BR112021013999A2 - Método e dispositivo para condicionar fluido de perfuração - Google Patents
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Abstract
método e dispositivo para condicionar fluido de perfuração. método e dispositivo para condicionar fluido de perfuração que compreende o fornecimento de fluido de perfuração a alta pressão para bocais de alta pressão direcionados em linha colocados em oposição arranjados em comunicação de fluido com um espaçamento vedado para cisalhar o fluido de perfuração fornecido após misturar adicionalmente por colisão de correntes em velocidade alta e descarregar o fluido de perfuração condicionada através de uma saída do espaçamento vedado. além disso, o método e o dispositivo que compreendem medir um ou mais dentre: diferença de pressão, temperatura, fluxo, qualidade e/ou conteúdo do fluido de perfuração condicionada e controlar abertura dos bocais de alta pressão com base na diferença de pressão, temperatura, fluxo, qualidade e/ou conteúdo medidos da perfuração condicionada.
Description
1 / 18
[001] A presente invenção se refere a um método para condicionar fluido de perfuração, de acordo com o preâmbulo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.
[002] A presente invenção se refere também a um dispositivo para condicionar fluido de perfuração, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 4. Fundamentos
[003] Os fluidos de perfuração são fluidos usados na empresa de perfuração de um poço ou um furo em uma formação. Os escopos do fluido de perfuração incluem manter pressão sob controle, transportar cortes de perfuração, resfriar o equipamento de perfuração, transferir potência hidráulica, transmitir sinais e auxiliar perfilação no poço ou furo.
[004] Esses fluidos de perfuração variam de líquidos puros para dispersões complexas, espumas e emulsões que idealmente não reagirão de modo não intencional quimicamente com a formação. Para que uma dispersão, espuma ou emulsão seja estável, é necessário prover cisalhamento suficiente para homogeneizar as misturas.
[005] Com frequência, na operação prática, um fluido de perfuração não considerado estável até que tenha sido circulado por uma broca/bocal de perfuração com uma perda de pressão em torno de 5 MPa (50 bar) ou mais. Para adição de novas porções de fluidos de perfuração, não é prático dedicar tempo para circular pela broca de perfuração.
[006] Logo, os equipamentos de perfuração são equipadas com um dispositivo para condicionar fluido de perfuração, também conhecido como “pistola de cisalhamento”, onde os fluidos de perfuração nos equipamentos podem ser homogeneizados por cisalhamento (assim chamados cisalhados) antes de serem bombeados no poço/furo.
2 / 18
[007] No documento US3807705A (EI DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY) é descrito um processo e aparelho para a mescla de um leito de sólidos particulados que operam ciclicamente por fluxo de gravidade para baixo seletivamente regulado de uma fração dos sólidos, mistura fluidizada fora do leito, após reciclagem para o topo do leito.
[008] Do documento US5779361A (SHINYOU TECHNOLOGIES INC) é conhecido uma mistura estática com uma perda de pressão baixa e uma eficiência de agitação/mistura. A mistura compreende, no permeio de uma passagem de fluido, um corpo de mistura com um diâmetro maior do que a passagem de fluido. O corpo de mistura tem uma porção de cilindro de corpo de mistura, uma porção oca de entrada com uma porta de entrada encaixada para a porção de cilindro, e uma porção de oco de saída com uma porta de saída. Um cilindro de colisão com um diâmetro maior que um diâmetro da porta de saída é disposta dentro do copo de mistura de modo que sua abertura é posicionada em uma relação confrontante com a porta de entrada. Uma pluralidade de rebaixos é provida em pelo menos uma dentre uma porção lateral interna de fundo do cilindro de colisão, uma porção de superfície interna da porta de entrada de oco, uma porção de superfície interna da porta de saída oca, uma porção circunferencial interna de uma porção cilíndrica do cilindro de colisão, e uma porção de superfície circunferencial interna do porção cilíndrica do corpo de mistura.
[009] O documento US5460449A (KENT, J. HOWARD et al.) descreve um misturador em linha sem peças em movimento, com um cabeçote de cisalhamento geralmente cônico pontuado na direção a montante em um cano e centrado próximo à lateral a jusante de um anel de assentamento anular fixado à superfície interior do cano. À montante, a face inclinada ou lateral de alta pressão do cabeçote de cisalhamento, há uma série de portas furadas geralmente circulares através do cabeçote de cisalhamento. A face inclinada do cabeçote de cisalhamento cônico se estende pelo centro
3 / 18 do anel de assentamento na direção à montante e é ajustada para ser localizada muito próxima à lateral a jusante do anel de assentamento. Na extremidade a jusante da face inclinada do cabeçote de cisalhamento é um primeiro afiado, aproximadamente borda de 90 graus conduzindo a partir da superfície interior do cano na direção a jusante, cuja primeira borda é ajustada para estar localizada muito próxima à superfície interior do cano. Dessa maneira, forças de cisalhamento intensas são criadas na borda da lateral a jusante do anel de assentamento anular próximo às entradas das portas, e na borda da extremidade a jusante da face inclinada do cabeçote de cisalhamento próximo à superfície interior do cano. Também, forças de mistura intensas são criadas na lateral a jusante do anel de assentamento anular próximo à superfície interna do cano, e na peça detrás do cabeçote de cisalhamento.
