BR112021011122A2

BR112021011122A2 - Suspensor de tubulação com vedação anular deslocável

Info

Publication number: BR112021011122A2
Application number: BR112021011122-0A
Authority: BR
Inventors: Chris D. Bartlett
Original assignee: Dril-Quip, Inc.
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2021-08-31
Also published as: US20220018203A1; NO20210751A1; US11828127B2; GB2594384A; WO2020139613A1; GB202108057D0; GB2594384B

Abstract

suspensor de tubulação com vedação anular deslocável. a presente invenção refere-se a montagem de suspensor de tubulação (sistema e método) com a vedação anular deslocável. a vedação anular deslocável permite vedar de modo seletivo o suspensor de tubulação dentro de um suspensor de revestimento, a cabeça de poço, ou a cabeça de tubo de produção. a montagem suspensora de tubulação também inclui um trajeto de fluxo anular secundário formado através do corpo do suspensor de tubulação. a vedação anular deslocável abre / fecha de modo seletivo um trajeto de fluxo relativamente grande para a coluna de tubo de produção anular para circulação de fluido através da coluna de tubo de produção e ajusta um tampão expansível. o trajeto de fluxo anular secundário facilita o monitoramento e a sangria de pressão a partir do anular após a vedação anular deslocável ser fechada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SUS- PENSOR DE TUBULAÇÃO COM VEDAÇÃO ANULAR DESLOCÁ- VEL". Referência Cruzada Aos Pedidos Relacionados

[001] O presente pedido reivindica prioridade ao Pedido Provisó- rio U.S. No. de série 62/785.421 depositado em 27 de dezembro de 2018, que é incorporado neste documento por referência em sua tota- lidade. Campo da Técnica

[002] A presente descrição refere-se a sistemas de completação (complementação) submarinos e, mais particularmente, a um suspen- sor de tubo de produção com uma vedação de anular deslocável para permitir a circulação, isolamento, monitoramento e ventilação do anu- lar em um sistema de completação submarina. Antecedentes

[003] Sistemas de completação submarina convencionais inclu- em um alojamento de cabeça de poço montado na extremidade supe- rior de uma coluna de revestimento de subsuperfície que se estende para dentro de um furo de poço. Durante um procedimento de perfu- ração, um tubo ascendente de perfuração e montagem de preventores (BOP) são instalados acima de um alojamento de cabeça de poço pa- ra proporcionar controle de pressão na medida em que o revestimento é instalado, com cada coluna de revestimento tendo um suspensor de revestimento em sua extremidade superior para posicionamento em um ombro dentro do alojamento de cabeça de poço. A coluna de tubo de produção é então instalado. Um suspensor de tubulação é incluído na coluna de tubo de produção para posicionar, travar e vedar dentro do alojamento de cabeça de poço (ou uma cabeça de tubo de produ- ção). O suspensor de tubulação é conectado à extremidade superior da coluna de tubo de produção e, uma vez instalado, é suportado aci-

ma do(s) suspensor(s) de revestimento para suspender a coluna de tubo de produção dentro da(s) coluna(s) de revestimento.

[004] Em suspensores do tubo de produção convencionais, há um furo anular ou trajeto de fluxo (com um dispositivo de isolamento) através do suspensor de tubulação que facilita a circulação de fluidos e a implantação de um tampão expansível de fundo do poço uma vez que o suspensor de tubulação é assentado. Esse trajeto de fluxo é necessário pelo fato de que tradicionalmente as vedações do suspen- sor de tubulação são permanentemente engatadas uma vez que o suspensor de tubulação é assentado. Após ajustar o tampão expansí- vel, o trajeto de fluxo anular através do suspensor de tubulação é en- tão temporariamente isolado por meio de um tampão de cabo de aço ajustado no trajeto de fluxo, ou por fechar um válvula/dispositivo de isolamento. A válvula/dispositivo de isolamento pode ser no suspensor de tubulação em si, ou a mesma pode ser posicionada na cabeça de tubo de produção que proporciona um trajeto de fluxo em torno das vedações do suspensor de tubulação. O isolamento do trajeto de fluxo anular desse modo permite que o operador recupere a ferramenta de assentamento do suspensor de tubulação e recupere o tubo ascen- dente marinho e pilha do BOP. Essa barreira anular, junto com duas barreiras para o furo de produção, temporariamente evita que os flui- dos do poço escapem para o ambiente durante o período entre a re- moção do dispositivo de controle do poço de perfuração (isto é, o BOP) e a instalação do dispositivo de controle do poço de produção (isto é, a árvore submarina). Uma vez que a árvore submarina é insta- lada, a mesma age como um dispositivo de controle de poço principal. As barreiras temporárias podem então ser removidas ou abertas.

