BRPI0714508A2

BRPI0714508A2 - mÉtodo de expandir radialmente um elemento tubular, e, elemento tubular radialmente expandido

Info

Publication number: BRPI0714508A2
Application number: BRPI0714508-0A
Authority: BR
Inventors: Petrus Cornelis Kriesesls
Original assignee: Shell Internationale Res Maartschappij B V
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2013-03-19
Also published as: MY150012A; CA2657046C; NO340849B1; EP2041393A1; EA200900183A1; DK2041393T3; US7946349B2; AR061881A1; EA014929B1; CN103334722A; NZ573394A; BRPI0714508B1; ATE538286T1; CN101490362A; EP2041393B1; CA2657046A1; WO2008006841A1; MX2008015714A; PL2041393T3; AU2007274330A1

Abstract

MÉTODO DE EXPANDIR RADIALMENTE UM ELEMENTO TUBULAR, E, ELEMENTO TUBULAR RADIALMENTE EXPANDIDO. A invenção refere-se a um método de expandir radialmente um elemento tubular se estendendo para dentro de um furo de poço formado em uma formação terrestre, O método compreende induzir a parede do elemento tubular a flexionar radialmente para fora e na direção axialmente inversa, de modo a formar uma seção tubular expandida ao redor de uma seção tubular restante do elemento tubular, onde a mencionada flexão ocorre em uma zona de flexão do elemento tubular. O método compreende adicionalmente aumentar o comprimento da seção tubular expandida induzindo-se a zona de flexão a se mover na direção axial em relação à seção tubular restante. A mencionada parede inclui um material que é plasticamente deformado na zona de flexão durante o processo de flexão, de modo que a seção tubular expandida mantenha uma forma expandida como resultado da mencionada deformação plástica.

Description

"MÉTODO DE EXPANDIR RADIALMENTE UM ELEMENTO TUBULAR, E, ELEMENTO TUBULAR RADIALMENTE EXPANDIDO"

A presente invenção refere-se a um método de expandir radialmente um elemento tubular.

A expansão de elementos tubulares encontra aplicação em vários campos da tecnologia, como, por exemplo, a indústria da produção de petróleo e gás a partir de um furo de poço formado em uma formação terrestre. Furos de poço são geralmente providos com um ou mais tubulação interna ou revestimentos internos para prover estabilidade à parede de furo de poço, e/ou prover isolamento zonal entre diferentes camadas de formação terrestre diferentes. Os termos "tubulação interna" e "revestimento interno" se referem a elementos tubulares para suportar e estabilizar a parede de furo de poço, desse modo, sendo geralmente entendido que um revestimento se estende a partir da superfície para dentro do furo de poço e um revestimento interno se estende a partir de uma localização dentro do poço adicionalmente para dentro do furo de poço. Entretanto, no presente contexto, os termos "tubulação interna" e "revestimento interno" são usados de modo intercambiável e sem essa pretendida distinção.

Na construção convencional de furo de poço, diversas tubulações internas são ajustadas em diferentes intervalos de profundidade, em um arranjo aninhado, por meio do qual cada tubulação interna subseqüente é baixada através da tubulação interna anterior e, portanto, deve ter um diâmetro menor que a tubulação interna anterior. Como resultado, o tamanho de furo de poço em seção transversal disponível para a produção de petróleo e gás diminui com a profundidade. Para aliviar essa desvantagem, tornou-se prática expandir radialmente os elementos tubulares no furo de poço depois de baixá-los até a profundidade necessária, por exemplo, para formar uma seção de tubulação interna ou revestimento interno expandida ou uma camada de proteção contra uma tubulação interna existente. Além disso, tem sido proposto expandir radialmente cada tubulação interna subseqüente para substancialmente o mesmo diâmetro da tubulação interna anterior para formar um furo de poço com diâmetro único. É conseguido, desse modo, que o diâmetro disponível do furo de poço seja mantido substancialmente constante ao longo de (uma porção de) sua profundidade em oposição ao arranjo aninhado convencional.

A EP 1438483 Bl revela um método de expandir radialmente um elemento tubular em um furo de poço, por meio do qual o elemento tubular, no estado expandido, é inicialmente anexado a uma coluna de perfuração durante a perfuração de uma nova seção de furo de poço. Depois disso, o elemento tubular é expandido radialmente e liberado a partir da coluna de perfuração.