[0010] No documento US2014174830A (BINGHAM RICHARD et al.) é descrito um sistema para condicionar fluido de perfuração que inclui um dispositivo de condicionamento com um primeiro conduto configurado para receber o fluido de perfuração, uma restrição de fluxo disposta adjacente ao primeiro conduto, a restrição de fluxo que compreende uma entrada de fluido uma saída de fluido, uma placa de impacto disposta a jusante da restrição de fluxo, uma primeira câmara disposta entre a restrição de fluxo e a placa de impacto, e uma segunda câmara disposta a jusante da placa de impacto, em que a primeira câmara é conectada de modo fluido à segunda câmara. Um método para condicionar fluido de perfuração usando um dispositivo de condicionamento, inclui o bombeamento de um fluido de perfuração através de uma restrição de fluxo, acelerando o fluido de perfuração em uma câmara de mistura, submetendo o fluido de perfuração para cisalhamento de prolongamento, desacelerando o fluido de perfuração contra uma placa de impacto, submetendo o fluido de perfuração para cisalhamento de impacto, e fluido de perfuração de esvaziamento a partir da câmara de mistura.
[0011] A partir do documento WO2015199547 A1 (KCA DEUTAG
4 / 18 DRILLING NORGE AS), é conhecida uma pistola de cisalhamento para fluidos de perfuração que compreende um alojamento na forma de um corpo prolongado internamento oco arranjando para receber fluido de perfuração, já que o alojamento compreende um espaço interno equipado com um bocal de alta pressão que é conectado com uma entrada que se estende através de uma primeira peça superior do corpo prolongado do alojamento e um cone de distribuição em oposição que é arranjado em um segunda peça inferior do corpo prolongado do alojamento. Muitas aberturas e fendas são providas na peça superior do espaço oco do alojamento, arranjadas para funcionar como saídas de líquido para fluido de perfuração misto e que a abertura de bocal do bocal de alta pressão é montada inferior às ditas aberturas ou fendas no espaço oco do alojamento.
[0012] A partir das instruções Metódicas para estudantes da disciplina “Drilling fluids and cement slurries,” Nazarov I.M., Almetviesk polytechnical college, 2014, and Hydraulic dispergator DG-40, Exbure.ru, são conhecidos um método e um dispositivo (dispersor hidráulico) para dispersar fluido de perfuração, em que o método compreende fluido de fornecimento em alta pressão para bocais de alta pressão direcionados em linha colocados em oposição arranjados em comunicação de fluido com espaçamento vedado para cisalhar fluido de perfuração fornecido e descarregar o fluido disperso através de uma saída. O método compreende um estágio de pré-mistura e utiliza efeito venturi para misturar substâncias no fluido de perfuração.
[0013] No documento EP 0488666 A é descrito misturador de lama para misturar um aditivo sólido inicialmente particulado em um fluxo substancialmente contínuo de lama de perfuração líquida, em que o disto misturador de lama compreende uma câmara de mistura com dois bocais de injeção de lama e uma entrada de aditivo para admitir um fluxo substancialmente contínuo do dito aditivo para a dita câmara de mistura simultaneamente com as duas correntes injetadas de lama em uso do dito
5 / 18 misturador de lama.
[0014] As usinas atuais são construídas de modo que isso seja feito nos tanques de lama de perfuração que estão a bordo dos equipamentos, e um jato de um bocal vai diretamente para baixo na lama no tanque. A força do jato resulta em que vai fundo no tanque, e com frequência a potência residual no jato é grande quando encontra a parede do tanque. Ao variar os níveis no tanque, as forças residuais irão variar, e o jato é decomposto pelo nível de lama no tanque. Isso pode resultar em lavagem na parede de taque, e também que muito ruído é gerado. O acesso para manutenção dos tanques e bocais pode ser feito entrando pelo tanque, o que é arriscado e demorado. Se alguém conseguir um lavagem e furos na parede do tanque, isso pode resultar em descargas para o ambiente externo.
