BR112017028226B1

BR112017028226B1 - Método para expansão de um membro tubular

Info

Publication number: BR112017028226B1
Application number: BR112017028226-7A
Authority: BR
Inventors: Daniele Di Crescenzo; Mark Michael Shuster; Djurre Hans Zijsling; Rob BOSMAN
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij B.V.
Priority date: 2015-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2022-09-27
Also published as: AU2016287464A1; AU2016287464B2; BR112017028226A2; CN107810307A; US10648298B2; WO2017001646A1; CN107810307B; MY190147A; US20180187528A1

Abstract

MÉTODO PARA EXPANSÃO DE UM MEMBRO TUBULAR, E, TUBULAR EXPANSÍVEL. Trata-se de um membro tubular (1) com um filme lubrificante sólido (10) revestido com superfície interna (5) relativa áspera (1,5 a 10 μm) que é transformado em uma fase viscoelastoplástica de borracha substancialmente viscosa em temperaturas em uma faixa entre 50 (graus celsius) e 110 (graus celsius) é expandida movendo-se um membro de expansão (24) com uma superfície externa relativamente suave (rugosidade (menor) 1,5 (mi)m) através do mesmo, de modo que, durante a expansão, um filme lubrificante de borracha substancialmente viscoelastoplástica viscosa (44) seja gerado entre o membro tubular (1) e o mandril de expansão (24), cujo filme permanece ligado à superfície interna áspera (5) do tubular expandido (1), mas não adere ao membro de expansão relativamente aquecido e suave (24).

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um método de expansão de um membro tubular e a um tubular de poço expansível.

[002] Furos de poço para a produção de fluido de hidrocarboneto são tipicamente dotados de invólucros e/ou forros de aço para fornecer estabilidade à parede de furo de poço e para evitar fluxo de fluido indesejado entre o furo de poço e a formação de terra circundante. Um invólucro se estende tipicamente a partir da superfície até o furo de poço, enquanto o forro pode se estender somente em uma porção inferior do furo de poço. No entanto, na presente descrição, os termos “invólucro” e “forro” são usados de maneira permutável e sem tal diferença pretendida.

[003] Em um furo de poço convencional, o furo de poço é perfurado em seções, sendo que cada seção é perfurada com uso de uma coluna de perfuração que deve ser abaixada no furo de poço através de uma seção de invólucro anteriormente instalada. Em vista disso, o furo de poço e as seções de invólucro subsequentes diminuem em diâmetro com a profundidade. A zona de produção do furo de poço tem, portanto, um diâmetro relativamente pequeno em comparação com a porção superior do furo de poço. Em vista disso, se propõe perfurar um furo de poço de “mono diâmetro”, sendo que o invólucro ou forro a ser instalado é radialmente expandido no furo de poço após abaixar o mesmo à profundidade exigida. Seções de furo de poço subsequentes podem, portanto, ser perfuradas a um diâmetro maior que no furo de poço convencional. Se seções de invólucro subsequentes forem expandidas ao mesmo diâmetro que a seção anterior, o diâmetro de furo de poço pode permanecer substancialmente constante com profundidade para várias seções.

[004] Um membro tubular tal como uma seção de invólucro ou forro pode ser expandido forçando-se um membro de expansão, tal como um cone de expansão ou mandril de expansão através da passagem do membro tubular, por forças de tração e/ou impulsão mecânica e/ou hidráulica.

[005] O membro de expansão engata pelo menos parte da superfície interna do membro tubular, e a ação de deslizamento contra o tubo produz uma força de atrito na interface entre a área de superfície de engate do cone e a parte de contato da superfície interna do membro tubular. A lubrificação da interface é exigida, e vários métodos de lubrificação foram propostos.