[005] O processo de ajuste (ou fechamento) dessas barreiras temporárias no trajeto de fluxo anular antes de recuperar o BOP pode ser demorado (se um tampão de cabo de aço for ajustado) e/ou antie-

conômico (em virtude de um grande tamanho de um suspensor de tu- bulação com dispositivo de isolamento embutido). É agora reconheci- do que sistemas de suspensor de tubulação de perfil inferior e méto- dos de instalação mais eficientes são desejados para simplificar / re- duzir os custos de completação de instalação e operações de serviço. Breve descrição dos desenhos

[006] Para uma compreensão mais completa da presente descri- ção e suas características e vantagens, agora é feita referência à des- crição a seguir, tomada em conjunção com as Figuras anexas, nas quais:

[007] A Figura 1 é uma vista parcial seccionada de uma monta- gem de completação que inclui um suspensor de tubulação com uma vedação anular deslocável em uma configuração aberta, de acordo com uma modalidade da presente descrição;

[008] A Figura 2 é uma vista parcial seccionada da montagem de completação da Figura 1 com a vedação anular deslocável em uma configuração fechada, de acordo com uma modalidade da presente descrição; e

[009] A Figura 3 é uma vista parcial seccionada de outra monta- gem de completação que inclui um suspensor de tubulação com uma vedação anular deslocável, de acordo com uma modalidade da pre- sente descrição. Descrição Detalhada

[0010] Modalidades ilustrativas da presente descrição são descri- tas em detalhes neste documento. Por motivos de clareza, nem todos os recursos de uma implementação real são descritos nesta especifi- cação. Obviamente, será apreciado que no desenvolvimento de qual- quer modalidade real, inúmeras decisões específicas de implementa- ção devem ser feitas para atingir os objetivos específicos dos desen- volvedores, como conformidade com restrições relacionadas ao siste-

ma e relacionadas ao negócio, que irão variar de uma implementação para outra. Além disso, será apreciado que tal esforço de desenvolvi- mento pode ser complexo e demorado, mas seria, no entanto, uma tarefa de rotina para aqueles versados na técnica tendo o benefício da presente descrição. Além disso, de forma alguma os exemplos a se- guir devem ser lidos para limitar ou definir o escopo da descrição.

[0011] Determinadas modalidades de acordo com a presente des- crição podem ser direcionadas a uma montagem suspensora de tubu- lação que inclui: uma vedação anular deslocável para vedar o suspen- sor de tubulação dentro de um suspensor de revestimento, a cabeça de poço, ou a cabeça de tubo de produção; e um trajeto de fluxo anu- lar secundário formado através do corpo do suspensor de tubulação. A vedação anular deslocável abre / fecha de modo seletivo um trajeto de fluxo relativamente grande a uma coluna de tubo de produção anular para circulação de fluido através da coluna de tubo de produção e ajuste de um tampão expansível. O trajeto de fluxo de anular secundá- rio facilita o monitoramento e o sangria de pressão do anular após a vedação de anular deslocável ser fechada. Isso fornece um processo eficiente para instalar uma completação submarina, sem ocupar uma grande quantidade de espaço no suspensor de tubo de produção / ca- beça de tubo de produção, e enquanto ainda fornece o acesso anular desejado durante a instalação e operações de produção posteriores.

[0012] Em sistemas de completação convencionais, o suspensor de tubulação tem uma porta anular ou trajeto de fluxo que se estende através da mesma. A porta ajuda a facilitar a circulação de fluido atra- vés da coluna de tubo de produção durante a instalação, permitindo que o fluido circule no fundo do poço através da coluna de tubo de produção, em torno de um tampão expansível de produção, e retor- nando para cima através do anular. Durante o processo de instalação, um operador ajusta o tampão expansível de produção por isolar o fun-

do do tubo de produção, desse modo interrompendo o trajeto de circu- lação. Mais tarde, a mesma porta ou trajeto de fluxo é usado para mo- nitorar qualquer aumento de pressão no espaço anular (por exemplo, devido a um gradiente térmico). Esta porta anular ou trajeto de fluxo, no entanto, deve ser fechada uma ou mais vezes durante a instalação e operações de recondicionamento de poço posteriores. Por exemplo, depois de passar e selar o suspensor de tubo de produção dentro da cabeça de poço / suspensor de revestimento, o trajeto de fluxo de anu- lar será fechado de modo que o BOP / tubo ascendente marinho possa ser recuperado para a superfície e substituído por uma árvore subma- rina ou outra interface de conexão. Após a conexão da árvore subma- rina, o trajeto de fluxo do anular pode ser reaberto para permitir o mo- nitoramento / sangria da pressão do anular.

[0013] Em alguns casos, o método de fechamento do trajeto de fluxo de anular envolve a configuração de um tampão de cabo de aço no trajeto de fluxo. Uma viagem de tubo ascendente e cabo de aço é então necessária para recuperar o tampão, uma vez que a árvore submarina é instalada. Isso pode ser um empreendimento muito one- roso. Outra opção é fechar o trajeto do fluxo anular através do suspen- sor de tubo de produção usando uma válvula que está no próprio sus- pensor de tubo de produção ou em uma cabeça de tubo de produção. Dessa forma, após a árvore submarina ser instalada, um sistema de controle pode simplesmente reabrir a válvula para colocar a completa- ção em um modo de produção. Em ambos os casos de fechar tempo- rariamente o trajeto de fluxo de anular através do suspensor de tubo de produção, este caminho de fluxo que foi anteriormente usado para circulação e configuração do tampão expansível é então usado para monitorar e ventilar a pressão que pode se acumular durante a produ- ção. A montagem de completação descrita, no entanto, separa a fun- cionalidade desses dois modos (instalação e produção) por ter dois trajetos de fluxo separados através do suspensor de tubo de produção que acomodam e permitem a mesma funcionalidade com menos com- plexidade.

