BR112020000688B1 - Barreira anular, estrutura metálica tubular de poço e método de completação para preparar uma barreira anular - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a uma barreira anular para ser montada como parte da estrutura metálica tubular de poço para fornecer isolamento de zonas em um fundo de poço do furo de poço de pequeno diâmetro para isolar uma primeira zona de uma segunda zona, compreendendo uma luva metálica expansível tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade e uma face externa voltada ao furo de poço, uma primeira parte de extremidade tendo uma primeira extremidade conectada à primeira extremidade da luva metálica expansível e uma segunda extremidade para ser montada como parte da estrutura tubular do poço, uma segunda parte de extremidade tendo uma primeira extremidade conectada à segunda extremidade da luva e uma segunda extremidade para ser montada como parte da estrutura tubular do poço, em que a primeira extremidade da primeira parte de extremidade é conectada de ponta a ponta à primeira extremidade da luva, e a primeira extremidade da segunda parte de extremidade é conectada de ponta a ponta à segunda extremidade da luva, e em que as segundas extremidades das partes de extremidade são fornecidas com conexões de rosca macho ou fêmea para ser montada às conexões correspondentes da estrutura metálica tubular de poço.(...).

Description

Descrição

[001] A presente invenção se refere a uma barreira anular para ser montada como parte de uma estrutura metálica tubular de poço para fornecer isolamento de zonas em um fundo de poço de furo de poço de pequeno diâmetro para isolar uma primeira zona de uma segunda zona. A presente invenção ainda se refere a uma estrutura metálica tubular de poço tendo uma pluralidade de seções tubulares e pelo menos uma barreira anular de acordo com a presente invenção, e a um método de completação para preparar uma barreira anular de acordo com a presente invenção.

[002] Barreiras anulares para proporcionar um isolamento de zona, por exemplo, para isolar uma zona contendo hidrocarbonetos de uma zona produtora de água, é fornecida organizando um elemento isolador, como uma manga de metal expansível em torno do tubo de base, como o revestimento ou revestimento, e são expandidos por líquido a partir do interior do tubo de base. No entanto, em poços de pequeno diâmetro, não há espaço entre a parede interna do poço e o tubo de base para essas soluções de barreira anular, porque o diâmetro interno do tubo de base seria muito pequeno para uma produção eficiente. Em poços de pequeno diâmetro, outras soluções, como material intumescente ao redor do tubo de base, são usadas para fornecer a barreira anular.

[003] A expansão do material expansível depende do conteúdo e da temperatura do fluido no poço e, mais importante, do tempo de implantação desde a entrada no poço até a chegada à posição determinada. Às vezes, durante a implantação, a estrutura metálica do tubo ou do poço fica presa ou é muito mais difícil de implantar, resultando em um tempo de implantação muito maior do que o planejado e, nesses casos, o inchaço pode ocorrer muito cedo e a barreira é então ajustada muito cedo. Em poços de pequeno diâmetro, o espaço entre o tubo de base e a parede do poço é muito estreito para maximizar o diâmetro interno da base e, portanto, o volume de produção. Assim, em poços de pequeno diâmetro, o risco de o invólucro ou a estrutura metálica tubular do poço ficarem presos é ainda maior do que em poços maiores.

[004] Assim, é um objetivo da presente invenção superar total ou parcialmente as desvantagens e inconvenientes acima da técnica anterior. Mais especificamente, é um objetivo fornecer uma barreira anular aprimorada para poços de pequeno diâmetro que não endurece muito cedo, isto é, antes da barreira estar na posição pretendida no poço.

[005] Os objetos acima, juntamente com vários outros objetos, vantagens e recursos, que serão evidentes na descrição abaixo, são realizados por uma solução de acordo com a presente invenção por uma barreira anular para ser montada como parte de uma estrutura metálica tubular de poço para fornecer isolamento de zonas em um fundo de poço de furo de poço de pequeno diâmetro para isolar uma primeira zona de uma segunda zona, compreendendo: - uma luva metálica expansível tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade e uma face externa voltada ao furo de poço, - uma primeira parte de extremidade tendo uma primeira extremidade conectada à primeira extremidade da luva metálica expansível e uma segunda extremidade para ser montada como parte da estrutura tubular do poço, e - uma segunda parte de extremidade tendo uma primeira extremidade conectada à segunda extremidade da luva metálica expansível e uma segunda extremidade para ser montada como parte da estrutura tubular do poço,

[006] em que a primeira extremidade da primeira parte de extremidade é conectada de extremidade a extremidade à primeira extremidade da luva metálica expansível, e a primeira extremidade da segunda parte de extremidade é conectada de extremidade a extremidade à segunda extremidade da luva metálica expansível, e

[007] em que as segundas extremidades das partes de extremidade são fornecidas com conexões de rosca macho ou fêmea para ser montada às conexões de rosca macho ou fêmea correspondentes da estrutura metálica tubular de poço.