[0015] Além disso, em conexão com o transporte de fluido/lama de perfuração a um equipamento por recipiente de fornecimento, o fluido/lama de perfuração irá se degenerar. Através de cisalhamento contínuo do fluido/lama de perfuração durante o transporte, isso irá otimizar a qualidade a prepará-lo para uso. Isso pode também solicitar armazenamento na costa e instalações de produção.
[0016] Desafios à técnica anterior mencionada são portanto ligados a, entre outras coisas, ruídos, lavagem de paredes do tanque, vulnerabilidade para níveis de flutuação no tanque, e também que as soluções sejam com frequência não projetadas para o propósito.
[0017] Uma desvantagem considerável adicional da solução da técnica anterior mencionada é que a eficiência da mesma é limitada.
[0018] As soluções da técnica anterior exigem espaço adicional e são projetadas para aplicações específicas, isto é, não são projetadas para serem usadas em mais de uma aplicação.
[0019] Por conseguinte, as soluções da técnica anterior são adaptadas principalmente para arranjado estacionário e não flexíveis no que se refere a
6 / 18 arranjo em processo para lidar com fluido de perfuração. Objetivo
[0020] O objetivo principal da presente invenção é prover um método e um dispositivo para condicionar fluido de perfuração que soluciona parcial ou inteiramente as carências e desvantagens mencionadas acima da técnica anterior.
[0021] É ainda um objetivo da presente invenção prover um método e um dispositivo para condicionar fluido de perfuração com capacidade mais alta do que as soluções da técnica anterior.
[0022] Um objetivo da presente invenção é prover um método e um dispositivo para condicionar fluido de perfuração com eficiência mais alta que soluções da técnica anterior.
[0023] É um objetivo da presente invenção prover um dispositivo para condicionar fluido de perfuração que é plano para montar/desmantelar.
[0024] Um objetivo adicional da presente invenção é prover um dispositivo para condicionar fluido de perfuração que exige consideravelmente menos espaço do que as soluções da técnica anterior.
[0025] É um objetivo da presente invenção prover um método e um dispositivo para condicionar fluido de perfuração provendo o máximo de energia de mistura possível.
[0026] Um objetivo da presente invenção é prover um método e um dispositivo para condicionar fluido de perfuração que é flexível em relação ao arranjo e um processo para lidar com fluido de perfuração e pode ser usado em uma faixa ampla de aplicações.
[0027] É um objetivo da presente invenção prover um dispositivo para fluido de perfuração de condicionamento que é escalável de acordo com requisitos e taxa de fluxo.
[0028] Um objetivo da presente invenção é prover um método e um dispositivo para condicionar fluido de perfuração que provê oportunidade
7 / 18 para pré-mistura do fluido de perfuração em frente a um ou em um bocal de cisalhamento para mistura grossa.
[0029] Um objetivo adicional da presente invenção é prover um dispositivo para condicionar fluido de perfuração que habilita possibilidades para instrumentação plana no que se refere à diferença de pressão, temperatura e fluxo. Um objetivo da presente invenção é prover um método e um dispositivo para condicionar fluido de perfuração que provê mistura de um ou mais fluidos, produtos químicos e/ou substâncias no fluido de perfuração.
[0030] Objetos adicionais da presente invenção irão aparecer na seguinte descrição, reivindicações e desenhos anexos. A invenção
[0031] Um método para condicionar fluido de perfuração de acordo com a presente invenção é descrito na reivindicação 1, Os recursos preferíveis do dispositivo são descritos nas reivindicações dependentes.
[0032] Um dispositivo para condicionar fluido de perfuração de acordo com a presente invenção é descrito na reivindicação 4. Os recursos preferíveis do dispositivo são descritos nas reivindicações dependentes.
[0033] Um método para condicionar fluido de perfuração, de acordo com a presente invenção, está compreendendo o fornecimento de fluido de perfuração a alta pressão para bocais de alta pressão direcionados em linha colocados em oposição arranjados em comunicação de fluido com um espaçamento vedado para cisalhar o fluido de perfuração fornecido após misturar adicionalmente por colisão de correntes em velocidade alta e descarregar o fluido de perfuração condicionada através de uma saída do espaçamento vedado.
[0034] O método, de acordo com a presente invenção, pode compreender adicionalmente utilizar efeito venturi para misturar um ou mais fluidos, produtos químicos e/ou substâncias, tal como um ou mais óleos ou
8 / 18 água, no fluido de perfuração.
[0035] Um método para condicionar fluido de perfuração, de acordo com a presente invenção, pode compreender adicionalmente pré-mistura do fluido de perfuração em frente ao ou no bocal de cisalhamento.
[0036] Um dispositivo, de acordo com a presente invenção, compreende um corpo principal principalmente prolongado provido de entradas para fornecimento de fluido de perfuração nas extremidades do mesmo e uma saída para descarga de fluido de perfuração condicionada.
