BR112020004641A2

BR112020004641A2 - âncora de ferramenta de poço e métodos associados

Info

Publication number: BR112020004641A2
Application number: BR112020004641-8A
Authority: BR
Inventors: Justin R. SCRUGGS
Original assignee: Weatherford Technology Holdings, Llc
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2020-09-24
Also published as: EP3679220B1; EP3879067A1; MX2024005380A; US20220325589A1; DK3879067T3; MX2020002653A; DK3679220T3; US20190078406A1; EP3879067B1; BR112020004641B1; WO2019050770A1; SA520411479B1; US11643893B2; CA3072897A1; US11421491B2; EP3679220A1; BR122022025893B1; CO2020001796A2

Abstract

Uma âncora para fixar uma ferramenta de poço pode incluir um eixo central estendendo longitudinalmente, um membro de preensão extensível para fora, e uma ligação mecânica incluindo múltiplos elos conectados articuladamente. Os elos articulam um em relação ao outro em um plano lateralmente deslocado a partir do eixo central. Um método de ancorar uma ferramenta de poço pode incluir fluir um fluido através de uma âncora conectada à ferramenta de poço, assim estendendo para fora um membro de preensão para contato com uma superfície de poço, e aplicando uma força de tração à âncora, assim pressionando cada vez mais o membro de preensão contra a superfície de poço e fixando a ferramenta de poço em relação à superfície de poço. Um método de ancorar um cortador de tubulação em uma coluna tubular pode incluir aplicar uma força de tração a partir de uma âncora para a coluna tubular, e cortar a coluna tubular enquanto a força de tração é aplicada a partir da âncora para a coluna tubular.

Description

ÂNCORA DE FERRAMENTA DE POÇO E MÉTODOS ASSOCIADOS CAMPO TÉCNICO

[001] Esta divulgação refere-se geralmente a equipamentos utilizados e operações realizadas em conjunto com um poço subterrâneo e, em um exemplo descrito abaixo, mais particularmente fornece uma âncora e métodos associados para fixar uma ferramenta de poço e um conjunto de fundo de poço em um poço.

FUNDAMENTOS

[002] Uma âncora pode ser usada para fixar uma ferramenta de poço na posição desejada em um poço. Em algumas situações, a âncora pode ser necessária para manter a ferramenta de poço ou uma parte dela imóvel (pelo menos em uma direção longitudinal) enquanto uma operação de poço é realizada com a ferramenta de poço (como fresagem, corte, punção, perfuração, etc.).

[003] Portanto, será apreciado que melhorias são continuamente necessárias na técnica de construir e utilizar âncoras de ferramenta de poço. Tais melhorias podem ser úteis em uma variedade de diferentes operações de poço.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[004] A Figura 1 é uma vista parcialmente transversal representativa de um exemplo de um sistema de poço e método associado que pode incorporar os princípios desta divulgação.

[005] As Figuras 2A e B são vistas de seção transversal representativas de seções axiais sucessivas de um exemplo de uma âncora que pode ser usada no sistema de poço e método da Figura 1, e que pode incorporar os princípios desta divulgação.

[006] As Figuras 3A-C são vistas de seção transversal representativas do atuador, membro de preensão e liberação de contingência da âncora em uma configuração de rodagem.

[007] A Figura 3D é uma vista lateral de um dispositivo de alinhamento da seção de membro de preensão, visto a partir da linha 3D-3D da Figura 3B.

[008] As Figuras 4A-C são vistas de seção transversal representativas do atuador, membro de preensão e liberação de contingência da âncora em uma configuração de conjunto.

[009] A Figura 5 é uma vista lateral representativa de uma porção da seção do membro de preensão na configuração de conjunto.

[0010] A Figura 6 é uma vista de seção transversal representativa da seção de membro de preensão, tomada ao longo da linha 6-6 da Figura 5.

[0011] A Figura 7 é uma vista de seção transversal representativa das seções de membro de preensão e liberação de contingência em uma configuração de liberação de contingência.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0012] Representativamente ilustrado na Figura 1 é um sistema 10 para uso com um poço subterrâneo, e um método associado, que podem incorporar princípios desta divulgação. No entanto, deve ser claramente entendido que o sistema 10 e o método são apenas um exemplo de uma aplicação dos princípios desta divulgação na prática, e uma grande variedade de outros exemplos são possíveis. Portanto, o escopo desta divulgação não está limitado aos detalhes do sistema 10 e método descrito aqui e/ou representado nos desenhos.

[0013] Na Figura 1 de exemplo, uma coluna tubular 12 é posicionada dentro do invólucro 14 e cimento 16 que reveste um furo de poço geralmente vertical 18. Em outros exemplos, o furo de poço 18 pode não ser revestido com o invólucro 14 ou cimento, e o furo de poço 18 pode ser geralmente horizontal ou inclinado de outro modo a partir da vertical.

[0014] A coluna tubular 12 pode ser do tipo conhecido pelos especialistas na técnica como tubulação de produção, ou pode ser outro tipo de tubo, duto, invólucro, revestimento ou tubulação. Qualquer tipo de coluna tubular pode ser usado no sistema 10, de acordo com o escopo desta divulgação.

[0015] No método representado na Figura 1, é desejado cortar a coluna tubular 12, para que uma porção superior da coluna tubular possa ser recuperada para a superfície. A coluna tubular 12 pode precisar ser cortada porque uma seção inferior da coluna tubular ficou presa no furo de poço 18 (devido, por exemplo, ao acúmulo de detritos no espaço anular 20 entre o invólucro 14 e a coluna tubular, colapso da invólucro contra a coluna tubular, falha em desarmar um empacotador conectado na coluna tubular, etc.). No entanto, o escopo desta divulgação não se limita a qualquer finalidade particular para realizar uma operação de poço usando o método.

