BR112018069923B1

BR112018069923B1 - Aparelho para remover uma seção de revestimento ou forro de um furo de poço, e métodos

Info

Publication number: BR112018069923B1
Application number: BR112018069923-3A
Authority: BR
Inventors: Steffen Evertsen
Original assignee: Ardyne Holdings Limited
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2023-03-14
Also published as: GB2549523B; AU2017252204A1; DK3445939T3; US20190048677A1; AU2017252204B2; GB2549523A; EP3445939B1; US10907432B2; BR112018069923A2; EP3445939A1; CA3018665A1; WO2017182549A1

Abstract

Trata-se de aparelho e método para remover uma seção de revestimento ou forro de um furo de poço. Um mandril tubular tem um conjunto deslizante montado no mesmo com pegadores acoplados ao conjunto de modo que os pegadores possam ser movidos entre uma configuração engatada onde elas agarram a parede interna da seção do revestimento e uma posição desengatada onde os mesmos são mantidos afastados da parede interna. Um comutador é montado no mandril que opera ao entrar na seção do revestimento para travar os pegadores na posição desengatada de modo que o corte do revestimento possa ser feito. Ao tracionar o comutador da seção do revestimento, os pegadores são engatados automaticamente e prendem a extremidade superior da seção de revestimento para que ela possa ser removida. São descritas disposições de travamento adicionais que, por rotação, mantêm os pegadores na posição desengatada, independentemente da localização do comutador.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção refere-se, em particular, a aparelhos para remover uma seção de revestimento ou forro de um furo de poço, e métodos relacionados.

ANTECEDENTES

[0002] Na indústria de exploração e produção de petróleo e gás, o revestimento ou forro tubular é comumente instalado em um furo de poço perfurado no subsolo da Terra. As seções são inseridas no furo de poço para compor o revestimento ou forro e estas são tipicamente cimentadas no local, entregando-se material de cimento em um anular entre uma parte externa da seção de revestimento ou forro e a parede do furo de poço em que a seção de revestimento ou forro é inserido.

[0003] O fornecimento de revestimento ou forro em um furo de poço pode normalmente ajudar a estabilizar a parede do furo de poço, por exemplo, impedindo o colapso do material de formação no furo de poço e pode ajudar a controlar a pressão e fornecer contenção de fluido no furo de poço durante o uso do furo de poço, como durante perfuração ou produção de óleo ou gás.

[0004] Em várias situações, pode ser desejável remover uma seção do revestimento ou forro que tenha sido previamente instalada em um furo de poço. Normalmente, isso envolve o corte do forro para produzir uma seção cortada de um tamanho manuseável e, em seguida, retirar a seção cortada para removê-la do furo de poço. Remoção de revestimento ou forro pode ser uma parte necessária e importante de uma operação de tamponamento e abandono para abandonar um poço, onde normalmente pode haver a necessidade de remover o revestimento de modo a proporcionar um tamponamento adequado para o poço.

[0005] Abordagens anteriores para remover seções de revestimento ou forro envolveram a utilização de uma ferramenta de corte e uma ferramenta de tração no furo de poço em viagens separadas para executar as operações de corte e tração, respectivamente. Ao realizar essas operações em viagens separadas, no entanto, essas abordagens podem ser ineficientes e caras.

[0006] Outras técnicas anteriores são conhecidas onde o corte e a tração podem ser realizados na mesma viagem no furo de poço. Em tal técnica, pode ser usada uma coluna de trabalho que incorpora uma ferramenta para cortar um revestimento ou forro e uma ferramenta para tracionar a seção cortada. As ferramentas podem então ser inseridas na seção de revestimento a ser removida. A ferramenta de corte pode tipicamente necessitar de rotação da coluna de trabalho e da circulação de fluido para dentro e para fora do furo de poço para realizar e facilitar um corte circunferencial do revestimento. A ferramenta de tração pode, tipicamente, operar para engatar a parede interna da seção de revestimento para prender no revestimento e permitir que a seção seja puxada para removê-la do furo de poço. Quando implantado em conjunto com a ferramenta de corte, existe uma necessidade de que a ferramenta de tração permaneça disponível durante o processo de corte para que se realize tração quando necessário.

[0007] No entanto, quando implantados em conjunto com uma ferramenta de corte, as ferramentas de tração podem sofrer desgaste e danos como resultado da rotação da coluna durante uma operação de corte ou podem interferir com o processo de corte e/ou a circulação de fluido em um processo de corte.

[0008] Sabe-se que existem ferramentas de tração para uso em colunas de trabalho junto com ferramentas de corte. Os inventores notam, no entanto, que as mesmas podem sofrer de inconvenientes em termos de complexidade, flexibilidade e capacidade para acomodar o processo de corte enquanto permanecem disponível para remover uma seção de revestimento ou forro.

[0009] Por exemplo, certas ferramentas de tração (também conhecidas como “spear”) são conhecidas por terem atuação seletiva, necessitando de rotação da coluna, por exemplo, girando a coluna um quarto de volta no sentido horário, para fazer com que os pegadores na ferramenta de tração adquiram ou abandonem uma posição de engate com a parede da seção de revestimento. Com esses tipos de requisitos de atuação, pode ser difícil determinar se a atuação ocorreu com sucesso. Isso pode resultar em atrasos e/ou incerteza operacional.