[006] A Publicação de Pedido de Patente Internacional no WO 2012/104257 revela um sistema para forrar um furo de poço. Nesse método conhecido, um tubular de poço é expandido movendo-se um cone de expansão através do mesmo. O cone de expansão é conectado a uma coluna de perfuração que é puxada para cima, enquanto a extremidade superior do tubular é mantida em uma posição fixada dentro de um tubular de poço anteriormente instalado por uma montagem de âncora de topo radialmente expandida. O tubular de poço foi anteriormente lubrificado com lubrificante Malleus STC1 antes da expansão.

[007] O Documento de Patente no U.S. 6.557.640 revela um método de lubrificação de uma interface entre um membro tubular e um cone de expansão, em que um fluido de lubrificação é injetado através de pelo menos uma porção do cone de expansão à porção de bordo de fuga da interface entre o mandril de expansão e um membro tubular durante a expansão radial do membro tubular.

[008] A Publicação de Pedido de Patente Internacional no WO 2001/26860 revela vários sistemas de lubrificação e métodos para tubulares expansíveis. Em algumas modalidades, uma camada de lubrificante é acoplada à superfície interior de um membro tubular. Em outra modalidade, a superfície interior é acoplada a uma primeira parte de um lubrificante, e uma segunda parte do lubrificante é circulada como parte de um material fluídico durante a expansão do membro tubular. Ademais, vários revestimentos adequados para tubulares e componentes de revestimento são revelados, incorporados no presente documento a título de referência.

[009] Outros revestimentos de lubrificação conhecidos são revelados no Pedido de Documento de Patente no U.S. US2011/0285124 e Pedido de Patente Internacional no WO2015/005978.

[0010] A experiência com lubrificantes comercialmente disponíveis indicou que os mesmos têm desvantagens que podem resultar em lubrificação fraca ou falta de lubrificação, o que pode induzir à falha de campo com consequências catastróficas tais como: fenômenos de prender e deslizar (stick slick), desgaste, sobretensão ou aumento de pressão de expansão, ruptura de tubo e eventualmente cones de expansão e/ou outros equipamentos de poço presos. Essas condições podem induzir a desvio e, na situação de pior caso, perda do poço.

[0011] Há uma necessidade de um método e aparelho aprimorados que forneça uma lubrificação mais confiável durante a expansão de um tubular expansível.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0012] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um método de expansão de um membro tubular, que compreende - fornecer um membro tubular, que tem uma passagem longitudinal e que tem uma superfície interna; - tratar uma parte de contato da superfície interna para aumentar a rugosidade de superfície de uma primeira rugosidade de superfície a uma segunda rugosidade de superfície, em que a segunda rugosidade de superfície é entre 1,5 e 10 μm; - dotar a parte de contato da superfície interna de uma camada lubrificante, que está em uma fase viscoelastoplástica em pelo menos uma parte substancial de uma faixa de temperatura entre 50 °C e 110 °C, em uma fase substancialmente sólida em temperaturas abaixo dessa faixa e em uma fase substancialmente líquida em temperaturas acima dessa faixa; e - expandir o membro tubular movendo-se um membro de expansão que tem uma rugosidade de superfície abaixo de 1,5 μm ao longo da passagem, engatando assim a área de contato.

[0013] Em outro aspecto, a invenção fornece um tubular expansível que tem uma passagem longitudinal e que tem uma superfície interna, em que uma parte de contato da superfície interna tem uma rugosidade de superfície que está na faixa de 1,5 μm a 10 μm, e em que a parte de contato da superfície interna é coberta por um revestimento lubrificante, que é configurado para estar em uma fase de borracha substancialmente viscosa viscoelastoplástica em pelo menos uma parte substancial da faixa de temperatura entre 50 °C e 110 °C, em uma fase substancialmente sólida em temperaturas abaixo dessa faixa e em uma fase substancialmente líquida em temperaturas acima dessa faixa.

[0014] Opcionalmente, a camada lubrificante compreende uma mistura de uma cera de polietileno (PE) e um estearato que é configurado para estar na fase substancialmente de borracha viscoelastoplástica em pelo menos uma parte principal da temperatura uma faixa entre 50 °C e 110 °C e para formar um revestimento substancialmente sólido em temperaturas abaixo dessa faixa.