[008] Os objetos acima, juntamente com vários outros objetos, vantagens e recursos, que serão evidentes na descrição abaixo, são realizados por uma solução de acordo com a presente invenção por uma barreira anular para ser montada como parte da estrutura metálica tubular de poço para fornecer isolamento de zonas em um fundo de poço de furo de poço de pequeno diâmetro para isolar uma primeira zona de uma segunda zona, a barreira anular tendo uma face interna e compreendendo: - uma luva metálica expansível tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, uma face interna e uma face externa voltada ao furo de poço, - uma primeira parte de extremidade tendo uma primeira extremidade conectada à primeira extremidade da luva metálica expansível e uma segunda extremidade para ser montada como parte da estrutura tubular do poço, a primeira parte de extremidade tendo uma face interna e - uma segunda parte de extremidade tendo uma primeira extremidade conectada à segunda extremidade da luva metálica expansível e uma segunda extremidade para ser montada como parte da estrutura tubular do poço, a segunda parte de extremidade tendo uma face interna,

[009] em que a primeira extremidade da primeira parte de extremidade é conectada de extremidade a extremidade à primeira extremidade da luva metálica expansível, e a primeira extremidade da segunda parte de extremidade é conectada de extremidade a extremidade à segunda extremidade da luva metálica expansível, a luva metálica expansível e a primeira e a segunda parte de extremidade são conectadas de modo que a face interna da luva metálica expansível e as faces internas da primeira e da segunda parte de extremidade constituem a face interna da barreira anular, e

[0010] em que as segundas extremidades das partes de extremidade são fornecidas com conexões de rosca macho ou fêmea para ser montadas às conexões de rosca macho ou fêmea correspondentes da estrutura metálica tubular de poço.

[0011] Pela primeira extremidade da primeira parte de extremidade sendo conectada “de extremidade a extremidade” à primeira extremidade da luva metálica expansível, e a primeira extremidade da segunda parte de extremidade sendo conectada “de extremidade a extremidade” à segunda extremidade da luva metálica expansível, entendemos que as extremidades são confinadas e soldadas juntas ou conectadas por uma conexão por roscas ou similar. A face interna da luva metálica expansível, então, forma parte da face interna da barreira anular e quando montada à estrutura metálica tubular de poço forma parte da face interna da estrutura metálica tubular de poço. Assim, a luva metálica expansível não sobrepõe uma seção tubular da estrutura metálica tubular de poço nem as partes de extremidade em toda a sua espessura ou comprimento.

[0012] Tendo partes de extremidade tendo roscas internas ou externas, a barreira anular pode ser conectada como parte de qualquer estrutura metálica tubular de poço, e a estrutura metálica tubular de poço pode ser feita com um diâmetro externo substancialmente menor e encaixada aos poços de pequeno diâmetro do que barreiras anulares com uma tubulação base e uma luva circundante. A luva metálica expansível é testada para expansão até certa expansão radial e tendo as partes de extremidade permutáveis; a luva metálica expansível testada e qualificada pode encaixar em uma variedade de diferentes estruturas metálicas tubulares de poço e pode rapidamente ser mudada na plataforma ou equipamento com outras partes de extremidade para encaixar o furo de poço.

[0013] Além disso, a primeira parte de extremidade, a segunda parte de extremidade e a luva metálica expansível podem formar uma seção tubular configurada para ser montada como parte da estrutura metálica tubular de poço.

[0014] Além disso, a primeira e a segunda parte de extremidade e a luva metálica expansível são montadas em sucessão entre si.

[0015] Além disso, a barreira anular pode ser sem qualquer espaço fechado.

[0016] Ainda, a luva metálica expansível e a primeira e a segunda parte de extremidade são conectadas de modo que a face interna da luva metálica expansível e as faces internas da primeira e da segunda parte de extremidade constituem a face interna da barreira anular configurada para estar em contato com um fluido de produção conduzido pela estrutura metálica tubular de poço.

[0017] Além disso, a luva metálica expansível pode ser disposta em uma configuração sem sobreposição com outras seções da barreira anular.

[0018] Ainda, a luva metálica expansível pode ser disposta em uma configuração sem sobreposição com as partes de extremidade em toda a espessura e/ou comprimento da luva metálica expansível.

[0019] A segunda extremidade da primeira parte de extremidade pode ser fornecida com uma conexão de rosca fêmea, e a segunda extremidade da segunda parte de extremidade pode ser fornecida com uma conexão de rosca macho.

[0020] Além disso, a primeira e a segunda parte de extremidade podem ser conectadas à primeira e à segunda extremidade da luva metálica expansível por meio de uma conexão padrão, como uma conexão de rosca de ponta acme.

[0021] Ainda, elementos de vedação podem ser dispostos na face externa da luva metálica expansível.

[0022] Ainda, a luva metálica expansível pode ter: - uma primeira seção tendo um primeiro diâmetro externo e uma primeira espessura, e - pelo menos duas projeções circunferenciais tendo uma espessura que é maior do que uma primeira espessura e tendo um segundo diâmetro externo que é maior do que o primeiro diâmetro externo, de modo que ao expandir a luva metálica expansível, a primeira seção incha mais radialmente para fora do que a primeira seção, resultando na luva metálica expansível sendo estirada.

[0023] Além disso, a luva metálica expansível pode ter um diâmetro externo da luva em um estado não expandido, o diâmetro externo da luva não expandido sendo igual a ou menor do que um diâmetro externo da primeira e da segunda parte de extremidade.

[0024] Adicionalmente, os elementos de vedação podem ser dispostos em ranhuras na face externa da luva metálica expansível.

[0025] A luva metálica expansível pode ser feita em um material que é mais flexível do que o material da primeira e a segunda parte de extremidade.