[0010] É um objetivo da invenção eliminar ou pelo menos mitigar vários inconvenientes ou dificuldades associados a técnicas anteriores.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0011] À luz do exposto, de acordo com um primeiro aspecto da invenção, é proporcionado um aparelho para remover uma seção de revestimento ou forro de um furo de poço, sendo que a ferramenta compreende:

[0012] um mandril tubular disposto para ser ligado em uma coluna tubular para inserir a ferramenta na referida seção de tubagem ou revestimento, sendo que o mandril tem um eixo geométrico longitudinal;

[0013] um conjunto deslizante montado no mandril;

[0014] pelo menos um pegador para agarrar uma parede interna da seção de revestimento ou forro no momento da inserção na mesma, sendo que o pegador é acoplado ao conjunto deslizante;

[0015] sendo que o conjunto deslizante é operável para mover o pegador entre uma primeira posição na qual o pegador está disposto para agarrar a parede interna da seção de revestimento ou forro em pelo menos uma região de preensão da seção de revestimento ou forro e uma segunda posição em que o pegador é mantido afastado da parede interna; e

[0016] um comutador que, quando avançado para dentro da seção de revestimento ou forro, trava o conjunto deslizante ao mandril com o pegador na segunda posição; e, quando o aparelho é puxado para cima a partir da seção de revestimento ou forro e o comutador deixa a extremidade da seção de revestimento ou forro, permite automaticamente o engate da seção de revestimento ou forro pelo pegador na primeira posição.

[0017] O comutador pode tipicamente ser configurado para ser ativado por interação com o revestimento ou forro em ou perto de uma extremidade da parte superior do poço da seção de revestimento ou forro, por exemplo, engatando a extremidade do revestimento, por exemplo, uma superfície de borda da extremidade de parte superior do poço da seção de revestimento ou forro.

[0018] O conjunto deslizante pode ser operável para mover o pegador entre a primeira e segunda posições por movimento axial relativo entre o conjunto deslizante e o mandril, sem necessitar de rotação entre os mesmos.

[0019] O conjunto deslizante pode ser movido axialmente ao longo do mandril por pressão exercida por fluido sobre uma superfície do conjunto deslizante, para manter o pegador afastado da parede interna.

[0020] O aparelho pode ainda compreender pelo menos um membro de travamento configurado para travar o conjunto deslizante em relação ao mandril quando o pegador é mantido afastado da parede interna na primeira posição. O elemento de travamento pode ser ativado para travar pelo movimento axial relativo entre o conjunto deslizante e o mandril. O elemento de travamento pode compreender pelo menos um pino de travamento disposto para travamento entre o conjunto deslizante e o mandril. Após o movimento axial do conjunto deslizante ao longo do mandril, o pino de travamento pode ser movido para a posição de travar o conjunto deslizante e o mandril um ao outro, de tal modo que o pegador possa ser mantido afastado da parede na primeira posição.

[0021] O comutador pode compreender pelo menos um cão disposto para ser pressionado radialmente de modo que o elemento de travamento possa travar o conjunto deslizante em relação ao mandril na primeira posição em que os pegadores são mantidos afastados da parede. O cão pode ser configurado para engatar com uma extremidade da seção de revestimento ou forro em uso de modo a ser deprimido para travamento por engate do cão contra o fim da seção de revestimento ou forro.

[0022] O cão pode ter uma superfície de engate disposta para ser colocada em um ângulo até o extremidade da seção do revestimento ou forro em uso, de tal forma que ao engatar a extremidade da seção de revestimento ou forro, o movimento entre o conjunto deslizante e o revestimento possa ser resistido para permitir que o movimento axial do mandril ocorra em relação ao conjunto deslizante e o cão pode ser ativado de tal modo que um membro de travamento no cão possa ser engatado para travar entre o mandril e o conjunto deslizante.

[0023] O cão pode ser configurado para ser pressionado para travar entre o conjunto deslizante e o mandril, a fim de permitir que o aparelho seja movido através da seção de revestimento ou forro de um local para outro ao longo da mesma.

[0024] O aparelho pode ter uma pluralidade de pegadores para agarrar em uma parede interna da seção de revestimento. O conjunto deslizante pode compreender uma manga que pode estar disposta para envolver o mandril. Os pegadores podem estar espaçados uns dos outros em torno de uma circunferência da manga. Os pegadores podem tipicamente compreender nervuras dispostas para se estenderem ao longo da manga.

[0025] O pegador pode ser disposto para deslizar sobre uma superfície externa no mandril. A superfície externa pode ser inclinada em relação ao eixo geométrico longitudinal para posicionar o pegador em posição radial, dependendo da posição axial do conjunto deslizante em relação ao mandril.

[0026] O aparelho pode compreender meios de tensão, por exemplo, uma mola, que pode ser operada entre o mandril e o conjunto deslizante, para tensionar o conjunto deslizante em relação ao mandril para empurrar o pegador na direção de uma posição radialmente para fora e/ou uma posição alcançável radialmente mais externa. O pegador pode ser configurado para obter a posição alcançável mais externa para agarrar na parede interna da tubulação quando o conjunto deslizante não está travado em relação ao mandril.

[0027] O aparelho pode ser configurado para permitir que o fluido circule através do mandril e através de uma seção de um anular entre o revestimento ou forro e uma parte externa do aparelho. O mandril pode ainda compreender uma passagem para o fluido circulante entrar em uma região na qual o fluido pode exercer uma pressão contra uma superfície do conjunto deslizante para mover o conjunto deslizante axialmente em relação ao mandril para retirar o pegador para longe da parede interna da seção de revestimento ou forro.