[0015] Opcionalmente, o estearato é um estearato de cálcio ou sódio que é configurado para ser hidratado em um ambiente aquoso em temperaturas dentro da faixa e a camada lubrificante compreende adicionalmente radicais e um agente de inibição de corrosão.

[0016] Embora a invenção não seja limitada a nenhuma teoria específica, acredita-se que há uma interação sinérgica entre as asperezas de superfície relativamente alta e baixa do tubular expandido e membro de expansão e o comportamento viscoelastoplástico do revestimento lubrificante em pelo menos uma parte substancial de uma faixa de temperatura entre 50 °C e 110 °C, o que resulta em mitigação de raspagem inadvertida ou prematura do revestimento lubrificante pelo mandril de expansão e preservação de um filme de lubrificação substancialmente de borracha viscoelastoplástico viscoso ao longo de pelo menos uma parte substancial do comprimento do membro de expansão, cujo filme permanece devido a suas propriedades viscoelásticas ligadas à superfície interna relativamente áspera do tubular expandido, mas não adere ao membro de expansão relativamente aquecido. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0017] Por um aumento limitado da rugosidade de superfície, um reservatório maior de lubrificante pode ser fornecido diretamente na interface onde forças de contato se aplicam durante a expansão enquanto tal aumento limitado de rugosidade de superfície não dificulta substancialmente a deformação plástica por um membro de expansão.

[0018] Em algumas modalidades, a camada lubrificante é uma camada de inibição de corrosão. Tubulares de metal tais como tubulares de aço são tipicamente dotados de um revestimento de inibição de corrosão brevemente após a produção, de modo a evitar, por exemplo, formação de ferrugem durante armazenamento até o uso. Quando a camada contém componentes tanto lubrificantes quanto de corrosão, não é necessário remover o revestimento de inibição de corrosão antes de aplicar a camada lubrificante.

[0019] Em algumas modalidades, a camada lubrificante compreende um ou mais componentes sólidos ou tixotrópicos selecionados dentre dissulfeto de molibdênio, politetrafluoretileno, grafite, compostos de sódio, compostos de cálcio, compostos de zinco, compostos de manganês, e/ou derivados de ácido graxo.

[0020] Em algumas modalidades, a etapa de fornecer a camada lubrificante compreende uma dentre aspersão ou imersão em uma composição de revestimento líquido, seguida por secagem.

[0021] Em algumas modalidades, a segunda rugosidade de superfície está adequadamente na faixa de 2 μm a 6 μm e, preferencialmente, na faixa de 2,5 μm a 5 μm.

[0022] Em algumas modalidades, a primeira rugosidade de superfície pode ser menos do que 2 μm, em particular, menos do que 1,5 μm, mais em particular, menos do que 1 μm.

[0023] Em algumas modalidades, a etapa de tratar uma parte de contato da superfície interna para aumentar a rugosidade de superfície de uma primeira rugosidade de superfície a uma segunda rugosidade de superfície compreende jatear a parte de contato com partículas.

[0024] Em algumas modalidades, a camada lubrificante se estende na região de superfície definida pela segunda rugosidade de superfície, e em que a segunda rugosidade de superfície é reduzida a uma terceira rugosidade de superfície durante a etapa de expandir o membro tubular.

[0025] Isso tem a vantagem de que, durante expansão do tubular, parte do lubrificante que foi contido na região definida pela segunda rugosidade de superfície (tal como pelo envelope definido pelos picos da superfície) é disponibilizada para lubrificação.

[0026] O membro de expansão está preferencialmente em formato de cone. Opcionalmente o membro de expansão em formato de cone é expansível de um primeiro corte transversal a um segundo corte transversal maior.