[0037] O dispositivo baseia-se no uso de bocais de alta pressão direcionados em linha colocados em oposição arranjados em conexão com as entradas para fluido de perfuração que combinam o efeito de cisalhamento através dos bocais de alta pressão e que misturam adicionalmente por colisão de correntes em velocidade alta, reduzindo as forças de impacto na construção.
[0038] No processo para homogeneizar uma dispersão ou uma emulsão, é necessário aplicar energia de mistura suficiente. A maior quantidade possível dos agregados ou aglomerados de partícula devem ser quebrados. De maneira similar, para uma emulsão, é necessário romper todo líquido emulsificado em gotículas de líquido como possível. Conforme descrito acima, um fluido de perfuração pode ser uma dispersão ou uma emulsão ou uma combinação desses. Logo, é necessário criar o máximo de energia de mistura possível.
[0039] Os fluidos de perfuração podem também conter concentração diferente de polímeros. Alguns dos polímeros podem suavizar a turbulência no dispositivo para condicionar fluido de perfuração, também conhecido como pistola de cisalhamento, e portanto requer tempo de mistura mais longo. Outros polímeros podem ser quebrados por cisalhamento alto. Logo, é importante ter um dispositivo que apresenta o máximo de cisalhamento possível, mas ao mesmo tempo ser apto a reduzir a taxa de cisalhamento se
9 / 18 necessário.
[0040] Um fluido de perfuração à base de água contém normalmente polímeros e bentonita para construir a viscosidade requerida. De maneira similar, um fluido de perfuração à base de óleo contém normalmente água emulsificada e argila organofílica para construir viscosidade. É comum que ambos os tipos de fluido de perfuração contenham minerais de densidade alta em grãos finos para criar a densidade de fluido necessária. O material de alta densidade usada mais normalmente é barita com uma distribuição de tamanho de partícula normalmente menor que 75 micrômetros. Ocasionalmente, os materiais mais duros e de densidade ainda mais alta, como ilmenita ou hematita, são usados. Quando esses materiais de densidade alta são misturados no fluido de perfuração, há uma probabilidade mais alta para criar desgaste. Esse desgaste pode ser reduzido de maneira significativa ou ainda removido se os jatos de fluido no dispositivo para condicionar fluido de perfuração estiverem colidindo em vez de estarem batendo em uma superfície ou passando através de lâminas de cisalhamento rotativo.
[0041] Por conseguinte, um dispositivo que irá cisalhar de maneira eficiente os fluidos de perfuração, e após o cisalhamento, misturá-los é provido pela presente invenção.
[0042] A presente invenção provê adicionalmente um dispositivo que irá reduzir consideravelmente o ruído do processo, comparado a soluções da técnica anterior, utilizando fluido de perfuração condicionado como um amortecedor de som em torno do processo de mistura e cisalhamento.
[0043] O dispositivo, de acordo com a presente invenção, é aplicável em equipamentos de perfuração, durante o transporte, em instalações de armazenamento de fluido de perfuração, ambos nos equipamentos e nas usinas de fluido de perfuração.
[0044] O dispositivo, de acordo com a presente invenção, será aplicável adicionalmente para tratamento no fluido de perfuração sob
10 / 18 transporte, armazenamento e processos na costa, em transporte de recipiente e unidades na costa. Por exemplo, através da circulação do fluido de perfuração pelo dispositivo de acordo com a presente invenção.
[0045] A presente invenção provê um dispositivo para condicionar fluido de perfuração que é adequado para uso em um fluido de perfuração completo/ recipiente de tratamento de lama-/ sistema à base de deslizamento.
[0046] Um dispositivo para condicionar fluido de perfuração em que os bocais de cisalhamento são facilmente permutáveis é provido pela presente invenção.
[0047] O dispositivo, de acordo com a presente invenção, requer menos ritmo, se comparado com as soluções da técnica anterior, e pode ser arranjado em linha em um processo.
[0048] O dispositivo, de acordo com a presente invenção, é ainda fácil de instalar, desinstalar, armazenar e desativar. A presente invenção permite ainda que materiais reutilizáveis ecológicos possam ser usados na maioria das peças.
[0049] O dispositivo, de acordo com a presente invenção, pode ser fornecido com fluido de perfuração de bombas de alta pressão existentes no local ou por pelo menos uma bomba de alta pressão dedicada integrada com um ou mais dispositivos, de acordo como a presente invenção, como uma unidade,
[0050] De acordo com a presente invenção, muitos dispositivos, de acordo com a presente invenção, podem ser arranjados em paralelo, se desejado.