[0028] O conjunto deslizante pode ter uma primeira posição de travamento ao longo do mandril, na qual o pegador pode ser mantido afastado da parede interna do revestimento ou forro, e na qual o conjunto deslizante pode ser travado ao mandril por um primeiro elemento de travamento. O conjunto deslizante pode ter uma segunda posição de travamento na qual o mandril pode sofrer rotação em relação ao conjunto deslizante e o pegador pode ser mantido afastado da parede interna do revestimento ou forro. Na segunda posição de travamento, o conjunto deslizante pode ser travado ao mandril enquanto o primeiro membro de travamento não está ativo. O aparelho pode compreender um mecanismo de travamento baseado em embreagem para travamento na segunda posição de travamento. O mecanismo de travamento baseado em embreagem pode compreender um anel de embreagem que compreende degraus que são desviados axialmente, e uma formação de travamento que pode ser disposta para sofrer rotação em relação um ao outro em engate com os degraus para travar o mandril e o conjunto deslizante em posição axial fixa em relação um ao outro.

[0029] O aparelho pode ser uma ferramenta de tração. A coluna tubular pode incluir uma ferramenta de corte.

[0030] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é proporcionado um aparelho para remover uma seção de revestimento ou forro de um furo de poço, sendo que o aparelho compreende:

[0031] um mandril tubular disposto para ser conectado em uma coluna tubular para a inserção do aparelho para dentro da referida seção de tubo ou revestimento, sendo que o mandril tem um eixo geométrico longitudinal;

[0032] um conjunto deslizante montado no mandril;

[0033] pelo menos um pegador para agarrar uma parede interna da seção de revestimento ou forro no momento da inserção na mesma, sendo que o pegador é acoplado ao conjunto deslizante;

[0034] sendo que o conjunto deslizante é operável para mover o pegador entre uma primeira posição na qual o pegador está disposto para agarrar na parede interna da seção de revestimento ou forro e uma segunda posição na qual o pegador é mantido afastado da parede interna.

[0035] De acordo com o terceiro aspecto da invenção, proporciona-se um aparelho para remover uma seção de revestimento ou forro de um furo de poço, sendo que o aparelho compreende:

[0036] um mandril tubular disposto para ser conectado em uma coluna tubular para a inserção do aparelho para dentro da referida seção de tubo ou revestimento, sendo que o mandril tem um eixo geométrico longitudinal;

[0037] pelo menos um pegador para agarrar a uma parede interna da seção de revestimento ou forro mediante a inserção na mesma, sendo que o pegador é móvel entre uma primeira posição na qual o pegador está disposto para prender na parede interna da seção de revestimento ou forro em pelo menos uma região de agarrar da seção de revestimento ou forro e uma segunda posição na qual a pegador é mantido afastado da parede interior; e

[0038] um comutador que, em pelo menos um modo, é operável automaticamente em dependência de uma posição relativa à seção de revestimento ou forro, de tal forma que o pegador esteja disposto para se agarrar à parede interna da seção quando estiver na região de preensão e seja mantido afastado da parede interna quando fora da região de aperto, em uso.

[0039] De acordo com um quarto aspecto da invenção, é proporcionada uma coluna de trabalho para cortar um revestimento ou forro em um furo de poço e remover uma seção do revestimento ou forro do furo de poço, sendo que a coluna de trabalho compreende o aparelho, conforme definido em qualquer reivindicação anterior, e uma ferramenta de corte para cortar um revestimento ou forro.

[0040] A coluna de trabalho pode ser tipicamente uma coluna tubular. A coluna de trabalho pode ser tipicamente uma coluna rotativa.

[0041] De acordo com um quinto aspecto da invenção, é proporcionado um método de utilização do aparelho de qualquer um dos aspectos primeiro a terceiro em um furo de poço.

[0042] De acordo com um sexto aspecto da invenção, é proporcionado um método de remoção de uma seção de revestimento ou forro de um furo de poço usando o aparelho de qualquer um dos aspectos um a três, sendo que o método compreende as etapas de:

[0043] (a) utilizar o aparelho no furo de poço e na seção de revestimento ou forro;

[0044] (b) avançar o comutador para a seção de revestimento ou forro,

[0045] (c) travar o conjunto deslizante ao mandril com o prendedor na segunda posição;

[0046] (d) tracionar o aparelho para cima e para fora da seção de revestimento ou forro de modo que o comutador saia pela extremidade da seção de revestimento ou forro;

[0047] (e) permitir automaticamente o engate da seção de revestimento ou forro pelo pegador na primeira posição; e

[0048] (f) mover o aparelho para a parte superior do poço, sendo que a seção do revestimento ou forro é afixada ao mesmo, para remover a seção do revestimento ou forro.

[0049] O método pode ainda compreender: mover o aparelho para uma posição na seção de revestimento ou forro em que o pegador possa ser mantido afastado da parede interna da seção de revestimento ou forro, através da operação do comutador; e realizar uma operação de corte no furo de poço para produzir uma seção cortada do revestimento ou forro a ser removida.

[0050] Qualquer um dos aspectos da invenção pode incluir as caraterísticas adicionais conforme descrito em relação a qualquer outro aspecto, onde quer que seja aqui descrito. As caraterísticas descritas em uma modalidade podem ser combinadas em outras modalidades. Por exemplo, uma caraterística selecionada de uma primeira modalidade que é compatível com a disposição em uma segunda modalidade pode ser empregada, por exemplo, como uma caraterística adicional, alternativa ou opcional, por exemplo, inserida ou trocada para uma caraterística semelhante ou similar na segunda modalidade para realizar (na segunda modalidade) o mesmo ou correspondente ao que realiza na primeira modalidade.

[0051] As modalidades da invenção são vantajosas de várias maneiras, como será aparente a partir de todo o relatório descritivo.