Para expandir esse elemento tubular de furo de poço, geralmente é usado um expansor cônico com um diâmetro externo maior substancialmente igual ao diâmetro tubular exigido depois da expansão. O expansor é bombeado, empurrado ou puxado através do elemento tubular. Esse método pode conduzir a altas forças de atrito, que precisam ser superadas, entre o expansor e a superfície interna do elemento tubular. Além disso, há um risco de que o expansor fique preso no elemento tubular. A EP 0044706 A2 revela um método de expandir radialmente

um tubo flexível de material tecido ou de pano por meio da eversão do mesmo em um furo de poço, para separar o fluido de perfuração bombeado para dentro do furo de poço dos cortes de pasta fluida fluindo em direção à superfície.

Embora em algumas aplicações as técnicas de expansão

conhecidas tenham indicado resultados promissores, há uma necessidade de um método aperfeiçoado de expandir radialmente um elemento tubular.

De acordo com a invenção, é provido um método de expandir radialmente um elemento tubular se estendendo para dentro de um furo de poço formado em uma formação terrestre, o método compreendendo induzir a parede do elemento tubular a flexionar radialmente para fora e na direção axialmente inversa, de modo a formar uma seção tubular expandida se estendendo ao redor de uma seção tubular restante do elemento tubular, onde a mencionada flexão ocorre em uma zona de flexão do elemento tubular, e onde o método compreende adicionalmente aumentar o comprimento da seção tubular expandida induzindo-se a zona de flexão a se mover na direção axial em relação à seção tubular restante, e onde a mencionada parede inclui um material que é plasticamente deformado na zona de flexão durante o processo de flexão, de modo que a seção tubular expandida mantenha uma forma expandida como resultado da mencionada deformação plástica.

Desse modo, o elemento tubular é efetivamente virado do avesso durante o processo de flexão. A zona de flexão define a localização onde o processo de flexão tem lugar. Induzindo-se a zona de flexão na direção axial ao longo do elemento tubular é conseguido que o elemento tubular seja progressivamente expandido sem a necessidade de um expansor que tenha que ser empurrado, puxado ou bombeado através do elemento tubular. Além do mais, a seção tubular expandida mantém sua forma devido à deformação plástica, isto é, deformação permanente, da parede. Desse modo, é conseguido que a seção tubular expandida mantenha automaticamente sua forma expandida, isto é, nenhuma força ou pressão externa precisa ser exercida na seção tubular expandida para manter sua forma expandida. Se, por exemplo, a seção tubular expandida for expandida contra a parede de furo de poço como resultado da mencionada flexão da parede, nenhuma força ou pressão externa precisa ser exercida na seção tubular expandida para mantê-la contra a parede de furo de poço. Adequadamente, a parede do elemento tubular é feita de um metal como o aço ou qualquer outro metal dúctil capaz de ser plasticamente deformado por meio da eversão do elemento tubular. A seção tubular expandida, então, tem resistência a colapso adequada, por exemplo, na ordem de 10-15MPa. Se o elemento tubular se estender verticalmente no furo de poço, o peso da seção tubular restante pode ser utilizado para contribuir para a força necessária a induzir o movimento descendente da zona de flexão.

Adequadamente, a zona de flexão é induzida a se mover na direção axial em relação à seção tubular restante induzindo-se a seção tubular restante a se mover na direção axial em relação à seção tubular expandida. Por exemplo, a seção tubular expandida é mantida estacionária enquanto a seção tubular restante é movida na direção axial através da seção tubular expandida para induzir a mencionada flexão da parede. A fim de induzir o mencionado movimento da seção tubular

restante, a seção tubular restante é, de preferência, submetida a uma força axialmente compressiva atuando para induzir o mencionado movimento. A força axialmente compressiva, de preferência, resulta, pelo menos parcialmente, do peso da seção tubular restante. Se necessário, o peso pode ser suplementado por uma força externa descendente aplicada à seção tubular restante para induzir o mencionado movimento. À medida que o comprimento, e, desse modo, o peso, da seção tubular restante aumenta, uma força ascendente pode precisar ser aplicada à seção tubular restante para impedir a flexão ou empenamento incontrolados na zona de flexão. Se a zona de flexão ficar localizada em uma extremidade