[0014] Os suspensores de tubo de produção convencionais são vedados ao suspensor de revestimento, cabeça de poço ou cabeça de tubo de produção por meio de uma vedação estacionária que, uma vez definida, não pode ser desengatada e posteriormente reengatada. Es- ta vedação é definida e testada quando o suspensor do tubo de produ- ção se assenta na cabeça do poço. Na montagem de completação descrita, no entanto, a vedação anular usada para vedar o suspensor de tubo de produção contra uma coluna de revestimento, cabeça de poço e/ou cabeça de tubo de produção é seletivamente móvel entre um local de vedação e um local de não vedação. Isso fornece uma grande área de fluxo que permite a circulação de fluidos e a aplicação de pressão para estabelecer um tampão expansível de fundo de poço. Para a maioria dos poços, um trajeto de fluxo de grande circulação só é necessário durante o processo de instalação inicial. Uma vez que o anular é condicionado, os fluidos desejados foram circulados no lugar e o tampão expansível de produção está assentado, a vedação do anular pode ser deslocada para a posição "fechada" ou de vedação. A vedação deslocável permanece nesta posição vedada até que o poço seja abandonado ou a conclusão precise ser puxada para um evento de recondicionamento do poço. Uma vez que o suspensor de tubo de produção é assentado, travado e a vedação de anular engatada, o se- gundo trajeto de fluxo através do suspensor de tubo de produção é usado para monitorar e ventilar a pressão no anular de produção.

[0015] Os sistemas e métodos descritos têm uma série de vanta- gens sobre as completações existentes, como será evidente a partir da descrição a seguir. Como um exemplo, a vedação de anular deslocá- vel elimina a necessidade de qualquer tampão de cabo de aço de furo anular grande, válvula de esfera ou válvula de gaveta a ser colocado / acionado no suspensor de tubo de produção. Esses dispositivos são normalmente grandes e difíceis de embalar em designs de suspenso- res de tubos concêntricos. Além disso, a vedação de anular deslocável pode eliminar a necessidade de uma cabeça de tubo de produção se- parada, que é frequentemente usada para alojar o grande trajeto de fluxo de anular quando o espaço no suspensor de tubo de produção é limitado. Além disso, quando a vedação de anular deslocável é usada em combinação com uma válvula de isolamento de produção, todas as barreiras de poço temporárias podem ser incorporadas dentro ou abai- xo do suspensor de tubo de produção, simplificando assim a árvore submarina e outro hardware de completação.

[0016] Voltando agora aos desenhos, a Figura 1 é uma vista par- cial seccionada de uma montagem de completação 100, de acordo com uma modalidade da presente descrição. A montagem de comple- tação 100 pode incluir, dentre outras coisas, um alojamento de cabeça de poço 102, um suspensor de revestimento 104 que suporta a coluna de revestimento 106, um suspensor de tubulação 108 que suporta uma coluna de tubo de produção 110, e um ferramenta de assenta- mento do suspensor de tubulação 112. Durante a instalação da mon- tagem de completação 100, o suspensor de revestimento 104 pode ser assentado em e vedado contra o alojamento de cabeça de poço 102. Então, a ferramenta de assentamento do suspensor de tubulação 112 abaixa o suspensor de tubulação 108 para dentro do alojamento de cabeça de poço 102, onde o suspensor de tubulação 108 pode ser as- sentado em, mas ainda não vedado contra o suspensor de revestimen- to 104.

[0017] As modalidades ilustradas mostram o suspensor de tubula- ção 108 com uma montagem de vedação anular deslocável 132 que veda de modo seletivo um anular entre o suspensor de tubulação 108 e um suspensor de revestimento 104. Deve ser observado, no entanto, que o mesmo tipo de montagem de vedação anular deslocável 132 pode ser usada em suspensores do tubo de produção 108 que vedam diretamente contra a cabeça de poço 102 ou uma cabeça de tubo de produção separada. As modalidades descritas no presente pedido não são limitadas à vedação contra um suspensor de revestimento.

[0018] O suspensor de tubulação 108 é fixado em sua extremida- de inferior à coluna de tubo de produção 110, que se estende para baixo através da coluna de revestimento 106 no furo de poço abaixo da cabeça de poço 102. A coluna de tubo de produção 110 é uma co- luna de tubo de produção, o que significa que é usada para produzir hidrocarbonetos de uma formação subterrânea penetrada pelo furo de poço. Durante a instalação inicial do sistema de completação 100, os hidrocarbonetos ainda não estão sendo produzidos através da coluna de tubo de produção 110. A coluna de tubo de produção 110 tem um furo de fluxo interno (produção) 114 se estendendo ao longo de um eixo 116. Este furo de fluxo de produção 114 da coluna de tubo de produção 110 é acoplado a um furo de fluxo de produção 118 do sus- pensor de tubo de produção 108. Um anular 120 é formado entre um diâmetro externo da coluna de tubo de produção 110 e um diâmetro interno da coluna de revestimento circundante 106.

