BR112021003250A2 - cabeça de limpeza, sistema e método para uso na limpeza de um conduíte de fluido - Google Patents

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Abstract

CABEÇA DE LIMPEZA, SISTEMA E MÉTODO PARA USO NA LIMPEZA DE UM CONDUÍTE DE FLUIDO. A presente invenção refere-se a uma cabeça de limpeza para um sistema de limpeza para uso na limpeza de um conduíte de fluido para transportar hidrocarbonetos e/ou um conduíte de fluido em um furo de poço de hidrocarboneto compreende um corpo que define uma superfície externa tendo uma seção transversal que é configurada para corresponder, ou ser comparável a uma seção transversal de uma superfície interna do conduíte de fluido. O corpo define um caminho de fluxo de fluido de jato que se estende de uma porta de entrada de fluido de jato a uma porta de saída de fluido de jato, e em que o corpo define um caminho de fluxo de fluido de desvio que se estende de uma porta de entrada de fluido de desvio para uma porta de saída de fluido de desvio, o fluxo de fluido de desvio caminho sendo separado do caminho de fluxo de fluido de jato. A cabeça de limpeza compreende uma cabeça de jato que define uma ou mais aberturas de jato, em que a cabeça de jato é acoplada à porta de saída de fluido de jato de modo que uma ou mais aberturas de jato estejam em comunicação de fluxo de fluido com o caminho de fluxo de fluido de jato. A cabeça de limpeza compreende uma válvula de abertura variável no caminho de fluxo de fluido de desvio, a válvula de abertura variável definindo uma abertura variável que varia em resposta a uma variação na taxa de fluxo de fluido através do caminho de fluxo de fluido de desvio.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CABEÇA DE LIMPEZA, SISTEMA E MÉTODO PARA USO NA LIMPEZA DE UM CONDUÍTE DE FLUIDO". Campo
[1] A presente invenção refere-se a uma cabeça de limpeza para um sistema de limpeza, em particular, embora não exclusivamente, para uso na limpeza de um conduíte de fluido para transportar hidrocar- bonetos e/ou para uso na limpeza de um conduíte de fluido em um furo de poço de hidrocarboneto. A presente divulgação também se refere a um sistema de limpeza e um método de limpeza. Antecedentes
[2] Durante as operações de produção e transporte de hidrocar- bonetos, é comum que detritos, incrustações, material particulado, hi- drato ou cera se acumulem no interior de conduítes de fluido, incluindo dutos, poços, risers e umbilicais. Tal acúmulo reduz o diâmetro interno efetivo (ID) do conduíte e pode reduzir a vazão de fluido para uma de- terminada pressão ou aumentar a pressão para uma determinada vazão de fluido. O acúmulo pode até mesmo produzir um bloqueio em um con- duíte de fluido que pode impedir completamente o fluxo de fluido através do conduíte. Também é conhecido que o material particulado pode se acumular no interior do furo de poço durante a perfuração, realização e/ou recondicionamento de um poço. Além disso, areia e outras partícu- las podem ser produzidas a partir da formação e se acumular dentro da tubulação de produção e podem bloquear parcial ou completamente o fluxo de fluido através da tubulação de produção, diminuindo a taxa de produção e a eficiência do poço.
[3] É conhecido o uso de métodos de intervenção de flexitubo para fornecer acesso a poços pressurizados em operações de limpeza de poços. O flexitubo é um longo comprimento contínuo de tubulação metálica enrolada em um carretel, que é endireitado por deformação plástica e inserido no poço. Durante a limpeza, o fluido é circulado atra- vés do interior do flexitubo e de volta através do espaço anular entre o flexitubo e o furo de poço. Detritos, incrustações, material particulado, hidrato ou cera no poço são trazidos à superfície pelo fluido circulante. Ao realizar este tipo de operação de furo de poço, é necessário empre- gar procedimentos e equipamentos para controlar e reter a pressão no sistema de furo de poço para garantir que ele seja isolado da superfície. Um sistema de controle de pressão típico inclui um injetor de tubulação que contém um mecanismo de acionamento para empurrar e puxar o flexitubo para dentro e para fora do orifício através de um dispositivo de controle de pressão. O injetor de flexitubo descrito acima é uma peça de equipamento substancial e pesada, com grande pegada e alto custo de capital. O injetor do flexitubo também requer uma distância de vários metros para estar disponível acima da válvula de isolamento para aco- modar o injetor e o pescoço de ganso. Isso limita o número de instala- ções onde as operações do flexitubo podem ser realizadas e pode tornar as operações mais caras. Esses problemas são particularmente signifi- cativos no caso de operações offshore, por exemplo, em uma produção flutuante, armazenamento, produção e navio de descarga (FPSO), onde o espaço é escasso e os guindastes são incapazes de colocar os com- ponentes no lugar. Mesmo unidades de flexitubo leves que são usadas em terra ainda são peças substanciais de equipamento que são grandes em tamanho e peso no contexto de operações offshore.
[4] Para aliviar os problemas associados à injeção de flexitubo, como travamento helicoidal durante as operações de limpeza, sistemas propulsores de flexitubo foram desenvolvidos, os quais usam um pig propulsor ligado à extremidade distal do flexitubo para transmitir uma força de tração na extremidade distal do o flexitubo para permitir que o flexitubo seja implantado em maior profundidade. O fluido é bombeado pelo espaço anular entre a parede do poço e o flexitubo para aplicar pressão contra o pig propulsor, antes que o fluido saia na frente do pig propulsor. O fluido é então circulado para a superfície de volta através do pig propulsor e do flexitubo juntamente com quaisquer detritos, in- crustações, material particulado, hidrato ou cera removido pelo pig pro- pulsor.
[5] Outras considerações podem limitar as aplicações do flexi- tubo. Em primeiro lugar, bloqueios e restrições podem ocorrer em con- duítes de fluido de furo estreito, que são simplesmente muito pequenos para receber o flexitubo. Além disso, os sistemas injetores de flexitubo descritos acima dependem da rigidez do flexitubo para permitir que ele seja empurrado para um orifício, em vez de depender apenas da gravi- dade (como é o caso em operações de cabo de aço). No entanto, essa rigidez também tem desvantagens que tornam as intervenções do flexi- tubo inadequadas para algumas aplicações. Por exemplo, pode não ser possível injetar tubulação espiralada em um conduíte de fluido que tem um caminho desviado ou convoluto. Em casos extremos, o flexitubo pode não ser suficientemente flexível para passar por alguns sistemas de tubulação curvos ou dobrados. Mesmo onde a passagem é possível, a resistência ao atrito entre o flexitubo e a parede interna do furo de poço limitará a profundidade para a qual o flexitubo pode ser implantado. Pelas razões anteriores, os sistemas de limpeza conhecidos que usam tubulação espiralada são geralmente inadequados para outras aplica- ções que não a limpeza de poços.
[6] Mais recentemente, foram desenvolvidos métodos para uso na limpeza de um conduíte de fluido para o transporte de hidrocarbone- tos que dependem do uso de tubulação composta. A tubulação com- posta pode incluir pelo menos uma camada de plástico e pelo menos uma camada de metal. A tubulação composta pode incluir um núcleo interno de plástico (que pode ser poliamida ou polioximetileno), uma ca- mada externa de plástico (que pode ser uma poliamida) e pelo menos uma camada de metal disposta entre o núcleo interno e a camada ex- terna. A camada externa pode, portanto, ter um coeficiente de fricção mais baixo do que uma superfície de metal do flexitubo, o que pode tornar mais fácil implantar o tubulação composta através de conduítes de fluido, especialmente ao longo de caminhos desviados ou altamente convolutos. A pelo menos uma camada de metal pode ser uma bainha de metal formada de fio trançado. O fio trançado pode ser fio de aço. O tubulação composta é capaz de ser flexionado ou dobrado sem defor- mação plástica do material do tubulação composta e/ou sem transmitir níveis significativos de fadiga.
[7] Também é conhecido por prender pigs propulsores a tubula- ção composta para permitir que o pig propulsor seja implantado através de caminhos desviados ou altamente convolutos e, assim, permitir uma ampla gama de operações de limpeza. Em tais sistemas de pig propul- sor de tubulação composta, o tubulação composta é introduzido em um conduíte de fluido por um injetor de tubulação através de um dispositivo de controle de pressão e o fluido é bombeado para baixo no espaço anular entre a parede do furo de poço e a tubulação composta para apli- car pressão contra o pig propulsor, antes que o fluido passe na frente do pig propulsor, mas a taxa de implantação do pig propulsor é contro- lada pelo injetor de tubulação. O fluido é então circulado para a superfí- cie de volta através do pig propulsor e ao longo do tubulação composta junto com quaisquer detritos, incrustações, material particulado, hidrato ou cera removidos pelo pig propulsor.
[8] No entanto, o uso de tais sistemas de pig propulsor conheci- dos para limpar um conduíte de fluido requer que o fluido seja circulado de volta através do pig propulsor, exigindo assim a interrupção do fluxo de fluido através do conduíte de fluido.
[9] Durante o uso de sistemas de pig propulsor conhecidos para limpar um conduíte de fluido, é conhecido monitorar a tensão na tubula- ção no injetor de tubulação e usar a tensão monitorada para inferir in- formações sobre as condições no conduíte de fluido no local do pig pro- pulsor. Por exemplo, uma diminuição na tensão na tubulação detectada no injetor de tubulação pode indicar que o pig propulsor encontrou uma restrição ou bloqueio no conduíte de fluido que impede a progressão adicional do pig propulsor ao longo do conduíte de fluido. Por outro lado, um aumento na tensão na tubulação detectada no injetor de tubulação pode indicar que um caminho de fluxo de fluido através do pig propulsor tornou-se restrito ou bloqueado, por exemplo, por detritos, incrustações, material particulado ou semelhantes, e que o pig propulsor deve ser re- cuperado do conduíte de fluido.