DESCRIÇÃO E DESENHOS

[0052] Serão agora descritas, apenas a título de exemplo, modalidades da invenção com referência aos desenhos em anexo, em que:

[0053] A Figura 1 é uma representação esquemática do aparelho que incorpora uma ferramenta para remoção de uma seção de revestimento ou forro a partir de um furo de poço de acordo com uma modalidade da invenção, quando em uso no furo de poço;

[0054] As Figuras 2A a 2C são representações seccionais de um quarto de uma ferramenta para remoção de uma seção de revestimento ou forro de um furo de poço em partes sequenciais de cima para baixo, em uma primeira posição e aproximação, de acordo com uma modalidade da invenção;

[0055] As Figuras 3A a 3C são representações seccionais de um quarto da ferramenta da Figura 2 em partes sequenciais de cima para baixo, na segunda posição;

[0056] As Figuras 4A a 4C são representações seccionais de um quarto da ferramenta da Figura 2 em partes sequenciais de cima para baixo, em uma terceira posição;

[0057] As Figuras 5A a 5C são representações seccionais de uma ferramenta para remoção de uma seção de revestimento ou forro a partir de um furo de poço de acordo com outra modalidade, em que a Figura 5C ilustra em aproximação as caraterísticas dentro da área enquadrada marcado na Figura 5A; e

[0058] As Figuras 6A a 6D são representações em perspectiva de partes de um mecanismo de travamento com base em embreagem da ferramenta das Figuras 5A a 5C.

[0059] Com referência à Figura 1, existe um aparelho ilustrado que compreende uma coluna de trabalho 1 em um furo de poço 2 no qual o revestimento 3 foi instalado. A coluna de trabalho 1 incorpora uma ferramenta 10 para uso na remoção de uma seção de revestimento 3s do revestimento 3. A seção 3s é seccionada a partir do revestimento do fundo do furo de poço remanescente 3t por um corte circunferencial no local P, realizado utilizando uma ferramenta de corte (não mostrada), de modo que a seção 3 seja destacável e possa ser afastada do revestimento de fundo do furo de poço 3t para remover a seção de revestimento 3s do furo de poço. A coluna de trabalho 1 pode ser baixada e/ou levantada através de equipamento (não mostrado) em uma plataforma ou sonda.

[0060] A ferramenta 10 tem pegadores 22, que na Figura 1 são mostrados em uma posição de encaixe contra uma parede interna da seção de revestimento 3s. Nesta posição, a ferramenta 10 pode agarrar a seção de revestimento 3s. Em resposta a tracionar a coluna de trabalho 1, no sentido indicado pela seta A, isto é, à parte superior de poço, a coluna de trabalho 1 é tensionada e os pegadores 22 são impelidos a exercer um componente radial de força contra a parede interna da seção de revestimento 3s de modo a facilitar uma pegada segura na seção de revestimento 3s. A seção 3 do revestimento pode assim ser transportada pela coluna de trabalho 1 através da conexão dos pegadores 22 e puxada para fora do furo de poço.

[0061] A ferramenta 10 e as caraterísticas de sua operação serão agora descritas com mais detalhes, voltando-se primeiro às Figuras 2A a 2C. A ferramenta 10 tem primeira e segunda extremidades compreendendo, respectivamente, seções de caixa-pino respectivamente rosqueadas 11a, 11b, através das quais a ferramenta 10 é conectada (por exemplo aparafusada) a seções adjacentes (não mostradas) da coluna de trabalho 1. A ferramenta 10 tem um mandril 12 que é tubular e que se estende longitudinalmente entre as seções caixa-pino 11a, 11b. O mandril 12 tem um orifício de passagem axial 13 adequado para circulação de fluido no interior da coluna e através da ferramenta de uma extremidade à outra. Isto pode ajudar a permitir que fluido de entrega e circulação entre no furo de poço em uma extremidade de parte inferior do poço da coluna para facilitar uma operação de corte para cortar o revestimento. O corte pode, portanto, ser realizado usando uma ferramenta de corte posicionada na mesma coluna de trabalho.

[0062] Um conjunto deslizante 18 é montado no mandril 12. O conjunto deslizante 18 inclui uma manga 20 dotada de uma pluralidade de pegadores 22 para agarrar em uma parede interna da seção do revestimento 3c quando inserida dentro da mesma. Os pegadores 22 se sustentam contra o mandril 12 e são mantidos contra o mandril 12 por molas radiais 19 atuando entre a manga 20 e o respetivo pegador 22 onde a manga se sobrepõe ao pegador. O conjunto deslizante 18 é móvel axialmente ao longo do eixo geométrico longitudinal 50 em relação ao mandril 12. Quando o conjunto deslizante 18 é movido axialmente, os pegadores 22 deslocam-se ao longo do mandril nas superfícies de deslizamento 14 que são colocadas em um ângulo raso em relação ao eixo geométrico longitudinal 50, de modo a permitir que os pegadores se movam em diferentes posições radiais consequentemente.

[0063] A ferramenta 10 é ainda dotada de uma mola 31 que atua entre o mandril e a manga 20 para posicionar o conjunto deslizante 18 axialmente ao longo do mandril, e para determinar por sua vez a posição radial dos pegadores. Na Figura 2B, os pegadores 22 são tensionados para a sua posição radial permissível mais externa.

[0064] As Figuras 2A a 2C mostram a ferramenta em uma posição de introdução antes dos pegadores entrarem na extremidade da seção de revestimento 3c, e os pegadores 22 definem um diâmetro maior do que aquele do interior do revestimento. A ferramenta 10 foi introduzida no furo de poço na coluna 1, colocando as extremidades dos pegadores 22 em engate com a extremidade da seção de revestimento 3c. A partir desta posição, a ferramenta 10 pode ser inserida adicionalmente na seção de revestimento 3c deixando-se a coluna progredir para a parte inferior do poço. Com as extremidades dos pegadores 22 em engate com a extremidade da seção de revestimento 3c, o movimento da coluna para a parte inferior do poço impele o mandril 12 a mover- se em relação ao conjunto deslizante 18 contra a tensão da mola 31. Consequentemente, os pegadores 22 seguem as superfícies de deslizamento 14 para retrair radialmente o suficiente para permitir que a ferramenta 10 e os pegadores 22 avancem para dentro da seção de revestimento 3c.