[0027] Em algumas modalidades, o membro de expansão tem uma área de superfície de engate, que engata, durante a etapa de expandir o membro tubular, a parte de contato da superfície interna do membro tubular, e em que a área de superfície de engate tem uma rugosidade de superfície de 0,5 μm ou menos, preferencialmente de 0,1 μm ou menos. Uma superfície suave do membro de expansão ajuda a minimizar as forças exigidas para deformação plástica das asperezas devido à rugosidade de superfície do tubular interno, e para deformação macroscópica devido à expansão transversal do tubular.

[0028] Em algumas modalidades, a rugosidade de superfície está na faixa de 2 μm a 6 μm, opcionalmente de 2,5 μm a 5 μm.

[0029] Em algumas modalidades, o tubular expansível é um dentre um comprimento de invólucro de poço, forro de poço, ou tubulação de poço. O comprimento pode ser pelo menos 10m, ou pelo menos 100m, em alguns casos, até 1.000 m ou mais.

[0030] Em algumas modalidades, o tubular expansível compreende um corpo de metal, adequadamente um corpo de aço, tal como um corpo de carbono ou aço martensítico.

[0031] A invenção será agora descrita adicionalmente por meio de exemplo e em referência aos desenhos, em que

[0032] A Figura 1A mostra esquematicamente um corte transversal através de uma parede de um tubular expansível que tem uma primeira rugosidade de superfície;

[0033] A Figura 1B mostra esquematicamente um corte transversal através de uma parede de um tubular expansível que tem uma segunda rugosidade de superfície;

[0034] A Figura 1C mostra esquematicamente um corte transversal através de uma parede de um tubular expansível de acordo com a invenção que tem uma segunda rugosidade de superfície e que é dotada de uma camada lubrificante;

[0035] A Figura 1D mostra esquematicamente um corte transversal através de uma parede de um tubular expansível de acordo com a invenção durante expansão; e

[0036] As Figuras 2A a 2C mostram esquematicamente vários estágios de um processo de expansão de um tubular.

[0037] Referências numéricas similares são usadas nas Figuras para se referir aos mesmos objetos ou objetos similares.

[0038] É feita referência à Figura 1A, que mostra um corte transversal através de uma parede de um elemento de invólucro de poço 1, que é um membro tubular que pode ser expandido. O elemento de invólucro de poço 1 tem uma superfície externa 3 e uma superfície interna 5. O elemento de invólucro de poço, nesse exemplo, é feito de aço martensítico. Graus de aço adequados para invólucros de poço ou outros tubulares de poço expansíveis podem ser, por exemplo, obtidos junto à Vallourec (por exemplo, grau VM50). Outro exemplo de um grau de aço adequado é S355J2H. A espessura do tubular expansível 1 entre a superfície externa 3 e a superfície interna 5 pode ser, por exemplo, na faixa de 10 mm a 25 mm, em particular de 12,5 mm a 20 mm. A invenção é particularmente adequada para uso com tubulares relativamente espessos, visto que as forças de expansão são relativamente altas (por exemplo, entre 700 e 2.000 kN), fazendo com que um estresse de contato de pico exceda 100 MPa, exceda inclusive 140 MPa para expansão de tubo único e exceda 300 MPa ou mesmo 400 MPa na expansão de uma seção de sobreposição de tubos em que duas paredes de tubo são deformadas e exigem lubrificação particularmente confiável. O estresse de contato pode ser, por exemplo, entre 100 e 500 MPa.

[0039] A superfície interna 6 tem uma primeira rugosidade de superfície 6. Onde for feita referência na descrição ou nas reivindicações ao termo “rugosidade de superfície”, a mesma se refere à altura de meio aritmético da superfície, comumente denominado pelo símbolo Sa, e conforme definido por ISO 25178.

[0040] A primeira rugosidade de superfície é tipicamente menos do que 2 μm, em particular menos do que 1,5 μm, mais em particular, menos do que 1 μm. A primeira rugosidade de superfície pode ser 0,001 μm ou mais, em particular, 0,01 μm ou mais, tal como 0,1 μm ou mais.