[10] Durante o uso de sistemas de pig propulsor conhecidos para limpar um conduíte de fluido, também pode ser desejável alterar a vazão de fluido no conduíte de fluido. Por exemplo, pode ser desejável aumen- tar a vazão de fluido no conduíte de fluido para uma limpeza mais efici- ente à medida que o pig propulsor remove detritos, incrustações, mate- rial particulado, hidrato ou cera do conduíte de fluido. No entanto, alterar a vazão de fluido no conduíte de fluido pode resultar em uma variação na força de tração aplicada pelo pig propulsor à extremidade distal da tubulação, resultando em uma variação na tensão na tubulação detec- tada no injetor de tubulação, variação essa na tensão detectada pode ofuscar, pelo menos parcialmente, qualquer variação na tensão na tu- bulação detectada no injetor de tubulação surgindo como consequência de uma restrição ou bloqueio na tubulação de exportação e/ou em um caminho de fluxo de fluido através do pig propulsor. Assim, ao usar tais sistemas de pig propulsor conhecidos, pode não ser possível distinguir entre uma variação na tensão detectada na tubulação no injetor de tu- bulação surgindo como resultado de uma mudança em uma vazão de fluido de uma variação na tensão detectada em a tubulação no injetor de tubulação surgindo como resultado de uma restrição ou bloqueio na tubulação de exportação ou em um caminho de fluxo de fluido através do pig propulsor.
[11] Além disso, pode ser desejável variar o tipo, composição, viscosidade e/ou densidade do fluido usado para limpar um conduíte de fluido ao usar um sistema de pig propulsor conhecido. Por exemplo, pode ser desejável usar uma varredura de gel para uma remoção apri- morada de detritos. No entanto, o uso de uma varredura de gel com um pig propulsor conhecido pode resultar em um pico muito grande na pres- são diferencial através do pig propulsor conforme a varredura de gel passa através do pig propulsor, resultando em um aumento repentino na tensão na tubulação e deformação da tubulação e/ou danos à tubu- lação. Sumário
[12] Deve ser entendido que qualquer uma das características de qualquer um dos seguintes aspectos ou modalidades pode ser aplicada sozinha ou em qualquer combinação em relação a qualquer um ou mais dos outros aspectos ou modalidades.
[13] De acordo com um aspecto ou modalidade da presente di- vulgação, é fornecida uma cabeça de limpeza para um sistema de lim- peza para uso na limpeza de um conduíte de fluido para transportar hi- drocarbonetos e/ou um conduíte de fluido em um furo de poço de hidro- carboneto, a cabeça de limpeza compreendendo:
[14] um corpo que define uma superfície externa tendo uma se- ção transversal que é configurada para corresponder, ou ser compará- vel a, uma seção transversal de uma superfície interna do conduíte de fluido, em que o corpo define uma porta de entrada de fluido de jato em um lado de entrada do corpo para conexão à tubulação, uma porta de saída de fluido de jato em um lado de saída do corpo e um caminho de fluxo de fluido de jato que se estende da porta de entrada de fluido de jato para a porta de saída de fluido de jato, e em que o corpo define uma porta de entrada de fluido de desvio em o lado de entrada do corpo, uma porta de saída de fluido de desvio no lado de saída do corpo e um ca- minho de fluxo de fluido de desvio se estendendo da porta de entrada de fluido de desvio para a porta de saída de fluido de desvio, o caminho de fluxo de fluido de desvio sendo separado do jato caminho de fluxo de fluido;
[15] uma cabeça de jato definindo uma ou mais aberturas de jato, em que a cabeça de jato é acoplada à porta de saída de fluido de jato de modo que uma ou mais aberturas de jato estejam em comunicação de fluxo de fluido com o caminho de fluxo de fluido de jato; e
[16] uma válvula de abertura variável no caminho de fluxo de flu- ido de desvio, a válvula de abertura variável definindo uma abertura va- riável que varia em resposta a uma variação na vazão de fluido através do caminho de fluxo de fluido de desvio.
[17] Quando a cabeça de limpeza está localizada em um condu- íte de fluido, um lado de entrada da cabeça de limpeza pode ser exposto ao fluido no conduíte de fluido no lado de entrada da cabeça de limpeza e um lado de saída da cabeça de limpeza pode ser exposto ao fluido no conduíte de fluido no lado de saída da cabeça de limpeza.
[18] Pode ser vantajoso ajustar a vazão de fluido ao longo do es- paço anular definido entre uma superfície externa da tubulação e uma superfície interna do conduíte de fluido no lado de entrada da cabeça de limpeza durante a limpeza. Por exemplo, durante o início de uma operação de limpeza, o conduíte de fluido a ser limpo pode ser forte- mente restrito e só pode ser possível bombear fluido para baixo do es- paço anular a 2 bpm enquanto permanece dentro da pressão operacio- nal máxima permitida (MAOP) do conduíte de fluido. No entanto, no mo- mento em que a cabeça de limpeza foi injetada na metade do caminho ao longo do conduíte de fluido, pode ser possível bombear a 6 bpm sem exceder o MAOP devido ao atrito reduzido de milhares de pés de con- duíte de fluido limpo acima da cabeça de limpeza. Isso pode ser vanta- joso de várias maneiras. Por exemplo, ao limpar um conduíte de fluido na forma de um tubo de exportação ou linha de exportação, a vazão de fluido, tal como fluido de hidrocarboneto produzido pode ser aumentada mais cedo, proporcionando assim um aumento imediato nas receitas, mesmo enquanto a limpeza continua. O aumento da vazão de fluido no espaço anular também pode aumentar a vazão de fluido na frente da cabeça de limpeza, aumentando a eficiência com a qual os detritos são varridos através do conduíte de fluido para longe da cabeça de limpeza e reduzindo o risco de o conduíte de fluido ficar bloqueado a jusante. Isso também pode reduzir qualquer necessidade de varreduras de gel onde as vazões de fluido são mais baixas. O aumento da vazão de fluido no espaço anular também pode permitir que a taxa de penetração (ROP) da cabeça de limpeza seja aumentada devido ao fluxo de fluido de desvio aumentado que varre detritos, cera e semelhantes a jusante mais rápido longe da cabeça de limpeza. Isso pode permitir que o ROP seja aumentado, por exemplo, dobrado, reduzindo assim os tempos de limpeza sem diminuir as margens de segurança.
[19] A válvula de abertura variável pode ser configurada para re- gular ou reduzir quaisquer variações na pressão diferencial entre uma pressão de fluido de entrada atuando no lado de entrada da cabeça de limpeza e uma pressão de fluido de saída atuando no lado de saída da cabeça de limpeza, cujas variações na pressão diferencial surgem como resultado de quaisquer variações na vazão de fluido no caminho de fluxo de fluido de desvio. Isso pode permitir que a válvula de abertura variável regule o impulso exercido na cabeça de limpeza que surge como resul- tado de quaisquer variações na vazão de fluido no caminho de fluxo de fluido de desvio e, portanto, regule quaisquer variações na tensão na tubulação detectada na tubulação injetor, cujas variações na tensão sur- gem como resultado de quaisquer variações na vazão de fluido no con- duíte de fluido durante a implantação da cabeça de limpeza no conduíte de fluido. Isso pode tornar mais fácil identificar quaisquer variações na tensão na tubulação detectada no injetor de tubulação, cujas variações na tensão ocorrem como resultado da cabeça de limpeza encontrar uma restrição ou um bloqueio no conduíte de fluido, por exemplo, devido a um acúmulo de detritos, incrustações, material particulado, hidrato ou cera na superfície interna do conduíte de fluido.
[20] Da mesma forma, regular ou reduzir quaisquer variações na pressão diferencial surgindo como resultado de quaisquer variações na vazão de fluido no caminho de fluxo de fluido de desvio pode significar que quaisquer variações na tensão detectada na tubulação no injetor de tubulação surgindo como resultado de um fluxo de fluido restrição ou um bloqueio no caminho de fluxo de fluido de desvio pode ser mais fácil de identificar. Em particular, quaisquer variações na tensão detectada na tubulação no injetor de tubulação surgindo como resultado de quais- quer detritos, incrustações, material particulado ou semelhantes no ca- minho de fluxo de fluido de desvio podem ser mais fáceis de identificar. Tal válvula de abertura variável também pode servir para regular ou re- duzir quaisquer variações na pressão diferencial que surgem como re- sultado de quaisquer variações no tipo, viscosidade e/ou densidade do fluido fluindo através do caminho de fluxo de fluido de desvio. Em parti- cular, tal válvula de abertura variável também pode servir para regular quaisquer variações na pressão diferencial de pressão que surgem como resultado do uso de um gel de limpeza durante uma varredura de gel para remoção de detritos aprimorada. Consequentemente, o uso de tal válvula de abertura variável pode servir para reduzir a tensão máxima na tubulação que surge como resultado do uso de um gel de limpeza durante uma varredura de gel, reduzindo assim o risco de deformação da tubulação e/ou danos à tubulação.
[21] A válvula de abertura variável pode definir uma abertura va- riável com uma área de seção transversal que aumenta em resposta a um aumento na vazão de fluido através da abertura variável e diminui em resposta a uma diminuição na vazão de fluido através da abertura variável ao longo de uma faixa de fluido vazões. Isso pode servir para reduzir quaisquer variações na pressão diferencial através da cabeça de limpeza e, portanto, reduzir as variações no impulso exercido sobre a cabeça de limpeza na presença de variações na vazão de fluido no conduíte de fluido ao longo da faixa de vazões de fluido.
[22] A válvula de abertura variável pode definir uma abertura va- riável com uma área em seção transversal que é proporcional ao qua- drado da vazão de fluido através da abertura variável ao longo de uma faixa de vazões de fluido. A pressão diferencial através da cabeça de limpeza pode ser proporcional ao quadrado da razão da vazão de fluido através da abertura variável para a área da seção transversal da aber- tura variável ao longo da faixa de vazões de fluido.
[23] Uma abertura variável com uma área de seção transversal que é proporcional ao quadrado da vazão de fluido através da abertura variável ao longo da faixa de vazões de fluido pode fornecer uma pres- são diferencial constante através da cabeça de limpeza ao longo da faixa de vazões de fluido e, portanto, faz com que um impulso constante seja exercido no corpo da cabeça de limpeza. Isso pode permitir que a vazão de fluido pelo espaço anular no lado de entrada da cabeça de limpeza seja ajustada sem variar a força de tração exercida na tubula- ção pela cabeça de limpeza e, portanto, sem tornar mais difícil identificar ou detectar uma restrição ou bloqueio no conduíte de fluido e/ou uma restrição ou bloqueio no caminho de fluxo de fluido de desvio da cabeça de limpeza durante a limpeza do conduíte de fluido de variações detec- tadas na tensão na tubulação.