[0051] Outros recursos e detalhas vantajosos preferíveis da presente invenção irão aparecer na seguinte descrição, reivindicações e desenhos anexos. Exemplo
[0052] A presente invenção será descrita abaixo em mais detalhes em
11 / 18 relação aos desenhos anexos, em que:
[0053] A Fig. 1 é desenho de princípio de um dispositivo para condicionar fluido de perfuração de acordo com a presente invenção, a Fig. 2 é uma vista de seção transversal do dispositivo para fluido de condicionamento na Figura 1, e as Fig. 3a-b são desenhos de princípio de modificações de um dispositivo para condicionar perfuração de acordo com a presente invenção.
[0054] A referência é agora feita às Figuras 1 e 2 para descrição de dispositivo 10 para condicionar fluido de perfuração de acordo com a primeira modalidade da presente invenção. O dispositivo 10 para condicionar fluido de perfuração, de acordo com a presente invenção, pode também ser referido como uma pistola de cisalhamento.
[0055] O dispositivo 10 para condicionar fluido de perfuração, de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, compreende um corpo principal principalmente prolongado 20 provido de entradas 30 em extremidades opostas para receber fluido de perfuração do mesmo e uma saída 40 para descarga de fluido de perfuração condicionado.
[0056] O dispositivo 10 para condicionar fluido de perfuração é ainda provido de um alojamento interior 40 arranjado no corpo principal principalmente prolongado 20 na forma de um corpo oco horizontal 51 arranjado para receber fluido de perfuração nas ambas as extremidades 52 do mesmo.
[0057] As superfícies internas do corpo oco 51 emergem com anéis de metal duro que se estendem radialmente 53, tal como carboneto de tungstênio, diamante policristalino, nitreto de boro cúbico Policristalino, material de cerâmica ou revestimento de diamante galvanizado, assim como placas de metal duro 54 nas extremidades 52, tal como carboneto de tungstênio, diamante policristalino, nitreto de boro cúbico Policristalino, material de cerâmica ou revestimento de diamante galvanizado para reduzir desgaste do
12 / 18 espaço interno do corpo oco 51.
[0058] O corpo oco 51 é ainda provido de pelo menos uma abertura 55, tal como um furo, ranhura ou fenda, a partir do espaço interno do corpo oco 51 para o exterior do mesmo arranjado para funcionar como saídas de fluido para condicionar fluido de perfuração. Na modalidade mostrada, há duas seções que se estendem radialmente arranjadas que compreende muitas aberturas 55, em cada lateral de um eixo geométrico central vertical do corpo oco 51.
[0059] Preferivelmente, pelo menos uma abertura 55 é arranjadas em uma lateral inferior do corpo oco 51 para permitir drenagem do dispositivo 10 quando não está em uso.
[0060] O corpo oco 51 do alojamento interno pode ser dividido ainda nas várias peças na instalação no corpo principal 20 a partir do corpo interno oco 51. Isso irá facilitar a inserção dos anéis mencionados 53 e placas 54 no corpo oco 51.
[0061] Em vez dos anéis mencionados 53 e placas 54, as superfícies internas do corpo oco 51 podem ser providas de um revestimento de metal duro, tal como carboneto de tungstênio, diamante policristalino, nitreto de boro cúbico Policristalino, material de cerâmica ou revestimento de diamante galvanizado nas superfícies interiores dos mesmos. Em outra alternativa, o corpo oco 51 é feito de metal duro, tal como carboneto de tungstênio, diamante policristalino, nitreto de boro cúbico Policristalino, material de cerâmica ou revestimento de diamante galvanizado,
[0062] O corpo principal principalmente prolongado 20 encerra o corpo oco 51 do alojamento interior 50 com um espaçamento entre os mesmos.
[0063] A saída 50 do corpo principal 20 está na modalidade mostrada arranjada em uma lateral inferior do mesmo, preferivelmente provida de um flange 41 para arranjo da lateral de topo de tanque de armazenamento ou
13 / 18 tubagem de processo direcionada horizontal ou verticalmente. Por isso, a saída 40 é arranjada na lateral inferior da mesmo, isso irá assegurar que o dispositivo 10 seja drenado quando não está em uso.
[0064] O dispositivo 10 para condicionar fluido de perfuração é provido adicionalmente de laterais destacáveis 60 arranjadas para vedação das extremidades do corpo principal 20 e das extremidades 52 do corpo oco 51 do alojamento interno 50.
[0065] Na modalidade exibida, o corpo principal 20 é provido de rebaixos anulares interiores 21 nas extremidades dos mesmos arranjados para receber e acomodar as laterais destacáveis 60.
[0066] As laterais destacáveis 60 são ainda, nas laterais voltadas para o corpo oco 51, providas de rebaixos anulares 61 adaptados para receber e acomodar as extremidades 52 do corpo oco 51 do alojamento interior (50).