[0026] A fim de determinar se o material da luva metálica expansível é mais flexível e, assim, mais fácil de alongar do que o material da primeira e da segunda parte de extremidade, o padrão de teste ASTM D1457 Elongation pode ser usado.

[0027] A barreira anular, conforme descrito acima, pode ainda compreender um elemento retentor em formato de anel dividido, o elemento retentor em formato de anel dividido formando uma reserva para o elemento de vedação.

[0028] Além disso, o elemento retentor em formato de anel dividido pode ter mais do que um enrolamento, de modo que quando o tubular expansível é expandido do primeiro diâmetro externo ao segundo diâmetro externo, o elemento retentor em formato de anel dividido parcialmente se desenrola.

[0029] Ainda, o elemento retentor em formato de anel dividido pode ser disposto em uma forma confinada ao elemento de vedação.

[0030] Além disso, a primeira e a segunda parte de extremidade podem ser tubulares e podem ter uma espessura máxima da parede que é maior do que uma espessura máxima da parede da luva metálica expansível.

[0031] Ainda, a luva metálica expansível pode ser soldada à primeira e à segunda parte de extremidade.

[0032] Além disso, a luva metálica expansível pode ter um comprimento, e nenhum tubular pode ser disposto dentro da luva metálica expansível ao longo de todo o comprimento da luva metálica expansível.

[0033] As ditas luvas metálicas expansíveis podem ser expandidas por uma pressão fluida interna na estrutura metálica tubular de poço.

[0034] Pelo menos uma das seções tubulares entre as luvas metálicas expansíveis pode compreender uma seção de entrada, uma seção do sensor ou uma válvula de elevação de gás.

[0035] A presente invenção ainda se refere a uma estrutura metálica tubular de poço tendo uma pluralidade de seções tubulares e pelo menos uma barreira anular de acordo com a presente invenção; em que a primeira e a segunda parte de extremidade e a luva metálica expansível são montadas em sucessão com a pluralidade de seções tubulares, de modo que a primeira parte de extremidade e a segunda parte de extremidade sejam dispostas entre a luva metálica expansível e as seções tubulares ao longo de uma extensão axial da estrutura metálica tubular de poço.

[0036] Ainda, a primeira parte, a segunda parte de extremidade e a luva metálica expansível podem ser conectadas de modo que a face interna da luva metálica expansível e as faces internas da primeira e da segunda parte de extremidade constituem a face interna da barreira anular configurada para estar em contato com um fluido de produção conduzido pela estrutura metálica tubular de poço.

[0037] Além disso, a primeira parte, a segunda parte de extremidade e a luva metálica expansível podem ser conectadas de modo que a face interna da luva metálica expansível e as faces internas da primeira e da segunda parte de extremidade constituem a face interna da estrutura metálica tubular de poço configurada para estar em contato com um fluido de produção conduzido pela estrutura metálica tubular de poço.

[0038] Além disso, a luva metálica expansível está disposta em uma configuração sem sobreposição com qualquer uma das seções tubulares da estrutura metálica tubular de poço.

[0039] Ainda, a luva metálica expansível está disposta em uma configuração sem sobreposição com qualquer elemento em toda a espessura e/ou comprimento da luva metálica expansível.

[0040] Além disso, a estrutura metálica tubular de poço pode ter uma face interna, e uma face interna da luva metálica expansível pode formar parte da face interna da estrutura metálica tubular de poço.

[0041] Além disso, a estrutura metálica tubular de poço tem uma face interna, e a luva metálica expansível e a primeira e a segunda parte de extremidade podem ser conectadas de modo que a face interna da luva metálica expansível e as faces internas da primeira e da segunda parte de extremidade constituem a face interna da barreira anular e a face interna da estrutura metálica tubular de poço.

[0042] Ainda, uma segunda barreira anular de acordo com presente invenção pode ser montada como parte da estrutura metálica tubular de poço, e uma pluralidade de seções tubulares pode ser montada entre as barreiras anulares.

[0043] Além disso, a primeira parte de extremidade pode criar uma primeira distância entre a luva metálica expansível e uma das pluralidades de seções tubulares, e a segunda parte de extremidade pode criar uma segunda distância entre a luva metálica expansível e outra da pluralidade de seções tubulares.

[0044] Além disso, a luva metálica expansível pode não sobrepor qualquer uma da pluralidade de seções tubulares.

[0045] Ainda, a luva metálica expansível pode ter um diâmetro externo da luva em um estado não expandido, o diâmetro externo da luva não expandido sendo igual a ou menor do que um diâmetro externo das seções tubulares formando a estrutura metálica tubular de poço.

[0046] A estrutura metálica tubular de poço pode ser um invólucro de produção ou uma tira de velocidade.

[0047] A presente invenção ainda se refere a um sistema de furo de poço compreendendo a estrutura metálica tubular de poço de acordo com a presente invenção e uma ferramenta de expansão para isolar uma parte da estrutura metálica tubular de poço oposta à luva metálica expansível para pressurização dessa parte a fim de expandir a luva metálica expansível.