[0016] Para cortar a coluna tubular 12, um conjunto de fundo de poço (BHA) 22 é transportado para a coluna tubular 12 e posicionado em uma localização na qual se deseja cortar a coluna tubular. O BHA 22 é um "fundo de furo", pois é conectado na extremidade ou distal ou no fundo do poço de um transporte 34 com o qual é implantado no furo de poço 18. Não é necessário que o BHA 22 seja posicionado em ou próximo a um "fundo" do furo de poço 18 ou outro furo.

[0017] Na Figura 1 de exemplo, o BHA 22 inclui pelo menos uma ferramenta de poço 24 e uma âncora 26 para fixar a ferramenta de poço na coluna tubular 12. O BHA 22 pode incluir uma variedade de outros componentes e ferramentas de poço (como localizadores de colar e outros tipos dispositivos de registro ou localização, subs de adaptadores, válvulas, motores, centralizadores, etc.) e combinações diferentes de componentes podem ser usadas para realizar diferentes operações de poço correspondentes. Portanto, o escopo desta divulgação não se limita ao uso de quaisquer componentes ou ferramentas de poço específicos, ou a qualquer combinação particular de componentes ou ferramentas de poço, no BHA 22.

[0018] A ferramenta de poço 24 na Figura 1 de exemplo compreende um cortador de tubulação convencional. A ferramenta de poço 24 é fornecida com um ou mais cortadores 28 que podem ser operados para cortar uma parede da coluna tubular 12. Em vários exemplos, os cortadores 28 podem ser hidraulicamente, eletricamente ou de outra forma alimentados.

[0019] Observe que não é necessário que a ferramenta de poço 24 seja um cortador de tubulação. A ferramenta de poço 24 poderia, em vez disso, compreender um moinho, um furador ou um perfurador, se as respectivas operações de fresagem, punção ou perfuração forem realizadas. Assim, o escopo desta divulgação não se limita a qualquer tipo específico de ferramenta de poço incluída no BHA 24.

[0020] Também não é necessário que a operação de poço seja realizada especificamente na coluna tubular 12. Em alguns exemplos, a operação de poço pode ser realizada no invólucro 14, cimento 16 ou outra estrutura no poço. Como um exemplo, uma estrutura pode estar bloqueando o fluxo ou o acesso através do invólucro 14 ou a coluna tubular 12, e o BHA 24 pode ser implantado no revestimento ou na coluna tubular, a fim de fresar ou perfurar a estrutura.

[0021] Na Figura 1 de exemplo, o BHA 22 é implantado na coluna tubular 12 com o transporte 34, que compreende uma coluna de tubulação espiralada. A coluna de tubulação é "espiralada" na medida em que é substancialmente contínua e geralmente é armazenada em uma bobina ou carretel na superfície. No entanto, em outros exemplos, outros tipos de colunas de tubulação, contínuas ou não, e outros tipos de meios de transporte podem ser utilizados, de acordo com o escopo desta divulgação.

[0022] A âncora 26 representada na Figura 1 inclui membros de preensão 30 que engatam de maneira de apertar uma superfície interior 32 da coluna tubular 12. Os membros de preensão 30 neste exemplo são do tipo conhecido pelos especialistas na técnica como "deslizamentos" tendo dentes que mordem a superfície interior 32. Em outros exemplos, os membros de preensão 30 podem, de outra forma, apertar a superfície interior 32, e os membros de preensão podem ter perfis de aumento de atrito ou de preensão que não os dentes para engatar na coluna tubular 12. Assim, o escopo desta divulgação não está limitado a qualquer configuração ou estrutura particular para os membros de preensão 30.

[0023] Observe que, na Figura 1 de exemplo, os membros de preensão 30 engatam a superfície interior 32 em uma mesma posição longitudinal ao longo da coluna tubular

12. Isso pode melhorar a estabilidade do BHA 22 à medida que a operação de poço é realizada.

[0024] Como representado na Figura 1, uma restrição 36 é posicionada na coluna tubular 12 entre a superfície e a localização em que é desejado cortar a coluna tubular 12. Como resultado, o BHA 22 é deslocado através da restrição 36 quando é implantado na localização de corte. Assim, a âncora 26 deve ser pequena o suficiente para passar através da restrição 36, e deve ser capaz de estender os membros de preensão 30 para fora suficientemente longe para engatar a superfície interior 32 da coluna tubular 12.

[0025] Um exemplo da âncora 26 é descrito abaixo, em que a âncora tem a capacidade de estender os membros de preensão 30 para fora uma distância relativamente grande, a partir de uma configuração de rodagem relativamente compacta, de modo que a âncora seja capaz de passar por uma restrição relativamente pequena e, em seguida, sendo ajustada em uma coluna tubular abaixo da restrição. No entanto, não é necessário que a âncora 26 passe através da restrição 36, ou que a âncora seja capaz de estender os membros de preensão 30 a qualquer distância particular, de acordo com o escopo desta divulgação.

[0026] Na Figura 1 de exemplo, a âncora 26 é ajustada por fluir um fluido 38 através da âncora em ou acima de uma certa taxa de fluxo, a fim de estender os membros de preensão

30. Uma força de tração T é então aplicada ao BHA 22 através do transporte 34 para aumentar cada vez mais a pressão dos membros de preensão 30 para fora contra a superfície interior

32. Os membros de preensão 30, assim, engatam em uma maneira de apertar a coluna tubular 12 e evitam pelo menos o deslocamento longitudinal da ferramenta de poço 24 em relação à coluna tubular. Os membros de preensão 30 também podem impedir o deslocamento rotacional da ferramenta de poço 24 em relação à coluna tubular 12 (ou outra superfície interior), dependendo, por exemplo, de uma configuração dos membros de preensão.