[0041] É feita referência à Figura 1B, em que pelo menos parte da superfície interna 5 do elemento de invólucro de poço 1 conforme descrito na Figura 1A foi tratada por jateamento de partícula com partículas de óxido de alumínio de ca com 40-60 μm de tamanho tenham uma maior rugosidade de superfície 8.

[0042] A segunda rugosidade de superfície é menos do que 10 μm, por exemplo, menos do que 8 μm, e é adequadamente pelo menos 1 μm, em particular pelo menos 2 μm, em particular menos do que 6 μm, e pode estar adequadamente na faixa de 2 μm a 6 μm e, em particular, na faixa de 2,5 μm a 5 μm. Resultados satisfatórios foram obtidos para rugosidades de superfície que variam de Sa = 2,8 a 4,0 μm. A rugosidade de superfície muito baixa da superfície interna diminui a quantidade de lubrificante que pode ser liberada quando a rugosidade de superfície diminui durante a expansão. Em maior rugosidade de superfície, a deformação plástica pelo membro de expansão torna-se mais difícil.

[0043] Em algumas modalidades, o membro de expansão engatará, durante a processo de expansão, substancialmente a superfície interna inteira do tubular expansível e, desse modo, substancialmente a superfície interna inteira é uma área de contato que é adequadamente tratada de acordo com a invenção. Em algumas modalidades, no entanto, a geometria do membro de expansão ou do membro tubular pode se dar de modo que a área de contato seja menor do que a superfície interna inteira, e é somente necessário tratar a área de contato, enquanto opcionalmente também substancialmente a área de superfície interna inteira pode ser tratada.

[0044] É feita referência à Figura 1C, em que uma camada lubrificante 10 é fornecida no topo da superfície interna 5 que tem a segunda rugosidade de superfície 8, conforme descrito na Figura 1B. A camada lubrificante próxima à superfície interna 5 se estende na região 11 e preferencialmente preenche a mesma de microasperezas e pequenas mossas definidas pelo envelope das alturas de pico devido à segunda rugosidade de superfície 8.

[0045] Métodos de deposição particularmente adequados para a camada lubrificante são aspergir ou emergir em uma composição de revestimento líquido, seguida por secagem. A composição de revestimento líquido pode compreender um solvente ou mistura de solvente que evapora no ambiente, ou temperaturas elevadas, preferencialmente dentro de 48 horas, para formar um revestimento sólido na superfície interna do tubular. Em algumas modalidades, um tratamento térmico em temperaturas elevadas, tais como em 60 a 100 graus C, ou em 100 a 140 graus C, ou em 140 a 200 graus C, é empregado. O tratamento térmico pode acelerar a evaporação do solvente e opcionalmente, permite que uma reação de cura química ocorra. A aspersão ou imersão é adequadamente conduzida de modo que um filme/revestimento espesso suficiente seja depositado na superfície interna de modo a preencher o espaço definido pela rugosidade de superfície e depositar uma camada lubrificante adicional no topo. A camada lubrificante após a evaporação de solvente e cura opcional é adequadamente mais espessa do que a rugosidade de superfície, preferencialmente pelo menos 5 vezes mais espessa, tal como pelo menos 30 μm, ou pelo menos 50 μm, ou, em algumas modalidades, pelo menos 10 vezes mais espessa tal como pelo menos 0,1 mm, e também pode ser pelo menos 0,2 mm. Uma espessura máxima adequada da camada é, por exemplo, 0,5 mm, ou 1 mm. Desse modo, o lubrificante em excesso é disponibilizado no sistema de expansão para lidar com quaisquer imperfeições encontradas no processo de expansão. Os parâmetros tais como a concentração de componentes sólidos e a viscosidade do líquido pode ser determinada de modo que uma camada líquida seja inicialmente depositada que resulta em uma camada lubrificante sólida e não fluida de espessura desejada. A aspersão tem a vantagem de que a composição de revestimento líquido é mais controlada em relação ao local de deposição e a quantidade.