[0048] Além disso, a presente invenção se refere a um método de completação para preparar uma barreira anular de acordo com a presente invenção antes de ser montada como parte da estrutura metálica tubular de poço, o dito método de completação compreendendo: - fornecer a luva metálica expansível, - fazer uma rosca fêmea na primeira parte de extremidade, - fazer uma rosca macho na segunda parte de extremidade, e - montar a primeira e a segunda parte de extremidade com a luva metálica expansível.

[0049] Finalmente, a presente invenção se refere a um método de completação compreendendo: - montar uma barreira anular de acordo com a presente invenção como parte da estrutura metálica tubular de poço, - submergir a estrutura metálica tubular de poço ao furo de poço, - retrair a estrutura metálica tubular de poço quando a estrutura metálica tubular de poço não pode ser submersa a uma profundidade predeterminada, - desmontar a barreira anular e parte de uma pluralidade de seções tubulares da estrutura metálica tubular de poço, - substituir a primeira e a segunda parte de extremidade com outra primeira e segunda partes de extremidade tendo um diâmetro de rosca externo menor, - substituir a parte da pluralidade de seções tubulares com outras seções tubulares tendo um diâmetro externo menor, - remontar a barreira anular tendo a outra primeira e segunda parte de extremidade de um diâmetro de rosca externo menor, e - submergir a estrutura metálica tubular de poço remontada.

[0050] A invenção e suas muitas vantagens serão descritas em mais detalhes abaixo com referência aos desenhos esquemáticos anexos, que para fins de ilustração mostram algumas modalidades não limitativas e nas quais:

[0051] A Figura 1 mostra uma vista transversal de uma barreira anular para montar como parte de estrutura metálica tubular de poço em um furo de poço de pequeno diâmetro,

[0052] A Figura 2 mostra uma vista transversal de outra barreira anular para montar como parte de estrutura metálica tubular de poço em um furo de poço de pequeno diâmetro,

[0053] A Figura 3 mostra uma vista transversal ainda de outra barreira anular para montar como parte de estrutura metálica tubular de poço em um furo de poço de pequeno diâmetro, e

[0054] A Figura 4 mostra uma estrutura metálica tubular de poço tendo várias barreiras anulares para isolar zonas de produção de outras zonas.

[0055] Todas as figuras são altamente esquemáticas e não necessariamente em escala, e mostram apenas as partes necessárias para elucidar a invenção, sendo outras partes omitidas ou meramente sugeridas.

[0056] A Figura 1 mostra uma barreira anular 1 para ser montada como parte da estrutura metálica tubular de poço 100 para fornecer isolamento de zonas em um furo de poço do furo de poço para isolar uma primeira zona 101, por exemplo, produzindo óleo ou gás, de uma segunda zona 102, por exemplo, água de produção, conforme visto na Figura 4. Seções tubulares da estrutura metálica tubular de poço são ilustradas por linhas pontilhadas na Figura 1. A barreira anular 1 compreende uma luva metálica expansível 2 tendo uma primeira extremidade 3 e uma segunda extremidade 4 e uma face externa 5 voltada ao furo de poço. A luva metálica expansível 2 é mostrada em sua condição não expandida, e a fim de fornecer isolamento de zonas, a luva metálica expansível é expandida a um diâmetro externo maior por uma pressão hidráulica de dentro para deformar a luva metálica expansível até a face externa pressar em direção à parede 50 (mostrada na Figura 4) do furo de poço. A barreira anular 1 ainda compreende uma primeira parte de extremidade 6 tendo uma primeira extremidade 7 conectada à primeira extremidade da luva metálica expansível e uma segunda extremidade 8 para ser montada como parte da estrutura tubular do poço, e uma segunda parte de extremidade 9 tendo uma primeira extremidade 10 conectada à segunda extremidade da luva metálica expansível e uma segunda extremidade 11 para ser montada como parte da estrutura tubular do poço. A primeira extremidade 7 da primeira parte de extremidade 6 é conectada “de extremidade a extremidade” à primeira extremidade 3 da luva metálica expansível, de modo que parte da primeira extremidade 7 sobreponha parte da primeira extremidade 3 e as extremidades das partes conectam de extremidade a extremidade. Da mesma forma, a primeira extremidade 10 da segunda parte de extremidade 9 é conectada “de extremidade a extremidade” à segunda extremidade 4 da luva metálica expansível, de modo que eles formem um tubo tubular. Assim, não há tubulação base dentro da luva metálica expansível ao longo de todo o comprimento L (mostrado na Figura 3) da luva metálica expansível e a barreira anular é, portanto, “menos base”. As segundas extremidades 8, 11 das partes de extremidade são fornecidas com uma rosca externa (conexão de rosca macho) 20b ou uma rosca interna (conexão de rosca fêmea) 20b para ser montada às roscas externas e internas correspondentes da estrutura metálica tubular de poço.

[0057] Fornecendo tal barreira anular de menos base, a estrutura metálica tubular de poço pode ser feita com um diâmetro externo substancialmente menor e encaixado aos poços de pequeno diâmetro do que barreiras anulares com uma tubulação base e uma luva circundante. A luva metálica expansível tem uma primeira seção 26 tendo um primeiro diâmetro externo OD1 e uma primeira espessura T1, e projeções circunferenciais 27 tendo uma espessura T2 que é maior do que a primeira espessura T1 e tendo um segundo diâmetro externo OD2 que é maior do que o primeiro diâmetro externo, de modo que ao expandir a luva metálica expansível, a primeira seção incha mais radialmente para fora do que a segunda seção, resultando na luva metálica expansível 2 sendo estirada na condição expandida.

