BR122020008342B1 - conjunto de vedação de ligação híbrida e método para ligar por extensão um poço à superfície - Google Patents

Abstract

Esta invenção trata de conjuntos de vedação de ligação híbrida, conjuntos de instalação sem intervenção, e métodos associados de instalar componentes de fundo de poço dos conjuntos de vedação de ligação híbrida usando tais conjuntos de instalação sem intervenção. Um conjunto de vedação de ligação híbrida compreende um ou mais corpos de ancoragem e conjuntos de vedação, e um ou mais sistemas de instalação hidráulicos sem intervenção. Um método de instalar equipamento de fundo de poço compreende aplicar uma pressão a um volume de compensação e fornecer um volume de trabalho, o volume de trabalho sendo separado do volume de compensação por dispositivos de controle hidráulicos. Uma pressão é aplicada ao volume de trabalho em resposta à pressão aplicada ao volume de compensação. A pressão aplicada ao volume de compensação é então reduzida e a pressão aplicada ao volume de trabalho é capturada pelos dispositivos de controle hidráulicos. A pressão capturada no volume de trabalho é aplicada para instalar os componentes de fundo de poço.

Description

ANTECEDENTES

[001] A presente invenção refere-se geralmente a conjuntos de ligações e, mais particularmente, a conjuntos de vedação de ligação híbrida e a métodos associados de configurar tais conjuntos.

[002] Hidrocarbonetos, tal como óleo e gás, são usualmente obtidos a partir de formações subterrâneas. O desenvolvimento de operações subterrâneas e os processos envolvidos em remover hidrocarbonetos de uma formação subterrânea são complexos. Tipicamente, as operações subterrâneas envolvem um número de diferentes etapas tais como, por exemplo, perfurar um poço em um sítio de poço desejado, tratar o poço para otimizar a produção de hidrocarbonetos, e executar as etapas necessárias para produzir e processar os hidrocarbonetos a partir da formação subterrânea. Controlar a operação do equipamento de fundo de poço que pode ser usado em cada etapa é um importante aspecto para executar operações subterrâneas.

[003] O equipamento de fundo de poço inclui qualquer equipamento usado no fundo para executar operações subterrâneas. Por exemplo, o equipamento de fundo de poço pode incluir, mas não está limitado a equipamento usado para instalar cabeças de poços, suportes de revestimento, equipamento de completação e/ou equipamento de intervenção.

[004] Em alguns casos, a manipulação mecânica pode ser usada para controlar a operação do equipamento de fundo de poço. Especificamente, uma ferramenta de instalação pode ser abaixada no poço em uma coluna de trabalho para manipular o equipamento de fundo de poço para instalar o dispositivo. Alternativamente, a ferramenta de instalação pode ser abaixada no fundo na coluna de trabalho como parte de uma ferramenta de fundo e pode ser retida neste ou retirada. O termo "instalar(instalação)" um dispositivo, como usado aqui, refere-se a manipular um dispositivo de modo que ele vá de um primeiro modo de operação para um segundo modo de operação. Os métodos tradicionais de manipulação mecânica de equipamento de fundo de poço consomem tempo de sondagem precioso tornando-os indesejáveis.

[005] Em certos outros casos, pistões de instalação (ou pistões hidráulicos) podem ser usados para instalar equipamento de fundo de poço. Especificamente, os pistões de instalação podem ser fornecidos no fundo independentemente (por exemplo, uma ferramenta de instalação) ou como parte de equipamento de fundo de poço (por exemplo, pistões internos em um vedador hidraulicamente instalado). Entretanto, tipicamente, os pistões hidráulicos são usados pelo fato de que pressão pode ser aplicada e aliviada da mesma localização no sistema. Especificamente, o sistema tem tipicamente pressão equilibrada no momento em que a pressão é aplicada ao sistema. Esse equilíbrio de pressão proíbe a capacidade de construir um diferencial de pressão e deslocar volumes, limitando a capacidade do sistema de instalar equipamento de fundo de poço.

[006] É então desejável desenvolver métodos e sistemas para manipular mais eficazmente o equipamento de fundo de poço.

[007] Os métodos atuais usados para ligar por extensão um poço à superfície ou à cabeça de poço submarina a partir de um suporte de revestimento de fundo existente conferem instalar uma coluna de ligação no poço. Essas colunas de ligação têm tipicamente vedações em sua extremidade de fundo que é estocada em um receptáculo de ligação ou receptáculo de parede polida de um sistema de fundo previamente instalado. Essa abordagem típica pode ser problemática em aplicações em que o receptáculo de ligação existente do sistema tem taxa de pressão limitada. Quando executando métodos típicos de ligação por extensão com sistemas similares, há um risco de falha induzida por pressão (isto é, explosão ou colapso) no receptáculo de ligação e/ou coluna de ligação. Como um resultado, um novo método aprimorado de ligar um poço à superfície ou à cabeça de poço submarina é desejável.

[008] Ademais, um vedador de tubulação ou dispositivo similar é tipicamente usado para instalar hidraulicamente vários componentes no fundo do poço, incluindo, mas não limitados a corpos tubulares de abaixamento e elevação e/ou vedadores. A instalação ocorre tipicamente quando o sistema é pressionado aplicando-se pressão hidráulica por meio de portas hidráulicas no sistema. Uma vez que os componentes são instalados, o dispositivo de vedação pode ser removido por meio de perfuração, o que exige uma intervenção para remover quaisquer impedimentos de fundo. As portas hidráulicas são exigidas para a aplicação de pressão hidráulica para instalar vários componentes de fundo. Essas portas hidráulicas não permitem a integridade do metal tubular da coluna de ligação.

[009] Tipicamente, a pressão hidráulica que é aplicada ao sistema atual deforma elasticamente os tubulares contra os quais os componentes precisam ser instalados. Uma vez que a pressão é removida, os tubulares relaxam e uma proporção da carga de instalação pode ser perdida nos componentes, o que pode comprometer a qualidade do componente instalado. Ademais, uma vez que o dispositivo de vedação é removido, o sistema atual não pode ser repressurizado para aplicar uma carga de instalação adicional até que um segundo dispositivo de vedação (por exemplo, suspensão de produção) seja instalado.

[0010] É então desejável desenvolver um sistema aprimorado de ligar por extensão um poço à superfície ou cabeça de poço submarino que não utiliza um vedador de tubulação ou dispositivo similar.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] Algumas modalidades exemplificadas específicas da descrição podem ser entendidas com relação, em parte, à seguinte descrição e desenhos em anexo.

[0012] As Figuras 1A a 1E representam uma vista transversal de um Sistema de Instalação Hidráulica sem Intervenção ("IHSS") de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente descrição à medida que ele se estende no fundo.

[0013] A Figura 2 representa etapas ilustrativas de método associadas com um ciclo de instalação usando o IHSS da Figura 1.

[0014] As Figuras 3A a 3D representam uma vista transversal de um IHSS de acordo com outra modalidade ilustrativa da presente descrição à medida que ele se estende no fundo.

[0015] A Figura 4 representa etapas ilustrativas de método associadas com um ciclo de instalação usando o IHSS da Figura 3.

[0016] As Figuras 5A a 5P representam um sistema de suporte de revestimento e um Conjunto de Vedação de Ligação Híbrida (HTSA) de acordo com uma primeira modalidade ilustrativa da presente descrição.

[0017] A Figura 6 é um fluxograma que representa um método para ligar por extensão um poço à superfície usando o HTSA da Figura 5, de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente descrição.

[0018] As Figuras 7A a 10M representam uma sequência de etapas de método associadas com a ligação por extensão de um poço à superfície usando um Conjunto de Vedação de Ligação Híbrida (HTSA), de acordo com certas modalidades da presente descrição.

[0019] As Figuras 11A a 11O representam um sistema de suporte de revestimento e um HTSA de acordo com uma segunda modalidade ilustrativa da presente descrição.

[0020] A Figura 12 é um fluxograma que representa um método para ligar por extensão um poço à superfície usando o HTSA da Figura 11, de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente descrição.

[0021] A Figura 13 representa um projeto típico de poço associado com um método de ligar por extensão um poço à superfície.

[0022] A Figura 14 representa o HTSA das Figuras 5A a 5P ancorado em um revestimento hospedeiro e instalado em um receptáculo de um sistema de suporte de revestimento, de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente descrição.

[0023] A Figura 15 representa o HTSA das Figuras 11A a 11O instalado e vedado dentro de um revestimento hospedeiro, de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente descrição.

[0024] Enquanto as modalidades da descrição foram representadas e descritas e são definidas por referência às modalidades exemplificadas da descrição, tais referências não implicam em uma limitação na descrição, e nenhuma tal limitação é conferida. O assunto descrito é capaz de modificação, alteração considerável e equivalentes em forma e função, como ocorrerá aos versados na técnica pertinente e tendo o benefício dessa descrição. As modalidades representadas e descritas desta descrição são somente exemplos, e não limitantes do escopo da descrição.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0025] A presente invenção refere-se geralmente à instalação de equipamento de fundo de poço e, mais particularmente, a conjuntos de instalação sem intervenção e métodos associados.