[0065] Mediante inserção, os pegadores 22 são posicionados contra a parede interna da seção de revestimento 3c, como resultado da tensão exercida pela mola 31 operando na manga 20. A partir desta posição, a seção de revestimento 3c pode ser agarrada pela ferramenta 10 puxando-se a coluna axialmente para cima. A tração da coluna faz com que o mandril 12 seja impelido na direção da seta A (Figura 1), isto é, para a parte superior do poço, e cunha os pegadores 22 com força entre as superfícies de deslizamento 14 e o revestimento, sendo que um componente radial da força é transmitido através dos pegadores 22 contra a parede interior da seção de revestimento 3c. As Figuras 3A a 3C mostram um exemplo de uma tal posição na qual a ferramenta 10 está preparada para agarrar a seção de revestimento 3c puxando-se a coluna para a parte superior do poço para remover a seção de revestimento 3c.

[0066] Com referência particularmente agora às Figuras 3A a 3C, uma extremidade superior do conjunto deslizante 18 inclui um dispositivo de travamento 40 (um “comutador”) tendo uma pluralidade de cães de travamento 42 separados uns dos outros e dispostos em torno da circunferência da manga 20. Os cães de travamento 42 têm capacidade para operar para travar o conjunto deslizante 18 no mandril 12. De modo a travar o conjunto deslizante 18 no mandril 12, é necessário o seguinte: 1) a manga 20 precisa ser movida para uma posição de travamento em relação ao mandril 12, onde pode ser travada pelos cães de travamento 42; e 2) os cães de travamento 42 precisam ser ativados para travar a manga 20 na posição de travamento.

[0067] Isto é alcançado de acordo com o seguinte. Os cães de travamento 42 se projetam para fora da manga 20. Deste modo, os cães de travamento 42 estão dispostos para engatar na extremidade da seção de revestimento 3c, como mostrado nas Figuras 3A a 3C. Quando se avança o fio para dentro do orifício do furo de poço, o mandril 12 é movido em relação à manga 20 uma vez que a manga é retida contra a extremidade da seção de revestimento 3c através do engate dos cães de travamento 42. O mandril 12 é movido axialmente contra a tensão da mola 31, comprimindo assim a mola 31 e trazendo o mandril 12 e a manga 20 em posição relativa para permitir que o travamento ocorra. Então, com referência agora adicionalmente às Figuras 4A a 4C, por tensão aplicada através de uma superfície frontal dos cães de travamento 42 na extremidade da seção de revestimento 3c, os cães de travamento 42 são pressionados para dentro no mandril 12 de tal modo que um pino de travamento 44 no cão 42 intertrave com uma reentrância 17 no mandril 12. Quando travado, o movimento axial relativo entre o mandril 12 e o conjunto deslizante 18 é impedido. Com os cães de travamento 42 ativados e a manga 20 travada no mandril 12, a ferramenta 10 pode avançar adicionalmente para dentro para a seção de revestimento 3c, avançando-se a coluna de trabalho 1. Os cães de travamento 42 são impedidos de destravar pela parede interior da seção de revestimento 3c. Consequentemente, os cães de travamento 42 permanecem acionados com o pino de travamento 44 intertravado com a reentrância 17 no mandril 12, uma vez que o dispositivo de travamento 40 da ferramenta 10 é inserido dentro da seção de revestimento 3c.

[0068] Notavelmente, quando colocada na posição de travamento, a posição do conjunto deslizante 18 em relação ao mandril 12 é tal que os pegadores 22 são retraídos e trazidos para dentro contra o mandril para obter uma posição radial afastada da parede interna da seção de revestimento 3c. Deste modo, por movimento longitudinal axial do conjunto deslizante 18 ao longo do mandril 12, os pegadores 22 podem ser movidos para desengatar da parede.

[0069] Com os pegadores 22 afastados da parede da seção de revestimento 3c, são obtidas várias vantagens. Uma ferramenta de corte pode ser empregada por meio de rotação da coluna sem que os pegadores 22 interfiram na operação de corte. A coluna também pode ser prontamente avançada adicionalmente no furo de poço para acessar, por exemplo, um local de corte com uma ferramenta de corte, novamente com risco mínimo ou reduzido de desgaste por atrito nos pegadores 22.

[0070] Está descrito acima um modo operacional "normal" completo da ferramenta 10 permitindo o engate da seção de revestimento 3c pelos pegadores 22 na extremidade superior da seção de revestimento 3c, o desengate e o travamento dos pegadores 22 na posição desengatada. Tudo isto é conseguido automaticamente através de movimentos axiais simples da coluna ao longo do furo de poço, e por movimentos relativos axiais entre o mandril 12 e o conjunto deslizante 18. Não é necessária rotação da coluna ou do mandril 12 (isto é, em relação ao conjunto deslizante, em torno do eixo geométrico 50) para travar ou destravar ou para engatar ou desengatar os pegadores 22 na parede.

[0071] Isto facilita a simplicidade de utilização e pode reduzir a ambiguidade quanto ao fato de os pegadores 22 estarem engatados ou desengatados da parede da seção de revestimento 3c. Isso pode, por sua vez, reduzir as ineficiências, possíveis reintroduções no furo de poço e/ou possíveis erros ou danos às ferramentas decorrentes de falsas suposições.