[0058] Em poços de pequeno diâmetro, a luva metálica expansível não precisa expandir tanto quanto em poços de diâmetro maior/fundos de poço e, portanto, é possível para a luva metálica expansível da barreira anular de “menos base” manter a função da barreira sem a tubulação base.

[0059] Além disso, as projeções circunferenciais 27 aumentam a resistência da luva metálica expansível expandida 2 quando a luva metálica expansível não é expandida mais do que necessário em poços de pequeno diâmetro/furos de poço, de modo que a luva metálica expansível possa servir como a tubulação base quanto a barreira. A luva metálica expansível, portanto, forma a estrutura metálica tubular de poço.

[0060] A barreira anular tem uma face interna 18 que é fornecida pela luva metálica expansível 2, a primeira parte de extremidade 6 e a segunda parte de extremidade 9 de modo que uma face interna 22 da luva metálica expansível, uma face interna 19 da primeira parte de extremidade 6 e uma face interna 23 da segunda parte de extremidade 9 constituem a face interna da barreira anular. Assim, a face interna da luva metálica expansível forma, assim, parte da face interna da barreira anular e quando montada na estrutura metálica tubular de poço forma parte da face interna da estrutura metálica tubular de poço. Assim, a luva metálica expansível não sobrepõe uma parte metálica tubular quando vista em transversal ao longo da extensão longitudinal da estrutura metálica tubular de poço e, assim, não sobrepõe qualquer seção tubular da estrutura metálica tubular de poço nem as partes de extremidade em toda a espessura ou comprimento da luva metálica expansível. Portanto, a primeira parte de extremidade, a segunda parte de extremidade e a luva metálica expansível formam um tubo tubular configurado para ser montado como uma parte da estrutura metálica tubular de poço entre as outras duas seções tubulares da estrutura metálica tubular de poço. Assim, a luva metálica expansível está disposta em uma configuração sem sobreposição com as partes de extremidade em toda a espessura e/ou comprimento da luva metálica expansível, e ainda em uma configuração sem sobreposição com outras seções da barreira anular. A primeira e a segunda parte de extremidade e a luva metálica expansível são montadas em sucessão entre si em sucessão com as outras seções tubulares montadas juntas para formar a estrutura metálica tubular de poço.

[0061] Como pode ser visto na Figura 4, a barreira anular 1 pode ser sem qualquer espaço fechado e a expansão e definição da barreira anular pode ocorrer sem o uso de ejetar o fluido pressurizado em tal espaço anular conhecido das barreiras anulares conhecidas. A luva metálica expansível 2 é expandida pressurizando dentro na barreira anular, por exemplo, conectando a estrutura metálica tubular de poço ainda abaixo e pressurizando de cima ou isolando uma seção da estrutura metálica tubular de poço tendo uma ou mais barreiras anulares e pressurizando apenas essa seção. A luva metálica expansível e a primeira e a segunda parte de extremidade são conectadas de modo que a face interna da luva metálica expansível e as faces internas da primeira e da segunda parte de extremidade constituem a face interna da barreira anular configurada para estar em contato com um fluido de produção conduzido pela estrutura metálica tubular de poço quando a produção é iniciada.

[0062] Na Figura 1, a segunda extremidade 8 da primeira parte de extremidade 6 é fornecida com uma conexão de rosca fêmea, ou seja, uma rosca interna 20b, e a segunda extremidade 11 da segunda parte de extremidade 9 é fornecida com uma conexão de rosca macho, ou seja, uma rosca externa 20a. Quando submergir a barreira anular 1 como parte da estrutura metálica tubular de poço 100, a rosca fêmea parte, ou seja, a conexão de rosca fêmea 20a, é mais frequente a rosca sendo mais próxima ao topo. A primeira e a segunda parte de extremidade 6, 9 são conectadas à primeira e à segunda extremidade 3, 4 da luva metálica expansível 2 por meio de uma conexão padrão 14, como uma conexão de rosca de ponta acme, conforme mostrado. A primeira e a segunda extremidade 3, 4 da luva metálica expansível 2 são fornecidas com roscas externas unindo roscas internas da primeira parte de extremidade e da segunda parte de extremidade 9, as roscas internas e externas formando a conexão de rosca de pontas acme. Outros padrões de conexão dentro da indústria de óleo podem ser usados. Elementos de vedação 15 são dispostos em ranhuras 16 na face externa da luva metálica expansível 2 para aumentar a capacidade de vedação à parede do furo de poço quando expandido no fundo. As ranhuras 16 podem ser fornecidas pelas projeções circunferenciais 27, e ao expandir a luva metálica expansível, a primeira seção entre as projeções incha mais radialmente para fora do que as projeções, forçando o elemento de vedação radialmente para fora. A luva metálica expansível 2 tem um diâmetro externo da luva Ode em um estado não expandido, o diâmetro externo da luva não expandido sendo igual a ou levemente menor do que um diâmetro externo ODP da primeira e da segunda parte de extremidade, de modo que as partes de extremidade protejam os elementos de vedação enquanto percorrem no furo (RIH). A luva metálica expansível das Figuras 1 e 2 apenas tem três ranhuras cada uma tendo um elemento de vedação. Em outra modalidade, a luva metálica expansível tem mais do que 3 ranhuras com elementos de vedação, por exemplo, 5-10 ranhuras.