inferior do elemento tubular, por meio da qual a seção tubular restante é axialmente encurtada em uma extremidade inferior da mesma devido ao mencionado movimento da zona de flexão, é preferido que a seção tubular restante seja axialmente estendida em uma extremidade superior da mesma em correspondência com o mencionado encurtamento axial na extremidade inferior da mesma. A seção tubular restante se encurta gradualmente em sua extremidade inferior devido à flexão inversa continuada da parede. Portanto, estendendo-se seção tubular restante na sua extremidade superior para compensar o encurtamento na sua extremidade inferior, o processo de flexão inversa da parede pode ser continuado até que um comprimento desejado da seção tubular expandida seja alcançado. A seção tubular restante pode ser estendida em sua extremidade superior, por exemplo, conectando-se uma porção tubular à mencionada extremidade superior de qualquer maneira adequada, como por soldagem. Alternativamente, a seção tubular restante pode ser provida na forma de uma tubulação espiralada que é desenrolada a partir de um carretei e gradualmente inserida no furo de poço. Desse modo, a tubulação embobinada é estendida na sua extremidade superior desenrolando- a a partir do carretei.

Como resultado da formação da seção tubular expandida ao redor da seção tubular restante, um espaço anular é formado entre as seções tubulares não-expandidas e expandidas. Para aumentar a resistência a colapso da seção tubular expandida, um fluido pressurizado pode ser inserido no espaço anular. A pressão de fluido pode resultar somente a partir do peso da coluna de fluido no espaço anular, ou também em adição a partir de uma pressão externa aplicada à coluna de fluido.

O processo de expansão é adequadamente iniciado flexionando-se a parede do elemento tubular em uma porção de extremidade inferior do mesmo.

Vantajosamente, o furo de poço é perfurado com uma coluna de perfuração se estendendo através da seção tubular não-expandida. Nessa aplicação, a seção tubular não-expandida e a coluna de perfuração, de preferência, são baixadas simultaneamente através do furo de poço durante a perfuração com a coluna de perfuração.

Opcionalmente, a zona de flexão pode ser aquecida para promover a flexão da parede tubular.

Para reduzir qualquer tendência a empenamento da seção tubular não-expandida durante o processo de expansão, a seção tubular restante, vantajosamente, é centralizada dentro da seção expandida por meio de qualquer meio de centralização adequado. A flexão da parede tubular pode ser promovida provendo-se ranhuras longitudinais na superfície externa do elemento tubular antes da expansão.

A invenção será descrita aqui em maior detalhe e a título de exemplo com referência aos desenhos anexos, nos quais:

a fig. 1 mostra esquematicamente um primeiro modo de realização de um sistema para o uso com o método da invenção;

a fíg. 2 mostra esquematicamente um segundo modo de realização de um sistema para o uso com o método da invenção;

a fíg. 3 mostra esquematicamente uma porção inferior de um terceiro modo de realização de um sistema para o uso com o método da invenção;

a fig. 4 mostra esquematicamente uma porção superior do terceiro modo de realização; e

a fíg. 5 mostra esquematicamente um sistema de tubulação para o uso com o método da invenção.

Nas figuras e na descrição, números de referência semelhantes se referem a componentes semelhantes.

Com referência à fig. 1, é mostrado um sistema compreendendo um furo de poço 1 formado dentro de uma formação geológica 2, e um elemento tubular radialmente expansível em forma de revestimento de aço expansível 4 se estendendo a partir da superfície 6 descendentemente para dentro do furo de poço 1. O revestimento 4 tem uma seção tubular radialmente expandida IOe uma seção tubular restante na forma da seção não-expandida 8 se estendendo dentro da seção expandida 10. A parede da seção não-expandida 8 flexiona radialmente para fora, em sua extremidade inferior, e na direção axialmente inversa (ou seja, ascendentemente) de modo a formar uma seção inferior em forma de U 11 interconectando a seção não-expandida 8 e a seção expandida 10. A seção inferior em forma de U 11 define uma zona de flexão 9 do elemento tubular 4. A seção de revestimento expandida 10 é fixada axialmente à parede de furo de poço 12 em virtude das forças de atrito entre a seção de revestimento IOe a parede de furo de poço 12 como resultado do processo de expansão. Alternativamente, ou adicionalmente, a seção de revestimento expandida 10 pode ser ancorada à parede de furo de poço 12 por meio de qualquer meio de ancoragem adequado (não mostrado).