[0072] No entanto, a ferramenta 10 possui funcionalidade adicional. Em particular, a manga 20 é encaixada no mandril 12 para mover a manga 20 ao longo do mandril por atuação de fluido. Mais especificamente, o fluido pode acessar uma região 60 entre as superfícies de atuação 15, 25 do mandril 12 e da manga 20, respectivamente, de modo a exercer uma pressão sobre as superfícies de atuação 15, 25 e forçar assim o mandril e a manga 20 a moverem-se axialmente com relação um ao outro. A pressão exercida pelo fluido atua contra a força da mola 31, e quando suficientemente alta, pode exceder a força da mola de modo a comprimir a mola 31. O movimento resultante do conjunto deslizante 18 para cima (na Figura 2B, por exemplo), em relação ao mandril 12, traz os pegadores 22 para uma posição radial retraída onde os mesmos são posicionados afastados da parede da seção de revestimento 3c de tal forma que, enquanto a tensão do fluido é aplicada, eles não possam engatar a parede. Esta funcionalidade por pressão de fluido pode ser útil para anular a função dos cães de travamento 42. No modo normal de operação descrito acima, os pegadores 22 são impelidos para fora para agarrar na parede da seção de revestimento 3c se os cães de travamento 42 forem removidos do revestimento. Assim, no modo normal, a seção 3c do revestimento é sempre agarrada pelos pegadores 22 no topo da seção 3c do revestimento, independentemente da possibilidade de a ferramenta ser movida adicionalmente para dentro da seção de revestimento 3c ou, tendo sido inserida na profundamente seção de revestimento 3c, a ferramenta ser novamente retirada da seção de revestimento 3c, porque quando os cães de travamento 42 são desativados, o mandril 12 é destravado a partir da manga 20.

[0073] Se a tensão do fluido através da região 60 for usada para forçar os pegadores 22 para a posição retraída, o estado dos cães de travamento 42 deixará de ser importante. Por outras palavras, os cães de travamento 42 podem ser destrancados, mas o conjunto deslizante 18 é, não obstante, mantido na posição de "travamento" ao longo do mandril 12, de modo que os pegadores 22 sejam retraídos, embora não sejam efetivamente travados pelos cães 42. Isto permite que a ferramenta 10 seja completamente liberada da seção de revestimento 3c e recuperada para a superfície (sem a seção de revestimento 3c), se necessário. A atuação de fluido da manga 20 através da região 60 pode também ser aplicada para auxiliar a mover a manga 20 para a posição de travamento antes de travar o mandril 12 com os cães de travamento 42 como descrito em relação às Figuras 4A a 4C acima.

[0074] O mandril 12 tem uma passagem 61 que conecta o orifício 13 com a região 60 entre a manga e o mandril. O fluido circulado através do orifício 13 do mandril 12 está, portanto, em comunicação com a região 60 através da passagem 61. A circulação de fluido através do furo no furo de poço pode, portanto, ser fornecida para gerar uma pressão adequada na região 60. Em geral, a tensão é baixa de tal modo que a manga 20 é tensionada sob a força da mola 31, mas a pressão pode ser aumentada de modo a comprimir a mola 31 e a mover a manga pela atuação de fluido quando necessário. Um orifício 70 para permitir a entrada ou saída de fluido é fornecido para equalizar a pressão entre a região 70 e um espaço anular 80 do furo de poço, de modo a facilitar o movimento da manga 20 ao longo do mandril 12.

[0075] A ferramenta 10 também tem uma segunda posição de travamento, que pode ser obtida movendo-se o conjunto deslizante 18 para uma localização ao longo do mandril 12 (por exemplo, primeira posição de travamento) onde os pegadores 22 são desengatados da parede da seção de revestimento e depois rotacionando-se o conjunto deslizante em relação ao mandril 12 girando-se a coluna para a segunda posição de travamento. A rotação provoca uma formação (não mostrada) de um interior da manga 20 em uma ranhura em J no mandril de modo a travar a manga 20 em relação ao mandril 12 na segunda posição de travamento, com os pegadores 22 desengatados, independentes do estado de ativação dos cães de travamento 42. Novamente, isto permite que a ferramenta 10 seja completamente liberada da seção de revestimento 3c, se necessário, e se o fluido não estiver disponível para soltar os pegadores hidraulicamente.

[0076] Através da atuação de fluido e de travamento mecânico de rotação para manter os pegadores afastados da parede da seção de revestimento 3c, a ferramenta 10 tem um modo de liberação em que a ferramenta pode ser liberada da seção de revestimento 3c e recuperada do furo de poço a qualquer momento.

[0077] Com referência agora às Figuras 5A a 5C, é exemplificada outra ferramenta 110 para remover uma seção de tubagem ou revestimento. A ferramenta 110 pode ser empregada na coluna de trabalho 1 ao invés da ferramenta 10 para uso na remoção e retirada da seção de revestimento 3c. A ferramenta 110 funciona basicamente da mesma maneira que a ferramenta 10. Contudo, a ferramenta 110 é configurada de um modo um pouco diferente em relação ao dispositivo de travamento 140, e no que diz respeito à função de travamento rotativo, em que a ferramenta 110 não utiliza uma ranhura em J, mas ao invés disso é dotada de um mecanismo de travamento com base em embreagem 180.

[0078] Neste exemplo, os recursos semelhantes na ferramenta 110 são referenciados com os mesmos números que em relação à ferramenta 10, mas incrementados em cem.

[0079] As Figuras 5A a 5C mostram a ferramenta 110 em uma configuração correspondente à da ferramenta 10 nas Figuras 2A a 2C. O conjunto deslizante 118 é tensionado para baixo em relação ao mandril 112 através da mola 131. Os pegadores 122 estão em uma posição radial estendida, em que têm capacidade de se adaptar para encaixar na circunferência interna e agarrar-se a uma parede interna da seção de revestimento 3c em uso.

