abandono, como é mostrado na Figura 7. Por último, a conexão (17/27) irá ser desfeita, separando a ferramenta de operação (10) a partir do plugue de invólucro abandonado (20, 30, 50). Portanto, o plugue de invólucro irá segurar (suportar) pressão diferencial, prevenindo que fluido venha a passar do plugue a partir de cima ou a partir de baixo.

[0077] A partir deste estado, ou se a segunda opção é selecionada, a ferramenta de operação (10) é movimentada para baixo para se reconectar com o módulo de vedação (30). Na medida em que a ferramenta de operação (10) se reconecta com o módulo de vedação (30) fixado e abandonado, o conector (17) faz interface com o conector (27). O acoplamento (18a/b) assegura que a conexão é feita. Na medida em que a ferramenta de operação (10) é continuamente movimentada para baixo, a conexão (29a/b) é liberada, possibilitando que a seção de luva de equalização (23a) venha a se deslocar para baixo. Quando a luva de equalização (23) é completamente aberta, a luva (13) contata o alojamento (21), e a conexão (18a/b) é liberada. Os pinos (19a) estão neste ponto na posição P0. Movimento continuado para baixo da ferramenta de operação (10) movimenta os pinos (19a) para a posição P1. A partir deste estado, movimento para cima da ferramenta de operação (10) movimenta os pinos (19a) para a posição P2. Por puxão da ferramenta de operação (10) para cima com uma força acima de um determinado limiar, o acoplamento de fricção entre a seção de alojamento superior (33a) e o mandril (31) irá ser superado, e a seção de alojamento superior (33a) com o conector (39) irá ser puxada para cima. Quando a seção de alojamento central (33c) retorna para sua posição superior no interior da seção de alojamento inferior (33b), a força de puxar é transferida para o alojamento externo (33). Com puxão continuado para cima, o plugue é liberado por abertura do dispositivo de anel de bloqueio (43), possibilitando que o alojamento externo (33) venha a se deslocar para cima e que o dispositivo de vedação (30) e o dispositivo de âncora (50) venham a retornar para seus estados de operação. Uma vez que o plugue tenha sido liberado, a força de puxão pode ser transferida para a âncora inferior, possibilitando que a mesma venha a retornar para seu estado de operação. A montagem de plugue de invólucro é completamente reconfigurada neste estado, e pode ser fixada novamente seguindo o procedimento que é descrito anteriormente. Alternativamente, a montagem de plugue de invólucro pode ser puxada a partir do poço.

[0078] Aqui, na segunda opção, a segunda sequência de empurrar e/ou de puxar pré-determinada compreende puxar a ferramenta de operação (10) para a posição P0/P4, puxar a ferramenta de operação (10) para baixo novamente para a posição P1, puxar a ferramenta de operação (10) para a posição P2 e, então, puxar adicionalmente para cima para a nova localização desejada.

[0079] Deveria ser observado que o módulo de âncora (50) anteriormente mencionado proporciona uma ancoragem apropriada para o invólucro. Portanto, não existe nenhuma necessidade para um primeiro contato inicial e, então, uma segunda, ancoragem apropriada. Portanto, algumas das desvantagens com o estado da técnica são evitadas.

MODALIDADES ALTERNATIVAS DA PRESENTE INVENÇÃO

[0080] Deveria ser observado que o módulo de âncora anteriormente mencionado pode ser utilizado com outros tipos de plugue do que plugues de invólucro. Alternativamente, o módulo de âncora pode ser utilizado como uma âncora separada, por exemplo, por modificação de referido módulo de âncora para possuir um conector superior similar para aquele do terceiro conector (39) que foi descrito antecedentemente.

[0081] Deveria ser observado que o conector de fenda/de pino em (J) (39/19a) pode possuir um diferente projeto (design), tal como um diferente número de fendas, o que novamente pode provocar que uma diferente sequência de empurrar/de puxar venha a ser necessitada.

[0082] Portanto, apesar de a presente invenção ter sido descrita em concordância com exemplificações específicas e modalidades preferidas, aqueles especializados no estado da técnica irão apreciar que a presente invenção pode ser concretizada com um número de mudanças, de modificações e de variações sem afastamento do espírito inventivo da presente invenção, que é unicamente limitada ao escopo de proteção conforme estabelecido pelas reivindicações anexas.

Claims

1. Método para operar uma montagem de plugue de invólucro em uma tubulação de poço, caracterizado pelo fato de que a montagem de plugue de invólucro (1) compreende uma ferramenta de operação (10), um módulo de equalização (20), um módulo de vedação (30) e um módulo de âncora (50), o método compreende as etapas de: a) operar a montagem de plugue de invólucro (1) para uma localização desejada na tubulação de poço por intermédio de uma coluna de perfuração; b) bombear um fluido através da coluna de perfuração e adicionalmente através de um canal de fluido (2) através da montagem de plugue de invólucro (1); c) ajustar um dispositivo deslizante (70) do módulo de âncora (50) por aumentar o fluxo de fluido através do canal de fluido (2); d) ajustar o módulo de vedação (30) no poço por aplicação de uma pressão axial para a coluna de perfuração contra o dispositivo deslizante (70) ajustado, definido em c), do módulo de âncora (50); e) testar a integridade abaixo do módulo de vedação (30) por aumento da pressão do fluido na coluna de perfuração e na montagem de plugue de invólucro (1).