[0026] Os termos "acoplar" ou "acopla", como usados aqui, significam uma conexão direta ou indireta. Assim, se um primeiro dispositivo acopla a um segundo dispositivo, essa conexão pode ser através de uma conexão direta, ou através de uma conexão mecânica indireta ou elétrica via outros dispositivos e conexões. Similarmente, o termo "fluidicamente acoplado", como usado aqui, significa que há ou um caminho de fluxo de fluido direto ou indireto entre dois componentes. O termo "de subida", como usado aqui, significa ao longo da coluna de perfuração ou o furo a partir da extremidade distal em direção à superfície, e "de fundo de poço", como usado aqui, significa ao longo da coluna de perfuração ou o poço a partir da superfície em direção à extremidade distal.

[0027] O presente pedido descreve um método e sistema para liberar uma carga de pressão a um pistão de instalação em uma base atrasada. Especificamente, um volume hidráulico pode ser pré- preenchido com um fluido compressível. O fluido compressível pode ser qualquer fluido tendo um baixo Módulo de Compressibilidade, tal como, por exemplo, óleo de silicone. O termo "Módulo de Compressibilidade" de uma substância, como usado aqui, refere-se à resistência da substância à compressão uniforme, como indicado pela relação do aumento da pressão infinitesimal para a diminuição relativa resultante do volume da substância. Como seria apreciado pelos versados na técnica, tendo o benefício da presente descrição, o óleo de silicone é mencionado como um exemplo ilustrativo somente e um número de outros fluidos pode ser usado sem abandonar o escopo da presente descrição. Especificamente, qualquer fluido pode ser usado ajustando-se o tamanho do dispositivo de instalação (discutido abaixo) em proporção ao Módulo de Compressibilidade do fluido. Ademais, em certas implementações, as diferentes câmaras (por exemplo, volume de compensação e volume de trabalho) podem conter diferentes fluidos compressíveis sem abandonar o escopo da presente descrição.

[0028] O volume hidráulico pode ser preenchido por pressão por um volume de compensação de pressão e mantido no lugar por um dispositivo de controle hidráulico. Em certas implementações, o volume de compensação de pressão pode ser pressurizado a partir da aplicação de pressão de sondagem. Embora as modalidades ilustrativas sejam discutidas em conjunto com a utilização de pressão da bomba de sondagem, a presente descrição não está limitada a essa modalidade específica. Por exemplo, outro dispositivo pode ser usado para aplicar pressão. Ademais, em certas implementações, uma pressão diferencial pode ser aplicada por fluidos circulantes tendo diferentes pesos que podem criar diferentes pressões hidrostáticas de fundo correspondentes.

[0029] Uma vez que a pressão da bomba de sondagem é liberada, o volume de compensação pode responder substancialmente instantaneamente à ausência de pressão da bomba de sondagem, criando uma pressão diferencial através de um dispositivo de controle hidráulico. Essa pressão capturada pode ser então usada para executar trabalho em um corpo de pistão para instalar qualquer número de dispositivos de fundo. O método e sistema descritos serão agora discutidos em mais detalhes em conjunto com as modalidades ilustrativas das Figuras 1 e 3.

[0030] As modalidades ilustrativas da presente invenção são descritas em detalhes aqui. Com o propósito de esclarecimento, nem todas as características de uma implementação real podem ser descritas nesta especificação. Aprecia-se, certamente, que no desenvolvimento de qualquer tal modalidade real, numerosas decisões específicas de implementação podem ser feitas para alcançar os objetivos de implementação específicos, o que variará de uma implementação para outra. Ademais, aprecia-se que tal esforço de desenvolvimento deve ser complexo e consumir tempo, mas, no entanto, seria uma rotina realizada pelos versados na técnica tendo o benefício da presente descrição.

[0031] Para facilitar um entendimento melhor da presente descrição, os seguintes exemplos de certas modalidades são dados. Os seguintes exemplos, de forma alguma, deveriam ser lidos para limitar, ou definir, o escopo da invenção. As modalidades da presente descrição podem ser usadas com qualquer sistema de cabeça de poço. As modalidades da presente descrição podem ser aplicáveis a poços horizontais, verticais, desviado, ou de outra forma, não lineares em qualquer tipo de formação subterrânea. As modalidades podem ser aplicáveis a poços de injeção, bem como poços de produção, incluindo poços de hidrocarboneto.

[0032] As Figuras 1A a 1E representam um Sistema de instalação hidráulica sem intervenção ("IHSS") de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente descrição denotado geralmente pelo número de referência 100, à media que ele se estende no fundo.

[0033] Nesta modalidade ilustrativa, o IHSS 100 inclui um subescareador de fundo 102 acoplado a uma tubulação hidráulica 103. Como seria apreciado por um versado na técnica, a nomenclatura específica usada aqui refere-se a componentes das modalidades não é limitante. Por exemplo, o termo "subescareador de fundo" é usado sem referência à localização ou posição real do componente em relação a outros componentes. Um alojamento de porta de comunicação 104 é acoplado e se estende ao longo de uma superfície externa do subescareador de fundo 102 e da tubulação hidráulica 103. O alojamento de porta de comunicação 104 forma um espaço anular 108 em torno do subescareador de fundo 102 e da tubulação hidráulica 103 e inclui uma porta de carga 106 que fornece um caminho para fluxo de fluido para esse espaço anular 108. Um pistão flutuante 110 é fornecido no espaço anular 108 e separa a porta de carga 106 de um volume de compensação 112. O volume de compensação 112 pode ser preenchido com um fluido compressível 114. O volume de compensação 112 pode, por sua vez, ser separado de um volume de trabalho 115 no espaço anular que se estende ao longo da circunferência externa da tubulação hidráulica 103. Um ou mais dispositivos de controle hidráulicos 116 podem ser fornecidos em um primeiro alojamento hidráulico 118 entre o volume de compensação 112 e o volume de trabalho 115. Os dispositivos de controle hidráulicos 116 podem operar para regular o fluxo de fluido a partir do volume de compensação 112 até o volume de trabalho 115 e vice-versa. O termo "dispositivo de controle hidráulico", como usado aqui, refere-se a qualquer dispositivo que pode ser usado para regular o fluxo de fluido de um volume ou câmara para outra. Por exemplo, o termo "dispositivo de controle hidráulico" pode incluir, mas não está limitado a válvulas de retenção, restritores ou uma combinação dos mesmos.

[0034] O volume de trabalho 115 se estende no fundo do poço ao longo da superfície externa do subescareador de fundo 102 e da tubulação hidráulica 103 entre o subescareador de fundo 102/tubulação hidráulica 103 e o alojamento de porta de comunicação 104 até uma extremidade distal do subescareador de fundo 102. A extremidade distal do subescareador de fundo 102 refere-se à extremidade do subescareador de fundo 102 que está localizada próxima ao equipamento de fundo de poço a ser manipulado. Na extremidade distal, um pistão hidráulico 120 é fornecido. O pistão hidráulico 120 se estende a partir de um segundo alojamento hidráulico 122. Uma extremidade do pistão hidráulico 120 está voltada para o volume de trabalho 115. Consequentemente, o volume de trabalho 115 pode aplicar pressão ao pistão hidráulico 120 e a pressão aplicada pode mover o pistão hidráulico entre uma primeira posição e uma segunda posição. Um ou mais respiradouros 124 podem também ser fornecidos para impedir o travamento por pressão e permitir o deslocamento de fluido no sistema.

[0035] O pistão hidráulico 120 pode ser usado para instalar equipamento no fundo à medida que ele se move em resposta a mudanças na pressão no volume de trabalho 115 entre uma primeira posição e uma segunda posição. Na modalidade ilustrativa da Figura 1, o equipamento de fundo de poço é um corpo de abaixamento 126. Na modalidade ilustrativa da Figura 1, o corpo de abaixamento 126 inclui uma camisa empurradora 128 tendo um sistema antirretrocesso para impedir o movimento em uma extremidade e uma cunha de abaixar 130 na extremidade oposta. Embora um corpo de abaixamento 126 seja representado na modalidade ilustrativa da Figura 1, aprecia- se que os métodos e sistemas descritos aqui não estão limitados a manipular os corpos de abaixamento e podem ser usados em conjunto com outro equipamento de fundo de poço sem abandonar o escopo da presente descrição.

[0036] A operação do IHSS 100 de acordo com uma modalidade ilustrativa será agora discutida em conjunto com a Figura 2. A Figura 2 representa as etapas ilustrativas de método associadas com um ciclo de instalação usando o IHSS 100. Embora um número de etapas seja representado na Figura 2, aprecia-se que, tendo o benefício da presente descrição, uma ou mais das etapas citadas podem ser eliminadas ou modificadas sem abandonar o escopo da presente descrição. Múltiplos ciclos de instalação podem ser implementados como desejado usando os métodos e sistemas descritos aqui.