[0080] Os cães de travamento 142 são acoplados à manga 120 do conjunto deslizante 118. O mandril 112 é dotado de reentrâncias de travamento 117 para receber um elemento de travamento em cunha dos cães de travamento 142. Dependendo da posição axial relativa da manga 120 em relação ao mandril 112, os cães de travamento 142 podem ser movidos para uma posição de travamento na qual os cães 142 podem travar a manga 120 ao mandril 112, através de o membro de travamento entrar nas reentrâncias 117 de tal forma que os mesmos sejam interligados. Tal como com a ferramenta 10, tal travamento é conseguido inserindo-se a ferramenta 110 na seção de revestimento 3c, de modo a que uma extremidade frontal dos cães de travamento 142 engate uma extremidade da seção de revestimento 3c, e então deixando-se que o peso da coluna desloque o mandril 112 para baixo em relação à manga 120 enquanto é segurado na extremidade do revestimento pelos cães de travamento 142. O movimento relativo axialmente entre a manga (120) e o mandril (112) permite que os cães de travamento (142) sejam deprimidos para dentro, devido ao contato com a extremidade da seção de revestimento (3c), e se travem no mandril (112). A ferramenta 110 pode então progredir mais e ser totalmente inserida na seção de revestimento 3c. Ao trazer a ferramenta 110 para cima para fora da seção de revestimento 3c, e os cães de travamento 142 saírem da extremidade da seção de revestimento 3c, o mandril 112 fica livre para ser puxado para cima em relação à manga 120 que é simultaneamente inclinada para baixo pela mola 131. Como resultado, os cães de travamento 142 são trazidos para fora das reentrâncias de travamento 112, e o mandril 112 e a manga 120 são destravados. Os membros de travamento dos cães de travamento 142 estão dispostos de modo a deslizarem sobre uma superfície em declive das reentrâncias 117 para facilitar ou impelir o movimento para dentro e para fora das reentrâncias 117 mediante travamento e destravamento, respectivamente.

[0081] A ferramenta 110 pode também ser travada com os pegadores 22 mantidos afastados da parede da seção de revestimento 3c rotacionando-se o mandril 112 para uma segunda posição de travamento, isto é, uma posição rotacionada do mandril em relação à manga 120. Isto é conseguido através do mecanismo de travamento baseado em embreagem 180.

[0082] Com referência adicionalmente às Figuras 6A a 6D, as caraterísticas do mecanismo de travamento baseado em embreagem 180 podem ser vistas em maior detalhe. O mecanismo 180 tem um anel de embreagem 182 que é fixado à manga 120 e que envolve o mandril 112. O anel de embreagem 182 é assim parte do conjunto deslizante 118 de modo a ser deslizável axialmente ao longo do mandril 112. O anel de embreagem 182 é dotado de degraus 184, o que proporciona superfícies que são afastadas em diferentes posições axialmente. Uma formação 193 do mandril 112, que se projeta para o exterior no mandril 112, é disposta para poder engatar em uma das superfícies dos degraus 184 para manter a manga 120 em posição em relação ao mandril 112 contra o degrau relevante.

[0083] Na configuração da ferramenta 110, como mostrado nas Figuras 5A a 5C, o anel de embreagem 182 é posicionado como ilustrado na Figura 6A. Nesta posição, nenhum dos degraus 184 está engatado, isto é, o mecanismo de travamento baseado em embreagem não está ativo e a rotação do mandril 112 (se isso acontecer, por exemplo, quando a coluna inclui uma ferramenta de corte e a coluna é rodada para operar a ferramenta de corte), em seguida, não obtém qualquer travamento.

[0084] Como visto na Figura 6B, no entanto, à medida que a manga 120 se move para cima em relação ao mandril 112, a formação é movida axialmente em relação ao anel de embreagem 182. Os pegadores 122 são retirados da parede da seção de revestimento 3c. Desta posição, como mostrado nas Figuras 6C e 6D, o mandril 112 pode sofrer rotação no sentido anti-horário (visto na parte inferior do poço), levando a formação 193 para um dos degraus 184. O mandril 112 fica assim travado ao mandril 112 em engate com o degrau do anel de embreagem 182, em uma posição axial adequada, através da qual os pegadores 122 são retirados. A ferramenta 110 pode assim ser liberada da seção de revestimento 3c sem que se permita que os pegadores 122 agarrem a seção de revestimento 3c, se isto for necessário.

[0085] A manga 120 e o mandril 112 podem ser movidos para uma posição relativa axial onde os pegadores 122 são retirados por atuação de fluido ou utilizando-se o peso da coluna para movimentar o mandril 112 enquanto a manga 120 é mantida na extremidade da seção de revestimento 3c pelos cães de travamento 142, como descrito acima. A utilização do anel de embreagem 182 com múltiplos degraus 184 a diferentes distâncias axiais pode ser vantajosa porque a distância axial movida pela atuação de fluido ou engate da extremidade da seção de revestimento 3c pode diferir de tempos a tempos, por exemplo, dependendo do diâmetro interno da seção de revestimento 3c. Se houver um diâmetro maior, os cães de travamento 142 podem não deprimir completamente e os membros de travamento 144 podem não se encaixar completamente nas reentrâncias 117 (mas os pegadores 122 ainda podem ser retirados o suficiente para que sejam mantidos afastados da parede interna da seção de revestimento 3c). Assim, o mecanismo de travamento baseado em embreagem 180 pode permitir o travamento por rotação em diferentes casos, onde a quantidade de deslocamento entre o mandril 112 e a manga 120 difere, por rotação para os degraus 184, através do que a formação 193 se encontra e intertrava com uma superfície do degrau apropriado dentre os degraus 184.