[0046] A camada lubrificante compreende preferencialmente uma mistura de uma cera de polietileno (PE) e um estearato que é configurado para estar em uma fase substancialmente viscosa de borracha viscoelastoplástica em pelo menos uma parte principal da temperatura uma faixa entre 50 °C e 110 °C e para formar um revestimento substancialmente sólido em temperaturas abaixo dessa faixa. O estearato pode ser um estearato de cálcio ou sódio que é configurado para ser hidratado em um ambiente aquoso em temperaturas dentro da faixa e a camada lubrificante compreende adicionalmente radicais e um agente de inibição de corrosão.

[0047] A camada lubrificante pode compreender adicionalmente um ou mais componentes sólidos ou tixotrópicos selecionados dentre dissulfeto de molibdênio, politetrafluoretileno, grafite, cobre, e/ou compostos de sódio, compostos de cálcio, compostos de zinco, compostos de manganês, sabões metálicos. Compostos adequados de sódio e cálcio são, por exemplo, estearatos. Compostos adequados de manganês são, por exemplo, fosfatos. Compostos adequados de zinco são, por exemplo, fosfatos ou estearatos. Sabões metálicos adequados são, por exemplo, sabão de cálcio ou graxa, ou sabão de lítio ou graxa. Exemplos de camadas lubrificantes adequadas são revelados no papel “SPE paper SPE/IADC-173111-MS”, 2015, “Lubricants and Accelerated Test Methods for Expandable Tubular Application”, incorporado no presente documento a título de referência, ou no artigo do Wikipédia (em inglês) “Grease (lubricant)” como pela data de prioridade deste pedido em https://en.wikipedia.org/wiki/Grease_(lubricant).

[0048] Um exemplo de um lubrificante de filme sólido comercial é 3000 Gear Kote comercializado pela KG Industries LLC, em que o sólido primário usado para lubrificação é dissulfeto de molibdênio. Outro exemplo é LC-300 comercializado pela Sandstrom Products Company, que é revestimento lubrificante de filme seco que contêm molibdênio, e que é normalmente curado termicamente em ca. 150 graus C. outro filme lubrificante seco adequado é DFL 9085 da Brighton Laboratories, Inc. Outras composições adequadas podem ser obtidas da Houghton International Inc e são descritas no Pedido de Patente Internacional WO2015/005978 da Houghton Technical Corporation.

[0049] Adequadamente, a camada lubrificante tem capacidade de superar temperaturas elevadas, tais como 120 graus C ou mais, ou mesmo 150 graus C ou mais, tais como 180 graus C ou mais sem uma degradação substancial de propriedades de lubrificação.

[0050] Em uma modalidade preferencial, a camada lubrificante é uma camada de inibição de corrosão. Tubulares de metal tais como tubulares de aço são tipicamente dotados de um revestimento de inibição de corrosão brevemente após a produção, de modo a evitar por exemplo, formação de ferrugem durante armazenamento até o uso. Quando a camada contém componentes tanto lubrificantes quanto de corrosão, não é necessário remover o revestimento de inibição de corrosão antes de aplicar a camada lubrificante.

[0051] Em algumas modalidades, a camada lubrificante pode ser preparada a partir de uma composição de revestimento líquido que compreende uma composição de inibição de corrosão líquida e aditivos lubrificantes, por aspersão ou imersão seguida por secagem conforme discutido no presente documento acima. Uma composição de inibição de corrosão líquida adequada é STOP CORROSION™ revestimento inibidor de ferrugem de Laca e anticorrosivo, comercializado pela Aster Bellow Manufacturing Company, ao qual os aditivos lubrificantes podem ser adicionados. Outras composições de inibição de corrosão líquida adequadas podem ser obtidas da Houghton International Inc. sob as marcas registradas Rust-Vento ou Ensis.