[0037] Primeiro, na etapa 202, pressão anular pode ser aplicada ao sistema. Uma bomba de sondagem (não mostrada) ou outros dispositivos adequados ou métodos conhecidos pelos versados na técnica, tendo o benefício da presente descrição, podem ser usados para entregar um fluido através do ânulo 105 entre a tubulação hidráulica 102 e um revestimento ou a parede do poço se o poço não for revestido. Embora as modalidades ilustrativas da Figura 1 e 3 sejam geralmente descritas em conjunto com a aplicação de pressão anular, os métodos e sistemas descritos aqui podem também ser implementados aplicando pressão através da tubulação hidráulica 103 ao invés de aplicar uma pressão anular.

[0038] O fluido entregue pode ser qualquer fluido adequado, incluindo, mas não limitado a qualquer fluido de completação tal como, por exemplo, lama ou cimento pastoso de completação, cimento, gás, ou salmoura de completação. À medida que o fluido é direcionado para o ânulo 105, ele gera pressão hidráulica no sistema. Especificamente, uma parte do fluido pode ser direcionada para a porta de carga 106 do IHSS 100, aplicando pressão no pistão flutuante 110. À medida que a pressão é aplicada ao pistão flutuante 110, ele se move para sua posição contraída e pressuriza o volume de compensação 112 do IHSS 100 na etapa 204.

[0039] À medida que o volume de compensação 112 é pressurizado, ele pressurizará o volume de trabalho 115 na etapa 206. Especificamente, o fluido compressível 114 flui a partir do volume de compensação 112 para o volume de trabalho 115 através de um ou mais dispositivos de controle hidráulicos 116 em resposta à pressão aumentada aplicada ao pistão flutuante 110. O fluxo do fluido compressível 114 no volume de trabalho 115 aumenta a pressão do volume de trabalho 115. Nesse ponto, as pressões do IHSS 100, do ânulo 105 e da tubulação hidráulica 103 estão equilibradas.

[0040] Em seguida, na etapa 208, a pressão previamente aplicada ao volume de trabalho 115 é capturada neste à medida que a pressão no resto do sistema se dissipa. Especificamente, à medida que a pressão da bomba de sondagem é reduzida, o pistão flutuante 110 se move de sua posição contraída para uma posição relaxada. Na posição relaxada, o volume de compensação tem substancialmente pressão equilibrada com a pressão anular, o que pode, por sua vez, estar diretamente relacionado à pressão na sonda. À medida que a pressão do volume de compensação 112 é reduzida em resposta à redução na pressão anular, um diferencial de pressão se desenvolve entre o volume de compensação 112 e o volume de trabalho 115. Em certas implementações, os dispositivos de controle hidráulicos 116 podem incluir uma ou mais válvulas de retenção. Nessa implementação, o diferencial de pressão faz com que as válvulas de retenção se movam para suas bases correspondentes e substancialmente vedem instantaneamente o volume de trabalho 115 a partir do volume de compensação 112. Uma vez que as válvulas de retenção vedaram o volume de trabalho 115 a partir do volume de compensação 112, a pressão capturada é armazenada no volume de trabalho 115.

[0041] Na etapa 210, a pressão capturada no volume de trabalho 115 pode ser aplicada a um equipamento de fundo de poço, tal como, por exemplo, um corpo de abaixamento 126. À medida que a pressão da bomba de sondagem vaza, um diferencial de pressão se desenvolve entre a pressão no ânulo 105 (ou na tubulação hidráulica 103) e a pressão no volume de trabalho 115. Como um resultado desse diferencial de pressão através do pistão hidráulico 120, uma carga de trabalho se desenvolve no corpo de abaixamento 126.

[0042] A taxa na qual o diferencial de pressão é desenvolvido no pistão hidráulico 120 depende da taxa de dissipação da pressão da bomba de sondagem. Por exemplo, se a pressão na bomba de sondagem é dissipada de uma maneira análoga a uma função degrau, uma carga de martelete é aplicada ao pistão hidráulico 120 para instalar o corpo de abaixamento 126. Em contraste, se a pressão da bomba de sondagem é dissipada lentamente ao longo do tempo, a carga é entregue ao pistão hidráulico 120 mais suavemente. Tal entrega suave da carga pode ser apropriada, por exemplo, para uso na instalação no fundo, incluindo, mas não limitado a vedadores elastoméricos e metal-metal.

[0043] Em certas implementações, os dispositivos de controle hidráulicos 116 podem incluir um ou mais restritores hidráulicos. O restritor hidráulico pode lentamente sangrar a pressão do volume de trabalho 115 de volta ao volume de compensação 112 ao longo de uma certa duração de tempo. Os restritores hidráulicos podem ser ajustados como desejado para alcançar uma duração de tempo predeterminada para a transferência de pressão. Os restritores hidráulicos podem ser usados para assegurar que a energia armazenada não permaneça no sistema a longo prazo. Alternativamente, os restritores hidráulicos podem ser eliminados ou os dispositivos de controle hidráulicos 116 podem inclui uma válvula de retenção seletiva (por exemplo, válvula de alívio térmico) quando é desejável reter a pressão hidráulica no sistema. Quando um restritor hidráulico é utilizado, o IHSS 100 pode ser usado várias vezes para instalar equipamento de fundo de poço, contanto que o volume de compensação 112 tem um reservatório suficientemente pré-planejado para permitir múltiplas atuações. Após a pressão inicialmente capturada no volume de trabalho 115 ser aplicada ao equipamento de fundo de poço, a bomba de sondagem pode mais uma vez aplicar pressão anular (ou pressão através da tubulação) e repetir a operação de instalação da mesma maneira.

[0044] Como o pistão hidráulico 120 acoplado ao volume de trabalho 115 é deslocado para manipular o equipamento de fundo de poço, a pressão no volume de trabalho 115 reduz. Uma vez que o deslocamento inicial do pistão hidráulico 120 foi acomodado, o ciclo adicional do sistema pode ser usado para entregar mais pressão, e assim, mais força, à medida que o deslocamento do pistão hidráulico 120 foi agora minimizado. Consequentemente, um primeiro ciclo de instalação do IHSS 120 pode deslocar o pistão hidráulico 120 com alguma pressão residual no volume de trabalho 115. Como previamente declarado, um segundo ciclo de instalação subsequente pode entregar uma quantidade máxima de pressão e força com deslocamento mínimo, assegurando uma instalação completa de equipamento de fundo de poço.

[0045] As Figuras 3A a 3D representam um IHSS 300 de acordo com outra modalidade ilustrativa da presente descrição. Como discutido em mais detalhes abaixo, nesta modalidade, o IHSS 300 pode fornecer uma entrega atrasada de pressão através do sangramento da pressão do volume de trabalho para mover uma camisa de deslocamento que seletivamente abre e fecha uma porta que leva à pressão armazenada.

[0046] Nessa modalidade ilustrativa, o IHSS 300 inclui um subescareador de fundo 302 acoplado a uma tubulação hidráulica 303. Um alojamento de porta de comunicação 304 é acoplado e se estende ao longo de uma superfície externa do subescareador de fundo 302 e da tubulação hidráulica 303. O alojamento de porta de comunicação 304 forma um espaço anular 308 em torno do subescareador de fundo 302 e da tubulação hidráulica 303 e inclui uma primeira porta de carga 306 que fornece um caminho para o fluxo de fluido para esse espaço anular 308. Um primeiro pistão flutuante 310 é fornecido no espaço anular 308 e separa a primeira porta de carga 306 de um primeiro volume de compensação 312.

[0047] O primeiro volume de compensação 312 pode ser preenchido com um fluido compressível 314. O primeiro volume de compensação 312 pode, por sua vez, ser separado de um primeiro volume de trabalho 316 no espaço anular que se estende ao longo da circunferência externa do conjunto de fundo 302 e da tubulação hidráulica 303. Um ou mais dispositivos de controle hidráulicos 315 podem ser fornecidos entre o primeiro volume de compensação 312 e o primeiro volume de trabalho 316. Os dispositivos hidráulicos 315 podem operar para regular o fluxo de fluido a partir do primeiro volume de compensação 312 para o primeiro volume de trabalho 316 e vice versa. O termo "dispositivo de controle hidráulico", como usado aqui, refere-se a qualquer dispositivo que pode ser usado para regular o fluxo de fluido a partir de um volume ou câmara para outra. Por exemplo, o termo "dispositivo de controle hidráulico" inclui, mas não está limitado, a válvulas de retenção, restritores, ou uma combinação dos mesmos. Uma ou mais portas de preenchimento vedadas 318 podem ser fornecidas para facilitar o preenchimento do primeiro volume de compensação 312 e do primeiro volume de trabalho 316 com um fluido compressível 314. O primeiro volume de trabalho 316 se estende no fundo ao longo da superfície externa do subescareador de fundo 302/tubulação hidráulica 303 entre o subescareador de fundo 302/tubulação hidráulica 303 e o alojamento hidráulico 322 e faz interface com um segundo volume de trabalho 320 através de uma camisa de deslocamento 328. O segundo volume de trabalho 320, por sua vez, faz interface com um segundo volume de compensação 324.