Claims

1. Aparelho (10, 110) para remover uma seção (3s) de revestimento (3) ou forro de um furo de poço (2), sendo que o aparelho é caracterizado pelo fato de que compreende: um mandril tubular (12, 112) disposto para ser ligado em uma coluna tubular (1) para a inserção do aparelho para dentro da referida seção de revestimento ou forro, sendo que o mandril tem um eixo geométrico longitudinal (50); um conjunto deslizante (18, 118) montado no mandril; pelo menos um pegador (22, 122) para agarrar uma parede interna da seção de revestimento ou forro no momento da inserção na mesma, sendo que o pegador é acoplado ao conjunto deslizante; sendo que o conjunto deslizante é operável para mover o pegador entre uma primeira posição na qual o pegador está disposto para agarrar na parede interna da seção de revestimento ou forro em pelo menos uma região de agarra da seção de revestimento ou forro e uma segunda posição na qual o pegador é mantido afastado da parede interna; e em que: o aparelho compreende ainda: um comutador (40, 140) que, quando avançado para dentro da seção de revestimento ou forro, trava o conjunto deslizante ao mandril com o pegador na segunda posição; e, quando o aparelho é puxado para cima a partir da seção de revestimento ou forro e o comutador deixa a extremidade da seção de revestimento ou forro, permite automaticamente o engate da seção de revestimento ou forro pelo pegador na primeira posição; e pelo menos um membro de travamento configurado para travar o conjunto deslizante em relação ao mandril quando o pegador é mantido afastado da parede interna na segunda posição e o elemento de travamento é ativado para travar pelo movimento axial relativo entre o conjunto deslizante e o mandril.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto deslizante é operável para mover o pegador entre a primeira e segunda posições por movimento axial relativo entre o conjunto deslizante e o mandril, sem necessitar de rotação entre os mesmos.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto deslizante é axialmente móvel ao longo do mandril, através de o fluido exercer pressão sobre uma superfície do conjunto deslizante, para manter os pegadores afastados da parede interior.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de travamento compreende pelo menos um pino de travamento (44) disposto para travar entre o conjunto deslizante e o mandril, através do que mediante o movimento axial do conjunto deslizante ao longo do mandril, o pino de travamento é movido para a posição de travar o conjunto deslizante e o mandril um ao outro, de tal modo que o pegador seja mantido afastado da parede na primeira posição.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comutador compreende pelo menos um cão (42, 142) disposto para ser deprimido radialmente de modo que o elemento de travamento bloqueie o conjunto deslizante com relação ao mandril na primeira posição, na qual o pegador está mantido afastado da parede interior, sendo que o cão é configurado para engatar no extremidade da seção de revestimento ou forro em utilização, de modo a ser deprimido para travamento por engate do cão contra a extremidade da seção de revestimento ou forro.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o cão tem uma superfície de engate disposta para ser colocada em um ângulo até o extremidade da seção do revestimento ou forro em uso, de tal forma que ao engatar a extremidade da seção de revestimento ou forro, o movimento entre o conjunto deslizante e o revestimento possa ser resistido para permitir que o movimento axial do mandril ocorra em relação ao conjunto deslizante e o cão pode ser ativado de tal modo que um membro de travamento no cão seja engatado para travar entre o mandril e o conjunto deslizante.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o cão está configurado para ser deprimido para travar entre o conjunto deslizante e o mandril, de modo a permitir que o aparelho seja movido através da seção de revestimento ou forro de um local para outro ao longo da mesma.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é configurado para permitir que o fluido circule através do mandril e através de uma seção de um anular entre o revestimento ou forro e um exterior do aparelho, sendo que o mandril compreende adicionalmente uma passagem (61) para que o fluido circulante entre em uma região (60) na qual o fluido exerce uma pressão contra uma superfície (15, 25) do conjunto deslizante para mover o conjunto deslizante axialmente em relação ao mandril para retirar o pegador para longe da parede interna da seção de revestimento ou forro para sobrepor-se ao comutador quando o comutador sai da extremidade da seção de revestimento ou forro.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto deslizante tem uma primeira posição de travamento ao longo do mandril, na qual o pegador é mantido afastado da parede interna do revestimento ou forro e o conjunto deslizante é travável ao mandril por um primeiro elemento de travamento, e uma segunda posição de travamento na qual o mandril é girado em relação ao conjunto deslizante e o pegador é mantido afastado da parede interna do revestimento ou forro, sendo que na segunda posição de travamento o conjunto deslizante é travável ao mandril enquanto o primeiro membro de travamento não está ativo.

10. Método de remoção de uma seção (3s) de revestimento (3) ou forro de um furo de poço (2), utilizando o aparelho (10, 110) para a seção de revestimento ou forro, agarrando a seção de revestimento ou forro e movendo o aparelho pata a parte superior do poço, a seção do revestimento ou forro é afixada ao mesmo, para remover a seção de revestimento ou forro, caracterizado pelo fato de que: o método compreende as etapas de: (a) utilizar aparelho, de acordo com a reivdinicação 1, no furo de poço e na seção de revestimento ou forro; (b) avançar o comutador (40, 140) para a seção de revestimento ou forro, (c) travar o conjunto deslizante (18, 118) ao mandril com o prendedor (22) na segunda posição; (d) tracionar o aparelho para cima e para fora da seção de revestimento ou forro de modo que o comutador saia pela extremidade da seção de revestimento ou forro; (e) permitir automaticamente o engate da seção de revestimento ou forro pelo pegador na primeira posição; e (f) mover o aparelho para a parte superior do poço, sendo que a seção do revestimento ou forro é afixada ao mesmo, para remover a seção do revestimento ou forro.