[0027] Em outros exemplos, a âncora 26 pode ser ajustada usando outras técnicas além de, ou em substituição a, fluir o fluido 38 através da âncora e aplicar a força de tração T à âncora. Em alguns exemplos, a âncora 26 pode impedir deslocamento lateral, radial, rotacional ou combinações de deslocamentos em relação à coluna tubular 12 ou outra estrutura no poço.

[0028] Note que, quando a força de tração T é aplicada à âncora 26, e os membros de preensão 30 são engatados em uma maneira de apertar com a superfície interior 32 da coluna tubular 12, a força de tração é transmitida através deste engate de preensão para a coluna tubular. Na Figura 1 de exemplo, esta força de tração T é vantajosamente aplicada à coluna tubular 12 na localização em que a coluna tubular deve ser cortada.

[0029] Assim, quando os cortadores 28 estão cortando a coluna tubular 12, a força de tração T impede que a porção superior da coluna tubular caia sobre os cortadores, causando a ligação dos cortadores, ou de outro modo danificando os cortadores ou outras porções da ferramenta de poço 24. No entanto, não é necessário, de acordo com o escopo desta divulgação, que a força de tração T seja aplicada à coluna tubular 12 em uma localização onde a coluna tubular é cortada.

[0030] Fazendo referência adicionalmente agora às

Figuras 2A e B, vistas de seção transversal de um exemplo da âncora 26 são representativamente ilustradas. A âncora 26 é descrita abaixo, pois pode ser usada no sistema 10 e no método da Figura 1. No entanto, a âncora 26 das Figuras 2A e B pode ser usada com outros sistemas e métodos, de acordo com o escopo desta divulgação.

[0031] Para maior clareza, apenas o transporte 34, a âncora 26 e a ferramenta de poço 24 estão representados nas Figuras 2A e B. Observe que, neste exemplo, a âncora 26 é conectada entre a ferramenta de poço 24 e o transporte 34. Desta maneira, a âncora 26 pode ser usada para aplicar a força de tração T à coluna tubular 12 enquanto a ferramenta de poço 24 é usada para cortar através da coluna tubular.

[0032] Em outros exemplos, a ferramenta de poço 24 poderia ser conectada entre o transporte 34 e a âncora 26, a âncora e/ou ferramenta de poço poderia ser conectada entre diferentes seções do transporte 34, etc. Assim, o escopo desta divulgação não é limitado para qualquer posição, localização, arranjo relativo ou configuração particular da âncora 26, da ferramenta de poço 24 ou do transporte 34.

[0033] Nas Figuras 2A e B de exemplo, a âncora 26 inclui uma seção de atuador 40, uma seção de membro de preensão 42 e uma seção de liberação de contingência 44. Essas seções 40, 42, 44 são aqui identificadas como "seções" apenas por conveniência na descrição da âncora 26 de acordo com funções executadas por seus componentes. Não é necessário que as seções 40, 42, 44 sejam divisões separadas e distintas da âncora 26, e a âncora pode incluir outras seções ou seções diferentes em outros exemplos. Assim, o escopo desta divulgação não se limita ao uso de qualquer número,

configuração, arranjo ou combinação particular de seções na âncora 26.

[0034] Um alojamento externo 46 é conectado entre os conectores superior e inferior 48, 50. O conector superior 48 conecta a âncora 26 ao transporte 34. O conector inferior 50 conecta a âncora 26 à ferramenta de poço 24.

[0035] Uma passagem de fluxo central 52 se estende longitudinalmente através do transporte 34, da âncora 26 e da ferramenta de poço 24 nas Figuras 2A e B de exemplo. Um mandril interno 54 geralmente tubular envolve a passagem de fluxo 52 na âncora 26 entre os conectores superior e inferior 48, 50.

[0036] Um eixo central 56 se estende longitudinalmente através da âncora 26. Observe que não é necessário que o eixo central 56 seja posicionado precisamente no centro geométrico da âncora 26. Em alguns exemplos, o eixo central 56 pode ser deslocado lateralmente em relação ao centro geométrico da âncora 26.

[0037] A seção de atuador 40 é usada para estender os membros de preensão 30 (ver Figura 1) da seção de membro de preensão 42 para fora em um passo preliminar de ajuste da âncora 26. Quando o fluido 38 é escoado através da passagem de fluxo 52 em ou acima de uma taxa de fluxo selecionada, a seção de atuador 40 fará com que os membros de preensão 30 se estendam para fora. Quando a taxa de fluxo é subsequentemente diminuída para abaixo da taxa de fluxo selecionada, a seção de atuador 40 fará com que os membros de preensão 30 se retraiam para dentro.

[0038] A seção de membro de preensão 42 aloja os membros de preensão 30 e inclui ligações mecânicas 58 que deslocam os membros de preensão para dentro ou para fora em resposta a forças exercidas pela seção de atuador 40. Quando os membros de preensão 30 são retraídos, eles são rebaixados em relação ao alojamento externo 46, de modo que sejam protegidos durante o transporte para dentro e fora do furo de poço 18.

[0039] A seção de liberação de contingência 44 é usada para permitir a remoção da âncora 26 no caso de um procedimento de remoção "normal" não realizar a remoção da âncora. Neste exemplo, o procedimento normal de desarmar é aliviar a força de tração T aplicada à âncora 26 através do transporte 34 (por exemplo, afrouxando o transporte na superfície), e reduzir a taxa de fluxo do fluido 38 através da passagem de fluxo 52, fazendo com que a seção de atuador 40 retraia os membros de preensão 30.