[0048] Como o primeiro volume de compensação 312 e o primeiro volume de trabalho 316, o segundo volume de compensação 324 e o segundo volume de trabalho 320 podem ser preenchidos com um fluido compressível 326. O fluido compressível no primeiro volume de compensação 312, no primeiro volume de trabalho 316, no segundo volume de compensação 324 e no segundo volume de trabalho 320 pode ser o mesmo fluido ou diferentes câmaras podem conter diferentes fluidos. O segundo volume de trabalho 320 é projetado para ter tamanho menor do que o primeiro volume de trabalho 316.

[0049] Uma camisa de deslocamento 328 é fornecida em uma interface do primeiro volume de trabalho 316 e do segundo volume de trabalho 320. Em certas modalidades, a camisa de deslocamento 328 pode ser acoplada a uma mola 330 que carrega a camisa de deslocamento 328. A camisa de deslocamento 328 pode ser movida entre uma primeira posição na qual a camisa de deslocamento 328 cobre e fecha uma porta de entrega de pressão 324 e uma segunda posição na qual a camisa de deslocamento 328 abre a porta de entrega de pressão 334.

[0050] Um ou mais restritores hidráulicos 336 podem fornecer uma interface entre o segundo volume de trabalho 320 e um primeiro lado de um segundo volume de compensação 324. Os restritores hidráulicos 336 podem regular o fluxo de fluido entre o segundo volume de trabalho 320 e o segundo volume de compensação 324. Um segundo pistão flutuante 338 é fornecido em um segundo lado do segundo volume de compensação 324 tal que o movimento do segundo pistão flutuante 338 entre uma posição relaxada e uma posição contraída pode ser usado para aplicar pressão ao segundo volume de compensação 324. Uma segunda porta de carga 340 pode ser fornecida próxima à segunda extremidade do segundo volume de compensação 324 para facilitar a entrega de pressão ao segundo pistão flutuante 338.

[0051] O fluido saindo da porta de entrega de pressão 334 passa através de uma cavidade 342 e pode ser direcionado através de uma porta de instalação 344 do IHSS 300 e pode ser usado para instalar equipamento de fundo de poço de uma maneira similar à discutida em conjunto com a Figura 1. Por exemplo, a pressão direcionada através da porta de instalação 344 pode ser usada para acionar um pistão hidráulico (não mostrado na Figura 3) da mesma maneira discutida em conjunto com a Figura 1 e o pistão hidráulico pode instalar equipamento de fundo de poço. Em certas implementações, um reservatório de fluido 346 pode ser fornecido entre a porta de entrega de pressão 334 e a porta de instalação 344 e pode ser usado para coletar fluidos e empurrar os fluidos através da porta de instalação 344.

[0052] Consequentemente, o IHSS 300 inclui um primeiro volume de trabalho 316 e um segundo volume de trabalho 320 posicionados em extremidades opostas desse e separados por uma camisa de deslocamento 328 que cobre uma porta de entrega de pressão 334. O primeiro volume de trabalho 316 pode ser preenchido e pressurizado pro um primeiro volume de compensação 312. O fluxo de fluido entre o primeiro volume de compensação 312 e o primeiro volume de trabalho 316 pode ser regulado por dispositivos de controle hidráulicos 315. O primeiro volume de compensação 312 pode operar da mesma maneira que o volume de compensação 112 discutido em conjunto com a Figura 1 acima. Especificamente, o primeiro volume de compensação 312 pode ser seletivamente pressurizado movendo p primeiro pistão flutuante 310 de uma primeira posição para uma posição contraída em resposta à pressão anular (ou pressão através da tubulação) aplicada por uma bomba de sondagem ou outros dispositivos adequados (por exemplo, circulação de fluidos tendo pesos diferentes).

[0053] Similarmente, o segundo volume de trabalho 320 pode ser preenchido e pressurizado por um segundo volume de compensação 324. O fluxo de fluido entre o segundo volume de compensação 324 e o segundo volume de trabalho 320 pode ser regulado por dispositivos de controle hidráulicos 336. O segundo volume de compensação 324 pode operar da mesma maneira que o volume de compensação 112 discutido em conjunto com a Figura 1 acima. Especificamente, o segundo volume de compensação 324 pode ser seletivamente pressurizado movendo o segundo pistão flutuante 338 de uma primeira posição para uma posição contraída em resposta à pressão anular (ou pressão através da tubulação) aplicada por uma bomba de sondagem ou outros dispositivos adequados (por exemplo, fluido tendo pesos diferentes). Os dispositivos de controle hidráulicos 336 associados com o segundo volume de compensação 324 podem ser ajustados de modo que o segundo volume de compensação 324 tem uma taxa de sangria diferente do primeiro volume de compensação 312.

[0054] O primeiro volume de trabalho 316 e o segundo volume de trabalho 320 podem ter tamanhos diferentes. Na modalidade ilustrada da Figura 3, o primeiro volume de trabalho 316 tem tamanho maior do que o segundo volume de trabalho 320.

[0055] Em operação, à medida que pressão é aplicada (pressão anular ou através da tubulação ou outro dispositivo adequado), o primeiro volume de compensação 312 e o segundo volume de compensação 324 são pressurizados por seus respectivos pistões flutuantes 310, 338. O fluido compressível flui a partir do primeiro volume de compensação 312 e do segundo volume de compensação 324 para o primeiro volume de trabalho 316 e o segundo volume de trabalho 320, respectivamente, através dos correspondentes dispositivos de controle hidráulicos 315, 316 (por exemplo, válvulas de retenção, e/ou restritores hidráulicos). Como um resultado, o primeiro volume de trabalho 316 e o segundo volume de trabalho 320 são pressurizados.

[0056] Da mesma maneira discutida com relação à Figura 1 acima, à medida que a pressão do poço é reduzida, os pistões flutuantes 310, 338 associados com o primeiro volume de compensação 312 e o segundo volume de compensação 324 se movem de sua posição contraída para uma posição relaxada. Consequentemente, a pressão do primeiro volume de compensação 312 e do segundo volume de compensação 324 será reduzida. Consequentemente, os dispositivos de controle hidráulicos 315 controlando o fluxo de fluido entre o primeiro volume de compensação 312 e o primeiro volume de trabalho 316, bem como os dispositivos de controle hidráulicos 336 controlando o fluxo de fluido entre o segundo volume de compensação 324 e o segundo volume de trabalho 320 assentam e vedam nas respectivas pressões do primeiro volume de trabalho 316 e do segundo volume de trabalho 320.

[0057] Em certas implementações, os restritores hidráulicos 315, 336 podem incluir um ou mais restritores. Os restritores associados com o segundo volume de trabalho 320 e os restritores associados com o primeiro volume de trabalho 316 sangram pressão. Em certas modalidades de acordo com a presente descrição, o segundo volume de trabalho 320 é menor do que o primeiro volume de trabalho 316. Devido à diferença de tamanho do primeiro volume de trabalho 316 e do segundo volume de trabalho 320, a sangria de pressão tem um maior impacto no segundo volume de trabalho 320 do que o primeiro volume de trabalho 316. Em certas outras modalidades, o primeiro volume de trabalho 316 e o segundo volume de trabalho 320 podem ser iguais, mas a taxa de sangria de pressão dos restritores hidráulicos 315, 316 associados com o segundo volume de trabalho 320 é mais rápida do que a taxa de sangria associada com o primeiro volume de trabalho 316. Nesse caso, a sangria de pressão também tem um impacto maior no segundo volume de trabalho 320 do que no primeiro volume de trabalho 316. As diferenças de tamanho dos volumes de trabalho ou das taxas de sangria dos dispositivos de controle hidráulicos 315 criam um diferencial de pressão através da camisa de deslocamento 328. Uma vez que o diferencial de pressão através da camisa de deslocamento 328 é grande o bastante, a camisa de deslocamento 328 se desloca em direção ao segundo volume de trabalho 320 e abre a porta de entrega de pressão 334 a partir do primeiro volume de trabalho 316 para o equipamento de fundo de poço a ser manipulado. Essa pressão armazenada pode então ser levada por qualquer dispositivo adequado conhecido pelos versados na técnica, tendo o benefício da presente descrição, para um pistão hidráulico que pode ser usado para manipular o equipamento de fundo de poço.

[0058] A Figura 4 representa etapas ilustrativas de método que podem ser usadas para manipular o equipamento de fundo de poço usando o IHSS 300. Embora um número de etapas seja representado na Figura 4, como seria apreciado pelos versados na técnica, tendo o benefício da presente descrição, uma ou mais das etapas citadas podem ser eliminadas ou modificadas sem abandonar o escopo da presente descrição.

[0059] Primeiro na etapa 402, a pressão é aplicada a um volume fechado em um poço. A pressão pode ser aplicada através da tubulação hidráulica 303 ou através do ânulo 305 entre a tubulação hidráulica 303 e um revestimento ou o poço se o mesmo não for revestido. A pressão aplicada age nos pistões flutuantes 310, 338 do primeiro volume de compensação 312 e do segundo volume de compensação 324 aumentando a pressão nos volumes de compensação.