O sistema da fig. 2 compreende, em adição ao revestimento 4, um membro guia tubular 14 e um anel guia auxiliar 15. O membro guia 14 tem uma parte superior 16 se estendendo para dentro da seção de revestimento não-expandida 8 e uma parte inferior 18 se estendendo abaixo da seção inferior em forma de U 11 do revestimento 4. A parte inferior 18 tem uma superfície guia externa côncava 20 se estendendo radialmente para fora e sendo arranjada para guiar e suportar a seção inferior em forma de U 11. O membro guia 14 pode ser suspenso a partir da superfície por meio de uma coluna ou cabo adequados (não mostrados) se estendendo através da seção de revestimento não-expandida 8. Alternativamente, o membro guia 14 é simplesmente suportado pelas forças de atrito entre o membro guia e a seção de revestimento não-expandida 8, ou pelas forças de atrito entre o membro guia e a parede de furo de poço 12. No último caso, o membro guia 14, adequadamente, é provido, por exemplo, com elementos em forma de escova ao longo da parede de furo de poço 12. O anel guia auxiliar 15 fica localizado entre a seção de revestimento expandida 10 e a seção de revestimento não- expandida 8, e repousa sobre a seção inferior em forma de U 11.

O sistema da fig. 3 compreende, em adição ao revestimento 4, ao membro guia tubular 14 e ao anel guia auxiliar 15, uma coluna de perfuração 22 se estendendo a partir da superfície através da seção de revestimento não-expandida 8 para o fundo do furo de poço 24. A coluna de perfuração 22 é provida com um anel de suporte 32 para suportar o membro guia 14. O anel de suporte 32 é radialmente retrátil, de modo a lhe permitir passar de modo retraído através do membro guia 14 e da seção de revestimento não-expandida 8. A coluna de perfuração 22 tem uma montagem de furo de fundo incluindo um motor de furo abaixo 25 e uma broca de perfuração 26 acionada pelo motor de furo abaixo 25. A broca de perfuração 26 compreende uma broca piloto 28 com diâmetro de calibre ligeiramente menor do que o diâmetro interno do membro guia 14, e uma seção de escareador 30 com diâmetro de calibre adaptado para perfurar o furo de poço 24 para seu diâmetro nominal. A seção de escareador 30 é radialmente retrátil para um diâmetro externo ligeiramente menor que o diâmetro interno do membro guia 14, de modo que a broca de perfuração 26 seja capaz de passar através do membro guia 14 e da seção de revestimento não-expandida 8 quando a seção de escareador 30 estiver no modo colapsado. Com referência, adicionalmente, à fig. 4, é mostrada uma

porção superior do sistema da fig. 3. A seção de revestimento tubular 8 é formada a partir da folha de metal plana 36 enrolada sobre um carretei 34. Durante o uso, a folha de metal plana 36 é desenrolada a partir do carretei 34, fornecida à coluna de perfuração 22 e flexionada ao redor da coluna de perfuração por meio de um dispositivo de flexão adequado (não mostrado). As bordas adjacentes da folha de metal flexionada 36 são, então, soldadas juntas para formar a seção de revestimento tubular 8. Uma vedação anular 40 é conectada de modo fixo à extremidade superior da seção de revestimento expandida 10, de modo a vedar a seção de revestimento não-expandida 8 em relação à seção de revestimento expandida 10, por meio do que, é permitido à seção de revestimento não-expandida 8 deslizar na direção axial em relação à vedação 40. A seção de revestimento expandida 10 é provida, em sua extremidade superior, com um conduto 42 conectado a uma bomba (não mostrada) para bombear fluido para dentro do espaço anular 44 formado entre a seção de revestimento não-expandida 8 e a seção de revestimento expandida 10.

Com referência à fig. 5, é mostrada uma tubulação 50 se estendendo para dentro de um corpo de água 52, por exemplo, um mar ou um rio, a partir de uma localização na costa 54. A tubulação 50 compreende uma seção de tubo não-expandida 56 e uma seção de tubo expandida 58 se estendendo ao redor da seção de tubo não-expandida 52. A parede da seção de tubo não-expandida 56 flexiona radialmente para fora e na direção axialmente inversa em sua extremidade mais afastada, de modo a formar uma seção de extremidade 60 tendo uma parede em forma de U, a mencionada seção de extremidade 60 interconectando a seção não-expandida 56 e a seção expandida 58. A seção de extremidade 60 define uma zona de flexão 62 da tubulação 50. A seção de tubo expandida 58 é ancorada ao solo, na localização sobre a costa 54, por meio de um dispositivo de ancoragem adequado 64. Além disso, a seção de tubo não-expandida 56 tem uma parte de extremidade 66 projetando-se a partir da seção de tubo expandida 58 na localização sobre a costa 54. Um dispositivo trator 68 é arranjado próximo ao dispositivo de ancoragem 64, para empurrar a seção não-expandida 56 para dentro da seção expandida 58. Durante a operação normal do primeiro modo de realização