[24] A válvula de abertura variável pode compreender um mem- bro de válvula móvel, uma sede de válvula e um arranjo de polarização, em que o arranjo de polarização inclina o membro de válvula em direção à sede de válvula e em que o fluxo de fluido através do caminho de fluxo de fluido de desvio impele o membro de válvula a se mover para longe da sede da válvula contra a polarização do arranjo de polarização.
[25] O arranjo de polarização pode compreender um membro re- siliente, como uma mola de compressão.
[26] O caminho de fluxo de fluido de desvio pode ser espaço anu- lar.
[27] O caminho de fluxo de fluido de jato pode ser localizado ra- dialmente para dentro do caminho de fluxo de fluido de desvio.
[28] O corpo pode compreender um membro interno, em que o membro interno define o caminho de fluxo de fluido de jato internamente do mesmo.
[29] O corpo pode compreender um membro externo disposto em torno do membro interno.
[30] Uma superfície externa do membro interno e uma superfície interna do membro externo podem definir pelo menos uma parte do ca- minho de fluxo de fluido de desvio entre as mesmas.
[31] O corpo pode compreender um flange. O flange pode ter uma seção transversal que corresponde, ou que é comparável a, uma seção transversal de uma superfície interna do conduíte de fluido.
[32] O corpo pode compreender um ou mais flanges. Cada flange pode ter uma seção transversal que corresponde, ou que é comparável a, uma seção transversal de uma superfície interna do conduíte de flu- ido.
[33] O corpo pode compreender um ou mais componentes de flange ou conjuntos de flange. Cada componente de flange ou cada con- junto de flange pode compreender pelo menos um flange tendo uma seção transversal que corresponde, ou que é comparável a, uma seção transversal de uma superfície interna do conduíte de fluido.
[34] Cada componente de flange ou cada conjunto de flange pode ser montado no membro externo.
[35] A cabeça de jato pode girar em relação ao corpo.
[36] A cabeça de jato pode ser rotativa em relação ao corpo em resposta a um fluxo de fluido de jato ao longo do caminho de fluxo de fluido de jato e através de uma ou mais aberturas de jato.
[37] De acordo com um aspecto ou modalidade da presente di- vulgação, é fornecido um sistema de limpeza para uso na limpeza de um conduíte de fluido para transportar hidrocarbonetos e/ou um condu- íte de fluido em um furo de poço de hidrocarboneto, o sistema de lim- peza compreendendo:
[38] a cabeça de limpeza conforme descrito acima;
[39] uma bomba de jato de fluido;
[40] um comprimento de tubulação que define um caminho de fluxo de fluido de tubulação, em que uma extremidade da tubulação está conectada à porta de entrada de fluido de jato da cabeça de limpeza de modo que o caminho de fluxo de fluido de tubulação esteja em comuni- cação de fluxo de fluido com o caminho de fluxo de fluido de jato e a outra extremidade da tubulação é conectada à bomba de fluido de jato;
[41] um aparelho injetor de tubulação para injetar a tubulação e/ou retrair a tubulação do conduíte de fluido; e
[42] um arranjo de controle de pressão para conter pressão den- tro do conduíte de fluido, em que o arranjo de controle de pressão é configurado para fornecer uma vedação com uma superfície externa da tubulação, embora permitindo que a tubulação seja injetada e/ou retra- ída do conduíte de fluido.
[43] O sistema de limpeza pode compreender um sensor de ten- são para detectar a tensão na tubulação.
[44] O sensor de tensão pode ser fornecido com, ou como parte do aparelho injetor de tubulação.
[45] A tubulação pode compreender tubulação composta.
[46] A tubulação composta pode compreender um polímero ou um material plástico.
[47] A tubulação composta pode compreender um ou mais ele- mentos de reforço.
[48] Cada elemento de reforço pode compreender pelo menos um dentre Kevlar, fibra de vidro, fibra de carbono e um metal.
[49] O um ou mais elementos de reforço podem ser fornecidos em uma camada de reforço.
[50] O um ou mais elementos de reforço podem ser incorporados em uma matriz.
[51] A matriz pode compreender um polímero ou um material plástico.
[52] A tubulação pode compreender uma camada de plástico ex- terna ou luva.
[53] A camada de plástico externa ou luva pode compreender po- liamida ou HDPE.
[54] De acordo com um aspecto ou modalidade da presente di- vulgação, é fornecido um método de limpeza para uso na limpeza de um conduíte de fluido para transportar hidrocarbonetos e/ou um condu- íte de fluido em um furo de poço de hidrocarboneto, o método de lim- peza compreendendo:
[55] conectar a porta de entrada de fluido de jato da cabeça de limpeza como descrito acima a uma extremidade de um comprimento de tubulação de modo que o caminho de fluxo de fluido de jato da ca- beça de limpeza esteja em comunicação de fluxo de fluido com um ca- minho de fluxo de fluido de tubulação da tubulação;
[56] implantar a cabeça de limpeza no conduíte de fluido; e
[57] bombear fluido de desvio ao longo de um espaço anular de- finido entre uma superfície externa da tubulação e uma superfície in- terna do conduíte de fluido em um lado de entrada da cabeça de limpeza e através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável para um lado de saída da cabeça de limpeza para assim forne- cer um impulso na cabeça de limpeza; e
[58] bombear fluido de jato através do caminho de fluxo de fluido de tubulação, o caminho de fluxo de fluido de jato e para fora de uma ou mais aberturas de jato para o conduíte de fluido no lado de saída da cabeça de limpeza.
[59] O método pode compreender controlar uma taxa na qual a tubulação é injetada e/ou retraída do conduíte de fluido. Por exemplo, o método pode compreender controlar uma taxa na qual a tubulação é injetada e/ou retraída do conduíte de fluido enquanto bombeia o fluido de desvio ao longo do espaço anular e através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável. Uma combinação do impulso controlado ou constante na cabeça de limpeza e a taxa contro- lada de injeção da tubulação no conduíte de fluido pode fornecer uma taxa muito controlada de penetração da tubulação e da cabeça de lim- peza no conduíte de fluido. Isso pode aumentar a eficiência com a qual a incrustação, detritos, cera de matéria acumulada e/ou hidratos são removidos do interior do conduíte de fluido conforme a cabeça de lim- peza avança ao longo do conduíte de fluido.
[60] O método pode compreender bombear o fluido de jato atra- vés do caminho de fluxo de fluido de tubulação, o caminho de fluxo de fluido de jato e para fora de uma ou mais aberturas de jato no conduíte de fluido em um lado de saída da cabeça de limpeza enquanto bombeia o fluido de desvio ao longo do espaço anular através o caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável e/ou enquanto con- trola uma taxa na qual a tubulação é injetada e/ou retraída do conduíte de fluido. Isso pode aumentar a eficiência com a qual a incrustação, de- tritos, cera de matéria acumulada e/ou hidratos são removidos do inte- rior do conduíte de fluido por jatos do fluido de jato saindo de uma ou mais aberturas de jato.
[61] O método pode compreender detectar ou monitorar a tensão na tubulação.
[62] O método pode compreender detectar ou monitorar a tensão na tubulação em ou próximo a um injetor de tubulação para injetar a tubulação e/ou retrair a tubulação do conduíte de fluido.
[63] Tal método pode permitir que um usuário ou operador iden- tifique ou detecte mais facilmente uma restrição ou bloqueio no conduíte de fluido e/ou uma restrição ou bloqueio no caminho de fluxo de fluido de desvio da cabeça de limpeza durante a limpeza do conduíte de fluido de variações detectadas em tensão na tubulação, mesmo na presença de variações nas vazões de fluido.
[64] O método pode compreender variar, em resposta a uma mu- dança detectada na tensão na tubulação, pelo menos um dentre:
[65] uma taxa de bombeamento do fluido de desvio ao longo do espaço anular;
[66] uma pressão do fluido de desvio no espaço anular;
[67] uma mudança em pelo menos um dentre um tipo, composi- ção, densidade e viscosidade do fluido de desvio;
[68] uma taxa de bombeamento de um fluido de jato ao longo da tubulação;
[69] uma pressão do fluido de jato na tubulação;
[70] uma mudança em pelo menos um dentre um tipo, composi- ção, densidade e viscosidade do fluido de jato;
[71] uma taxa de injeção da tubulação no conduíte de fluido; e
[72] uma taxa de retração da tubulação do conduíte de fluido.
[73] O método pode compreender o bombeamento de fluido de desvio ao longo do espaço anular através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável para fornecer um impulso no corpo da cabeça de limpeza de até 5.000 kg, até 2.000 kg, até 1.000 kg ou mais a 400 kg.
[74] O método pode compreender bombear fluido de desvio ao longo do espaço anular através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável para fornecer um diferencial de pressão através da cabeça de limpeza de menos de 6,9 bar (aproximadamente 100 psi), de menos de 3,5 bar (aproximadamente 50 psi ) ou inferior a 2,1 bar (aproximadamente 30 psi).
[75] O método pode compreender bombear o fluido de desvio ao longo do espaço anular através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável a uma taxa de até 5.000 litros por mi- nuto, a uma taxa de até 2.000 litros por minuto, a uma taxa de até 1.000 litros por minuto ou a uma taxa de até 150 litros por minuto. Essas altas vazões de fluido de desvio podem significar que qualquer incrustação, detritos, matéria acumulada, cera e/ou hidratos removidos do interior do conduíte de fluido pela cabeça de limpeza são eficientemente varridos pelo fluxo de fluido de desvio de um lado de saída da limpeza siga em direção a uma saída do conduíte de fluido.
[76] O fluido de desvio pode compreender o fluido existente pre- sente no conduíte de fluido antes da cabeça de limpeza ser implantada no conduíte de fluido.
[77] O fluido de desvio pode compreender pelo menos um dentre fluido produzido a partir de um ou mais furos de poços, fluido de hidro- carboneto, água, salmoura e um fluido de limpeza ou gel.
[78] O método pode compreender bombear o fluido de jato na tu- bulação a uma taxa de até 500 litros por minuto, a uma taxa de até 200 litros por minuto, a uma taxa de até 100 litros por minuto ou a uma taxa de até 80 litros por minuto.