[0063] Na Figura 1, a estrutura metálica tubular de poço 100 tem um primeiro diâmetro interno IDW1 e um primeiro diâmetro externo ODW1, e na Figura 2 a estrutura metálica tubular de poço 100 tem um segundo diâmetro externo ODW2 que é menor do que o primeiro diâmetro externo. Se durante a execução da estrutura metálica tubular de poço no furo de poço de pequeno diâmetro, circulação de fluido é insuficiente a um estreitamento inesperado do furo de poço, a estrutura metálica tubular de poço pode, então, ser retraída e parte de uma pluralidade de seções tubulares da estrutura metálica tubular de poço pode ser desmontada e substituída por seções tubulares tendo um diâmetro externo menor ODW2, conforme mostrado na Figura 2. Isso pode ser facilmente realizado substituindo a primeira e a segunda parte de extremidade 6, 9 da barreira anular 1 com outra primeira e segunda partes de extremidade de um diâmetro externo menor nas conexões de rosca e montar outras seções tubulares tendo um diâmetro externo menor. Assim, tendo partes de extremidade desconectadas 6, 9 da barreira anular, as partes de extremidade 6, 9 podem facilmente ser substituídas por outras partes de extremidade combinando as seções tubulares de menor (ou maior) diâmetro, de modo que reduzir o diâmetro externo da estrutura metálica tubular de poço em certas seções para aumentar a circulação em certa área é possível. Ao desenhar o poço, o planejador não pode prever cada incidente ocorrendo durante a perfuração e operações subsequentes e, portanto, o planejador geralmente planeja ter mais do que um invólucro de diâmetro/estrutura metálica tubular de poço pronta para completação, mas alguns componentes, como barreiras anulares, são mais caros do que apenas tubo tubular/seções e pela presente invenção, as barreiras anulares podem encaixar as seções do tubo tubular tendo diferente diâmetro e, assim, a barreira anular pode ser montada para encaixar os diferentes invólucros em que o planejador planeja estar pronto ao concluir apenas mudando as partes de extremidade.

[0064] Conforme mostrado na Figura 2, a primeira e a segunda parte de extremidade 6, 9 são tubulares e têm uma espessura máxima da parede TP1 que é maior do que uma espessura máxima da parede T2 da luva metálica expansível 2. A luva metálica expansível é feita em um material que é mais flexível do que o material da primeira e da segunda parte de extremidade. A fim de determinar se o material da luva metálica expansível é mais flexível e, assim, mais fácil de alongar do que o material da primeira e da segunda parte de extremidade, o padrão de teste ASTM D1457 pode ser usado.

[0065] Na Figura 3, a barreira anular 1 ainda compreende um elemento retentor em formato de anel dividido 17 formando uma reserva para o elemento de vedação 15. O elemento retentor em formato de anel dividido 17 tem mais do que um enrolamento, de modo que quando o tubular expansível seja expandido do primeiro diâmetro externo ao segundo diâmetro externo, o elemento retentor em formato de anel dividido desenrola parcialmente. Assim, o elemento retentor em formato de anel dividido 17 pode ser disposto em uma forma confinada ao elemento de vedação, ou um elemento intermediário 31 está disposto entre o elemento retentor em formato de anel dividido 17 e o elemento de vedação 15.

[0066] Nas Figuras 1 e 2, a luva metálica expansível 2 é conectada às partes de extremidade 6, 9 sem qualquer conexão soldada; entretanto, na Figura 3 a luva metálica expansível 2 é soldada à primeira e à segunda parte de extremidade 6, 9, e um anel de conexão 29 está disposto fora e sobrepondo a extremidade 3, 4 da luva metálica expansível e a primeira extremidade 7, 10 da parte de extremidade 6, 9 e é conectado respectivamente.

[0067] Conforme mostrado na Figura 4, a estrutura metálica tubular de poço 100 pode ter uma pluralidade de seções tubulares 40 disposta com uma ou mais seções tubulares 40 entre as duas barreiras anulares 1, e a primeira e a segunda parte de extremidade 6, 9 e a luva metálica expansível 2 são montadas em sucessão com a pluralidade de seções tubulares, de modo que a primeira parte de extremidade 6 e a segunda parte de extremidade 9 sejam dispostas entre a luva metálica expansível 2 e as seções tubulares ao longo de uma extensão axial 30 da estrutura metálica tubular de poço 100. A luva metálica expansível 2, as partes de extremidade 6, 9 e as seções tubulares 40 formam um tubo/tubular de parede única. Assim, uma face interna 22 (mostrada nas Figuras 13) da luva metálica expansível 2 forma parte da face interna 21 (mostrada nas Figuras 1-3) da estrutura metálica tubular de poço. Uma seção de fluxo 60 é ainda disposta entre as duas barreiras anulares na primeira zona. A seção de fluxo fornece fluxo primário à estrutura metálica tubular de poço, quando as barreiras anulares foram expandidas (conforme mostrado na Figura 4), mas ainda pode ser usado para ejetar fluido ao espaço anular, por exemplo, para rastrear a formação ao redor da estrutura metálica tubular de poço 100.