(fig. 1), a porção de extremidade inferior da parede do revestimento ainda não-expandido 4 é flexionada radialmente para fora e na direção axialmente inversa por meio de qualquer meio adequado, de modo a iniciar a formação da seção inferior em forma de U 11. A perna radialmente mais externa 10 da parede em forma de U é, então, conectada de modo fixo à parede de furo de poço 12, o que pode ocorrer automaticamente devido às forças de atrito entre a perna IOea parede de furo de poço 12, ou por meio de qualquer outro meio adequado.

Uma força descendente F de magnitude suficientemente grande é, então, aplicada à seção de revestimento não-expandida 8 para mover a seção de revestimento não-expandida 8 gradualmente descendentemente. A parede da seção de revestimento não-expandida 8 é, desse modo, progressivamente flexionada e formada para dentro da seção de revestimento expandida 10. Como resultado desse procedimento, a zona de flexão 9 se move na direção descendente a, aproximadamente, metade da velocidade da seção não-expandida 8. Em um sentido relativo, a zona de flexão 9 se move ascendentemente em relação à seção não-expandida 8. Se desejado, o diâmetro e/ou a espessura de parede do revestimento 4 podes ser selecionados de modo que a seção de revestimento expandida 10 fique firmemente comprimida contra a parede de furo de poço 12 como resultado do processo de expansão, de modo a criar uma vedação entre a seção de revestimento expandida IOea parede de furo de poço 12 e/ou para estabilizar a parede de furo de poço. Visto que o comprimento e, desse modo, o peso da seção não- expandida 8 aumentam gradualmente, a força descendente F pode ser abaixada gradualmente em correspondência com o aumento de peso.

Opcionalmente, um fluido pesado, ou um pressurizado, pode ser bombeado para dentro do espaço anular entre as seções de revestimento não-expandida e expandida 8, 10 durante ou depois do processo de expansão para reduzir a carga de colapso sobre a seção expandida 10 ou para reduzir a carga de ruptura sobre a seção não-expandida 8.

A operação normal do segundo modo de realização (fig. 2) é substancialmente semelhante à operação normal do primeiro modo de realização (fig. 1), entretanto, com a característica adicional de que a parede da seção inferior em forma de U 11 é suportada e guiada pela superfície guia do membro guia 14, de modo a promover a flexão da parede do elemento tubular 4 na zona de flexão 9. Além disso, o anel guia 15 provê orientação adicional à parede na zona de flexão 9 durante o processo de deformação.

Durante a operação normal do terceiro modo de realização (figs. 3 e 4) o motor de furo abaixo 25 é operado para girar a broca de perfuração 26 de modo a aprofundar o furo de poço 24 por meio de perfuração adicional. A coluna de perfuração 22 se move gradualmente mais fundo para dentro do furo de poço 24, à medida que a perfuração procede. A seção de revestimento não-expandida 8 é formada na superfície a partir da folha de metal plana 36 que é desenrolada a partir do carretei 34 e flexionada ao redor da coluna de perfuração usando qualquer dispositivo de flexão adequado, depois do que as bordas adjacentes da folha de metal flexionada 36 são soldadas juntas. Alternativamente, a seção de revestimento não-expandida pode ser montada a partir de seções de tubo na superfície, como é prática normal para colunas tubulares como colunas de perfuração, revestimentos ou revestimentos internos.

A seção inferior em forma de U 11 do revestimento 8 repousa sobre a superfície guia 20 do membro guia 14 e se move adicionalmente para dentro do furo de poço 24 simultaneamente à coluna de perfuração 22. Desse modo, a seção inferior em forma de U 11 do revestimento 4 fica continuamente em contato com a superfície guia 20 do membro guia 14. Inicialmente, a força descendente F precisa ser aplicada à seção de revestimento não-expandida 8 para induzir o abaixamento da mesma simultaneamente à coluna de perfuração 22. Entretanto, o comprimento da seção de revestimento não-expandida 8, e, portanto, também seu peso, aumentam gradualmente de modo que a força descendente F possa ser gradualmente diminuída e eventualmente precise ser substituída por uma força ascendente para controlar a velocidade de abaixamento da seção de revestimento não-expandida 8. O peso da seção de revestimento não- expandida 8, em cominação com a força F (se houver), também pode ser usado para prover a força de impulso necessária para a broca de perfuração 26 durante a perfuração adicional do furo de poço 24. No modo de realização da fg. 3, essa força de impulso é transmitida à broca de perfuração 26 via membro guia 14 e anel de suporte 32. Em uma aplicação alternativa, o membro guia 14 é dispensado, e a força de impulso é transmitida diretamente a partir da seção de revestimento não-expandida 8 para a coluna de perfuração 22 ou para a broca de perfuração 26, por exemplo, via meios de suporte adequados (não mostrados).