[0040] Fazendo referência adicionalmente agora às Figuras 3A-C, as respectivas seções de atuador, membro de preensão e liberação de contingência 40, 42, 44 são representativamente ilustradas em uma configuração de rodagem. Nesta configuração, a âncora 26 pode ser transportada para a coluna tubular 12 pelo transporte 34, com os membros de preensão 30 retraídos. A configuração de rodagem também pode ser considerada como uma configuração "não ajustada", uma vez que a âncora 26 não é fixa contra deslocamento longitudinal em relação à coluna tubular 12.

[0041] Na Figura 3A, pode ser visto que, neste exemplo, a seção de atuador 40 inclui um pistão anular 60 recebido de maneira selada entre o mandril interno 54 e o alojamento externo 46. O pistão 60 é conectado a uma luva de atuador 62 que se estende para baixo para a seção de membro de preensão 42. O pistão 60 e a luva de atuador 62 são pressionados para cima por um dispositivo de pressão 64 (como uma mola de compressão espiralada, uma câmara de gás comprimido, um material elástico, etc.).

[0042] Um lado superior do pistão 60 é exposto à pressão de fluido na passagem de fluxo 52 através das portas 66 no mandril interno 54. Um lado inferior do pistão 60 é exposto à pressão de fluido no exterior da âncora 26, por exemplo, via uma fenda de alinhamento 68 (ver Figuras 3B e D) formada no alojamento externo 46.

[0043] Assim, quando a pressão na passagem de fluxo 52 é maior que a pressão no exterior da âncora 26, esse diferencial de pressão é aplicado através do pistão 60, e o pistão e luva de atuador 62 são pressionadas para baixo contra uma força dirigida para cima exercida pelo dispositivo de pressão 64. Quando a força para baixo exercida devido ao diferencial de pressão através do pistão 60 excede a força de pressão para cima exercida pelo dispositivo de pressão 64, o pistão e luva de atuador 62 se desloca para baixo. Se a força para baixo exercida devido ao diferencial de pressão através do pistão 60 for subsequentemente reduzida (por exemplo, reduzindo o diferencial de pressão), de modo que seja excedida pela força de pressão para cima exercida pelo dispositivo de pressão 64, o pistão e a luva de atuador 62 irão deslocar para cima em relação à configuração de rodagem e não ajusta da Figura 3A.

[0044] A pressão na passagem de fluxo 52 pode ser aumentada em relação à pressão no exterior da âncora 26 por aumentar uma taxa de fluxo do fluido 38 (ver Figura 1) através da passagem de fluxo 52. O fluido 38 fluirá a partir da passagem de fluxo 52 para o exterior da âncora 26 (como, através da ferramenta de poço 24 ou outro percurso de fluxo). O atrito de fluido e/ou um orifício adequadamente configurado no percurso de fluxo entre a passagem de fluxo 52 e o exterior da âncora 26 resultarão na pressão na passagem de fluxo sendo maior que a pressão no exterior da âncora.

[0045] Na Figura 3B, pode ser visto que a seção de membro de preensão 42 inclui as ligações 58 usadas para deslocar os membros de preensão 30 (não visíveis na Figura 3B, ver Figuras 4B e 5) entre suas posições estendidas e retraídas. As ligações 58 (especificamente, os elos 58a) são conectadas à luva de atuador 62. Um fixador 70 (ver Figura 3D) ou outra projeção anexada à luva de atuador 62 se estende para fora para engate deslizante longitudinalmente com a fenda de alinhamento 68 formada no alojamento externo 46. Desta maneira, o alinhamento rotacional é mantido entre o alojamento externo 46 e a luva de atuador 62, enquanto permitindo o deslocamento longitudinal da luva de atuador em relação ao alojamento externo.

[0046] Quando a luva de atuador 62 desloca para baixo, as ligações conectadas 58 se estendem para fora. Quando a luva de atuador 62 se desloca subsequentemente para cima, as ligações conectadas 58 retraem para dentro. Como descrito mais detalhadamente abaixo, as ligações 58 são configuradas de uma maneira que fornece uma grande distância relativa de extensão e retração dos membros de preensão 30.

[0047] As extremidades inferiores das ligações 58 são conectadas a uma luva de suporte 72. A luva de suporte 72 suporta as extremidades inferiores das ligações 58, com o deslocamento longitudinal relativo entre a luva de suporte e o alojamento externo 46 sendo impedido durante o procedimento de ajuste.

[0048] Assim, quando a luva de atuador 62 se desloca para baixo, as ligações 58 são comprimidas longitudinalmente entre a luva de atuador e a luva de suporte 72, estendendo assim os membros de preensão 30 para fora. Quando a luva de atuador 62 se desloca para cima, as ligações 58 são estendidas longitudinalmente entre o atuador e as luvas de suporte 62, 72, retraindo assim os membros de preensão 30.

[0049] Na Figura 3C, pode ser visto que a seção de liberação de contingência 44 inclui membros de cisalhamento 74 (como parafusos de cisalhamento, pinos de cisalhamento, um anel de cisalhamento, etc.) que fixam de maneira removível a luva de suporte 72 em relação ao alojamento externo 46. Os membros de cisalhamento 74 irão cisalhar e, assim, permitir que o alojamento externo 46 se desloque para cima em relação à luva de suporte 72 se uma força de tração T dirigida para cima suficiente for aplicada à âncora 26 (como, por meio do transporte 34). Em outros exemplos, os membros de cisalhamento 74 podem ser substituídos por outros tipos de acessórios liberáveis, travas, pinças, anéis de retenção, etc.