[0068] Conforme mostrado nas Figuras 1 e 2, a primeira parte de extremidade cria uma primeira distância d1 entre a luva metálica expansível e uma das pluralidades de seções tubulares, e a segunda parte de extremidade cria uma segunda distância d2 entre a luva metálica expansível e outra da pluralidade de seções tubulares. Assim, a luva metálica expansível não sobrepõe qualquer uma da pluralidade de seções tubulares.

[0069] As luvas metálicas expansíveis são expandidas por uma pressão fluida interna na estrutura metálica tubular de poço. A fim de fornecer uma pressão interna, toda a estrutura metálica tubular de poço pode ser pressurizada de dentro, ou uma ferramenta de expansão para isolar uma parte da estrutura metálica tubular de poço oposta à luva metálica expansível pode ser introduzida na estrutura metálica tubular de poço para pressurizar essa parte e expandir as luvas metálicas expansíveis uma por uma. A estrutura metálica tubular de poço pode ser submersa por meio de um tubo de perfuração, e as barreiras anulares podem ser expandidas por pressurização do tubo de perfuração e da estrutura metálica tubular de poço antes de desconectar o tubo de perfuração da estrutura metálica tubular de poço.

[0070] Mesmo que não mostrado, pelo menos uma das seções tubulares entre as barreiras anulares pode compreender uma seção de entrada para permitir a entrada de fluido na estrutura metálica tubular do poço, também chamada de revestimento de produção. Uma das seções tubulares também pode compreender uma seção de sensor para medir uma condição no fundo do poço, e. para controlar e otimizar a produção. Uma das seções tubulares mais acima do poço também pode compreender uma válvula de elevação de gás para introduzir gás para reduzir a pressão hidrostática na coluna de fluido.

[0071] A estrutura metálica tubular de poço pode ser um invólucro de produção instalado mais permanentemente no furo de poço, ou a estrutura metálica tubular de poço pode ser uma tira de velocidade usada para produção prévia. Quando a produção prévia mostra um resultado de sucesso, a tira de velocidade é então usada como o invólucro de produção.

[0072] Por fluido ou poço, entende-se qualquer tipo de fluido que pode estar presente nos poços de petróleo ou gás no fundo do poço, como gás natural, óleo, lama de petróleo, petróleo bruto, água, etc. Por gás entende-se qualquer tipo de composição de gás presente no poço, completação ou furo aberto, e por óleo entende-se qualquer tipo de composição de óleo, como petróleo bruto, um fluido contendo óleo, etc. Os fluidos de gás, óleo e água podem, portanto, compreender todos os outros elementos ou substâncias que não o gás, óleo e/ou água, respectivamente.

[0073] Por uma estrutura ou invólucro metálico tubular de poço, entende-se qualquer tipo de tubo, tubulação, tubular, revestimento, fio etc. usado no fundo do poço em relação à produção de petróleo ou gás natural.

[0074] No caso de a ferramenta não ser submersa até o interior do revestimento, um trator de fundo de poço pode ser usado para empurrar a ferramenta até a posição correta no poço. O trator de fundo de poço pode ter braços projetados com rodas, em que as rodas entram em contato com a superfície interna do revestimento para impulsionar o trator e a ferramenta para a frente no revestimento. Um trator de fundo de poço é qualquer tipo de ferramenta de acionamento capaz de empurrar ou puxar ferramentas em um poço de fundo de poço, como um Poço Tractor®.

[0075] Embora a invenção tenha sido descrita acima em conexão com modalidades preferidas da invenção, será evidente para um especialista na técnica que várias modificações são concebíveis sem se afastar da invenção, conforme definido pelas reivindicações a seguir.

Claims (15)

1. Barreira anular (1) para ser montada como parte de uma estrutura metálica tubular de poço (100) para fornecer isolamento de zonas em um fundo de poço de furo de poço de pequeno diâmetro (50) para isolar uma primeira zona (101) de uma segunda zona (102), a barreira anular (1) tendo uma face interna (18), caracterizada pelo fato de que compreende: uma luva metálica expansível (2) tendo uma primeira extremidade (3) e uma segunda extremidade (4), uma face interna (22) e uma face externa (5) voltadas ao furo de poço, uma primeira parte de extremidade (6) tendo uma primeira extremidade (7) conectada à primeira extremidade (3) da luva metálica expansível (2) e uma segunda extremidade (8) para ser montada como parte da estrutura tubular do poço, a primeira parte de extremidade (6) tendo uma face interna (19), e uma segunda parte de extremidade (9) tendo uma primeira extremidade (10) conectada à segunda extremidade (4) da luva metálica expansível (2) e uma segunda extremidade (11) para ser montada como parte da estrutura tubular do poço, a segunda parte de extremidade (9) tendo uma face interna (23), em que a primeira extremidade (7) da primeira parte de extremidade (6) é conectada de extremidade a extremidade à primeira extremidade (3) da luva metálica expansível (2), e a primeira extremidade (10) da segunda parte de extremidade (9) é conectada de extremidade a extremidade à segunda extremidade (4) da luva metálica expansível (2), a luva metálica expansível (2) e a primeira e a segunda partes de extremidade (6, 9) sendo conectadas de modo que a face interna (22) da luva metálica expansível (2) e as faces internas (19, 23) da primeira e da segunda partes de extremidade (6, 9) constituem a face interna (18) da barreira anular (1), e em que as segundas extremidades (8, 11) das partes de extremidade (6, 9) são fornecidas com conexões de rosca macho ou fêmea para ser montadas a conexões de rosca macho ou fêmea correspondentes da estrutura metálica tubular de poço (100).