[0067] As laterais destacáveis 60 são assim retidas pelo corpo principal 20, e os lados destacáveis 60 retêm o alojamento interno 50. As laterais destacáveis 60 são providas adicionalmente de furos passantes 62 para receber e acomodar hastes ou parafusos de fixação 70 que se estendem através do dispositivo 10, onde as porcas 71 são arranjadas para prender as laterais 60 ao corpo principal 20 e ao alojamento 50 interno juntos. O corpo oco 51 do alojamento interno 50 pode ser ainda provido de furos passantes que se estendem longitudinalmente para receber e acomodar as hastes ou parafusos de fixação 50.
[0068] As entradas mencionadas 30 do dispositivo 10 para fornecimento de fluido de perfuração são arranjadas nas laterais destacáveis
60. As entradas 30 são providas de conectores 31 para conexão de mangueira, cano, tubo ou similares de fornecimento de fluido de perfuração. As entradas 30 estão em comunicação fluida com o espaço interior do corpo oco 51 por meio de bocais de alta pressão 80 arranjados nas laterais destacáveis 60, que se estendem no corpo oco interno 51, cujos bocais de alta pressão 80 exibem
14 / 18 uma redução no diâmetro interno da entrada 30 para o espaço interno do corpo oco 51. Os bocais de alta pressão 80 são assim arranjados em oposição e em linha um em relação ao outro no corpo oco 51 e irão assim fornecer fluido das laterais opostas no corpo oco 51. Os bocais de alta pressão 80 são preferivelmente feitos de ou aplicados uma superfície internas de metal duro, tal como carboneto de tungstênio, diamante policristalino, nitreto de boro cúbico Policristalino, material de cerâmica ou revestimento de diamante galvanizado. Em uma modalidade adicional, o bocal de alta pressão 80 é arranjada com uma abertura controlável do mesmo, conforme descrito abaixo em referência às Figuras 3a-b. Em ainda uma modalidade adicional, os bocais de alta pressão 80 são formados como um bocal venturi. O bocal de alta pressão 80 pode ser integrado nas laterais destacáveis 60 ou arranjado de modo permutável nas laterais destacáveis 60 por meio de roscas (não mostrado).
[0069] Haverá ainda dispositivos de vedação arranjados (não mostrado) entre as laterais destacáveis 60 e o corpo principal 20.
[0070] O dispositivo 10 para condicionar fluido de perfuração funciona assim por aquele pelo menos uma bomba de alta pressão (não mostrada) fornece fluido de perfuração a alta pressão para ambas as entradas 30, preferivelmente com a mesma pressão, onde o fluido de perfuração conforme passa pelos bocais de alta pressão 80 é cortado/esmagado ao que o fluido de perfuração cortado/esmagado fluindo de ambas as laterais colide no centro do corpo oco 51 do alojamento interno 50, onde é misturado e deixa o alojamento interno 50 por meio das aberturas 55 e é coletada no corpo principal 20. A presença do fluido de perfuração condicionado no corpo principal 20 irá reduzir o som do processo. O fluido de perfuração condicionado irá então sair do dispositivo 10 pela saída 40 do corpo principal 20 para um tanque de armazenamento, encanamento de processo ou similares.
[0071] O fluxo de alta velocidade de fluido de perfuração
15 / 18 cortado/esmagado irá resultar também assim que um grau alto de mistura for alcançado.
[0072] A pelo menos uma bomba de alta pressão pode ser uma bomba dedicada para o dispositivo 10, de acordo com a presente invenção, ou bombas de alta pressão disponíveis no local.
[0073] Se apenas uma bomba de alta pressão for usado, haverá de ter um fendidor arranjado em frente ao dispositivo 10, mergulhando o fluxo da bomba de alta pressão para as duas entradas 30 do dispositivo 10.
[0074] A referência é feita agora às Figuras 3a-b que são desenhos de princípio de modificações possíveis do dispositivo descrito acima 10 para condicionar fluido de perfuração, em que a Figura 3b é uma vista de seção transversal vista de cima. Algumas das peças descritas são omitidas para clareza, e o número de referência de muitas das peças acima foi omitido para clareza.
[0075] De acordo com uma modalidade alternativa do dispositivo 10 para condicionar fluido de perfuração, de acordo com a presente invenção, é provida de meio 90 para pré-misturar o fluido de perfuração em frente aos bocais 80. Isso pode, de acordo com a presente invenção, ser alcançado por arranjo de uma zona/área de mistura ou câmara 90 em frente ao bocal 80, cuja câmara 90 é provida de uma saída 91 voltada para um bocal 80. Na modalidade mostrada, essa câmara 90 é principalmente cilíndrica ou em formato de disco, e a entrada de fluido de perfuração 30 é ainda arranjada para fornecer o fluido de perfuração radialmente para a câmara 90 que irá criar um efeito de vórtice no fluido de perfuração fornecido que provê um efeito de mistura para o fluido de perfuração antes de entrar nos bocais 80.