[0050] Uma chave de alinhamento 76 que se desloca com a luva de suporte 72 está em engate deslizante longitudinal com uma fenda de alinhamento 78 no alojamento externo 46. Assim, o alinhamento rotacional entre a luva de suporte 72 (e as ligações conectadas 58) é mantido pela chave e fenda de alinhamento 76, 78, enquanto o deslocamento longitudinal do alojamento externo 46 em relação à luva de suporte 72 é permitido após os membros de cisalhamento 74 serem cisalhados.

[0051] Observe que a força de tração T suficiente para cisalhar os membros de cisalhamento 74 só seria aplicada neste exemplo se a âncora 26 estiver ajustada no poço, e não pode ser subsequentemente desarmada pelo procedimento normal de reduzir a taxa de fluxo através da passagem 52 e aliviar a força de tensão T aplicada previamente para ajustar a âncora. Em tais situações, a força de tração T pode ser aumentada para um nível suficiente para cisalhar os membros de cisalhamento 74 e desarmar a âncora 26 em uma operação de liberação de contingência, descrita mais detalhadamente abaixo.

[0052] Fazendo referência adicionalmente agora às Figuras 4A-C, a âncora 26 seções 40, 42, 44 são representativamente ilustradas em uma configuração de conjunto, em que os membros de preensão 30 são engatados com a coluna tubular 12, de modo que o deslocamento longitudinal relativo da âncora em relação à coluna tubular é impedido. Se a âncora 26 for usada em sistemas e métodos diferentes do sistema 10 e método da Figura 1, os membros de preensão 30 podem engatar em outra coluna tubular (como um invólucro, tubo, duto, tubulação, revestimento, etc.), outro tipo de tubular, ou uma superfície interior de uma formação de terra penetrada por um furo de poço. Assim, o escopo desta divulgação não se limita ao engate entre os membros de preensão 30 e qualquer estrutura particular em um poço.

[0053] Na Figura 4A, pode ser visto que, à medida que a taxa de fluxo do fluido 38 através da passagem de fluxo 52 aumenta, o diferencial de pressão através do pistão 60 aumenta, e o pistão e a luva de atuador 62 são cada vez mais pressionados para baixo. Quando uma taxa de fluxo predeterminada é atingida, o pistão 60 e a luva de atuador 62 são deslocados para baixo, e o dispositivo de pressão 64 é comprimido. Este deslocamento para baixo da luva de atuador 62 faz com que as ligações 58 estendam para fora os membros de preensão 30.

[0054] Na Figura 4B, pode ser visto que, com a luva de atuador 62 deslocada para baixo, como descrito acima, as ligações 58 são comprimidas longitudinalmente entre o atuador e as luvas de suporte 62, 72. Essa compressão longitudinal das ligações 58 desloca os membros de preensão 30 para fora em contato com a superfície interior 32 da coluna tubular 12.

[0055] Com os membros de preensão 30 entrando em contato com a superfície interior 32 da coluna tubular 12, a força de tração direcionada para cima T aplicada à âncora 26 fará com que as ligações 58 pressionem cada vez mais os membros de preensão 30 contra a superfície interior. Desta maneira, os membros de preensão 30 "morderão" ou de outra forma apertarão cada vez mais a superfície interior 32.

[0056] Em outros exemplos, os membros de preensão 30 podem não morder na superfície interior 32 em resposta à aplicação da força de tração T. Em alguns exemplos, os membros de preensão 30 podem engatar um perfil adequado na coluna tubular 12 ou, de outro modo, entrar em contato com a coluna tubular de uma maneira que fixe a âncora 26 contra o deslocamento longitudinal em relação à coluna tubular.

[0057] Na Figura 4C, pode ser visto que a seção de liberação de contingência 44 permanece na mesma configuração mostrada na Figura 3C. Assim, a luva de suporte 72 continua a suportar as extremidades inferiores das ligações 58 enquanto a âncora 26 é ajustada na coluna tubular 12.

[0058] Fazendo referência adicionalmente agora à Figura 5, uma porção da seção de membro de preensão 42 é representativamente ilustrada na configuração de conjunto. O alojamento externo 46 não é mostrado na Figura 5 para maior clareza, mas na configuração de conjunto as ligações 58 e os membros de preensão 30 se estendem para fora através de janelas ou aberturas 80 formadas no alojamento externo 46 (ver Figuras 4B e 6).

[0059] Na Figura 5 de exemplo, a seção de membro de preensão 42 inclui três conjuntos de ligações 58 e membros de preensão 30 uniformemente espaçados circunferencialmente em torno da seção de membro de preensão. Outros números e configurações das ligações 58 e dos membros de preensão 30 podem ser usados em outros exemplos.

[0060] Cada uma das ligações 58 inclui múltiplos braços ou elos 58a, b conectados de maneira articulada entre si e com o atuador e luvas de suporte 62, 72. Mais especificamente, um elo superior 58a de cada ligação 58 é articulado de maneira articulada à luva de atuador 62 em uma articulação 82 tendo uma haste de articulação 82a, um elo inferior 58b de cada ligação é conectado de maneira articulada à luva de suporte 72 em uma articulação 84 tendo um eixo de articulação 84a, e os elos 58a, b são conectados de maneira articulada um ao outro em um articulação 86 tendo uma eixo de articulação 86a. Os eixos de articulação 82a, 84a, 86a são paralelos um ao outro.