2. Barreira anular (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda extremidade (8) da primeira parte de extremidade (6) é fornecida com uma conexão de rosca fêmea (20a), e a segunda extremidade (11) da segunda parte de extremidade (9) é fornecida com uma conexão de rosca macho (20b).

3. Barreira anular (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a primeira e a segunda partes de extremidade (6, 9) são conectadas às primeira e segunda extremidades (3, 4) da luva metálica expansível (2) por meio de uma conexão padrão (14), como uma conexão de rosca de ponta acme.

4. Barreira anular (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que os elementos de vedação (15) são dispostos na face externa (5) da luva metálica expansível (2).

5. Barreira anular (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a luva metálica expansível (2) tem: uma primeira seção (26) tendo um primeiro diâmetro externo (OD1) e uma primeira espessura (T1), e pelo menos duas projeções circunferenciais (27) tendo uma espessura que é maior do que uma primeira espessura (T1) e tendo um segundo diâmetro externo (OD2) que é maior do que o primeiro diâmetro externo (OD1), de modo que ao expandir a luva metálica expansível (2), a primeira seção (26) incha mais radialmente para fora do que a primeira seção (26), resultando na luva metálica expansível (2) sendo estirada.

6. Barreira anular (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a luva metálica expansível (2) é feita em um material que é mais flexível do que o material da primeira e da segunda partes de extremidade (6, 9).

7. Barreira anular (1), de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um elemento retentor em formato de anel dividido (17), o elemento retentor em formato de anel dividido (17) formando uma reserva para o elemento de vedação.

8. Barreira anular (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a primeira e a segunda partes de extremidade (6, 9) são tubulares e têm uma espessura máxima da parede (TP1) que é maior do que uma espessura máxima da parede (T2) da luva metálica expansível (2).

9. Barreira anular (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a luva metálica expansível (2) tem um comprimento (L), e nenhum tubular está disposto dentro da luva metálica expansível (2) ao longo de todo o comprimento da luva metálica expansível (2).

10. Estrutura metálica tubular de poço (100) tendo uma pluralidade de seções tubulares (40) e pelo menos uma barreira anular (1), como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a primeira e a segunda partes de extremidade (6, 9) e a luva metálica expansível (2) são montadas em sucessão com a pluralidade de seções tubulares (40), de modo que a primeira parte de extremidade (6) e a segunda parte de extremidade (9) são dispostas entre a luva metálica expansível (2) e as seções tubulares (40) ao longo de uma extensão axial da estrutura metálica tubular de poço (100).

11. Estrutura metálica tubular de poço (100), de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a estrutura metálica tubular de poço (100) tem uma face interna (21), e a luva metálica expansível (2) e a primeira e a segunda partes de extremidade (6, 9) são conectadas de modo que a face interna (22) da luva metálica expansível (2) e as face internas (19, 23) da primeira e da segunda partes de extremidade (6, 9) constituem a face interna (18) da barreira anular (1) e a face interna (21) da estrutura metálica tubular de poço (100).

12. Estrutura metálica tubular de poço (100), de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizada pelo fato de que uma segunda barreira anular (1), como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9 é montada como parte da estrutura metálica tubular de poço (100) e uma pluralidade de seções tubulares (40) é montada entre as barreiras anulares (1).

13. Estrutura metálica tubular de poço (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizada pelo fato de que a primeira parte de extremidade (6) cria uma primeira distância (d1) entre a luva metálica expansível (2) e uma da pluralidade de seções tubulares (40), e a segunda parte de extremidade (9) cria uma segunda distância (d2) entre a luva metálica expansível (2) e outra da pluralidade de seções tubulares (40).

14. Método de completação para preparar uma barreira anular (1), como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, antes de ser montada como parte da estrutura metálica tubular de poço (100), o dito método de completação caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer a luva metálica expansível (2), fazer uma rosca fêmea na primeira parte de extremidade (6), fazer uma rosca macho na segunda parte de extremidade (9), e montar a primeira e a segunda partes de extremidade (6, 9) com a luva metálica expansível (2).

15. Método de completação, caracterizado pelo fato de que compreende: montar uma barreira anular (1), como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, como parte de estrutura metálica tubular de poço (100), submergir a estrutura metálica tubular de poço (100) ao furo de poço, retrair a estrutura metálica tubular de poço (100) quando a estrutura metálica tubular de poço (100) não puder ser submersa a uma profundidade predeterminada, desmontar a barreira anular (1) e parte de uma pluralidade de seções tubulares (40) da estrutura metálica tubular de poço (100), substituir a primeira e segunda parte de extremidade (9) com outra primeira e segunda parte de extremidade (9) tendo um diâmetro de rosca externo menor, substituir a parte da pluralidade de seções tubulares (40) com outras seções tubulares (40) tendo um diâmetro externo menor, remontar a barreira anular (1) tendo a outra primeira e segunda partes de extremidade (6, 9) de um diâmetro de rosca externo menor, e submergir a estrutura metálica tubular de poço (100) remontada.