Desse modo, abaixando-se gradualmente a seção de revestimento não-expandida 8 para dentro do furo de poço, a extremidade inferior da parede da seção de revestimento não-expandida 8 é progressivamente flexionada na direção axialmente inversa, desse modo, formando progressivamente a seção de revestimento expandida 10. Durante o processo de expansão, a seção inferior em forma de U 11 é suportada e guiada pela superfície guia 20 do membro guia 14, de modo a promover a flexão da extremidade inferior da parede da seção não-expandida 8. O anel guia 15 provê orientação adicional à parede durante o processo de expansão.

Quando é exigido recuperar a coluna de perfuração 22 para a superfície, por exemplo, quando a broca de perfuração deve ser substituída ou quando a perfuração do furo de poço 24 é completada, o ombro de suporte 32 é radialmente retraído e a broca de escareador 30 é trazida para o modo colapsado. Depois disso, a coluna de perfuração 22 é recuperada através da seção de revestimento não-expandida 8 para a superfície. O membro guia 14 pode permanecer dentro do poço. Alternativamente, o membro guia 14 pode ser feito capaz de colapsar, de modo a lhe permitir ser recuperado para a superfície no modo colapsado através da seção de revestimento não- expandida 8.

Após o furo de poço 24 foi perfurado até a profundidade desejada e a coluna de perfuração 22 foi removida a partir do furo de poço, o comprimento da seção de revestimento interno não expandido 8 ainda presente no furo de poço 24 pode ser deixado no furo de poço 24, ou pode ser cortado da seção expandida IOe reparado na superfície. No caso do comprimento da seção de revestimento interno não expandido 8 é deixado no furo de poço 24, há várias opções para completar o furo de poço, tal como:

a) um fluido, por exemplo, salmoura, é bombeada no espaço anular 44 via conduto 42 de modo a pressurizar o espaço anular 44 e desse modo aumentar a resistência ao colapso da seção de revestimento interno expandido 10. Opcionalmente, um orifício pode ser provido na parede do revestimento interno próximo à sua extremidade inferior para circulação do fluido bombeado;

b) um fluido pesado é bombeado para dentro do espaço anular

44 via conduto 42 de modo a suportar a seção de revestimento interno expandido IOe aumenta sua resistência ao colapso;

c) cimento é bombeado para dentro do espaço anular 44 para criar, após endurecer o cimento, um corpo sólido entre a seção de

revestimento interno não expandido 8 e a seção de revestimento interno expandido 10. Adequadamente, o cimento se expande enquanto endurece;

d) a seção de revestimento interno não expandido 8 é radialmente expandido contra a seção de revestimento interno expandido 10, por exemplo pelo bombeamento, tracionamento e empurrão de um expansor

(não mostrado) através da seção de revestimento interno não expandido 8.

No exemplo acima, a expansão do revestimento é iniciada no furo de poço. Entretanto, caso o furo de poço fique localizado abaixo do leito do mar, pelo que uma plataforma fora-da-costa fica situada acima do furo de poço, pode ser vantajoso iniciar o processo de expansão na plataforma fora-

da-costa. Nesse processo, a zona de flexão se move da plataforma fora-da- costa para o leito do mar e a partir daí para dentro do furo de poço. Desse modo, o elemento tubular expandido resultante não somente forma um revestimento no furo de poço, mas também forma um tubo ascendente do leito do mar até a plataforma fora-da-costa. A necessidade de um tubo ascendente separado a partir do leito do mar para a plataforma é prevenida desse modo.

Além disso, fios elétricos ou fibras óticas podem ficar localizados no espaço anular entre as seções expandida e não-expandida para comunicação com o equipamento dentro do poço. Esses fios ou fibras podem ser anexados à superfície externa do elemento tubular antes da expansão do mesmo. Além disso, as seções expandida e não-expandida podem ser usadas como condutores de eletricidade para transferir dados e/ou energia furo abaixo.