[0019] Durante a descrição a seguir, todas as referências a uma localização radial ou axial (ou movimento) são consideradas em rela- ção ao eixo longitudinal 116. Uma direção radial em relação a este ei- xo 116 significa uma direção que é perpendicular ao eixo. Os termos "radialmente externo" ou "radialmente externo" significam mais longe do eixo na direção radial e "radialmente interno" ou "radialmente interi- or" significam mais perto do eixo na direção radial. Uma direção axial em relação a este eixo 116 significa uma direção que é paralela ao ei- xo.

[0020] O descrito suspensor de tubulação 108 inclui dois trajetos de fluxo separados 122 e 126 através dos quais fluido e/ou pressão a partir do anular 120 pode passar através do suspensor de tubulação

108. Um primeiro trajeto de fluxo anular 122 é definido por um espaço anular entre um corpo principal 124 do suspensor de tubulação 108 e o suspensor de revestimento 104 (ou alternativamente, cabeça de po- ço ou cabeça de tubo de produção) na qual o suspensor de tubulação 108 é assentado. Esse primeiro trajeto de fluxo 122 se estende a partir do anular 120 em uma extremidade inferior para um espaço anular en- tre o suspensor de tubulação 108 e o alojamento de cabeça de poço 102 em uma extremidade superior. Como mostrado na modalidade ilustrada, esse primeiro trajeto de fluxo anular 122 pode se estender diretamente para a ferramenta de assentamento do suspensor de tu- bulação 112. Embora não ilustrado, a ferramenta de assentamento 112 pode incluir um trajeto de fluxo formado através da mesma que intersecta ou faz uma interface com esse primeiro trajeto de fluxo anu- lar 122 através do suspensor de tubulação 108 para conectar em mo- do de fluxo de fluido esse trajeto de fluxo 122 a outro trajeto de fluxo anular de circulação localizado acima do sistema de completação ilus- trado 100.

[0021] Um segundo trajeto de fluxo anular 126 através do suspen- sor de tubulação 108 é definido por um furo que se estende vertical- mente através do corpo principal 124 do suspensor de tubulação 108. Esse trajeto de fluxo anular 126 se estende a partir do anular 120 em uma extremidade inferior para um acoplamento hidráulico padrão 128 em sua extremidade superior. O acoplamento hidráulico 128 pode ser acoplado diretamente a outro trajeto de fluxo que se estende através da ferramenta de assentamento 112. Quando a ferramenta de assen- tamento 112 é removida e substituída, por exemplo, por uma árvore submarina, a árvore submarina pode incluir uma porta de completação através da mesma que se encaixa dentro do acoplamento 128.

[0022] O acoplamento hidráulico 128 pode ser equipado com uma válvula 130, como mostrado. Esta válvula 130 pode ser uma válvula de retenção com um gatilho de vedação dupla, uma válvula bidirecional (por exemplo, válvula de gaveta) ou qualquer outro tipo de válvula de- sejada para bloquear de modo seletivo o fluxo através do trajeto de fluxo do anular 126. Esta válvula 130 pode atuar como uma barreira anular temporária sempre que os principais dispositivos de controle de poço (por exemplo, BOP durante as operações de completação ou ár- vore submarina durante as operações de produção) são removidos.

[0023] De acordo com a presente descrição, os dois trajetos de fluxo de anular 122 e 126 através do suspensor de tubo de produ- ção108 são usados para executar funções diferentes. O primeiro traje- to de fluxo 122 é usado principalmente durante as operações de com- pletação iniciais, enquanto o segundo trajeto de fluxo 126 pode ser usado em todas as operações de produção. O fluxo anular desejado através do suspensor de tubo de produção 108 para operações de produção normais (por exemplo, monitoramento e/ou sangria da pres- são anular) não requer a mesma área de seção transversal de fluxo que o fluxo anular desejado através do suspensor de tubo de produção 108 para operações de completação (por exemplo, circular fluido e ajustar o tampão expansível de produção). Como tal, o segundo cami- nho de fluxo anular 126 tem um diâmetro relativamente pequeno, co- mo, por exemplo, um diâmetro de 1/4", 3/8", 1/2 "ou 3/4", enquanto o trajeto de fluxo anular 122 fornece uma área de seção transversal mui- to maior para comunicação de fluido de anular.

[0024] O suspensor de tubulação 108 ainda inclui uma montagem de vedação anular deslocável 132 na forma de uma manga de veda- ção 134 localizada em um espaço anular entre o suspensor de tubula- ção 108 e o suspensor de revestimento circundante 104. A montagem anular deslocável 132 pode deslocar a manga de vedação 134 para cima ou para baixo dentro desse anular para permitir ou bloquear de modo seletivo a comunicação de fluido através do primeiro trajeto de fluxo anular 122. Como mostrado na Figura 1, a manga de vedação 134 está em uma posição axial relativamente para baixo dentro do suspensor de tubulação 108, permitindo um fluxo de fluido (setas 136) a partir do anular 120 para cima através do suspensor de tubulação

108. Esse é a posição aberta para o trajeto de fluxo anular maior 122 através do suspensor de tubulação 108. Na Figura 2, a manga de ve- dação 134 é movida para uma posição axial relativamente para cima dentro do suspensor de tubulação 108, desse modo vedando o sus- pensor de tubulação 108 contra o suspensor de revestimento 104 e evitando que o fluido anular (setas 138) flua através do suspensor de tubulação 108. Esse é a posição fechada para o trajeto de fluxo anular maior 122.