[0061] Assim, os elos 58a, b de cada ligação 58 formam um tipo de arranjo de "tesoura", em que a compressão longitudinal da ligação resulta na articulação 86 sendo deslocada para fora, e em que a extensão longitudinal da ligação resulta na articulação 86 sendo deslocada para dentro. Na Figura 5 de exemplo, o membro de preensão 30 é formado integralmente no elo de ligação superior 58a perto da articulação 86, de modo que o membro de preensão se desloque para dentro e para fora com a articulação 86.

[0062] No entanto, em outros exemplos, o membro de preensão 30 pode ser formado separadamente a partir dos elos de ligação 58a, b e/ou pode ser posicionado de outra forma em relação aos elos. A ligação 58 pode incluir diferentes números, combinações ou configurações de elos, e pode não estar em um arranjo de tesoura. Assim, o escopo desta divulgação não se limita aos detalhes das ligações 58, como descrito aqui ou representado nos desenhos.

[0063] Fazendo referência adicionalmente agora à Figura 6, uma vista de seção transversal da seção de membro de preensão 42 é representativamente ilustrada, tomada ao longo da linha 6-6 da Figura 5. Nesta vista, pode ser visto que as ligações 58 são distribuídas circunferencialmente em torno, mas são deslocadas lateralmente em relação a, o eixo central 56. Este recurso permite que as ligações 58 estendam mais para fora em resposta à compressão longitudinal do que se as ligações fossem alinhadas com o eixo central 56.

[0064] Na Figura 6 de exemplo, as ligações 58 não se encontram em planos que cruzam o eixo central 56. Em vez disso, cada conjunto dos elos 58a, b articula em um plano 88 que é deslocado lateralmente em relação ao eixo central 56.

[0065] Na configuração de conjunto representada na Figura 6, o eixo central 56 é posicionado entre cada conjunto das articulações 84a, 86a. O eixo central 56 também pode ser posicionado entre cada conjunto das articulações 82a, 86a (por exemplo, se as articulações 82a estiverem posicionadas de maneira semelhante em relação às articulações 86a como as articulações 84a, como representado na Figura 5).

[0066] Fazendo referência adicionalmente agora à Figura 7, as seções de membro de preensão e liberação de contingência 42, 44 são representativamente ilustradas após a operação de liberação de contingência ter sido realizada para desarmar a âncora 26. Nesta configuração, a força de tração T aplicada à âncora 26 foi aumentada para um nível suficiente para cisalhar os membros de cisalhamento 74.

[0067] O alojamento externo 46 se deslocou para cima em relação à luva de suporte 72 (a luva de suporte também pode deslocar para baixo em relação ao alojamento externo 46), de modo que as ligações 58 sejam estendidas longitudinalmente. Essa extensão longitudinal das ligações 58 faz com que os membros de preensão 30 sejam retraídos para dentro e fora do engate com a coluna tubular 12. O BHA 22 e o transporte 34 (ver Figura 1) agora podem ser recuperados a partir do poço para a superfície.

[0068] Agora pode ser totalmente apreciado que a divulgação acima fornece avanços significativos na técnica de construir e utilizar âncoras para garantir ferramentas de poço em poços. Nos exemplos descritos acima, a âncora 26 é fornecida com membros de preensão 30 que podem ser estendidos uma distância relativamente grande para o exterior, para engate com a superfície interior 32 da coluna tubular 12, a âncora é ajustada com um diferencial de pressão e uma força de tração T aplicada à âncora, e a âncora pode ser desarmada com um procedimento de liberação de contingência.

[0069] A divulgação acima fornece à técnica uma âncora 26 para fixar uma ferramenta de poço 24 em um poço subterrâneo. Em um exemplo, a âncora 26 pode compreender um eixo central estendendo longitudinalmente 56, pelo menos um membro de preensão extensível para fora 30, e pelo menos uma ligação mecânica 58 incluindo múltiplos elos conectados articuladamente 58a, b para deslocar o membro de preensão

30. Os elos 58a, b articulam um em relação ao outro em um plano 88 deslocado lateralmente a partir do eixo central 56.

[0070] Os elos 58a, b podem ser conectados de maneira articulada em múltiplos eixos de articulação 82a, 84a, 86a, com o eixo central 56 posicionado entre os eixos de articulação 82a, 84a, 86a. Os elos 58a, b podem ser deslocados lateralmente a partir do eixo central 56.

[0071] O "pelo menos um" membro de preensão 30 pode compreender múltiplos membros de preensão 30. Os múltiplos membros de preensão 30 podem ser posicionados na mesma posição longitudinal ao longo do eixo central 56.

[0072] Uma passagem de fluxo 52 pode se estender longitudinalmente através da âncora 26. O eixo central 56 pode ser posicionado na passagem de fluxo 52.

[0073] O membro de preensão 30 pode se estender para fora em resposta a um aumento da taxa de fluxo de fluido através de uma passagem de fluxo longitudinal 52 da âncora

26. O membro de preensão 30 pode retrair para dentro em resposta a uma diminuição na taxa de fluxo de fluido através da passagem de fluxo longitudinal 52.

[0074] Um dos elos 58b pode ser suportado por uma estrutura de suporte (como a luva de suporte 72). A estrutura de suporte 72 pode ser fixada de maneira removível em relação a um alojamento 46. O deslocamento longitudinal relativo entre a estrutura de suporte 72 e o alojamento 46 pode ser permitido em resposta a uma força predeterminada T aplicada ao alojamento 46.

[0075] Um método de ancorar uma ferramenta de poço 24 em um poço subterrâneo também é fornecido para a técnica pela divulgação acima. Em um exemplo, o método pode compreender: fluir um fluido 38 através de uma âncora 26 conectada à ferramenta de poço 24, desse modo estendendo para fora pelo menos um membro de preensão 30 da âncora 26 para contato com uma superfície de poço 32; e aplicar uma força de tração T à âncora 26, desse modo aumentando cada vez mais a pressão do membro de preensão 30 contra a superfície de poço 32 e fixando a ferramenta de poço 24 em relação à superfície de poço 32.