[0060] Em seguida, na etapa 406, os volumes de trabalho 316, 320 são pressurizados. Especificamente, o primeiro volume de compensação 312 e o segundo volume de compensação 324 são fluidicamente acoplados ao primeiro volume de trabalho 316 e ao segundo volume de trabalho 320 através dos dispositivos de controle hidráulicos 315, 336, respectivamente. Como um resultado, com o aumento na pressão do primeiro volume de compensação 312 e do segundo volume de compensação 324, o fluido compressível pode fluir através dos dispositivos de controle hidráulicos 315, 336, até o primeiro volume de trabalho 316 e o segundo volume de trabalho 320, respectivamente. Nesse ponto, o sistema (incluindo a pressão anular/tubulação, os volumes de compensação 312, 324, e os volumes de trabalho 316, 320) tem pressão equilibrada.

[0061] Na etapa 408, a pressão capturada é armazenada no primeiro volume de trabalho 316 e no segundo volume de trabalho 320. Especificamente, à medida que a pressão da bomba de sondagem é reduzida, os pistões flutuantes 310, 338 respondem à diferença de pressão agindo através deles e retornam de suas posições contraídas para suas posições relaxadas. Como um resultado, o primeiro volume de compensação 312 e o segundo volume de compensação 324 retornam para um estado relaxado. Isso resulta na indução de uma diferença de pressão entre os volumes de trabalho 316, 320 e seus volumes de compensação correspondentes 312, 324, respectivamente. Especificamente, o diferencial de pressão induzido através dos volumes de compensação 312, 324 e de seus volumes de trabalho correspondentes 316, 320, respectivamente, faz com que os dispositivos de controle hidráulicos 315, 336 substancialmente vedem instantaneamente o primeiro volume de trabalho 316 e o segundo volume de trabalho 320 a partir do primeiro volume de compensação 312 e do segundo volume de compensação 324, respectivamente. Como um resultado, os volumes de trabalho 316, 320 permanecem pressurizados e armazenam a pressão capturada. Nesse ponto, não foi aplicada pressão ao pistão hidráulico ou qualquer equipamento de fundo de poço. Consequentemente, o IHSS 300 fornece um verdadeiro recurso de atraso de pressão em que a aplicação de pressão ao equipamento de fundo de poço não é necessariamente simultânea com mudanças de pressão anular (ou pressão através da tubulação).

[0062] Como mostrado na Figura 3, o segundo volume de trabalho 320 pode ser menor do que o primeiro volume de trabalho 316. Em outras modalidades, o segundo volume de trabalho 320 e o primeiro volume de trabalho 316 podem ser iguais, mas a taxa de sangria de pressão dos restritores hidráulicos 315, 336 associados com o segundo volume de trabalho 320 pode ser mais rápida do que a taxa de sangria associada com o primeiro volume de trabalho 316. A diferença na taxa na qual o primeiro volume de trabalho 316 e o segundo volume de trabalho 320 sangram pressão pode ser usada para controlar o atraso de tempo da pressão entregue ao equipamento de fundo de poço. Especificamente, essa diferença nas taxas controla o tempo que leva para criar um diferencial de pressão que é grande o bastante para mover a camisa de deslocamento 328 e encaminha a pressão do primeiro volume de trabalho 316. Consequentemente, uma vez que o diferencial de pressão entre as duas extremidades da camisa de deslocamento 328 é grande o bastante, a camisa de deslocamento 328 se move e expõe a porta de entrega de pressão 334, o que facilita a aplicação de pressão ao equipamento de fundo de poço desejado a partir do primeiro volume de trabalho 316.

[0063] O IHSS 100 e o IHSS 300 fornecem diferentes implementações dos métodos e sistemas descritos aqui. Especificamente, o IHSS 100 entrega sua pressão à medida que a pressão aplicada (pressão anular ou pressão da tubulação) começa a cair e um diferencial de pressão é criado entre a pressão aplicada e o IHSS 100. Em contraste, a aplicação de pressão pelo IHSS 300 ao equipamento de fundo de poço não é dependente da pressão aplicada (pressão anular ou pressão da tubulação) em tempo real. Especificamente, o IHSS 300 pode aplicar pressão ao equipamento de fundo de poço contanto que a pressão do poço está em uma pressão que está abaixo da pressa armazenada do IHSS 300. Determinado de outra forma, em certas implementações, os dispositivos de controle hidráulicos 315, 336 podem incluir um ou mais restritores hidráulicos. Contanto que haja suficiente diferencial de pressão para permitir que os restritores hidráulicos sangrem e criem um diferencial de pressão através da camisa de deslocamento 328, o IHSS 300 pode entregar pressão ao equipamento de fundo de poço.

[0064] Consequentemente, qualquer equipamento de fundo de poço desenvolverá uma carga de trabalho à medida que a pressão da bomba de sondagem vaza e a carga de trabalho pode ser aplicada ao equipamento de fundo de poço. Por exemplo, o diferencial de pressão pode acionar um pistão hidráulico que instala equipamento de fundo de poço. O diferencial de pressão que é aplicado ao pistão hidráulico pode ser contingente mediante a pressão do poço, a taxa de sangria da pressão do poço, e a taxa de sangria dos volumes de trabalho 316, 320. Por exemplo, se a dissipação da pressão da bomba de sondagem lembra uma função degrau, uma carga de martelete é aplicada ao pistão hidráulico para manipular o equipamento de fundo de poço uma vez que o IHSS 300 é aberto por fogo. Em contraste, se a pressão da bomba de sondagem for dissipada lentamente, a carga é entregue mais suavemente e pode ser apropriada para uso em instalar equipamento de fundo de poço incluindo, mas não limitado, a vedadores elastoméricos e de metal-metal da mesma maneira que discutido em conjunto com a modalidade da Figura 1.

[0065] Consequentemente, o IHSS 300 pode ser usado várias vezes para instalar ou aplicar força a um dispositivo, já que o primeiro volume de compensação 312 e o segundo volume de compensação 324 têm um reservatório suficientemente pré-planejado para permitir múltiplas atuações. Ademais, o IHSS 300 pode se reiniciar. Especificamente, a camisa de deslocamento 328 pode ser empurrada de volta para uma posição de vedação sobre a porta de entrega em virtude da mola 330. As propriedades da mola 330 podem ser selecionadas de modo que a mola 330 pode mover a camisa de deslocamento 328 para fechar a porta de entrega de pressão 334, se o diferencial de pressão entre o primeiro volume de trabalho 316 e o segundo volume de trabalho 320 cai abaixo de um valor limite. Uma vez que as pressões do primeiro volume de trabalho 316 e do segundo volume de trabalho 320 são igualadas ou se o diferencial de pressão não é grande o bastante para mover a camisa de deslocamento 328, o ciclo pode ser repetido para estabelecer pressão para energizar mais o equipamento de fundo de poço. Múltiplos ciclos da mola de instalação são habilitados ainda pelo fato de que há os dispositivos de controle hidráulicos 315, 336, que podem incluir restritores que sangram lentamente a pressão do primeiro volume de trabalho 316 para o primeiro volume de compensação 312 ao longo de uma duração de tempo. Os restritores asseguram que a energia armazenada nos volumes de trabalho 316, 320 não permanece no sistema a longo prazo. Consequentemente, a bomba de sondagem pode pressionar a tubulação hidráulica 303 ou o ânulo 305 do poço e repetir a operação de instalação.

[0066] À medida que a pressão é entregue através da porta de instalação 344, a pressão retida no primeiro volume de trabalho 316 reduz. Uma vez que o deslocamento foi acomodado, o ciclo adicional do sistema entrega mais pressão e assim, mais força, para o pistão hidráulico à medida que o deslocamento do pistão hidráulico no equipamento de fundo de poço foi minimizado. Como um resultado, um primeiro ciclo de instalação do IHSS 300 pode deslocar o pistão hidráulico com alguma pressão/força residual no primeiro volume de trabalho 316. Um subsequente segundo ciclo de instalação pode entregar uma quantidade máxima de pressão e força com deslocamento mínimo, assegurando uma instalação completa do equipamento de fundo de poço.

[0067] O IHSS 100 e o IHSS 300 podem ser usados para instalar qualquer número de componentes de fundo. Em certas modalidades, a presente descrição é direcionada a um método e sistema para ligar por extensão o poço à superfície usando um Conjunto de vedação de ligação híbrida (HTSA), em que o HTSA é instalado e vedado em um sistema de fundo previamente instalado. O sistema HTSA, de acordo com a presente descrição, pode incorporar as cunhas e tecnologias de vedação encontradas, por exemplo, nas Patentes US. Nos. 6.761.221 e 6.666.276, que são incorporadas aqui por referência. O sistema HTSA, de acordo com a presente descrição pode usar o IHSS 100 e o IHSS 300 para entregar uma carga de pressão a um sistema de instalação em uma base imediata ou atrasada para instalar o equipamento de fundo de poço no sistema.

[0068] Em certas modalidades, o IHSS 100 e o IHSS 300 permitem que os componentes de fundo sejam instalados em uma condição de equilíbrio de pressão. Estabelecer essa condição neutra elimina a deformação elástica induzida por pressão dos componentes de fundo. Isso reduz e/ou elimina a perda associada das cargas de instalação de componentes de fundo encontradas no sistema atual hidraulicamente instalado.