[0025] Na modalidade ilustrada, uma montagem de vedação anu- lar deslocável 132 inclui a manga de vedação 134, um alojamento 140, múltiplas vedações 142 e 144, e uma vedação anular principal 154. O alojamento 140 é acoplado ao corpo principal 124 do suspensor de tubulação 108 na modalidade ilustrada. O alojamento 140 pode ser diretamente fixado ao corpo principal 124 por meio de roscas ou algum outro mecanismo de fixação. Em outras modalidades, o alojamento 140 pode ser integral com o corpo principal 124 de modo que o aloja- mento 140 e o corpo principal 124 são usinados a partir da mesma pe- ça contínua de material.

[0026] O alojamento 140 é uma peça cilíndrica orientada axialmen- te de material que se estende para baixo a partir de uma borda radial- mente externa 146 do corpo principal 124. O corpo principal 124 pode ter um diâmetro externo relativamente menor em uma posição abaixo dessa borda radialmente externa 146, de modo que o alojamento 140 e o corpo principal 124 definem uma câmara 148 entre os mesmos. Uma extremidade superior da manga de vedação 134 é localizada dentro da câmara 148 e funciona como um pistão 149 para acionar a manga de vedação 134 entre a posição aberta da Figura 1 e a posição de vedação da Figura 2. Fluido hidráulico comunicado a uma monta- gem de vedação anular deslocável 132 por meio de portas 150 e 152 lança a porção de pistão 149 da manga de vedação 134 em uma posi- ção axialmente para cima ou para baixo para mudar a configuração da montagem de vedação 132.

[0027] A câmara 148 é vedada contra fluido por meio de uma pri- meira vedação (por exemplo, anel em O) 142A no corpo principal 124, uma segunda vedação 142B no corpo principal 124, e uma primeira vedação 144A na manga de vedação 134. A vedação 142A é disposta ao longo de e veda entre a borda radialmente externa 146 do corpo principal 124 e o alojamento 140. Em modalidades onde o alojamento 140 é integral com o corpo principal 124, essa vedação 142A não exis- te. A vedação 142B é disposta ao longo do corpo principal 124 para vedar uma interface entre o corpo principal 124 e a manga de vedação

134. A vedação 144A é disposta ao longo da manga de vedação 134 para vedar uma interface entre a manga de vedação 134 e o alojamen- to 140 em posição dentro da câmara 148.

[0028] Outra vedação 144B é disposta ao longo da manga de ve- dação 134 para vedar uma interface entre a manga de vedação 134 e o alojamento 140 em uma posição axial abaixo da câmara 148. Ainda outra vedação 142C é disposta ao longo do corpo principal 124 para vedar uma interface entre o corpo principal 124 e a manga de vedação 134 em uma posição axial abaixo da vedação 142B. A vedação anular 154 é disposta na extremidade inferior da manga de vedação 134 para vedar de modo seletivo uma interface entre a manga de vedação 134 e o suspensor de revestimento circundante 104 (ou alternativamente,

cabeça de poço ou cabeça de tubo de produção), desse modo vedan- do o trajeto de fluxo anular 122 como mostrado na Figura 2.

[0029] Uma primeira porta 150 pode se estender através do corpo principal 124 do suspensor de tubulação 108 a um lado superior da câmara 148. Ou seja, a primeira porta 150 se estende a uma superfí- cie radialmente externa do corpo principal 124 axialmente localizado acima da vedação 142B. Em modalidades onde o alojamento 140 é um componente separado fixado ao corpo principal 124, a primeira porta 150 se estende a uma superfície radialmente externa do corpo principal axialmente localizado entre as vedações 142A e 142B. Qual- quer fluido hidráulico comunicado para a câmara 148 por meio dessa porta 150 irá aplicar uma força para baixo na porção de pistão 149 da manga de vedação 134 para forçar a manga de vedação 134 em uma direção axialmente para baixo.

[0030] Uma segunda porta 152A pode se estender através do cor- po principal 124 do suspensor de tubulação 108 para uma localização no anular entre o corpo principal 124 e a manga de vedação 134. Es- pecificamente, a segunda porta 152A se estende para uma superfície radialmente externa do corpo principal 124 axialmente localizado entre as vedações 142B e 142C. Uma porta correspondente 152B se es- tende através da manga de vedação 134 para conectar em modo de fluxo de fluido a porta 152A a um lado inferior da câmara 148. Especi- ficamente, a porta 152B se estende a partir de uma primeira localiza- ção em uma superfície radialmente interna da manga de vedação 134 para uma segunda localização em uma superfície radialmente externa da manga de vedação 134. A primeira posição (radialmente interna) da porta 152B é localizada axialmente entre as vedações 142B e 142C através de toda a faixa de movimento da manga de vedação 134 com relação ao corpo principal 124. A segunda posição (radialmente exter- na) da porta 152B é localizada axialmente entre as vedações 144A e

144B na manga de vedação 134. Qualquer fluido hidráulico comuni- cado para a câmara 148 por meio das portas 152A e 152B irão aplicar uma força para cima na porção de pistão 149 da manga de vedação 134 para forçar a manga de vedação 134 em uma direção axialmente para cima.