Visto que o comprimento da seção de revestimento não- expandida que é deixada no furo de poço não precisa ser expandida, podem ser aplicadas a ela exigências menos rigorosas com relação às propriedades de material etc. Por exemplo, o mencionado comprimento pode ter uma força de produção mais baixa ou mais alta, ou uma espessura de parede menor ou maior que a seção expandida.

Ao invés de deixar um comprimento de seção de revestimento não-expandida no furo de poço depois do processo de expansão, o inteiro revestimento pode ser expandido com o método da invenção, de modo que nenhuma seção de revestimento não-expandida permaneça no furo de poço. Nesse caso, um membro alongado, por exemplo, uma coluna de tubo, pode ser usado para exercer a força descendente F necessária para a seção de revestimento não-expandida durante a última fase do processo de expansão.

Durante a operação normal do sistema da fig. 5, uma porção de extremidade da parede da tubulação ainda não-expandida 50 é flexionada radialmente para fora e na direção axialmente inversa, de modo a iniciar a mencionada seção de extremidade em forma de U 60. A perna radialmente mais externa da parede em forma de U é, então, ancorada ao solo por meio do dispositivo de ancoragem 64. Subseqüentemente, o dispositivo trator 68 é operado para mover a seção de tubo não-expandida 56 gradualmente adicionalmente para dentro da seção de tubo expandida 58 que é formada pelo processo de flexão. A parede da seção de tubo não-expandida 56 é, desse modo, progressivamente flexionada e formada para dentro da seção de tubo expandida 58. Como resultado, a zona de flexão 62 se move adicionalmente para dentro do corpo da água 52 a, aproximadamente, metade da velocidade na qual a seção não-expandida 56 é movida para dentro a seção expandida 58. O procedimento é continuado até que a tubulação 50 tenha sido movida suficientemente longe para dentro do corpo da água 52.

A fim de reduzir as forças de atrito entre as seções tubulares não-expandida e expandida durante o processo de expansão descrito em qualquer um dos exemplos mencionados acima, adequadamente, uma camada de redução de atrito, como uma camada de Teflon, é aplicada entre as seções tubulares não-expandida e expandida. Por exemplo, um revestimento de redução de atrito pode ser aplicado à superfície externa do elemento tubular antes da expansão. Essa camada de material de redução de atrito reduz, além disso, o vão livre anular entre as seções não-expandida e expandida, desse modo, resultando em uma redução na tendência a empenamento da seção não- expandida. Ao invés de, ou, em adição a essa camada de redução de atrito, almofadas e/ou rolos de centralização podem ser aplicados entre as seções não-expandida e expandida para reduzir as forças de atrito e o vão livre anular entre as mesmas.

Com o método descrito acima é conseguido que, durante o processo de perfuração, haja somente uma seção de furo aberto relativamente curta no furo de poço, visto que a seção de revestimento expandida se estende para perto da extremidade inferior da coluna de perfuração em qualquer momento. O método, portanto, tem muitas vantagens. Por exemplo, intervalos mais longos podem ser perfurados sem ajustar novas seções de tubulação interna, conduzindo, desse modo, a menos seções de tubulações internas de diferentes diâmetros. Além disso, se o furo de poço for perfurado através de uma camada de folhelho, a seção de furo aberto curta elimina quaisquer problemas devidos à tendência ao recobrimento horizontal do folhelho.

Com o método da invenção, a seção tubular expandida pode se estender a partir da superfície para dentro do furo de poço, ou ela pode se estender a partir de uma localização dentro do poço mais profundamente para dentro do furo de poço.

Caso o furo de poço seja um furo de poço fora-da-costa, por meio do que uma plataforma de perfuração é posicionada acima do furo de poço na superfície do mar, a seção tubular restante (ou seja, não-expandida) pode se estender a partir da plataforma de perfuração através da água do mar para dentro do furo de poço. Desse modo, a seção tubular restante, então, forma um tubo ascendente fora-da-costa, e nenhum tubo ascendente separado é necessário para a operação de perfuração.

Ao invés de expandir a seção de revestimento expandida contra a parede de furo de poço (como descrito acima), a seção de revestimento expandida pode ser expandida contra a superfície interna de um outro elemento tubular já presente no furo de poço.