[0076] O passo de aplicação de força de tração T pode incluir a aplicação da força de tração T a partir da âncora 26, a uma coluna tubular 12 em torno da âncora 26.

[0077] O método pode incluir cortar a coluna tubular 12 enquanto a força de tração T é aplicada a partir da âncora 26 para a coluna tubular 12.

[0078] O passo de fluxo do fluido 38 pode incluir a criação de um diferencial de pressão através de um pistão 60 da âncora 26. O pistão 60 pode ser conectado a pelo menos uma ligação mecânica 58. O passo de estender para fora o membro de preensão 30 pode incluir a ligação mecânica 58 estendendo para fora o membro de preensão 30 em resposta ao passo de criação de diferencial de pressão.

[0079] Os elos 58a, b da ligação mecânica 58 podem girar em um plano 88 que é deslocado lateralmente em relação a um eixo longitudinal central 56 da âncora 26.

[0080] O método pode incluir a diminuição do fluxo do fluido 38 através da âncora 26, assim retraindo para dentro o membro de preensão 30.

[0081] O método pode incluir retrair para dentro o membro de preensão 30 em resposta ao aumento da força de tração T para um nível predeterminado.

[0082] O "pelo menos um" membro de preensão 30 pode compreender múltiplos membros de preensão 30, e o passo de estender para fora pode incluir os múltiplos membros de preensão 30 em contato com a superfície de poço 32 em uma mesma localização longitudinal ao longo da superfície de poço 32.

[0083] Um método de ancoragem de um cortador de tubulação 24 em uma coluna tubular 12 em um poço subterrâneo também é descrito acima. Em um exemplo, o método pode compreender: conectar uma âncora 26 ao cortador de tubulação 24; implantar a âncora 26 e o cortador de tubulação 24 para a coluna tubular 12; aplicar uma força de tração T a partir da âncora 26 para a coluna tubular 12; e cortar a coluna tubular 12 enquanto a força de tração T é aplicada a partir da âncora 26 para a coluna tubular 12.

[0084] O passo de aplicação de força de tração T pode incluir cada vez mais pressionar pelo menos um membro de preensão 30 da âncora 26 contra uma superfície interior 32 da coluna tubular 12.

[0085] O método pode incluir fluir um fluido 38 através da âncora 26, assim estendendo para fora exteriormente pelo menos um membro de preensão 30 a partir da âncora 26 para contato com a coluna tubular 12.

[0086] O método pode incluir retrair para dentro o membro de preensão 30 em resposta a uma diminuição no fluxo do fluido 38 através da âncora 26.

[0087] O passo de fluxo de fluido pode incluir a criação de um diferencial de pressão através de um pistão 60 da âncora 26. O pistão 60 pode ser conectado a pelo menos uma ligação mecânica 58, e o passo de extensão para fora do membro de preensão 30 pode incluir a ligação mecânica 58 estendendo para fora o membro de preensão 30 em resposta ao passo de criação de diferencial de pressão.

[0088] Os elos da ligação mecânica 58 podem articular em um plano 88 que é deslocado lateralmente em relação a um eixo longitudinal central 56 da âncora 26.

[0089] O método pode incluir retrair para dentro o membro de preensão 30 em resposta ao aumento da força de tração T para um nível predeterminado.

[0090] O "pelo menos um" membro de preensão 30 pode compreender múltiplos membros de preensão 30. O passo de estender para fora pode incluir os múltiplos membros de preensão 30 contatando a coluna tubular 12 em uma mesma localização longitudinal ao longo da coluna tubular 12.

[0091] Embora vários exemplos tenham sido descritos acima, com cada exemplo tendo certos recursos, deve ser entendido que não é necessário que um recurso particular de um exemplo seja usado exclusivamente com esse exemplo. Em vez disso, qualquer um dos recursos descritos acima e/ou representados nos desenhos pode ser combinado com qualquer um dos exemplos, além ou em substituição para qualquer um dos outros recursos desses exemplos. Os recursos de um exemplo não são mutuamente exclusivos para os recursos de outro exemplo. Em vez disso, o escopo desta divulgação abrange qualquer combinação de qualquer um dos recursos.

[0092] Embora cada exemplo descrito acima inclua uma certa combinação de recursos, deve ser entendido que não é necessário que todos os recursos de um exemplo sejam utilizados. Em vez disso, qualquer um dos recursos descritos acima pode ser usado, sem que nenhum outro recurso específico seja utilizado.

[0093] Deve ser entendido que as várias modalidades descritas neste documento podem ser utilizadas em várias orientações, como inclinadas, invertidas, horizontais, verticais, etc., e em várias configurações, sem se afastar dos princípios desta divulgação. As modalidades são descritas meramente como exemplos de aplicações úteis dos princípios da divulgação, que não se limitam a nenhum detalhe específico dessas modalidades.

[0094] Na descrição acima dos exemplos representativos, termos direcionais (como "acima", "abaixo", "superior", "inferior" etc.) são usados por conveniência para se referir aos desenhos anexos. No entanto, deve ser claramente entendido que o escopo desta divulgação não se limita a nenhuma direção particular aqui descrita.

[0095] Os termos "incluindo", "inclui", "compreendendo", "compreende" e termos semelhantes são usados em um sentido não limitativo nesta especificação. Por exemplo, se um sistema, método, aparelho, dispositivo, etc., é descrito como "incluindo" um determinado recurso ou elemento, o sistema, método, aparelho, dispositivo, etc., pode incluir esse recurso ou elemento, e também pode incluir outros recursos ou elementos. Da mesma forma, o termo "compreende" é considerado como "compreende, mas não está limitado a".