[0069] As Figuras 5A a 5P representam um Conjunto de vedação de ligação híbrida (HTSA), denotado geralmente pelo número de referência 500, localizado dentro de um sistema de suporte de revestimento de fundo, denotado geralmente pelo número de referência 530, de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente descrição. As Figuras 5A a 5P mostram o HTSA à medida que ele se estende de uma extremidade distal para outra.

[0070] Nesta modalidade ilustrativa, o sistema de suporte de revestimento 530 pode ser instalado em um poço (não mostrado). O sistema de suporte de revestimento 530 pode ser disposto dentro de um revestimento hospedeiro 560. O sistema de suporte de revestimento 530 pode compreender, mas não está limitado a um vedador 533, um adaptador de suspensão 541, um corpo de suspensão 534, uma cunha 535, um cone de vedação 537, uma camisa empurradora 538, um anel de travamento 539, e um receptáculo 540. Em certas implementações, o receptáculo 540 pode incluir, mas não está limitado a um receptáculo de ligação por extensão (TBR) ou receptáculo de parede polida (PBR).

[0071] Nesta modalidade ilustrativa, o HTSA 500 pode ser instalado no sistema de suporte de revestimento 530. O HTSA 500 pode compreender um ou mais corpos de ancoragem, que podem ser hidráulica ou mecanicamente instalados. Em certas modalidades de acordo com a presente descrição, os um ou mis corpos de ancoragem podem incluir um corpo de elevação 511 e um corpo de abaixamento 512, que podem ser hidráulica ou mecanicamente instalados. Os corpos de elevação e abaixamento 511, 512 podem incluir também um dispositivo de travamento 515, tal como um anel de travamento, anel de encaixe, pinça, cunha ou sistema de cunha segmentada, e um pino de cisalhamento 516. As cunhas 514 podem ser uma peça ou múltiplas peças. O HTSA 500 pode incorporar quaisquer mecanismos de cunha disponíveis incluindo, mas não limitados a mecanismos de cunha descritos na Patente US. N° 6.761.221, que foi incorporada na presente descrição por referência.

[0072] O HTSA 500 pode também compreender um ou mais conjuntos de vedador metal-metal 517 que podem ser hidráulica ou mecanicamente instalados. O conjunto de vedador 517 pode incluir, mas não está limitado a um vedador 518, corpo de vedador 519, camisa empurradora 520, um anel de travamento 521, um pino de cisalhamento 522, um conjunto de travamento 524, um corpo de travamento 525, e uma luva de orientação ("mule shoe") ou guia de entrada de cabo de perfilagem 527. Embora certos componentes do conjunto de vedador 517 sejam discutidos com propósitos ilustrativos, os versados na técnica apreciam, tendo o benefício da presente descrição, que um ou mais componentes podem ser removidos ou modificados sem abandonar o escopo da presente descrição. O HTSA 500 pode incorporar a tecnologia de vedação descrita na Patente US. N° 6.666.276, que foi incorporada aqui por referência.

[0073] Em certas modalidades ilustrativas, o HTSA 500 pode também utilizar um ou mais IHSS 100 para instalar o corpo de elevação 511 e o corpo de abaixamento 512 e/ou os conjuntos de vedação 517. Como mostrado na Figura 5, um IHSS 100 pode ser acoplado aos corpos de elevação e de abaixamento 511, 512, e usado para instalar os componentes de fundo. Em certas modalidades, o HTSA 500 pode utilizar um ou mais IHSS 300 para instalar o corpo de elevação 511, o corpo de abaixamento 512 e/ou os conjuntos de vedação 517. Os modos de operação do IHSS 100 e do IHSS 300 são discutidos acima em conjunto com as Figuras 1 a 4 e não serão então discutidos em detalhes. Especificamente, da maneira discutida com conjunto com as Figuras 1 a 4, o IHSS 100 ou o IHSS 300 pode ser usado para aplicar pressão para instalar o corpo de elevação 511, o corpo de abaixamento 512 e/ou os conjuntos de vedação 517. Em outras modalidades, o HTSA 500 pode utilizar qualquer mecanismo de instalação mecânico, hidráulico ou outro tipo de mecanismo de instalação conhecidos pelos versados na técnica para instalar os componentes de fundo.

[0074] Em certas modalidades, o HTSA 500 pode incluir qualquer tubulação adequada para acoplar os vários componentes de fundo. Em certas implementações, a tubulação usada para acoplar os componentes de fundo pode incluir, mas não está limitada a uma junta de tubulação ou subescareador de manuseio. Por exemplo, como mostrado na Figura 5, uma junta de tubulação 528 pode ser usada para acoplar o conjunto de vedação 517 ao corpo de abaixamento 512. Similarmente, uma junta de tubulação 528 pode ser usada para acoplar o IHSS 100 ou o IHSS 300 usado para instalar o corpo de elevação 511 ao IHSS 100 ou IHSS 300 usado para instalar o corpo de abaixamento 512. Dessa maneira, o sistema fornece um meio de criar um revestimento de produção integrado à superfície ou cabeça do poço.

[0075] Em certas modalidades de acordo com a presente descrição, o HTSA 500 pode ser descido no poço (não mostrado) e colocado no receptáculo 540 do sistema de suporte de revestimento 530. O HTSA 500 pode proteger o revestimento hospedeiro 560 acima do sistema de suporte de revestimento 530 e pode fornecer isolamento zonal até a superfície ou cabeça de poço submarino.

[0076] A operação do HTSA 500 de acordo com a modalidade ilustrativa das Figuras 5A a 5P será agora discutida em conjunto com a Figura 6. A Figura 6 é um fluxograma que representa as etapas ilustrativas do método associadas com um método para ligação por extensão um poço à superfície usando o HTSA 500 da Figura 5, de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente descrição. Embora um número de etapas seja representado na Figura 6, como os versados na técnica apreciam, tendo o benefício da presente descrição, uma ou mais das etapas citadas podem ser eliminadas ou modificadas sem abandonar o escopo da presente descrição.

[0077] Primeiro, na etapa 602, o HTSA 500 é descido em um poço (não mostrado). Na etapa 604, a suspensão do poço (não mostrada) é colocada no poço (não mostrado). Como um resultado de colocar a suspensão do poço (não mostrado) na cabeça do poço (não mostrada), o HTSA 500 é localizado dentro do receptáculo 540 do sistema de suporte de revestimento 530. Na etapa 606, os corpos de elevação e abaixamento 511, 512 podem ser instalados dentro do revestimento hospedeiro 560. Especificamente, os conjuntos de corpos de elevação e abaixamento 511, 512 podem ser instalados usando um IHSS 100 ou IHSS 300. Isso pode instalar os conjuntos de corpos de elevação e abaixamento 511, 512 e pode ancorar o HTSA 500 dentro do revestimento hospedeiro 560. As cunhas 514 dos corpos de elevação e abaixamento 511, 512 podem ser usadas para isolar o HTSA 500 de movimento. O dispositivo de travamento 515 pode reter a carga mecânica aplicada às cunhas 514 dos corpos de elevação e abaixamento 511, 512. Na etapa 608, o vedador 518 pode ser mecânica ou hidraulicamente instalado no receptáculo 540 do sistema de suporte de revestimento 530. O vedador 518 também pode ser instalado usando um IHSS 100 ou IHSS 300. Em certas modalidades, o conjunto de vedação 517 pode ser instalado por último porque uma vez que o vedador 518 seja instalado, o isolamento zonal será criado e pode não haver mais substancialmente comunicação hidráulica entre a tubulação e o ânulo.

[0078] As Figuras 7A a 10M representam uma sequência de etapas de método associadas com a ligação por extensão do poço à superfície usando o HTSA 500 da Figura 5, de acordo com certas modalidades da presente descrição.

[0079] Com relação às Figuras 7A a 7E, uma parte do HTSA 500 é representada em uma configuração descendo coluna. Nessa modalidade ilustrativa, o conjunto de vedação 517 do HTSA 500 é mostrado sendo descido no poço (não mostrado) e estocado no receptáculo do sistema de suporte de revestimento previamente instalado 530.

[0080] Com relação às Figuras 8A a 8P, o HTSA 500 é representado em sua configuração localizada. Após o HTSA 500 ter sido descido no poço (não mostrado) e estocado no receptáculo 540 do sistema de suporte de revestimento 530, o HTSA 500 é localizado dentro do receptáculo 540 do sistema de suporte de revestimento 530. Isso é executado colocando-se a suspensão de cabeça de poço (não mostrado) na cabeça de poço (não mostrada). A suspensão de cabeça de poço (não mostrada) pode ser colocada sem quaisquer considerações ou permissões especiais para a posição do HTSA 500 dentro do receptáculo 540 do sistema de suporte de revestimento 530. Especificamente, a suspensão da cabeça de poço (não mostrada) pode ser colocada independentemente da posição do HTSA 500 dentro do sistema de suporte de revestimento 530.