[79] O método pode compreender a variação da pressão na qual o fluido de jato é bombeado para a tubulação de acordo com o compri- mento da tubulação entre uma bomba de fluido de jato e a cabeça de limpeza.
[80] O método pode compreender o aumento da pressão na qual o fluido de jato é bombeado para a tubulação conforme o comprimento da tubulação entre a bomba de fluido de jato e a cabeça de limpeza aumenta.
[81] O método pode compreender o bombeamento do fluido de jato na tubulação a uma pressão de até 690 bar (aproximadamente
10.000 psi). O uso de tais pressões de fluido de jato pode fornecer um ou mais jatos de alta pressão de fluido de jato para remover de forma eficiente incrustação, detritos, cera de matéria acumulada e/ou hidratos do interior do conduíte de fluido em um lado de saída da cabeça de limpeza.
[82] O fluido de jato pode compreender o fluido existente pre- sente no conduíte de fluido antes da cabeça de limpeza ser implantada no conduíte de fluido.
[83] O fluido de jato pode compreender pelo menos um dentre fluido produzido a partir de um ou mais furos de poços, fluido de hidro- carboneto, água, salmoura e um fluido de limpeza.
[84] O método pode compreender girar a cabeça de jato em rela- ção ao corpo. Por exemplo, a cabeça de limpeza pode ser configurada de modo que bombear o fluido de jato ao longo do caminho de fluxo do fluido de jato e para fora de uma ou mais aberturas de jato pode fazer com que a cabeça de jato gire em relação ao corpo, resultando em jatos rotativos de fluido que podem tirar incrustações, detritos, cera de maté- ria acumulada e/ou hidratos do interior do conduíte de fluido no lado de saída da cabeça de limpeza. A combinação do uso de tais jatos de fluido rotativos de alta pressão com a taxa muito controlada de penetração da cabeça de limpeza no conduíte de fluido pode aumentar a eficiência com a qual os jatos de fluido de alta pressão tiram incrustação, detritos, cera de matéria acumulada e/ou hidratos do interior do conduíte de fluido. Além disso, o fluxo de fluido de desvio de alta vazão pode varrer a in- crustação despojada, detritos, cera de matéria acumulada e/ou hidratos para longe em direção a uma saída do conduíte de fluido.
[85] O método pode compreender a recuperação da cabeça de limpeza do conduíte de fluido.
[86] A recuperação da cabeça de limpeza do conduíte de fluido pode compreender cessar o bombeamento do fluido de desvio ao longo do espaço anular através do caminho de fluxo de fluido de desvio e da válvula de abertura variável.
[87] A recuperação da cabeça de limpeza do conduíte de fluido pode compreender cessar o bombeamento do fluido de jato através do caminho de fluxo de fluido de tubulação, o caminho de fluxo de fluido de jato e para fora de uma ou mais aberturas de jato no conduíte de fluido no lado de saída da cabeça de limpeza.
[88] A recuperação da cabeça de limpeza do conduíte de fluido pode compreender a vedação do conduíte de fluido no lado de saída da cabeça de limpeza.
[89] A recuperação da cabeça de limpeza do conduíte de fluido pode compreender retrair a tubulação do conduíte de fluido.
[90] A recuperação da cabeça de limpeza do conduíte de fluido pode compreender retrair a tubulação do conduíte de fluido até que a cabeça de limpeza se torne hidraulicamente travada dentro do conduíte de fluido.
[91] A recuperação da cabeça de limpeza do conduíte de fluido pode compreender bombear fluido através do caminho de fluxo de fluido de tubulação, o caminho de fluxo de fluido de jato e para fora de uma ou mais aberturas de jato no conduíte de fluido no lado de saída da cabeça de limpeza para fornecer um impulso sobre a cabeça de lim- peza. Isso pode causar um aumento na pressão no lado de saída da cabeça de limpeza contra a válvula ou vedação usada para vedar o con- duíte de fluido, criando assim um impulso na cabeça de limpeza que pode auxiliar na recuperação da cabeça de limpeza do conduíte de flu- ido.
[92] A recuperação da cabeça de limpeza do conduíte de fluido pode compreender ainda retrair a tubulação do conduíte de fluido.
[93] Recuperar a cabeça de limpeza do conduíte de fluido pode compreender bombear água ou salmoura para o espaço anular.
[94] A tubulação pode compreender tubulação composta.
[95] A tubulação composta pode compreender um polímero ou um material plástico.
[96] A tubulação composta pode compreender um ou mais ele- mentos de reforço.
[97] Cada elemento de reforço pode compreender pelo menos um dentre Kevlar, fibra de vidro, fibra de carbono e um metal.
[98] O um ou mais elementos de reforço podem ser fornecidos em uma camada de reforço.
[99] O um ou mais elementos de reforço podem ser incorporados em uma matriz.
[100] A matriz pode compreender um polímero ou um material plástico.
[101] A tubulação pode compreender uma camada de plástico ex- terna ou luva.
[102] A camada de plástico externa ou luva pode compreender po- liamida ou HDPE. Breve descrição dos desenhos
[103] Cabeças de limpeza, sistemas de limpeza e métodos de lim- peza para uso na limpeza de um conduíte de fluido para o transporte de hidrocarbonetos e/ou um conduíte de fluido em um furo de poço de hi- drocarboneto são descritos neste documento por meio de exemplo não limitativo apenas com referência aos seguintes desenhos, dos quais:
[104] A Figura 1 é um esquema de uma instalação submarina de produção de hidrocarbonetos e um aparelho de limpeza para limpar um sistema de conduíte de fluido da instalação submarina de produção de hidrocarbonetos;
[105] A Figura 2 é um esquema de um sistema de limpeza para limpar um sistema de conduíte de fluido, como o sistema de conduíte de fluido da instalação de produção de hidrocarboneto submarina da Figura 1;
[106] A Figura 3A mostra uma cabeça de limpeza do sistema de limpeza da Figura 2;
[107] A Figura 3B mostra uma seção transversal em X-X da ca- beça de limpeza da Figura 3A;
[108] A Figura 4A ilustra um método de implantação da cabeça de limpeza da Figura 3A em um sistema de conduíte de fluido;
[109] A Figura 4B ilustra um método de limpeza usando a cabeça de limpeza da Figura 3A para remover incrustações, detritos, cera de matéria acumulada e/ou hidratos de um sistema de conduíte de fluido; e
[110] A Figura 4C ilustra um método para recuperar a cabeça de limpeza da Figura 3A de um sistema de conduíte de fluido. Descrição detalhada dos desenhos
[111] Um versado na técnica entenderá que uma ou mais das ca- racterísticas das modalidades descritas abaixo com referência aos de- senhos podem produzir efeitos ou fornecer vantagens quando usadas isoladamente de uma ou mais das outras características das modalida- des e que diferentes combinações das características são possíveis, ex- ceto as combinações específicas das características das modalidades descritas abaixo.
[112] Com referência inicialmente à Figura 1, é mostrada uma ins- talação de produção de hidrocarboneto submarina, geralmente desig- nada por 1, que inclui um navio 2 de armazenamento e descarrega- mento de produção flutuante (FPSO) acoplado a uma tubulação subma- rina 4 através de um par de risers flexíveis 5a, 5b. Os risers flexíveis 5a, 5b são acoplados à tubulação submarina 4 por Válvulas de Isolamento Submarino (SSIVs) 6a, 6b. Os risers 5a, 5b e a tubulação submarina 4 definem um loop de pig, geralmente designado por 8, que pode ter vá- rios quilômetros de comprimento. A tubulação submarina 4 está ligada a vários poços submarinos por meio de coletores 7. Também mostrado na Figura 1 é um aparelho de limpeza 10 localizado no navio de FPSO 2 para um sistema de limpeza para uso na limpeza dos risers flexíveis 5a, 5b e/ou a tubulação submarina 4.
[113] A Figura 2 mostra um sistema de limpeza, geralmente desig- nado como 9, incluindo o aparelho de limpeza geralmente designado 10, tubulação na forma de tubulação composta 18 e uma cabeça de limpeza geralmente designada 47 acoplada a uma extremidade distal da tubulação composta 18. Na Figura 2, o aparelho de limpeza 10 é mostrado acoplado a um conduíte de fluido 54. O conduíte de fluido 54 pode ser configurado para transportar hidrocarbonetos e/ou pode estar localizado em um furo de poço de hidrocarboneto. O conduíte de fluido 54 pode fazer parte de um sistema de conduíte de fluido 12. Por exem- plo, o conduíte de fluido 54 pode ser um dos risers 5a, 5b ou a tubulação submarina 4 da instalação de produção de hidrocarboneto 1 da Figura
1. Adicional ou alternativamente, o conduíte de fluido 54 pode ser um tubo de exportação ou uma linha de exportação.
[114] O aparelho de limpeza 10 compreende um injetor de tubula- ção geralmente designado 14 e um conjunto de controle de pressão,
geralmente designado 15. O conjunto de controle de pressão 15 com- preende um arranjo de válvula 16, um removedor 36 e um alojamento
34. O aparelho de limpeza 10 define um orifício interno (não mostrado), para receber a tubulação composta 18. O sistema de limpeza 2 inclui um carretel de armazenamento de tubo 22 para armazenar a tubulação composta 18, uma bomba de jato 26 e um tanque 28. O carretel de ar- mazenamento de tubo 22 pode armazenar várias dezenas ou mesmo muitas centenas de metros da tubulação composta 18. Uma extremi- dade proximal 24 da tubulação composta 18 é conectada à bomba de jato 26, que bombeia fluido de limpeza do tanque 28.