[0031] O fluido hidráulico pode ser comunicado através das referi- das portas 150 e 152 para acionar de modo seletivo a manga de veda- ção 134 para cima (Figura 2) para vedar o trajeto de fluxo anular 122 por meio da vedação anular 154, ou para acionar de modo seletivo a manga de vedação 134 para baixo (Figura 1) par desengatar a veda- ção 154 e abrir o trajeto de fluxo anular 122. Esse fluido hidráulico po- de ser comunicado por um sistema de controle hidráulico que é locali- zado, por exemplo: dentro da ferramenta de assentamento; na árvore submarina que substitui posteriormente a ferramenta de assentamen- to; na superfície, com sinais hidráulicos sendo comunicados através de um umbilical; em um veículo operado remoto (ROV) engatado com a ferramenta de assentamento / árvore submarina; ou alguma combina- ção dos mesmos. No entanto, essa não é uma lista exaustiva, e aque- les versados na técnica podem reconhecer vários modos de imple- mentar proporcionando fluido de controle hidráulico para as portas 150 e 152 dentro do suspensor de tubulação 108.

[0032] Tendo descrito o suspensor de tubo de produção 108 e sua montagem de vedação de anular deslocável 132, uma descrição mais detalhada das funções desses componentes será fornecida agora. Du- rante as operações de completação, o suspensor de tubo de produção 108 é abaixado no alojamento da cabeça de poço 102. A montagem de vedação de anular deslocável 132 pode estar na posição aberta da Figura 1 durante o abaixamento inicial do suspensor de tubo de produ- ção 108 na cabeça de poço 102. Neste ponto, pode ser desejável cir- cular fluido(s) através do furo de produção 114 e do espaço anular 120 para condicionar o poço antes de vedar o trajeto de fluxo de espaço anular maior 122. Os fluidos são bombeados pelo furo de produção 114, para o anular 120 e para cima através do trajeto de fluxo do anu- lar 122. Os fluidos são bombeados de volta para a superfície (por exemplo, através de um trajeto de fluxo do anular correspondente através da ferramenta de passagem / outro equipamento) e possivel- mente reciclado para uso posterior.

[0033] Depois de condicionar o poço, pode ser desejável definir um tampão expansível de produção no espaço anular 120. Isso pode envolver mais circulação de fluido seguido pelo isolamento do fundo do tubo de produção 110, cortando assim o caminho de circulação. Operacionalmente, uma vez que o sistema de completação 100 é as- sentado e o tampão expansível de produção é definido, a montagem de vedação de anular 132 é então deslocada para isolar o anular 120. Conforme descrito acima, isso é conseguido comunicando fluido de controle hidráulico através das portas 152A e 152B para forçar a man- ga de vedação 134 para cima, vedando assim o trajeto de fluxo de anular maior 122 através da vedação 154 (Figura 2).

[0034] Após vedar o primeiro trajeto de fluxo anular 122, a veda- ção 154 pode então ser testada a partir de baixo usando o segundo trajeto de fluxo anular 126. Especificamente, a ferramenta de assen- tamento do suspensor de tubulação 112 e o umbilical aplicam pressão para baixo através do trajeto de fluxo anular 126. Esse aumento de pressão entra no anular 120 através do trajeto de fluxo anular 126 e pressiona para cima contra a vedação 154. A pressão no anular 120 pode ser monitorada através do trajeto de fluxo anular 126, e se há uma redução notável na pressão através do anular 120 com o tempo, isso indica um vazamento na vedação 154.

[0035] A capacidade de testar uma vedação de suspensor de tubo de produção a partir de baixo não está normalmente disponível usando sistemas de suspensor de tubo de produção tradicionais, devido a es- ses sistemas terem apenas um único trajeto de fluxo para o anular. Esses sistemas podem apenas testar a vedação do anular de cima, visto que não há outro trajeto de fluxo para o anular. O suspensor de tubo de produção descrito 108 fornece um método mais preciso e in- formativo para testar a vedação 154 no espaço anular 120 em compa- ração com suspensores de tubo de produção existentes, uma vez que permite testar a vedação 154 de baixo e de cima, não apenas acima.

[0036] Depois de deslocar a vedação fechada (e possivelmente testar a vedação por baixo), a vedação 154 pode permanecer definida durante as operações de produção normais. A ferramenta de assen- tamento 112 pode ser removida e recuperada e uma árvore submarina 200 pode ser posicionada no suspensor de tubo de produção 108, co- mo mostrado na Figura 2. A árvore submarina 200 pode fornecer vá- rios trajetos de fluxo e válvulas para comunicar o fluido de produção para uma instalação de lados superiores. O suspensor de tubo de pro- dução 108, árvore submarina 200 ou algum outro componente acopla- do hidraulicamente ao trajeto de fluxo do anular 126 pode ser equipa- do com um sensor de pressão para monitorar o acúmulo de pressão no anular 120 e/ou uma válvula para sangrar seletivamente o excesso de pressão do anular 120.