[0081] Com relação às Figuras 9A a 9P, o HTSA 500 é representado em sua configuração ancorada, em que os corpos de elevação e abaixamento 511, 512 foram instalados. Nessa modalidade ilustrativa, os corpos de elevação e abaixamento 511, 512 foram instalados por cada IHSS 100 acoplado. Embora a modalidade ilustrativa represente os corpos de elevação e abaixamento 511, 512 sendo instalados usando um IHSS 100, está claro que ou um ou ambos os corpos de elevação e abaixamento 511, 512 podem ser instalados usando um IHSS 300. Em outras modalidades, os corpos de elevação e abaixamento 511, 512 podem ser hidráulica ou mecanicamente instalados por qualquer outro meio conhecido pelos versados na técnica sem abandonar o escopo da presente descrição. Como mostrado nas Figuras 9A a 9B, o corpo de elevação 511 pode ser usado para evitar que o HTSA 500 se mova para cima mediante qualquer carga mecânica induzida. Similarmente, como mostrado nas Figuras 9J a 9K, o corpo de abaixamento 512 pode ser usado para evitar que o HTSA 500 se mova para baixo mediante qualquer carga mecânica induzida. Em certas modalidades, instalar os corpos de elevação e abaixamento 511, 512 primeiro (isto é, antes de o conjunto de vedação 517 ser instalado) pode isolar o sistema de movimento e assegurar que o HTSA 500 mantenha comunicação hidráulica entre o revestimento hospedeiro 560, a área anular do HTSA 500 (isto é, a área entre o HTSA 500 e o revestimento hospedeiro 560), e o poço (não mostrado).

[0082] Com relação às Figuras 10A a 10M, o HTSA 500 é representado em sua configuração completamente instalado, com o conjunto de vedação 517 agora instalado no receptáculo 540 do sistema de suporte de revestimento 530. Embora a modalidade ilustrativa represente um conjunto de vedação mecânica 517 instalado com uma ferramenta de instalação (não mostrada), aprecia-se que o conjunto de vedação 517 pode ser hidráulica ou mecanicamente instalado por qualquer meio conhecido pelos versados na técnica sem abandonar o escopo da presente descrição, incluindo por meio de um IHSS 100 ou 300. Em certas modalidades, o vedador 518 do conjunto de vedação 517 somente exige instalação no ponto em que os elastômeros começam a vedar. Por exemplo, em uma modalidade ilustrativa, uma ferramenta de instalação (não mostrada) pode ser localizada dentro de um perfil de instalação 526 de uma camisa de deslocamento 529 e pode iniciar a vedação elastomérica do vedador 518. Uma vez que a vedação elastomérica foi iniciada, a pressão pode então ser aplicada ao HTSA 500 para instalar completamente o vedador 518 para completar o processo de instalação de vedador.

[0083] Com relação às Figuras 11A a 11O, uma segunda modalidade ilustrativa de um HTSA é denotada geralmente pelo número de referência 1100. Como com a primeira modalidade ilustrativa do HTSA 500 mostrado na Figura 5, um sistema de suporte de revestimento 1130 pode ser descido e instalado em um poço (não mostrado). O sistema de suporte de revestimento 1130 pode ser disposto dentro de um revestimento hospedeiro 1160. O sistema de suporte de revestimento 1130 pode compreender componentes iguais ou similares discutidos com relação à primeira modalidade ilustrativa do HTSA 500 representado na Figura 5.

[0084] Nessa modalidade ilustrativa, o HTSA 1100 pode ser instalado e vedado diretamente no revestimento hospedeiro 1160, acima do sistema de suporte de revestimento 1130. Como com a primeira modalidade ilustrativa do HTSA 500 mostrado na Figura 5, o HTSA 1100 pode compreender um ou mais corpos de ancoragem, que podem ser hidráulica ou mecanicamente instalados. Em certas modalidades de acordo com a presente descrição, um ou mais corpos de ancoragem podem incluir um corpo de elevação 1111 e um corpo de abaixamento 1112, que podem ser hidráulica ou mecanicamente instalados. Os corpos de elevação e abaixamento 1111, 1112 podem incluir componentes iguais ou similares discutidos com relação à primeira modalidade ilustrativa do HTSA 500 representado na Figura 5. O HTSA 1100 também pode incorporar quaisquer mecanismos de cunha adequados tais como, por exemplo, mecanismos de cunha descritos na Patente US. N° 6.761.221, que foi incorporado nesta presente descrição como referência.

[0085] O HTSA 1100 pode também compreender um ou mais conjuntos de vedação metal-metal 1117 que podem ser hidráulica ou mecanicamente instalados. O conjunto de vedação 1117 pode compreender componentes iguais ou similares discutidos com relação à primeira modalidade ilustrativa do HTSA 500 representado na Figura 5. O HTSA 1100 também pode incorporar qualquer tecnologia de vedação adequada tal como, por exemplo, a tecnologia de vedação descrita na Patente US. N° 6.666.276 que foi incorporada aqui por referência.

[0086] Em certas modalidades, o HTSA 1100 pode também utilizar um ou mais IHSS 100 para instalar o corpo de elevação 1111 e o corpo de abaixamento 1112 e/ou os conjuntos de vedação 1117. Como mostrado na Figura 11, um IHSS 100 pode ser acoplado aos corpos de elevação e abaixamento 1111, 1112 e usado para instalar os componentes de fundo. Em certas modalidades, o HTSA 1100 pode utilizar um ou mais IHSS 300 para instalar o corpo de elevação 1111 e o corpo de abaixamento 1112 e/ou os conjuntos de vedação 1117. Em outras modalidades, o HTSA 1100 pode utilizar mecanismo de instalação mecânico, hidráulico ou qualquer tipo de mecanismo de instalação conhecido pelos versados na técnica para instalar os componentes de fundo.

[0087] Em certas modalidades, o HTSA 1100 pode incluir qualquer tubulação adequada para acoplar os vários componentes de fundo. Em certas implementações, a tubulação usada para acoplar os componentes de fundo pode incluir, mas não está limitada a uma junta de tubulação ou subescareador de manuseio. Por exemplo, como mostrado na Figura 11, uma junta de tubulação 1128 pode ser usada para acoplar o conjunto de vedação 1111 ao corpo de abaixamento 1112. Como com a primeira modalidade ilustrativa do HTSA 500 mostrado na Figura 5, uma junta de tubulação 1128 pode ser usada para acoplar o IHSS 100 ou IHSS 300 usado para instalar o corpo de elevação 1111 ao IHSS 100 ou IHSS 300 usado para instalar o corpo de abaixamento 1112. Dessa maneira, o sistema fornece um meio de criar um revestimento de produção integrado à superfície ou cabeça do poço.

[0088] Em certas modalidades de acordo com a presente descrição, o HTSA 1100 pode ser descido no poço (não mostrado) e colocado acima do receptáculo 1140 do sistema de suporte de revestimento 1130. Dessa maneira, o HTSA 1100 pode proteger o revestimento hospedeiro 1160 acima do sistema de suporte de revestimento 1130 e pode fornecer isolamento zonal até a superfície ou cabeça de poço submarino.

[0089] A operação do HTSA 1100 de acordo com as modalidades ilustrativas será agora discutida em conjunto com a Figura 12. A Figura 12 é um fluxograma que representa etapas ilustrativas do método associadas com um método para ligar por extensão o poço à superfície usando o HTSA 1100 da Figura 1, de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente descrição. Embora um número de etapas seja representado na Figura 12, como seria apreciado pelos versados na técnica, tendo o benefício da presente descrição, uma ou mais das etapas citadas podem ser eliminadas ou modificadas sem abandonar o escopo da presente descrição.

[0090] Primeiro, na etapa 1202, o HTSA 1100 é descido em um poço (não mostrado). Na etapa 1204, a suspensão da cabeça de poço (não mostrada) é colocada. Como um resultado da colocação na suspensão de cabeça do poço (não mostrada), o HTSA 1100 é localizado no revestimento hospedeiro 1160, acima do receptáculo 1140 do sistema de suporte de revestimento 1130. Na etapa 1206, os conjuntos de corpos de elevação e abaixamento 1111, 1112 podem ser instalados usando um IHSS 100 ou IHSS 300. Isso pode instalar os conjuntos de corpos de elevação e abaixamento 1111, 1112 e pode ancorar o HTSA 1100 dentro do revestimento hospedeiro 1160. As cunhas 1114 dos corpos de elevação e abaixamento 1111, 1112 podem ser usadas para isolar o HTSA 1100 de movimento. Como com a primeira modalidade ilustrativa do HTSA 500 mostrado na Figura 5, o dispositivo de travamento 1115 pode reter a carga mecânica aplicada às cunhas 1114 dos corpos de elevação e abaixamento 1111, 1112. Na etapa 1208, o vedador 1118 pode ser mecânica ou hidraulicamente instalado dentro do revestimento hospedeiro 1160, acima do sistema de suporte de revestimento 1130. O vedador 1118 também pode ser instalado usando um IHSS 100 ou IHSS 300. Em certas modalidades, o conjunto de vedação 1117 pode ser instalado por último porque uma vez que o vedador 1118 é instalado, o isolamento zonal será criado e a comunicação hidráulica entre a tubulação e o ânulo não ocorrerá mais.