[115] A tubulação composta 18 é selecionada para ter flexibilidade suficiente para permitir que ela passe por uma ampla gama de sistemas de conduíte. No entanto, a tubulação composta também deve ser ro- busta o suficiente para suportar as forças experimentadas no uso nor- mal e ter uma classificação de pressão suficiente para uso em um sis- tema de jato de alta pressão, que pode, por exemplo, operar entre 10kpsi (ou 69.000 KPa) e 20kpsi (ou 138.000 KPa). A tubulação com- posta 18 deve também ter resistência ao esmagamento suficiente para permitir que ele seja passado através do separador 36. A tubulação composta 18 compreende um núcleo interno de plástico formado de po- liamida rodeado por várias camadas de fio de aço trançado. Uma ca- mada externa de plástico de poliamida envolve as camadas de arame trançado. As camadas trançadas funcionam para fornecer resistência ao esmagamento das forças experimentadas pelo separador 36 e/ou o injetor de tubulação 14, e o núcleo de plástico interno em conjunto com as camadas trançadas fornece a tubulação composta com capacidade de alta pressão. A camada de plástico externa fornece à tubulação com- posta 18 com a suavidade necessária para mitigar as forças de atrito experimentadas quando a tubulação composta é executada no conduíte de fluido. Um exemplo de tubulação composta adequada é a mangueira de ultra alta pressão 2240N-16V30 comercializada pela Hydrasun Ltd. Esta tubulação composta 18 tem um diâmetro externo de 37 mm, um diâmetro interno de 25 mm e um raio de curvatura mínimo de 300 mm, o que é uma boa combinação de manuseio de pressão, volume de fluxo, rigidez e flexibilidade e resistência ao esmagamento para as aplicações previstas. Será apreciado que outra tubulação composta pode ser usada.
[116] O aparelho de limpeza 10 compreende um acoplamento 20 para conectar o aparelho de limpeza 10 a uma abertura do sistema de conduíte de fluido 12. Neste caso, a abertura é definida por uma ramifi- cação lateral 30 para o conduíte de fluido 54. A ramificação lateral 30 está localizada em um ângulo agudo para uma seção reta do conduíte de fluido 54, embora outras modalidades possam ter aberturas em dife- rentes locais ao longo do conduíte de fluido 54 e com diferentes orien- tações. Uma válvula de isolamento 32 está localizada na abertura da ramificação lateral 30, para reter a pressão do fluido dentro do sistema de conduíte de fluido 12. O aparelho de limpeza 10 acopla-se ao sistema de conduíte de fluido 12 acima da válvula de isolamento 32. A ramifica- ção lateral 30 é apenas uma exemplo de uma entrada adequada para o sistema de conduíte de fluido 12.
[117] Convenientemente, a ramificação lateral 30 pode ser encai- xada no sistema de conduíte de fluido 12 durante um período de desli- gamento. Tais períodos de desligamento ocorrem em intervalos (por exemplo, para fins de manutenção convencional), e a ramificação lateral 30 ou outro tipo de entrada pode ser encaixado no sistema de conduíte de fluido 12 durante este tempo. A válvula de isolamento 32 será fe- chada antes que o fluxo seja reintroduzido no conduíte de fluido 54.
[118] O arranjo de válvula 16 compreende um sistema de segu- rança contra estouros (não mostrado) que fornece um mecanismo de segurança adicional. O sistema de segurança contra estouros 16 é um sistema de segurança contra estouros de cisalhamento e vedação, que tem a capacidade de cortar ou de outra forma separar uma linha de fluxo de limpeza introduzida no sistema de conduíte de fluido 12 através do aparelho de limpeza 10. Esta modalidade também compreende uma câ- mara 34 que funciona como um lubrificador, fornecer uma câmara de acesso para acoplar a cabeça de limpeza 47 à extremidade distal da tubulação composta 18.
[119] Opcionalmente, um dispositivo de desvio (não mostrado) pode ser fornecido para criar uma saída de fluido para fluido no espaço anular entre a tubulação composta 18 introduzida e a superfície interna da ramificação lateral 30 para o sistema de conduíte de fluido 12.
[120] O removedor 36 compreende elementos de empacotamento internos (não mostrados) que definem uma porção do furo interno atra- vés do aparelho de limpeza 10. Os elementos de empacotamento são formados de um material elastomérico, disposto para fornecer uma ve- dação de fluido com a superfície externa do tubulação composta 18 à medida que passa através do aparelho de limpeza 10. Os elementos de empacotamento são operáveis para serem acionados contra a superfí- cie externa da tubulação composta 18 e, neste caso, são acionados pela introdução de pressão hidráulica em uma câmara fora da embalagem elementos. Em outras modalidades, os elementos de pack off podem ser acionados mecanicamente. O removedor 36 permite que a tubula- ção composta 18 passe através do aparelho de limpeza 10 enquanto retém pressão no sistema de conduíte de fluido 12 abaixo do removedor
36.
[121] O injetor de tubulação 14 compreende um arranjo de aciona- mento na forma de um mecanismo de acionamento 38 para empurrar e puxar a tubulação composta 18 para dentro e para fora do sistema de conduíte de fluido 12 através do conjunto de controle de pressão 15. O mecanismo de acionamento 38 compreende um arranjo de elementos de aperto 40, com os membros de aperto 40 montados em correntes 42 correspondentes acionadas por engrenagens correspondentes 44. O in- jetor de tubulação 14 inclui ainda um sensor de tensão (não mostrado explicitamente) para detectar uma tensão na tubulação composta 18 no injetor de tubulação 14.
[122] As Figuras 3A e 3B mostram a cabeça de limpeza 47 em mais detalhes localizada dentro do conduíte de fluido 54 a ser limpo. A cabeça de limpeza 47 assume a forma de um jato de jato que inclui um corpo geralmente designado por 60, uma cabeça de jato geralmente de- signada por 80 e uma válvula de abertura variável geralmente desig- nada por 90. A cabeça de limpeza 47 define um eixo 61 que, em uso, está alinhado com um eixo do conduíte de fluido 54.
[123] O corpo 60 tem uma superfície radialmente externa tendo uma seção transversal que corresponde, ou que é comparável a, uma seção transversal de uma superfície radialmente interna do conduíte de fluido 54 a ser limpo. Especificamente, o corpo 60 compreende um par de flanges 78, em que cada flange 78 tem uma superfície radialmente externa tendo uma seção transversal que corresponde, ou que é com- parável a, uma seção transversal de uma superfície interna do conduíte de fluido 54. corpo 60 define um lado de entrada 63 que inclui uma su- perfície que é exposta a fluido no conduíte de fluido 54 em um lado dos flanges 78 e um lado de saída 67 que inclui uma superfície que é ex- posta a fluido no conduíte de fluido 54 no outro lado dos flanges 78.
[124] O corpo 60 define uma porta de entrada de fluido de jato 62 no lado de entrada 63 do corpo 60 para conexão à tubulação composta 18, uma porta de saída de fluido de jato 66 no lado de saída 67 do corpo 60 e um caminho de fluxo de fluido de jato da porta de entrada de fluido de jato 62 para a porta de saída de fluido de jato 66. O corpo 60 define ainda uma porta de entrada de fluido de desvio espaço anular 70 no lado de entrada 63 do corpo 60, uma pluralidade de portas de saída de fluido de desvio 72 no lado de saída 67 do corpo 60 e um caminho de fluxo de fluido de desvio da porta de entrada de fluido de desvio espaço anular 70 para a pluralidade de portas de saída de fluido de desvio 72. O caminho de fluxo de fluido de desvio é separado do caminho de fluxo de fluido de jato.
[125] Como pode ser observado a partir da Figura 3B, o caminho de fluxo de fluido de desvio é geralmente espaço anular e o caminho de fluxo de fluido de jato está localizado radialmente para dentro do cami- nho de fluxo de fluido de desvio. Especificamente, o corpo 60 inclui um membro interno 74, em que o membro interno 74 define o trajeto de fluxo de fluido de jato internamente do mesmo. O corpo 60 inclui ainda um membro externo 76 disposto em torno do membro interno 74. Uma su- perfície externa do membro interno 74 e uma superfície interna do mem- bro externo 76 definem o caminho de fluxo de fluido de desvio entre as mesmas. Cada um dos flanges 78 é montado no membro externo 76.
[126] A cabeça de jato 80 inclui um corpo 82 definindo uma ou mais aberturas de jato 84. O corpo 82 da cabeça de jato 80 é acoplado à porta de saída de fluido de jato 66 de modo que uma ou mais aberturas de jato 84 estejam em comunicação de fluxo de fluido com o caminho do fluxo de fluido de jato. Em uso, a cabeça de jato 80 é rotativa em relação ao corpo 60 como consequência de um fluxo de fluido através do caminho de fluxo de fluido de jato e para fora de uma ou mais aber- turas de jato 84.
[127] A válvula de abertura variável 90 define uma abertura variá- vel que varia em resposta a uma variação na vazão de fluido através do caminho de fluxo de fluido de desvio. A válvula de abertura variável 90 inclui um elemento de válvula espaço anular geralmente móvel 92, uma sede de válvula 94 e um arranjo de polarização na forma de uma mola de compressão 96. Como pode ser observado na Figura 3, a sede de válvula 94 é definida por uma superfície interna do membro externo 76.
A mola de compressão 96 desvia o membro de válvula 92 em direção à sede de válvula 94.
[128] Em uso, a válvula de abertura variável 90 regula ou reduz as variações em uma pressão diferencial entre uma pressão de fluido de entrada atuando em um lado de entrada da cabeça de limpeza 47 e uma pressão de fluido de saída atuando em um lado de saída da cabeça de limpeza 47, cujas variações na pressão diferencial surgem como resul- tado de quaisquer variações na vazão de fluido no caminho de fluxo de fluido de desvio. Regulando ou reduzindo as variações no diferencial de pressão desta forma, regula ou reduz as variações no impulso exercido na cabeça de limpeza 47 que surgem como resultado das variações na vazão de fluido no conduíte de fluido 54 e, portanto, regula ou reduz as variações na tensão na tubulação composta 18 detectada no injetor de tubulação 14, cujas variações na tensão surgem como resultado das variações na vazão de fluido no conduíte de fluido 54. Isso pode tornar mais fácil identificar quaisquer variações na tensão na tubulação com- posta 18 detectada no injetor de tubulação 14 ocorrendo como resultado da cabeça de limpeza 47 encontrando uma restrição ou um bloqueio no conduíte de fluido 54, por exemplo, devido a um acúmulo de detritos, incrustações, material particulado, hidrato ou cera na superfície interna do conduíte de fluido 54.
[129] Da mesma forma, regular ou reduzir quaisquer variações na pressão diferencial através da cabeça de limpeza 47, cujas variações na pressão diferencial surgem como resultado de quaisquer variações na vazão de fluido no caminho de fluxo de fluido de desvio, pode signi- ficar que quaisquer variações na tensão na tubulação composta 18 de- tectada no injetor de tubulação 14 resultante de uma restrição de fluxo de fluido ou um bloqueio no caminho de fluxo de fluido de desvio pode ser mais fácil de identificar. Em particular, quaisquer variações na ten-
são na tubulação composta 18 detectada no injetor de tubulação 14 re- sultante da presença de quaisquer detritos, incrustações, material parti- culado ou semelhantes no caminho de fluxo de fluido de desvio pode ser mais fácil de identificar.