[0076] As superfícies internas da câmara mencionada (90) emergem preferivelmente com um revestimento ou metal duro sinterizado, tal como carboneto de tungstênio, diamante policristalino, nitreto de boro cúbico Policristalino, material de cerâmica ou revestimento de diamante galvanizado.
16 / 18 De maneira alternativa, também essa modalidade pode fazer uso de anel(is) de metal duro conforme descrito acima, em que uma abertura é arranjada correspondente à entrada 30.
[0077] A câmara 90 pode ser adicionalmente provida de lâminas ou palhetas para pré-mistura melhorada.
[0078] De acordo com uma modalidade adicional, os bocais 80 podem ser ajustáveis. De acordo com uma modalidade, isso é alcançado por aquele que os bocais 80 sejam providos ainda de uma coluna 81 com uma extremidade afilada 82 voltada para abertura de bocal 80, cuja coluna 81 é arranjada móvel na direção longitudinal do bocal 80 ao longo do eixo geométrico longitudinal do bocal 80 por meio de um atuador (não mostrado) ou pelo ajuste manual. Por conseguinte, a abertura de bocal 80 pode ser ajustada por uma unidade de controle (não mostrada) para controlar o atuador com base no equipamento de medição arranjado em conexão com o dispositivo, tal como um equipamento de medição para medir um ou mais dentre: diferença de pressão, temperatura fluxo, qualidade e/ou teor do fluido de perfuração condicionado.
[0079] De acordo com ainda uma modalidade alternativa do dispositivo 10 para condicionar fluido de perfuração, de acordo com a presente invenção, o dispositivo 10 pode ser arranjado para utilizar efeito venturi para misturar um ou mais fluidos, produtos químicos e/ou substâncias, tal como um ou mais óleos ou água, no fluido de perfuração. Na modalidade mostrada, isso pode ser alcançado por aquele que o dispositivo 10 é provida de uma ou mais entradas 100 para fornecimento de fluido, produto químico ou substância que leva a partir do exterior do dispositivo 10 para a frente dos ou nos bocais 80. Por isso, é alcançado que, quando o fluido, produto químico ou substância é fornecido para a entrada mencionada 100, o efeito venturi causado pelos bocais 80 irá extrair os fluidos, produtos químicos e/ou substâncias mencionadas em conexão com cisalhamento/corte do fluido de
17 / 18 perfuração.
[0080] Ao arranjar muitas entradas 100 como essas distribuídas na direção circunferencial do bocal 80, um efeito melhorado é alcançado quando o fornecimento do mesmo fluido, produto químico ou substância ou as muitas entradas 100 podem ser usadas para misturar fluidos diferentes, produtos químicos e/ou substâncias no fluido de perfuração.
[0081] Em adição a arranjar equipamento de medição em conexão com o dispositivo 10, o equipamento de medição a ser usado pelo dispositivo pode também ser arranjado em conexão com outras peças do processo para lidar com fluido de processamento.
[0082] Pela presente invenção, será possível alcançar propriedades desejadas do fluido de perfuração (lama). O dispositivo 10, de acordo com a presente invenção, será capaz de lidar com pressão de até 50 Mpa (500 bar), e uma quantidade de líquido entre 1000 e 1500 l/min.
[0083] Por conseguinte, o dispositivo para condicionar fluido de perfuração, de acordo com a presente invenção, pode ser montado em um processo existente na horizontal em qualquer estágio do processo para lidar com fluido de perfuração (lama).
[0084] O dispositivo, de acordo com a presente invenção, será fácil de montar/desmontar, e ainda exige consideravelmente menos espaço o que as soluções da técnica anterior.
[0085] As peças de desagaste do dispositivo, de acordo com a presente invenção, são substituíveis ainda sem tempo de inatividade na perfuração.
[0086] O dispositivo para condicionar o fluido de perfuração, de acordo com a presente invenção, irá assim, em combinação com uma bomba, ser adequado como uma unidade autônoma, que pode ser arranjado em linda para uma faixa ampla de aplicações, tal como, mas não limitada a, equipamentos de perfuração, recipientes de fornecimento ou usinas na costa.
18 / 18 Modificações
[0087] O dispositivo pode ainda ser provido de uma obstrução, conformado com uma superfície plana, convexa ou côncava, no centro do corpo oco do alojamento interior.