[0091] Como os versados na técnica apreciariam com o benefício da presente descrição, o IHSS 100 ou o IHSS 300 pode ser usado várias vezes para instalar ou energizar mais componentes de fundo já que os volumes têm um reservatório pré-planejado suficiente para permitir múltiplas atuações. Consequentemente, vários ciclos de atuação podem ser aplicados para assegurar que os componentes de fundo sejam completamente instalados.

[0092] Como os versados na técnica apreciariam também, com o benefício desta descrição, em certas implementações, um HTSA 500, 1100 de acordo com as modalidades da presente descrição utilizando um ou mais IHSS 100 ou IHSS 300 pode fornecer um método para criar um poço de produção com vedação metal-metal (não mostrado) à superfície ou cabeça do poço (não mostrada) e permitir a instalação sem intervenção dos componentes de fundo. Uma comparação da Figura 13 com as Figuras 14 e 15 demonstra as vantagens associadas com um sistema HTSA de acordo com a presente descrição. A Figura 13 representa um modelo de poço típico incluindo vários tamanhos de revestimentos 1300 e um revestimento vedador 1301 usado para ligar por extensão o poço à superfície. Esse modelo particular é tipicamente necessário para assegurar a integridade metal-metal por todo o poço. Entretanto, uma grande quantidade de revestimento tipicamente exigida para esse tipo de modelo pode resultar em alto custo e complexidade operacional. A Figura 14 representa o HTSA 500 ancorado no revestimento hospedeiro 560 e vedado no receptáculo 540 do sistema de suporte de revestimento 530 de acordo com uma modalidade da presente descrição. Similarmente, a Figura 15 representa o HTSA 1100 instalado e vedado dentro do revestimento hospedeiro 1160 de acordo com outra modalidade da presente descrição. Ambas as modalidades ilustrativas mostradas nas Figuras 14 e 15 fornecem um método para criar um poço de produção com vedação metal-metal à superfície ou cabeça do poço, exigindo menos revestimento e uma menor faixa de tamanhos de revestimento do que o tipicamente utilizado, reduzindo custos, peso na plataforma e complexidade operacional.

[0093] Em adição, em certas modalidades, devido à configuração do HTSA 500 e do sistema de suporte de revestimento 530, a suspensão da cabeça do poço (não mostrada) pode ser colocada sem quaisquer considerações ou permissões especiais para a posição do HTSA 500 dentro do receptáculo 540 do sistema de suporte de revestimento 530. Similarmente, em certas modalidades, devido à configuração do HTSA 1100, a suspensão da cabeça de poço (não mostrada) pode ser colocada sem quaisquer considerações ou permissões especiais para a posição do HTSA 1100 dentro do revestimento hospedeiro 1160. Especificamente, a suspensão da cabeça do poço (não mostrada) pode ser colocada independentemente da posição do HTSA 1100 dentro do revestimento hospedeiro 1160.

[0094] Ademais, utilizar um IHSS 100 ou IHSS 300 para instalar os componentes de fundo do HTSA 500, 1100 de acordo com a presente descrição também elimina a necessidade por um dispositivo de vedação e uma intervenção exigida para a remoção do dispositivo de vedação. Ademais, utilizar um IHSS 100 ou IHSS 300 para instalar os componentes de fundo permite que os componentes sejam instalados em uma condição de pressão completamente equilibrada, o que elimina a deformação elástica dos componentes de fundo e reduz e/ou elimina a perda associada das cargas de instalação dos componentes de fundo. Devido a essas vantagens, e outras associadas com a presente descrição e discutidas aqui, o tempo de sondagem pode ser reduzido.

[0095] Então, a presente invenção é bem adaptada para realizar os objetivos e vantagens mencionados, bem como os que são inerentes nesta. As modalidades particulares descritas acima são ilustrativas somente, à medida que a presente invenção pode ser modificada e praticada de diferentes maneiras, mas equivalentes, claras aos versados na técnica tendo o benefício dos ensinamentos fornecidos aqui. Ademais, nenhuma limitação é destinada aos detalhes de construção ou projeto aqui mostrados, além dos descritos nas reivindicações abaixo. Está então evidente que as modalidades particulares ilustrativas descritas acima podem ser alteradas ou modificadas e todas tais variações são consideradas dentro do escopo e espírito da presente invenção. Também, os termos nas reivindicações têm seu significado normal pleno, a menos que de outra forma explicita e claramente definido pela patente. Os artigos indefinidos "um" ou "uma", como usados nas reivindicações, são definidos aqui como significando um ou mais de um dos elementos que eles introduzem.

Claims (13)

1. Conjunto de vedação de ligação híbrida, caracterizado pelo fato de compreender: um ou mais corpos de ancoragem; um ou mais conjuntos de vedação; e um ou mais sistemas de instalação hidráulica sem intervenção acoplados a um ou mais dos corpos de ancoragem e conjuntos de vedação, os um ou mais sistemas de instalação hidráulica sem intervenção, compreendendo: um subescareador de fundo (102); uma tubulação hidráulica (103) que se estende a partir do subescareador de fundo (102); um alojamento de porta de comunicação (104) acoplado ao subescareador de fundo (102), o alojamento de porta de comunicação (104) tendo uma porta de carga (106); um volume de compensação (112) que é posicionado em um espaço anular (108) entre a tubulação hidráulica (103) e o alojamento de porta de comunicação (104); um pistão flutuante (110) localizado em um lado do volume de compensação (112), em que o fluido fluindo através da porta de carga (106) aplica pressão ao pistão flutuante (110); um volume de trabalho (115) separado do volume de compensação (112) por um ou mais dispositivos de controle hidráulicos, sendo que: - os um ou mais dispositivos de controle hidráulicos regulam o fluxo de fluido a partir do volume de compensação (112) para o volume de trabalho (115); e um pistão hidráulico (120) acoplado ao volume de trabalho (115), em que o pistão hidráulico (120) pode ser movido entre uma primeira posição e uma segunda posição.

2. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pistão hidráulico (120) é operável para instalar um ou mais dos corpos de ancoragem e conjuntos de vedação quando ele se move entre a primeira posição e a segunda posição.

3. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os um ou mais conjuntos de vedação compreendem um vedador e em que o vedador é um vedador metalmetal.

4. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os um ou mais corpos de ancoragem são selecionados a partir de um grupo que consiste em um corpo de elevação e um corpo de abaixamento.

5. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os um ou mais corpos de ancoragem compreendem um dispositivo de travamento e em que o dispositivo de travamento é um dentre um anel de travamento, anel de encaixe, uma pinça, uma cunha ou um sistema de cunha segmentada.

6. Método para ligar por extensão um poço à superfície, caracterizado pelo fato de compreender: descer um conjunto de vedação de ligação híbrida em um poço, o conjunto de vedação de ligação híbrida compreendendo um ou mais corpos de ancoragem e um ou mais conjuntos de vedação; colocar uma suspensão de poço em uma cabeça de poço; instalar os corpos de ancoragem dentro de um revestimento hospedeiro; e instalar os um ou mais conjuntos de vedação dentro de ao menos um dentre um receptáculo de um sistema de suporte de revestimento previamente instalado e um revestimento hospedeiro acima de um sistema de suspensão previamente instalado.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente pressurizar o conjunto de vedação de ligação híbrida para instalar completamente o vedador.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que colocar a suspensão da cabeça do poço compreende adicionalmente localizar o conjunto de vedação de ligação híbrida dentro de ao menos um dentre o sistema de suporte de revestimento e o revestimento hospedeiro.

9. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que colocar a suspensão de cabeça de poço é executado independentemente da posição do conjunto de vedação de ligação híbrida dentro de ao menos um dentre o sistema de suporte de revestimento e o revestimento hospedeiro.

10. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que instalar qualquer um dos corpos de ancoragem e conjuntos de vedação compreende adicionalmente as etapas de: aplicar uma pressão a um volume de compensação (112); fornecer um volume de trabalho (115), em que o volume de trabalho (115) é separado do volume de compensação (112) por um ou mais dispositivos de controle hidráulicos; aplicar uma pressão ao volume de trabalho (115) em resposta à pressão aplicada ao volume de compensação (112); reduzir a pressão aplicada ao volume de compensação (112); capturar a pressão aplicada ao volume de trabalho (115); em que capturar a pressão aplicada ao volume de trabalho (115) compreende manter a pressão aplicada ao volume de trabalho (115) quando a pressão aplicada ao volume de compensação (112) é reduzida; e aplicar a pressão capturada no volume de trabalho (115) para instalar um ou mais dos corpos de ancoragem e conjuntos de vedação.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente regular o fluxo de fluido entre o volume de compensação (112) e o volume de trabalho (115) usando os um ou mais dispositivos de controle hidráulicos.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que aplicar uma pressão ao volume de compensação (112) compreende fluir um fluido através de uma porta de carga (106), em que o fluido aplica uma pressão a um pistão flutuante (110) e o pistão flutuante (110) aplica pressão ao volume de compensação (112).

13. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que aplicar a pressão capturada no volume de trabalho (115) para instalar um ou mais dos corpos de ancoragem e conjuntos de vedação compreende aplicar a pressão capturada a um pistão hidráulico (120).

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