[130] Tal válvula de abertura variável 90 também pode servir para regular ou reduzir quaisquer variações na pressão diferencial através da cabeça de limpeza 47 decorrentes de quaisquer variações no tipo, vis- cosidade e/ou densidade do fluido fluindo através do caminho de fluxo de fluido de desvio. Em particular, tal válvula de abertura variável 90 também pode servir para regular ou reduzir quaisquer variações na pressão diferencial que surgem como resultado do uso de um gel de limpeza durante uma varredura de gel para remoção de detritos aprimo- rada. Consequentemente, o uso de tal válvula de abertura variável 90 pode servir para reduzir a tensão máxima na tubulação composta 18 que surge como resultado do uso de um gel de limpeza durante uma varredura de gel, reduzindo assim o risco de deformação da tubulação composta 18 e/ou dano à tubulação composta 18.
[131] Especificamente, a válvula de abertura variável 90 define uma abertura variável entre o elemento de válvula 92 e a sede de vál- vula 94, cuja abertura variável tem uma área de seção transversal que aumenta em resposta a um aumento na vazão de fluido através da aber- tura variável e diminui em resposta a uma diminuição na vazão de fluido através da abertura variável ao longo de uma faixa de vazões de fluido. Mais especificamente, a válvula de abertura variável 90 define uma abertura variável com uma área em seção transversal que é proporcio- nal ao quadrado da vazão de fluido através da abertura variável ao longo de uma faixa de vazões de fluido. A pressão diferencial através da ca- beça de limpeza 47 é geralmente proporcional ao quadrado da razão da vazão de fluido através da abertura variável para a área da seção trans- versal da abertura variável ao longo da faixa de vazões de fluido. Assim,
uma abertura variável com uma área de seção transversal que é pro- porcional ao quadrado da vazão de fluido através da abertura variável ao longo da faixa de vazões de fluido pode fornecer uma pressão dife- rencial constante através da cabeça de limpeza 47 ao longo da faixa de vazões de fluido e pode, portanto, aplicar uma força de tração constante à extremidade distal da tubulação composta 18.
[132] Um método de limpeza será agora descrito para uso na lim- peza do conduíte de fluido 54. O injetor de tubulação 14 deve ser capaz de empurrar a tubulação composta 18 contra a resistência da pressão de fluido no sistema de conduíte de fluido 8, contato de fricção entre a tubulação composta 18 e a superfície interna do sistema de conduíte de fluido 12, bem como a resistência apresentada pelo conjunto de controle de pressão 15. O injetor de tubulação 14 deve, adicionalmente, ser ca- paz de retirar a tubulação composta 18 do sistema de conduíte de fluido 12 contra o peso do comprimento de tubulação composta 18 que foi implantada. Nesta modalidade, o injetor de tubulação 14 é capaz de aplicar uma força de empurrar e/ou puxar equivalente a cerca de 9.071 kg (aproximadamente 20.000 libras) de peso. Injetores de tubulação com outras capacidades de empurrar/puxar podem ser usados em ou- tras modalidades, embora aumentar a potência do injetor de tubulação 14 tenda a aumentar o tamanho e o peso do equipamento e, portanto, um compromisso apropriado entre potência e tamanho é necessário. O injetor de tubulação 14 também está equipado para realizar "testes de tração" durante a implantação da tubulação composta 18. Em intervalos regulares durante a implantação da tubulação composta 18, o bombea- mento de fluido através da tubulação composta 18 é interrompido. O injetor de tubulação 14 puxa para trás a tubulação composta 18 inver- tendo a direção do mecanismo de acionamento e mede a força neces- sária para retirar a tubulação composta 18 em um curto comprimento do sistema de conduíte de fluido 8. Se a força necessária exceder um limite predefinido (que se aproxima da força de tração máxima atingível pelo injetor de tubulação 14), então um aviso pode ser fornecido a um ope- rador para indicar que a tubulação composta 18 está se aproximando de seu comprimento máximo de implantação, e/ou que existe a possibi- lidade de que a tubulação composta 18 está ficando presa.
[133] Em uso, o aparelho de limpeza 10 é montado inserindo a tu- bulação composta 18 no injetor de tubulação 14 e alimentando a tubu- lação composta 18 através do removedor 36 antes que os elementos de empacotamento dentro do removedor 36 sejam acionados. Quando uma extremidade distal 46 da mangueira foi passada através do equi- pamento de controle de pressão 15, a cabeça de limpeza 47 pode ser encaixada na extremidade 46 da tubulação composta 18 na câmara de acesso 34. Especificamente, a tubulação composta 18 está conectada ao orifício de entrada de fluido de jato 62 da cabeça de limpeza 47 de modo que o caminho de fluxo de fluido de jato da cabeça de limpeza 47 esteja em comunicação de fluxo de fluido com um caminho de fluxo de fluido de tubulação 100 da tubulação composta 18, a cabeça de limpeza 47 é implantada no conduíte de fluido 54 para ser limpo.
[134] A cabeça de limpeza 47 não é capaz de passar através do removedor 36. A cabeça de limpeza 47 é, no entanto, capaz de passar através do orifício definido pela câmara 34, acoplamento 20 e válvula de isolamento 32. A cabeça de limpeza 47 pode, portanto, ser fixada ao tubulação composta 18 abaixo do sistema de segurança contra estouros 16 e do removedor 36 e pode, subsequentemente, ser retirada para a câmara 34 antes do aparelho 10 ser anexado ao sistema de conduíte de fluido 12. Com a cabeça de limpeza 47 na câmara 34, o removedor 36 é acionado para empacotar em torno da tubulação composta 18. Com a tubulação composta 18 alimentada através e vedada pelo sepa- rador 36, o aparelho de limpeza 10 é acoplado ao sistema de conduíte de fluido 12 pelo acoplamento 20. A válvula de isolamento 32 é aberta para expor a tubulação composta 18 e o furo definido pelas partes infe- riores do aparelho de limpeza 10 à pressão do sistema de conduíte de fluido 12. O aparelho de limpeza 10 permite que a tubulação composta 18 seja introduzida no fluido sistema de conduíte 12, enquanto o fluido de hidrocarboneto produzido está fluindo no sistema de conduíte de flu- ido 12. A tubulação composta 18 é então implantada pela injeção da tubulação composta 18 através do removedor 36 e ainda no sistema de conduíte de fluido 12.
[135] Como será descrito em mais detalhes abaixo, o fluxo de flu- ido no sistema de conduíte de fluido 12 transmite um impulso na cabeça de limpeza 47 e auxilia na implantação da tubulação composta 18 no sistema de conduíte de fluido 12. O impulso fornece ou mantém um grau de tensão na tubulação composta 18 suficiente para evitar travamento da tubulação composta 18 durante a implantação. Especificamente, como mostrado na Figura 4A, o fluido de desvio 52 é bombeado ao longo de um espaço anular 56 definido entre uma superfície externa da tubulação composta 18 e uma superfície interna do conduíte de fluido 54 em um lado de entrada 57 da cabeça de limpeza 47 e através do desviar o caminho de fluxo de fluido e a válvula de abertura variável 90 para fornecer um impulso regulado no lado de entrada 57 da cabeça de limpeza 47. Normalmente, o fluido de desvio é bombeado ao longo do espaço anular 56 e através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável 90 a uma taxa de aproximadamente 1.160 litros por minuto para fornecer um diferencial de pressão de aproxima- damente 2,1 bar (30 psi) e um impulso na cabeça de limpeza 47 de aproximadamente 1.500 kg. O fluido de desvio pode compreender pelo menos um dentre: fluido produzido a partir de um ou mais furos de po- ços, fluido de hidrocarboneto, água, salmoura e um fluido ou gel de lim- peza. Um versado na técnica entenderá que, se o fluido de desvio for o mesmo fluido que está normalmente presente no conduíte de fluido 54,
ou que normalmente flui ou é transportado através do conduíte de fluido 54, o mesmo fluido pode continuar a fluir através do conduíte de fluido 54 enquanto a limpeza é realizada.
[136] Uma vez que a vazão de fluido de desvio atingiu um valor estável e o impulso na cabeça de limpeza 47 atingiu aproximadamente
1.500 kg, o injetor de tubulação 14 é usado para controlar a taxa na qual a tubulação composta 18 é injetada no conduíte de fluido 54 enquanto bombeia do fluido de desvio 52 continua ao longo do espaço anular 56 e através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável 90. Uma combinação do impulso na cabeça de limpeza 47 e o uso do injetor de tubulação 14 para injetar a tubulação composta 18 no conduíte de fluido 54, pode fornecer uma taxa muito controlada de pe- netração da tubulação composta 18 e da cabeça de limpeza 47 no con- duíte de fluido 54. Isso pode aumentar a eficiência com a qual a cabeça de limpeza 47 remove incrustações, detritos, cera de matéria acumulada e/ou hidrata 50 do interior do sistema de conduíte de fluido 12. Por exemplo, isso pode aumentar a eficiência com a qual os flanges 78 ras- pam as incrustações, detritos, cera de matéria acumulada e/ou hidratos 50 do interior do sistema de conduíte de fluido 12 e/ou a eficiência com a qual jatos de alta pressão de jato de incrustação de tira de fluido, de- tritos, cera de matéria acumulada e/ou hidratos 50 do interior do sistema de conduíte de fluido 12.