Claims (14)
1. Método para condicionar fluido de perfuração, em que o método compreende fornecer fluido de perfuração a alta pressão para bocais de alta pressão direcionados em linha colocados em oposição (80) arranjados em comunicação de fluido com um espaçamento vedado para cisalhar o fluido de perfuração fornecido após misturar adicionalmente por colisão de correntes em velocidade alta e descarregar o fluido de perfuração condicionada através de uma saída (40) do espaçamento vedado, caracterizado pelo fato de que o método compreende medir um ou mais dentre: diferença de pressão, temperatura, fluxo, qualidade e/ou conteúdo do fluido de perfuração condicionada e controlar abertura dos bocais de alta pressão com base na diferença de pressão, temperatura, fluxo, qualidade e/ou conteúdo medidos do flui de perfuração condicionada.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende utilizar o efeito venturi para misturar um ou mais fluidos, produtos químicos e/ou substâncias no fluido de perfuração.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende pré-misturar em frente ao ou no cisalhamento do fluido de perfuração.
4. Dispositivo (10) para condicionar fluido de perfuração que compreende um corpo principal principalmente alongado (20) provido de entradas (30) para fornecimento de fluido de perfuração em ambas as extremidades e uma saída (40) para descarga de fluido de perfuração condicionada, em que o dispositivo (10) compreende bocais de alta pressão direcionados em linha colocados em oposição (80) arranjados em conexão com as entradas (30) que combinam efeito de cisalhamento através dos bocais de alta pressão (80) e misturar adicionalmente por colisão de correntes em alta velocidade, caracterizado pelo fato de que: - os bocais de alta pressão (80) são ajustáveis,
- o dispositivo (10) compreende medir equipamento arranjado em conexão com o dispositivo (10) medindo um ou mais dentre: diferença de pressão, temperatura, fluxo, qualidade e/ou teor do fluido de perfuração condicionada, e - o dispositivo (10) compreende uma unidade de controle que controla abertura dos bocais de alta pressão (80) com base na diferença de pressão, temperatura, fluxo, qualidade e/ou conteúdo medidos do fluido de perfuração condicionada.
5. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (10) compreende um alojamento interno (50) arranjado no corpo principal (20), o alojamento interno (50) formado por um corpo oco (51), no qual o corpo oco (51) e o bocal de alta pressão mencionado (80) se estendem a partir de cada extremidade (52), cujo corpo oco (51) é provido de pelo menos uma abertura (55) para descarga de fluido de perfuração de condicionamento para o corpo principal principalmente alongada (20).
6. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o corpo principal principalmente alongado (20) encerra o alojamento interno (50) com um espaçamento entre o mesmo para fluido de perfuração condicionada.
7. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que: - o corpo oco (51) é feito de metal duro, escolhido a partir de carboneto de tungstênio, diamante policristalino, nitreto de boro cúbico policristalino, material de cerâmica ou revestimento de diamante galvanizado, - superfícies internas do corpo oco (51) são providas de um revestimento de metal duro, escolhido a partir de carboneto de tungstênio, diamante policristalino, nitreto de boro cúbico policristalino, material de cerâmica ou revestimento de diamante galvanizado ou
- superfícies internas do corpo oco (51) emergem com anéis de metal duro que se estendem radicalmente (53), escolhidos a partir de carboneto de tungstênio, diamante policristalino, nitreto de boro cúbico policristalino, material de cerâmica ou revestimento de diamante galvanizado, assim como placas de metal duro (54) nas extremidades das mesmas, escolhidos a partir de carboneto de tungstênio, diamante policristalino, nitreto de boro cúbico policristalino, material de cerâmica ou revestimento de diamante galvanizado.
8. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (10) compreende laterais destacáveis (60) arranjados para extremidades de vedação do corpo principal (20) e do corpo oco (51) para o alojamento interno (50).
9. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o corpo principal (20) é provido de rebaixos anulares (21), nas extremidades dos mesmos, para receber e acomodar as laterais destacáveis (60).
10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as laterais destacáveis (60) nas laterais voltadas para o corpo oco (51) são providas de rebaixos anulares (61) adaptados para receber e acomodar as extremidades (52) do corpo oco (51) do alojamento interior (50).
11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as entradas (30) são arranjadas nas laterais destacáveis (60), e as entradas (30) estão em comunicação de fluido com o espaço interior do corpo oco (51) por meio dos bocais de alta pressão (80).
12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a saída (40) é provida de uma flange (41) para conexão a um tanque de armazenamento ou tubagem de processo.
13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os bocais (80) são providos de entradas (100) arranjadas para fornecimento de um ou mais fluidos, produtos químicos e/ou substâncias em conexão com cisalhamento/corte do fluido de perfuração.
14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (10) é provido de meio (90) para pré-misturar o fluido de perfuração em frente aos ou nos bocais (80).
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