[0052] É feita referência à Figura 2A, em que um elemento de invólucro de poço 1 é mostrado antes da expansão em um furo de poço (20). A superfície interna substancialmente cilíndrica do elemento de invólucro de poço 1 foi dotada de uma camada lubrificante 10 no topo de uma superfície com rugosidade de superfície menor do que 10 μm, por exemplo, conforme descrito em referência à Figura 1C.

[0053] É feita referência às Figuras 2B e 1D, em que a Figura 1D é uma ampliação da área D na Figura 2B.

[0054] O tubular de poço 1 inferior é expandido movendo-se um membro de expansão 23 ao longo da passagem 21. O membro de expansão tem um corte transversal e formato que exerce força transversal para fora em uma área de contato na superfície interna do tubular a ser expandido. O membro de expansão nesse exemplo é um cone de expansão 23 e é conectado a uma coluna de perfuração 24. Durante a operação de expansão, nesse exemplo, a coluna de perfuração que é puxada para cima axialmente conforme ilustrado pela seta 25, enquanto a extremidade superior 26 do tubular inferior é mantida em uma posição fixada dentro de um tubular de poço superior 28 por uma montagem de âncora de topo radialmente expandida 31.

[0055] Durante a expansão do tubular de poço 1 é transversalmente (nesse exemplo, radial de modo eficaz) plasticamente deformado pelo cone, que tem corte transversal maior do que o corte transversal da passagem 21, que engata o tubular de poço 1 com alta força de contato, por exemplo 100 a 500 MPa, e com uma velocidade de por exemplo, 3 a 10 m/min. De acordo com a invenção, a lubrificação para deslizamento suave do cone é fornecida pela camada de lubrificação 10. Adequadamente, as propriedades de lubrificação da camada 10 são selecionadas de modo que o coeficiente estático e o coeficiente de atrito cinético (também denominado como dinâmico) estão ambos na faixa de 0,04 a 0,1. Os coeficientes de atrito estáticos ou cinéticos podem ser medidos como por ASTM D1894.

[0056] Adicionalmente à deformação plástica macroscópica da parede do tubular 1, as microasperezas na superfície de tubular podem ser plasticamente deformadas e suavizadas, de modo que uma rugosidade de superfície 34 inferior resulte naquelas áreas 36 da superfície interna 5 que estavam em contato com o cone 24 durante a expansão. A depositante percebeu que ambos os fenômenos fazem com que o volume das mossas pequenas na superfície do tubular seja reduzido. Consequentemente, o lubrificante que foi anteriormente contido naquelas mossas pequenas ou microasperezas 11 é espremido para fora dessas cavidades e disponibilizado para lubrificação, em uma camada fina 42, em cada local na interface de contato do membro tubular e o membro de expansão em que forças de contato se aplicam. O reservatório adicional ou tampão de lubrificante devido à rugosidade de superfície aumentada ajuda a evitar o contato de metal com metal não lubrificado. O lubrificante em excesso é impulsionado para frente conforme indicado na região 44.

[0057] A terceira rugosidade de superfície da superfície de metal subjacente a uma camada lubrificante muito fina restante é tipicamente 1,5 μm ou menos, em particular, 1 μm ou menos. A terceira superfície pode ser 0,001 μm ou mais, em particular, 0,01 μm ou mais, tais como 0,1 μm ou mais, e pode estar, por exemplo, em uma faixa de 0,01 a 1,5 μm, de 0,2 μm a 1 μm, ou de 0,3 a 0,9 μm. O membro de expansão (cone) é adequadamente feito de um material muito duro, que tem adequadamente uma dureza Rockwell C (cone) de Rc=60 ou mais. O membro de expansão tem adequadamente uma superfície suave com uma rugosidade de superfície de 0,5 μm ou menos, preferencialmente de 0,1 μm ou menos. Opcionalmente o membro de expansão em formato de cone é expansível de um primeiro corte transversal a um segundo corte transversal maior. Tal cone expansível pode ser, por exemplo, executado através de um invólucro ou coluna de forro, e expandido em corte transversal somente abaixo do tubular (tal como elemento de invólucro de poço 1) que deve ser expandido com o uso do cone.