2. Método para operar uma montagem de plugue de invólucro em uma tubulação de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender as etapas de: - abandonar o módulo de equalização (20), o módulo de vedação (30) e o módulo de âncora (50) no poço ao: - fechar o canal de fluido (2) por fechar o caminho de fluido (24a, 24b, 24c, 24d, 24e) através do módulo de equalização (20); - puxar a coluna de perfuração e a ferramenta de operação (10) para longe do módulos (20, 30, 50).

3. Método para operar uma montagem de plugue de invólucro em uma tubulação de poço, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender as etapas de: - abaixar a coluna de perfuração e a ferramenta de operação (10) para o módulo de equalização (20), para o módulo de vedação (30) e para o módulo de âncora (50); - reconectar a ferramenta de operação (10) ao módulo de equalização (20), para o módulo de vedação (30) e para o módulo de âncora (50); - abrir o canal de fluido (2) ao abrir o caminho de fluido através do módulo de equalização (20); - reconfigurar a ferramenta de operação (10).

4. Método para operar uma montagem de plugue de invólucro em uma tubulação de poço, de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado por o método compreender as etapas de: - liberar o módulo de vedação (30) e do módulo de âncora (50) do poço enquanto reconfigura o módulo de equalização (20), o módulo de vedação (30) e o módulo de âncora (50).

5. Montagem de plugue de invólucro para realizar uma operação em uma tubulação de poço, compreendendo: - uma ferramenta de operação (10) para conectar a uma tubulação de perfuração; - um módulo de equalização (20); - um módulo de vedação (30); - um módulo de âncora (50) compreendendo um dispositivo deslizante (70); em que um canal de fluido contínuo (2) é formado através da montagem de plugue de invólucro (1); em que o dispositivo deslizante (70) do módulo de âncora (50) é configurado para ser fixado na tubulação de poço por bombeamento de fluido através do canal de fluido contínuo (2); caracterizado pelo fato de que o dispositivo deslizante (70), do módulo de âncora (50) no estado fixado, é configurado para dar um suporte na tubulação de poço, utilizada pela ferramenta de operação (10) para operar o módulo de vedação (30) ao aplicar uma pressão axial Á tubulação de perfuração contra o dispositivo deslizante (70).

6. Montagem de plugue de invólucro para realizar uma operação em uma tubulação de poço, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o módulo de âncora (50) compreende: - um mandril interno (51) tendo um furo de lado a lado (52); - um alojamento externo (53) provido radialmente externo a pelo menos uma seção (51c) do mandril interno (51); - um dispositivo de mola (73) provido radialmente externo ao mandril interno (51) e radialmente interno ao alojamento externo (53); - um sistema de acionamento de fluido (60); - um conector superior (59) provido em uma parte superior do modulo (50); - em que o dispositivo de âncora deslizante (70) é provido radialmente externo ao mandril interno (51) e axialmente entre um primeiro suporte deslizante (71) e um segundo suporte deslizante (72); - em que a montagem de plugue de invólucro (1) é configurada para trazer o dispositivo deslizante (70) para um estado definido por meio de movimento axial relativo dos primeiro e segundo suportes deslizantes (71, 72) em direção um ao outro; - em que a montagem de plugue de invólucro (1) é configurada para levar o dispositivo deslizante (70) para um estado de operação por movimento axial relativo dos primeiro e segundo suportes deslizantes (71, 72) para longe um do outro; - em que o dispositivo de mola (73) é enviesado para levar dispositivo de âncora deslizante (70) ao seu estado de operação; - em que sistema de acionamento de fluido (60) é configurado para prover um movimento axial relativo dos primeiro e segundo suportes deslizantes (71, 72) em direção um ao outro ao aumentar o fluxo de fluido através do furo (52) até um valor limite predeterminado, assim criando uma pressão de fluido agindo contra a pressão aplicada pelo dispositivo de mola (73).

7. Montagem de plugue de invólucro para realizar uma operação em uma tubulação de poço, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que a ferramenta de operação (10) opera o módulo de vedação (30) por movimentação axial da tubulação de perfuração sozinha.

8. Montagem de plugue de invólucro para realizar uma operação em uma tubulação de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizada pelo fato de que o módulo de equalização (20) compreende uma válvula axialmente operada para abertura e para fechamento do caminho de fluido (24a, 24b, 24c, 24d, 24e) através do módulo de equalização (20).

9. Montagem de plugue de invólucro para realizar uma operação em uma tubulação de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizada pelo fato de que o módulo de vedação (30) compreende um tipo de fenda em J do conector (39), e de que a ferramenta de operação (10) compreende pinos (19a) para engate com o conector (39).

10. Montagem de plugue de invólucro para realizar uma operação em uma tubulação de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, caracterizada pelo fato de que o conector (39) do módulo de vedação (30) é provido sobre uma seção de alojamento superior (33a) provida radialmente no exterior de um mandril (31), em que movimentação axial relativa da seção de alojamento superior (33a) e do dispositivo de mandril (31) muda o módulo de vedação (30) entre seu estado de operação e seu estado fixado.

11. Montagem de plugue de invólucro para realizar uma operação em uma tubulação de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 10, caracterizada pelo fato de que um mecanismo de fricção denteado (48) é proporcionado entre o mandril (31) e a seção de alojamento superior (33a).

12. Montagem de plugue de invólucro para realizar uma operação em uma tubulação de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 11, caracterizada pelo fato de que o módulo de vedação (30) compreende um dispositivo de vedação (42) e um dispositivo deslizante (41).