[137] Para iniciar o jato, a bomba de jato 26 bombeia o fluido de jato 59 através do caminho de fluxo de fluido de tubulação 100, o cami- nho de fluxo de fluido de jato e para fora de uma ou mais aberturas de jato 84 para o conduíte de fluido 54 em um lado de saída 58 da cabeça de limpeza 47 conforme mostrado na Figura 4B. O fluido de jato 59 é tipicamente bombeado a uma taxa de aproximadamente 160 litros por minuto a uma pressão de aproximadamente 340 bar (aproximadamente
4.931 psi). O fluido de jato 59 pode compreender fluido existente pre- sente no conduíte de fluido 54 antes da cabeça de limpeza 47 ser im- plantada no conduíte de fluido 54. O fluido de jato 59 pode compreender pelo menos um de fluido produzido a partir de um ou mais furos de po- ços, fluido de hidrocarboneto, água, salmoura ou um fluido de limpeza. Um versado na técnica compreenderá que, se o fluido de jato for o mesmo fluido que está normalmente presente no conduíte de fluido 54, ou que normalmente flui ou é transportado através do conduíte de fluido 54, o mesmo fluido pode continuar a fluir através o conduíte de fluido 54 enquanto a limpeza é realizada.
[138] O bombeamento do fluido de jato ao longo do caminho de fluxo do fluido de jato e para fora de uma ou mais aberturas de jato 84 faz com que a cabeça de jato 80 gire em relação ao corpo 60, resultando em jatos rotativos de alta pressão de fluido que incrustação em tira, de- tritos, cera de matéria acumulada e/ou hidratos 50 do interior do sistema de conduíte de fluido 8 no lado de saída 58 da cabeça de limpeza 47. A combinação do uso de tais jatos de fluido rotativos de alta pressão com a taxa muito controlada de penetração da tubulação composta 18 e o cabeça de limpeza 47 no sistema de conduíte de fluido 12 pode aumen- tar a eficiência com a qual a incrustação, detritos, cera de matéria acu- mulada e/ou hidratos 50 são removidos do interior do sistema de con- duíte de fluido 12. Além disso, a alta vazão desvia o fluxo de fluido pode varrer incrustações removidas, detritos, cera de matéria acumulada e/ou hidratos para longe do lado de saída 58 da cabeça de limpeza 47 de forma eficiente em direção a uma saída do conduíte de fluido 54, redu- zindo assim o risco de uma restrição ou formação de bloqueio no con- duíte de fluido 54 a jusante da cabeça de limpeza 47. Se necessário, pode ser utilizado um sistema de filtração (que pode ser um simples filtro de fluido) para recolher detritos do fluido que escoa. O fluido pode ser armazenado em um tanque, tratado, reinjetado ou descartado.
[139] A bomba de jato 26 pode continuar a bombear fluido de jato 59 através do caminho de fluxo de fluido de tubulação 100, o caminho de fluxo de fluido de jato e para fora de uma ou mais aberturas de jato 84 para o conduíte de fluido 54 em um lado de saída 58 da cabeça de limpeza 47, enquanto o fluido de desvio 52 é bombeado ao longo do espaço anular 56 através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável 90 até que a operação de limpeza seja con- cluída.
[140] Deve ser entendido que a tensão na tubulação composta 18 é detectada ou monitorada no injetor de tubulação 14 ao longo da lim- peza do conduíte de fluido 54 e que vários parâmetros operacionais po- dem ser variados de acordo com a tensão detectada, incluindo pelo me- nos um de: uma taxa de bombear o fluido de desvio ao longo do espaço anular 56; uma pressão do fluido de desvio no espaço anular 56; uma mudança em pelo menos um de um tipo, composição, densidade e vis- cosidade do fluido de desvio; uma taxa de bombeamento do fluido de jato ao longo da tubulação composta 18; uma pressão do fluido de jato na tubulação composta 18; uma mudança em pelo menos um de um tipo, composição, densidade e viscosidade do fluido de jato; uma taxa de injeção da tubulação composta 18 no conduíte de fluido 54; e uma taxa de retração da tubulação composta 18 do conduíte de fluido 54. Em particular, se a tensão detectada na tubulação composta 18 cair abaixo de um limite de tensão inferior, isso pode indicar que a cabeça de lim- peza 47 encontrou uma restrição ou um bloqueio no conduíte de fluido 54, levando um operador a tomar uma ação corretiva que pode incluir variação qualquer um dos parâmetros operacionais mencionados acima. Por outro lado, se a tensão detectada na tubulação composta 18 aumentar acima de uma tensão de limite superior, isso pode indicar que uma restrição ou um bloqueio se formou no caminho de fluxo de fluido de desvio da cabeça de limpeza 47 solicitando que um operador recu- pere a cabeça de limpeza 47 de o conduíte de fluido 54 para permitir que a restrição ou bloqueio seja removido do caminho de fluxo de fluido de desvio.
[141] Uma vez que a operação de limpeza esteja completa, a ca- beça de limpeza 47 pode ser recuperada do sistema de conduíte de fluido 12 ao cessar o bombeamento do fluido de desvio 52 ao longo do espaço anular 56 através do caminho de fluxo de fluido de desvio e da válvula de abertura variável 90. Bombeamento do fluido de jato 59 tam- bém pode ser interrompido. O sistema de conduíte de fluido 12 é vedado no lado de saída 58 da cabeça de limpeza 47. O injetor de tubulação 14 então retrai a tubulação composta 18 do sistema de conduíte de fluido 12 até que a cabeça de limpeza 47 se torne hidraulicamente travada dentro do sistema de conduíte de fluido 12. Jateamento fluido 59, que pode ou não ser fluido de limpeza, é então bombeado através do cami- nho de fluxo de fluido de tubulação 100, caminho de fluxo de fluido de jato e para fora de uma ou mais aberturas de jato 84 para o sistema de conduíte de fluido 12 no lado de saída 58 de a cabeça de limpeza 47 para fornecer um impulso na cabeça de limpeza 47 para auxiliar na re- cuperação da cabeça de limpeza 47 do sistema de conduíte de fluido
12. Ao mesmo tempo, água ou salmoura pode ser bombeada para o espaço anular 56 para ajudar na recuperação da limpeza cabeça 47 do sistema de conduíte de fluido 12.
[142] Um versado na técnica entenderá que várias outras modifi- cações podem ser feitas nas cabeças de limpeza e sistemas de limpeza para uso na limpeza de um conduíte de fluido para transportar hidrocar- bonetos e/ou um conduíte de fluido em um furo de poço de hidrocarbo- neto descrito acima, sem se afastar do escopo da presente invenção conforme definido pelas reivindicações anexas. Por exemplo, a cabeça de limpeza pode compreender menos ou mais de dois arranjos de flange. Cada arranjo de flange pode compreender um ou mais flanges. O corpo da cabeça de limpeza pode compreender um conjunto de me- nos ou mais membros do que o descrito acima. O corpo da cabeça de limpeza pode ser unitário. O número e/ou arranjo das portas de entrada de fluido de desvio e/ou o número e/ou arranjo das portas de saída de fluido de desvio podem ser diferentes daqueles descritos acima.
[143] O método de limpeza pode compreender bombear fluido de desvio ao longo do espaço anular através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável para fornecer um impulso no corpo da cabeça de limpeza de até 5.000 kg, até 2.000 kg, até 1.000 kg ou até 400 kg.
[144] O método de limpeza pode compreender bombear fluido de desvio ao longo do espaço anular através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável para fornecer um diferencial de pressão através da cabeça de limpeza de menos de 6,9 bar (aproxi- madamente 100 psi), de menos de 3,5 bar (aproximadamente 50 psi) ou inferior a 2,1 bar (aproximadamente 30 psi).
[145] O método de limpeza pode compreender bombear o fluido de desvio ao longo do espaço anular através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável a uma taxa de até 5.000 litros por minuto, a uma taxa de até 2.000 litros por minuto, a uma taxa de até a 1.000 litros por minuto ou a uma taxa de até 150 litros por mi- nuto.
[146] O método de limpeza pode compreender bombear o fluido de jato na tubulação a uma taxa de até 500 litros por minuto, a uma taxa de até 200 litros por minuto, a uma taxa de até 100 litros por minuto ou a uma taxa de até a 80 litros por minuto.
[147] O método de limpeza pode compreender a variação da pres- são na qual o fluido de jato é bombeado para a tubulação de acordo com o comprimento da tubulação entre uma bomba de fluido de jato e a cabeça de limpeza.
[148] O método de limpeza pode compreender o aumento da pres- são na qual o fluido de jato é bombeado para a tubulação conforme o comprimento da tubulação entre a bomba de fluido de jato e a cabeça de limpeza aumenta.
[149] O método de limpeza pode compreender o bombeamento do fluido de jato na tubulação a uma pressão de até 690 bar (aproximada- mente 10.000 psi).
[150] Embora certas modalidades tenham sido descritas, essas modalidades foram apresentadas a título de exemplo apenas e não se destinam a limitar o escopo da invenção. Na verdade, os novos métodos e sistemas descritos neste documento podem ser incorporados em uma variedade de outras formas. Além disso, várias omissões, substituições e mudanças na forma dos métodos e sistemas descritos neste docu- mento podem ser feitas sem se afastar do espírito da invenção. As rei- vindicações anexas e seus equivalentes destinam-se a cobrir tais for- mas ou modificações que cairiam dentro do escopo e do espírito da in- venção.

Claims (25)

REIVINDICAÇÕES
1. Cabeça de limpeza para um sistema de limpeza para uso na limpeza de um conduíte de fluido para transportar hidrocarbonetos e/ou um conduíte de fluido em um furo de poço de hidrocarboneto, ca- racterizada pelo fato de que compreende: um corpo que define uma superfície externa com uma seção transversal que é configurada para corresponder, ou ser comparável a, uma seção transversal de uma superfície interna do conduíte de fluido, em que o corpo define uma porta de entrada de fluido de jato em um lado de entrada do corpo para conexão à tubulação, uma porta de saída de fluido de jato em um lado de saída do corpo e um caminho de fluxo de fluido de jato que se estende desde a porta de entrada de fluido de jato até a porta de saída de fluido de jato, e em que o corpo define uma porta de entrada de fluido de desvio no lado de entrada do corpo, uma porta de saída de fluido de desvio no lado de saída do corpo e um ca- minho de fluxo de fluido de desvio se estendendo da porta de entrada de fluido de desvio para a porta de saída de fluido de desvio, o caminho de fluxo de fluido de desvio sendo separado do jato caminho de fluxo de fluido; uma cabeça de jato definindo uma ou mais aberturas de jato, em que a cabeça de jato é acoplada à porta de saída de fluido de jato de modo que uma ou mais aberturas de jato estão em comunicação de fluxo de fluido com o caminho de fluxo de fluido de jato; e uma válvula de abertura variável no caminho de fluxo de flu- ido de desvio, a válvula de abertura variável definindo uma abertura va- riável que varia em resposta a uma variação na taxa de fluxo de fluido através do caminho de fluxo de fluido de desvio.