[0058] Quando o cone de expansão 24 alcança a montagem de âncora de topo 31 nessa modalidade particular, a montagem de âncora de topo 31 precisa ser retraída e puxada pelo cone de expansão conforme ilustrado nas Figuras 2B e 2C. Nessa modalidade, o tubular de poço superior 28 sobrepõe na região 40 o tubular inferior de poço 1, e particularmente, altas forças de expansão e lubrificação satisfatória são necessárias na região de sobreposição. Em algumas modalidades, pode ser escolhido aplicar a rugosidade de superfície e revestimento de acordo com a invenção somente nessa região de sobreposição.

[0059] A presente invenção não é limitada às modalidades descritas acima da mesma, em que várias modificações são concebíveis dentro do escopo das reivindicações anexas. Por exemplo, recursos das respectivas modalidades podem ser combinados.

Claims

1. Método para expansão de um membro tubular, compreendendo: - fornecer um membro tubular (1), que tem uma passagem longitudinal e que tem uma superfície interna (5); - expandir o membro tubular (1) movendo um membro de expansão (24) tendo uma rugosidade superficial abaixo de 1,5 μm ao longo da passagem, engatando assim a área de contato; caracterizado por, antes de expandir: - tratar uma parte de contato da superfície interna (5) para aumentar a rugosidade de superfície de uma primeira rugosidade de superfície (6) a uma segunda rugosidade de superfície (8), em que a segunda rugosidade de superfície (8) é entre 1,5 e 10 μm; - prover a parte de contato da superfície interna (5) de uma camada lubrificante (10), que está em uma fase viscoelastoplástica em pelo menos uma parte de uma faixa de temperatura entre 500°C e 1100°C; e em que a segunda rugosidade de superfície é reduzida a uma terceira rugosidade de superfície durante a etapa de expansão do elemento tubular.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada lubrificante (10) compreende uma mistura de uma cera de polietileno (PE) e um estearato que é configurado para estar em uma fase de borracha substancialmente viscosa viscoelastoplástica em pelo menos uma parte principal da temperatura uma faixa entre 50°C e 110°C e para formar um revestimento sólido em temperaturas abaixo dessa faixa.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o estearato é um estearato de cálcio ou sódio que é configurado para ser hidratado em um ambiente aquoso em temperaturas dentro da faixa e a camada lubrificante compreende adicionalmente radicais e um agente de inibição de corrosão.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a etapa de fornecer a camada lubrificante (10) compreende uma dentre aspersão ou imersão em uma composição de revestimento líquido, seguida por secagem.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a segunda rugosidade de superfície (8) é 2 μm ou mais.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a primeira rugosidade de superfície (6) e a rugosidade de superfície do membro de expansão (24) são, cada uma, menos do que 1 μm.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a camada lubrificante (10) se estende na região de superfície definida pela segunda rugosidade de superfície (8).

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a etapa de tratar uma parte de contato da superfície interna (5) para aumentar a rugosidade de superfície de uma primeira rugosidade de superfície (6) a uma segunda rugosidade de superfície (8) compreende jatear a parte de contato com partículas.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o membro de expansão (24) tem uma área de superfície de engate, que engata, durante a etapa de expandir o membro tubular (1), a parte de contato da superfície interna (5) do membro tubular (1), e em que a área de superfície de engate tem uma rugosidade de superfície de 0,5 μm ou menos.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a camada lubrificante está em uma fase sólida a temperaturas abaixo da faixa de temperatura entre 500°C e 1100°C, e em uma fase líquida a temperaturas acima desta faixa de temperatura.