[0037] Em algumas modalidades, pode ser desejável realizar ope- rações de elevação de gás ou outras operações dentro do poço que requeiram circulação de um alto volume de fluido ou gás no fundo do poço durante um modo de produção normal. Em tais casos, a vedação anular deslocável 132 do suspensor de tubo de produção 108 pode ser deslocada da posição fechada da Figura 2 para a posição aberta da Figura 1 (aplicando fluido hidráulico através da porta 150) após a árvo- re submarina 200 ser instalada e testada. A vedação anular deslocável 132 será deslocada de volta para a posição de vedação da Figura 2 se houver necessidade de remover a árvore submarina 200 mais tarde na vida do poço (por exemplo, para operações de recondicionamento de poço).

[0038] Em operações de produção normais, a vedação de anular deslocável 132 isola o trajeto de fluxo de anular 122 e o caminho de fluxo de anular separado 126 / acoplamento hidráulico 128 roteia o flu- ido de anular para operações de monitoramento / ventilação de pres- são. Isso simplifica a seleção de material para certos componentes do sistema de produção acoplado a este trajeto de fluxo 126, uma vez que elimina a necessidade de penetradores hidráulicos e elétricos para serem adequados para fluidos e pressões de poço anular. Uma vez que esses componentes não são expostos aos fluidos abrasivos do poço durante a fase de circulação, eles podem ser feitos com materiais / projetos menos caros.

[0039] As Figuras 1 e 2 mostram uma modalidade do suspensor de tubo de produção 108 que apresenta um pequeno pedaço de tubu- lação 300 correndo furo abaixo através do anular 120 abaixo do sus- pensor de tubo de produção 108. Como mostrado, o tubo de produção 300 está conectado ao trajeto de fluxo 126 através do suspensor de tubo de produção 108 por meio de um acoplamento 302, de modo que o tubo de produção 300 conecte fluidamente o trajeto de fluxo 126 ao anular 120. Esta peça de tubo de produção 300 pode ter um compri- mento de aproximadamente 500-1000 pés, abrindo assim o trajeto de fluxo 126 para uma posição inferior dentro do anular 120 . Uma extre- midade distal do tubo de produção 300 se estendendo no fundo do po- ço pode incluir um coador ou filtro para evitar que detritos entrem no tubo de produção 300 e no trajeto de fluxo 126 e potencialmente blo- queando a válvula 130. O tubo de produção estendido 300 pode ser particularmente útil para fornecer uma mola de gás nitrogênio para o anular 120, onde tal mola é necessária (por exemplo, poços de alta pressão e alta temperatura). O trajeto de fluxo do anular 126 usado em montagem com o comprimento do tubo de produção 300 permite que o furo do anular seja preenchido com nitrogênio que atua como uma mo- la a gás, reduzindo o acúmulo de pressão no anular com poços de temperatura mais elevada.

[0040] Deve ser observado que esse tubo de produção 300 é op- cional, e outras modalidades do suspensor de tubulação descrito 108 não incluem essa peça estendida de tubo de produção. A Figura 3 mostra uma modalidade do suspensor de tubulação 108 sem a referi- da peça de tubo de produção. O trajeto de fluxo 126 é em vez disso aberto diretamente abaixo do suspensor de tubulação 108 para rece- ber pressão a partir do anular 120. Um coador ou filtro pode ser fixado na extremidade inferior do trajeto de fluxo 126 através do suspensor de tubulação 108 para evitar que resíduos penetrem no trajeto de fluxo 126 e potencialmente bloqueiem a válvula 130.

[0041] Embora a presente descrição e suas vantagens tenham si- do descritas em detalhes, deve ser entendido que várias mudanças, substituições e alterações podem ser feitas neste documento sem se afastar do espírito e escopo da descrição conforme definido pelas rei- vindicações a seguir.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema, caracterizado pelo fato de que compreende: um suspensor de tubulação compreendendo uma monta- gem de vedação anular deslocável configurada para ser axialmente deslocado entre uma primeira posição onde uma montagem de veda- ção anular deslocável bloqueia um primeiro trajeto de fluxo anular em torno de um corpo principal do suspensor de tubulação e uma segunda posição onde o primeiro trajeto de fluxo anular é aberto; em que o suspensor de tubulação ainda compreende um segundo trajeto de fluxo anular que se estende através do corpo prin- cipal do suspensor de tubulação.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro trajeto de fluxo anular compreende um es- paço anular entre uma borda radialmente externa do suspensor de tu- bulação e uma borda radialmente interna de um suspensor de reves- timento, cabeça de poço, ou cabeça de tubo de produção no qual o suspensor de tubulação é localizado, em que o espaço anular se es- tende a partir de uma posição abaixo do suspensor de tubulação para uma posição acima do suspensor de tubulação enquanto o primeiro trajeto de fluxo anular está aberto.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma montagem de vedação anular deslocável com- preende: uma manga de vedação, em que a manga de vedação é localizada em um espaço anular entre o suspensor de tubulação e um suspensor de revestimento circundante, cabeça de poço, ou cabeça de tubo de produção; e a vedação anular principal, em que a vedação anular prin- cipal é disposta na extremidade inferior da manga de vedação para de modo seletivo vedar uma interface entre a manga de vedação e o sus-