2. Cabeça de limpeza, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizada pelo fato de que a válvula de abertura variável é configurada para regular ou reduzir quaisquer variações na pressão diferencial entre uma pressão de fluido de entrada atuando em um lado de entrada da cabeça de limpeza e uma pressão de fluido de saída atuando em um lado de saída do cabeça de limpeza, cujas variações na pressão dife- rencial surgem como resultado de quaisquer variações na taxa de fluxo de fluido no caminho de fluxo de fluido de desvio.
3. Cabeça de limpeza, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a válvula de abertura variável define uma abertura variável com uma área de seção transversal que aumenta em resposta a um aumento na taxa de fluxo de fluido através da aber- tura variável e que diminui em resposta à diminuição no fluxo de fluido taxa através da abertura variável ao longo de uma faixa de taxas de fluxo de fluido.
4. Cabeça de limpeza, de acordo com qualquer uma das rei- vindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a válvula de abertura variável define uma abertura variável com uma área de seção transversal que varia em proporção ao quadrado da taxa de fluxo de fluido através da abertura variável ao longo de uma faixa de taxas de fluxo de fluido.
5. Cabeça de limpeza, de acordo com qualquer uma das rei- vindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a válvula de abertura variável compreende um elemento de válvula móvel, uma base de válvula e um arranjo de polarização, em que o arranjo de polarização inclina o elemento de válvula em direção à base de válvula e em que o fluido flui através do caminho de fluxo de fluido de desvio impele o mem- bro de válvula a se mover para longe da base de válvula contra a pola- rização do arranjo de polarização.
6. Cabeça de limpeza, de acordo com qualquer uma das rei- vindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a cabeça de jato é rotativa em relação ao corpo.
7. Sistema de limpeza para uso na limpeza de um conduíte de fluido para transportar hidrocarbonetos e/ou um conduíte de fluido em um furo de poço de hidrocarboneto, caracterizado pelo fato de que compreende: a cabeça de limpeza como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes; uma bomba de jato de fluido; um comprimento de tubulação que define um caminho de fluxo de fluido de tubulação, em que uma extremidade da tubulação está conectada à porta de entrada de fluido de jato da cabeça de limpeza de modo que o caminho de fluxo de fluido de tubulação esteja em comuni- cação de fluxo de fluido com o caminho de fluxo de fluido de jato e o outro extremidade da tubulação é conectada à bomba de fluido de jato; um aparelho injetor de tubulação para injetar a tubulação e/ou retrair a tubulação do conduíte de fluido; e um arranjo de controle de pressão para conter pressão den- tro do conduíte de fluido, em que o arranjo de controle de pressão é configurado para fornecer uma vedação com uma superfície externa da tubulação, embora permitindo que a tubulação seja injetada em e/ou retraída do conduíte de fluido.
8. Sistema de limpeza, de acordo com a reivindicação 7, ca- racterizado pelo fato de que compreende um sensor de tensão para de- tectar tensão na tubulação.
9. Sistema de limpeza, de acordo com a reivindicação 8, ca- racterizado pelo fato de que o sensor de tensão é fornecido com, ou como parte do aparelho injetor de tubulação.
10. Método de limpeza para uso na limpeza de um conduíte de fluido para transportar hidrocarbonetos e/ou um conduíte de fluido em um furo de poço de hidrocarbonetos, caracterizado pelo fato de que compreende: conectar a porta de entrada de fluido de jato da cabeça de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, a uma extremidade de um comprimento de tubulação, de modo que o caminho de fluxo de fluido de jato da cabeça de limpeza esteja em comunicação de fluxo de fluido com um caminho de fluxo de fluido de tubulação do tubulação; implantar a cabeça de limpeza no conduíte de fluido; bombear fluido de desvio ao longo de um espaço anular de- finido entre uma superfície externa da tubulação e uma superfície in- terna do conduíte de fluido em um lado de entrada da cabeça de limpeza e através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável para um lado de saída da cabeça de limpeza para assim forne- cer um impulso na cabeça de limpeza; e bombear fluido de jato através do caminho de fluxo de fluido de tubulação, o caminho de fluxo de fluido de jato e para fora de uma ou mais aberturas de jato para o conduíte de fluido no lado de saída da cabeça de limpeza.
11. Método de limpeza, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende controlar uma taxa na qual a tubulação é injetada e/ou retraída do conduíte de fluido enquanto bom- beia o fluido de desvio ao longo do espaço anular e através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável.
12. Método de limpeza, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que compreende bombear o fluido de jato através do caminho de fluxo de fluido de tubulação, o caminho de fluxo de fluido de jato e para fora de uma ou mais aberturas de jato no con- duíte de fluido no lado de saída da cabeça de limpeza enquanto bom- beia o fluido de desvio ao longo do espaço anular através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável e/ou en- quanto controla uma taxa na qual a tubulação é injetada e/ou retraída do conduíte de fluido.
13. Método de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende a detecção de tensão na tubulação, por exemplo, em ou próximo a um injetor de tubulação para injetar a tubulação e/ou retrair a tubulação do conduíte de fluido.
14. Método de limpeza, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende variar, em resposta a uma mudança detectada na tensão na tubulação, pelo menos um de: uma taxa de bombeamento do fluido de desvio ao longo do espaço anular; uma pressão do fluido de desvio no espaço anular; uma mudança em pelo menos um de um tipo, composição, densidade e viscosidade do fluido de desvio; uma taxa de bombeamento de um fluido de jato ao longo da tubulação; uma pressão do fluido de jato na tubulação; uma mudança em pelo menos um de um tipo, composição, densidade e viscosidade do fluido de jato; uma taxa de injeção da tubulação no conduíte de fluido; e uma taxa de retração da tubulação do conduíte de fluido.
15. Método de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um de: bombear fluido de desvio ao longo do espaço anular através do caminho de fluxo de fluido de desvio e a válvula de abertura variável para fornecer um empuxo na cabeça de limpeza de até 5.000 kg, até
2.000 kg, até 1.000 kg ou até 400 kg; bombear fluido de desvio ao longo do espaço anular através do caminho de fluxo de fluido de desvio e da válvula de abertura variável para fornecer um diferencial de pressão através da cabeça de limpeza de menos de 6,9 bar (aproximadamente 100 psi), de menos de 3,5 bar (aproximadamente 50 psi) ou menos de 2,1 bar (aproximadamente 30 psi); e bombear o fluido de desvio ao longo do espaço anular atra- vés do caminho de fluxo de fluido de desvio e da válvula de abertura variável a uma taxa de até 5.000 litros por minuto, a uma taxa de até
2.000 litros por minuto, a uma taxa de até 1.000 litros por minuto ou a uma taxa de até 150 litros por minuto.
16. Método de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizado pelo fato de que o fluido de desvio compreende o fluido existente presente no conduíte de fluido antes da cabeça de limpeza ser implantada no conduíte de fluido e/ou em que o fluido de desvio compreende pelo menos um de um fluido produzido de um ou mais furos de poços, um fluido de hidrocarboneto, água, sal- moura e um fluido ou gel de limpeza.
17. Método de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 16, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um de: bombear o fluido de jato na tubulação a uma taxa de até 500 litros por minuto, a uma taxa de até 200 litros por minuto, a uma taxa de até 100 litros por minuto ou a uma taxa de até 80 litros por minuto ; variar a pressão na qual o fluido de jato é bombeado para dentro da tubulação de acordo com o comprimento da tubulação que se estende desde a bomba de fluido de jato até a cabeça de limpeza; aumentar a pressão à qual o fluido de jato é bombeado para a tubulação conforme o comprimento da tubulação que se estende da bomba de fluido de jato até a cabeça de limpeza aumenta; e bombear o fluido de jato a uma pressão de até 690 bar (apro- ximadamente 10.000 psi).
18. Método de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 17, caracterizado pelo fato de que o fluido de jato compreende o fluido existente presente no conduíte de fluido antes da cabeça de limpeza ser implantada no conduíte de fluido e/ou em que o fluido de jato compreende pelo menos um de um fluido produzido de um ou mais furos de poços, um fluido de hidrocarboneto, água, salmoura e um fluido de limpeza.
19. Método de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 18, caracterizado pelo fato de que compreende re- cuperar a cabeça de limpeza do conduíte de fluido, em que recuperar a cabeça de limpeza do conduíte de fluido compreende cessar o bombe- amento do fluido de desvio ao longo do espaço anular através do cami- nho de fluxo de fluido de desvio e válvula de abertura variável.
20. Método de limpeza, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que recuperar a cabeça de limpeza do con- duíte de fluido compreende cessar o bombeamento do fluido de jato através do caminho de fluxo de fluido de tubulação, o caminho de fluxo de fluido de jato e para fora de uma ou mais aberturas de jato no con- duíte de fluido no lado de saída da cabeça de limpeza.
21. Método de limpeza, de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo fato de que recuperar a cabeça de limpeza do conduíte de fluido compreende retrair a tubulação do conduíte de fluido.
22. Método de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 21, caracterizado pelo fato de que recuperar a ca- beça de limpeza do conduíte de fluido compreende vedar o conduíte de fluido no lado de saída da cabeça de limpeza.
23. Método de limpeza, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que recuperar a cabeça de limpeza do con- duíte de fluido compreende retrair a tubulação do conduíte de fluido até que a cabeça de limpeza se torne hidraulicamente travada dentro do conduíte de fluido.
24. Método de limpeza, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que recuperar a cabeça de limpeza do con- duíte de fluido compreende bombear fluido através do caminho de fluxo de fluido de tubulação, o caminho de fluxo de fluido de jato e para fora de uma ou mais aberturas de jato para o conduíte de fluido no lado de saída de a cabeça de limpeza para fornecer um impulso na cabeça de limpeza.
25. Método de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 24, caracterizado pelo fato de que recuperar a ca- beça de limpeza do conduíte de fluido compreende bombear água ou salmoura para o espaço anular.
BR112021003250-9A 2018-08-23 2019-08-23 cabeça de limpeza, sistema e método para uso na limpeza de um conduíte de fluido BR112021003250A2 (pt)

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