Além disso, ao invés de mover a seção de revestimento não- expandida descendentemente através do furo de poço, a seção de revestimento não-expandida pode ser movida ascendentemente através do furo de poço durante o processo de expansão. Embora os exemplos descritos acima se refiram a aplicações da invenção em um furo de poço, deve ser entendido que o método da invenção também pode ser aplicado na superfície terrestre. Por exemplo, a seção de revestimento expandida pode ser expandida contra a superfície interna de um tubo, como uma linha de fluxo existente para o transporte de petróleo ou gás localizada na superfície terrestre ou a alguma profundidade abaixo da superfície. Dessa maneira, essa linha de fluxo existente é provida com um novo revestimento, prevenindo, desse modo, a necessidade de substituir a inteira linha de fluxo, caso ela tenha se deteriorado com o tempo.

Claims

1. Método de expandir radialmente um elemento tubular se estendendo para dentro de um furo de poço formado em uma formação terrestre, o método caracterizado pelo fato de compreender induzir a parede do elemento tubular a flexionar radialmente para fora e na direção axialmente inversa, de modo a formar uma seção tubular expandida se estendendo ao redor de uma seção tubular restante do elemento tubular, onde a mencionada flexão ocorre em uma zona de flexão do elemento tubular, o método compreendendo adicionalmente aumentar o comprimento da seção tubular expandida induzindo-se a zona de flexão a se mover na direção axial em relação à seção tubular restante, e onde a mencionada parede inclui um material que é plasticamente deformado na zona de flexão durante o processo de flexão, de modo que a seção tubular expandida mantenha uma forma expandida como resultado da mencionada deformação plástica.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a zona de flexão é induzida a se mover na direção axial em relação à seção tubular restante induzindo-se a seção tubular restante a se mover na direção axial em relação à seção tubular expandida.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a seção tubular restante é submetida a uma força axialmente compressiva atuando para induzir o mencionado movimento da seção tubular restante.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a força axialmente compressiva é pelo menos parcialmente devida ao peso da seção tubular restante.

5. Método de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a mencionada força axialmente compressiva é pelo menos parcialmente devida a uma força externa aplicada à seção tubular restante.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1- .5, caracterizado pelo fato de que a seção tubular restante é axialmente encurtada em uma extremidade inferior da mesma devido ao mencionado movimento da zona de flexão, e onde o método compreende adicionalmente estender axialmente a seção tubular restante em uma extremidade superior da mesma em correspondência com o mencionado encurtamento axial na extremidade inferior da mesma.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações Ι- ό, caracterizado pelo fato de que um espaço anular é formado entre a seção tubular restante e a seção tubular expandida, o método compreendendo adicionalmente inserir um fluido pressurizado para dentro do espaço anular.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1- 7, caracterizado pelo fato de que uma coluna de perfuração se estende através da seção tubular restante para perfuração adicional do furo de poço.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a seção tubular restante e a coluna de perfuração são abaixadas simultaneamente através do furo de poço durante a perfuração com a coluna de perfuração.

10. Método de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a seção tubular restante é formada a partir de uma folha de metal, e onde o método compreende flexionar a folha de metal ao redor da coluna de perfuração em uma localização de superfície, de modo a formar a seção tubular restante.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que as extremidades adjacentes da folha de metal flexionada são interconectadas por soldagem.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11, caracterizado pelo fato de que a seção tubular expandida é comprimida contra uma parede de furo de poço e um outro elemento tubular circundando a seção tubular expandida, como resultado da mencionada flexão da parede.

13. Método de açodo com qualquer uma das reivindicações 1-12, caracterizado pelo fato de que a parede do elemento tubular é guiada durante a flexão na zona de flexão por meio de um membro guia tendo uma superfície guia se estendendo radialmente localizada na, ou, próxima à zona de flexão.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção do membro guia se estende para dentro da seção tubular não-expandida.

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-14, caracterizado pelo fato de que um membro guia auxiliar é arranjado entre a seção tubular expandida e a seção tubular restante.

16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-15, caracterizado pelo fato de que uma camada de material redutor de atrito se estende entre a seção tubular expandida e a seção tubular restante.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a camada de material redutor de atrito compreende um revestimento aplicado à superfície externa da seção tubular restante.

18. Elemento tubular radialmente expandido, caracterizado pelo fato de ser obtido com o método como definido em qualquer uma das reivindicações 1-17.

19. Método, caracterizado pelo fato de ser substancialmente como descrito aqui com referência aos desenhos.

20. Elemento tubular radialmente expandido, caracterizado pelo fato de ser substancialmente como descrito aqui com referência aos desenhos.