pensor de revestimento circundante, cabeça de poço, ou cabeça de tubo de produção.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que uma montagem de vedação anular deslocável ainda compreende um alojamento, em que o alojamento é uma peça cilíndri- ca orientada axialmente de material que se estende para baixo a partir de uma borda radialmente externa do corpo principal do suspensor de tubulação; em que uma câmara é definida entre o alojamento e o cor- po principal do suspensor de tubulação, e em que uma extremidade superior da manga de vedação é disposta dentro da câmara e funcio- na como um pistão.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o alojamento é integral com o corpo principal.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o alojamento é uma peça separada de material a par- tir do corpo principal, em que uma montagem de vedação anular des- locável ainda compreende uma primeira vedação disposta no corpo principal que veda entre uma borda radialmente externa do corpo prin- cipal e o alojamento.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que uma montagem de vedação anular deslocável ainda compreende: uma segunda vedação disposta no corpo principal que veda uma interface entre o corpo principal e a manga de vedação; uma primeira vedação disposta na manga de vedação que veda uma interface entre a manga de vedação e o alojamento em po- sição dentro da câmara; e uma segunda vedação disposta na manga de vedação que veda uma interface entre a manga de vedação e o alojamento em uma posição axial abaixo da câmara; e uma terceira vedação disposta no corpo principal que veda uma interface entre o corpo principal e a manga de vedação em uma posição axial abaixo da segunda vedação disposta no corpo principal.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: uma primeira porta que se estende através do corpo princi- pal do suspensor de tubulação para uma superfície radialmente exter- na do corpo principal axialmente localizado acima de a segunda veda- ção disposta no corpo principal; e uma segunda porta que se estende através do corpo princi- pal do suspensor de tubulação para uma superfície radialmente exter- na do corpo principal axialmente localizado entre a segunda vedação disposta no corpo principal e a terceira vedação disposta no corpo principal.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma porta de manga de vedação, em que a porta de manga de vedação se estende através da manga de vedação para conectar em modo de fluxo de fluido a segunda porta ao lado inferior da câmara.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracteriza- do pelo fato de que a porta de manga de vedação se estende a partir de uma primeira localização em uma superfície radialmente interna da manga de vedação para uma segunda localização em uma superfície radialmente externa da manga de vedação.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracteri- zado pelo fato de que a primeira localização da porta de manga de ve- dação é disposta axialmente entre a segunda vedação disposta no corpo principal e a terceira vedação disposta no corpo principal através de toda uma faixa de movimento da manga de vedação com relação ao corpo principal, em que a segunda localização da porta de manga de vedação é disposta axialmente entre a primeira vedação disposta na manga de vedação e a segunda vedação disposta na manga de vedação.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracteriza- do pelo fato de que ainda4 compreende portas de fluido de controle hidráulico que se estende pelo menos através do corpo principal, em que as portas de fluido de controle hidráulico são configuradas para comunicar o fluido hidráulico a lados opostos do pistão dentro da câ- mara.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que o segundo trajeto de fluxo anular se estende a par- tir de um anular entre um diâmetro externo da coluna de tubo de pro- dução acoplado ao suspensor de tubulação e um diâmetro interno de uma coluna de revestimento circundante em uma extremidade inferior a um acoplamento hidráulico em uma extremidade superior.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracteri- zado pelo fato de que o acoplamento hidráulico é acoplado a uma vál- vula.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracteri- zado pelo fato de que ainda compreende um tubo de produção conec- tado ao segundo trajeto de fluxo anular por meio de um acoplamento, em que o tubo de produção se estende para baixo através do anular.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que ainda compreende: um alojamento de cabeça de poço; e um suspensor de revestimento que suporta a coluna de re- vestimento, em que o suspensor de revestimento é assentado em e ve- dado contra o alojamento de cabeça de poço, em que o suspensor de tubulação é assentado contra o suspensor de revestimento.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracteri- zado pelo fato de que a ferramenta de assentamento é acoplada ao suspensor de tubulação, em que a ferramenta de assentamento inclui um trajeto de fluxo formado através da mesma que intersecta ou faz uma interface com o trajeto de fluxo anular em torno do corpo principal do suspensor de tubulação.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracteri- zado pelo fato de que a árvore submarina é acoplado ao suspensor de tubulação e é acoplado em modo de fluxo de fluido ao segundo trajeto de fluxo anular.

19. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: Assentar um suspensor de tubulação em um suspensor de revestimento, cabeça de poço, ou cabeça de tubo de produção, em que o suspensor de tubulação compreende: um corpo principal; uma montagem de vedação anular deslocável; e um trajeto de fluxo anular secundário que se estende atra- vés do corpo principal do suspensor de tubulação; manter uma montagem de vedação anular deslocável em uma primeira posição para manter o primeiro trajeto de fluxo anular aberto em torno do corpo principal do suspensor de tubulação; e deslocar axialmente uma montagem de vedação anular deslocável a partir de uma primeira posição para uma segunda posi- ção na qual uma montagem de vedação anular deslocável bloqueia o primeiro trajeto de fluxo anular.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracteriza- do pelo fato de que ainda compreende: circular fluido através do primeiro trajeto de fluxo anular ao mesmo tempo em que a vedação anular deslocável está em uma pri-

meira posição; e comunicar fluido através do segundo trajeto de fluxo anular ao mesmo tempo em que a vedação anular deslocável está na segun- da posição.