[0096] Obviamente, uma pessoa habilitada na técnica, após uma consideração cuidadosa da descrição acima de modalidades representativas da divulgação, apreciaria prontamente que muitas modificações, adições, substituições, deleções e outras alterações podem ser feitas nas modalidades particulares, e tais mudanças são contempladas pelos princípios desta divulgação. Por exemplo, estruturas divulgadas como formadas separadamente podem, em outros exemplos, ser integralmente formadas e vice-versa. Por conseguinte, a descrição detalhada acima deve ser claramente entendida como sendo dada apenas como ilustração e exemplo, o espírito e o escopo da invenção sendo limitados apenas pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Âncora para fixar uma ferramenta de poço em um poço subterrâneo, a âncora caracterizada pelo fato de que compreende: um eixo central estendendo longitudinalmente; pelo menos um membro de preensão extensível para fora; e pelo menos uma ligação mecânica incluindo múltiplos elos conectados articuladamente para deslocar o membro de preensão, em que os elos articulam uns em relação aos outros em um plano lateralmente deslocado a partir do eixo central.

2. Âncora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os elos são conectados articuladamente em múltiplos eixos de articulação, e em que o eixo central está posicionado entre os eixos de articulação.

3. Âncora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os elos são deslocados lateralmente a partir do eixo central.

4. Âncora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos um membro de preensão compreende múltiplos membros de preensão, e em que os múltiplos membros de preensão são posicionados em uma mesma posição longitudinal ao longo do eixo central.

5. Âncora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma passagem de fluxo se estende longitudinalmente através da âncora, o eixo central sendo posicionado na passagem de fluxo.

6. Âncora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o membro de preensão se estende para fora em resposta a um aumento da taxa de fluxo de fluido através de uma passagem de fluxo longitudinal da âncora.

7. Âncora, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o membro de preensão retrai para dentro em resposta a uma diminuição na taxa de fluxo de fluido através da passagem de fluxo longitudinal.

8. Âncora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um dos elos é suportado por uma estrutura de suporte, e em que a estrutura de suporte é fixa de maneira removível em relação a um alojamento, deslocamento longitudinal relativo entre a estrutura de suporte e o alojamento sendo permitido em resposta a uma força predeterminada aplicada ao alojamento.

9. Método para ancorar uma ferramenta de poço em um poço subterrâneo, o método caracterizado pelo fato de que compreende: fluir um fluido através de uma âncora conectada à ferramenta de poço, assim estendendo para fora pelo menos um membro de preensão da âncora para contato com uma superfície de poço; e aplicar uma força de tração à âncora, assim pressionando cada vez mais o membro de preensão contra a superfície de poço e fixando a ferramenta de poço em relação à superfície de poço.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a aplicação de força de tração compreende ainda aplicar a força de tração a partir da âncora para uma coluna tubular em torno da âncora.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda cortar a coluna tubular enquanto a força de tração é aplicada a partir da âncora para a coluna tubular.

12. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que fluir o fluido compreende ainda criar um diferencial de pressão através de um pistão da âncora.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o pistão é conectado a pelo menos uma ligação mecânica, e em que o membro de preensão estendendo para fora compreende ainda a ligação mecânica estendendo para fora o membro de preensão em resposta à criação de diferencial de pressão.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que os elos da ligação mecânica articulam em um plano que é deslocado lateralmente em relação a um eixo longitudinal central da âncora.

15. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda diminuir o fluxo do fluido através da âncora, assim retraindo para dentro o membro de preensão.

16. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda retrair para dentro o membro de preensão em resposta ao aumento da força de tração a um nível predeterminado.

17. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um membro de preensão compreende múltiplos membros de preensão, e em que se estender para fora compreende ainda os múltiplos membros de preensão contatando a superfície de poço em uma mesma localização longitudinal ao longo da superfície de poço.

18. Método para ancorar um cortador de tubulação em uma coluna tubular em um poço subterrâneo, o método caracterizado pelo fato de que compreende: conectar uma âncora ao cortador de tubulação; implantar a âncora e o cortador de tubulação na coluna tubular; aplicar uma força de tração a partir da âncora para a coluna tubular; e cortar a coluna tubular enquanto a força de tração é aplicada a partir da âncora para a coluna tubular.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a aplicação de força de tração compreende cada vez mais pressionar pelo menos um membro de preensão da âncora contra uma superfície interior da coluna tubular.

20. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fluir um fluido através da âncora, assim estendendo para fora pelo menos um membro de preensão a partir da âncora para contato com a coluna tubular.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende ainda retrair para dentro o membro de preensão em resposta a uma diminuição no fluxo do fluido através da âncora.

22. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que fluir o fluido compreende ainda criar um diferencial de pressão através de um pistão da âncora.

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o pistão é conectado a pelo menos uma ligação mecânica, e em que o membro de preensão estendendo para fora compreende ainda a ligação mecânica estendendo para fora o membro de preensão em resposta à criação de diferencial de pressão.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que os elos da ligação mecânica articulam em um plano que é lateralmente deslocado em relação a um eixo longitudinal central da âncora.

25. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende ainda retrair para dentro o membro de preensão em resposta ao aumento da força de tração para um nível predeterminado.

26. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um membro de preensão compreende múltiplos membros de preensão, e em que estendendo para fora compreende ainda os múltiplos membros de preensão contatando a coluna tubular em uma mesma localização longitudinal ao longo da coluna tubular.