BRPI0813086B1 - Disposição de vedação e respectivo método - Google Patents
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Description
(54) Título: DISPOSIÇÃO DE VEDAÇÃO E RESPECTIVO MÉTODO (51) Int.CI.: E21B 33/08; E21B 21/00; E21B 33/035 (30) Prioridade Unionista: 27/07/2007 NO 2007 3935 (73) Titular(es): SIEM WIS AS (72) Inventor(es): EDVARDSEN, PER, ESPEN; ASKELAND, TOM, KJETIL
1/17 'DISPOSIÇÃO DE VEDAÇÃO E RESPECTIVO MÉTODO.
A presente invenção se refere a uma disposição de vedação e respectivo método para vedação dinâmica em volta de uma ferramenta de perfuração, em poços portadores de água, de fluido de perfuração ou de hidrocarbonetos, compreendendo pelo menos uma vedação dinâmica que é disposta para envolver a ferramenta de perfuração e uma unidade receptora disposta para receber pelo menos um elemento de vedação, o elemento de vedação sendo disposto para ser acionado dentro da unidade receptora com a ajuda da ferramenta de perfuração e para ser firmemente fixado na unidade receptora e, também, que uma pressão interna auxiliar seja provida na disposição de vedação, correspondendo pelo menos à pressão atuante adjacente.
A invenção pode ser usada para vedação em volta da ferramenta de perfuração ou da tubulação em espiral que se movimenta dentro ou fora de poços de petróleo e poços de gás, em todos os poços portadores de água, de fluido de perfuração ou de hidrocarbonetos que possuam uma árvore de Natal de cabeça de poço (válvulas de segurança do poço) colocados no fundo do oceano, numa plataforma, numa embarcação, numa instalação ou em terra. 0 termo riser tem o significado de qualquer conexão entre uma sonda ou plataforma de perfuração, tal como uma disposição de tubo ascendente, coluna de assentamento ou outra conexão.
A invenção se refere a disposições e métodos de vedação que possibilitam intervir e perfurar os acima mencionados poços portadores de água, de fluido de perfuração ou de hidrocarbonetos, mediante uso de uma coluna de assentamento, conexão de riser ou outra conexão entre o poço e o convés de perfuração de navios-sonda, plataformas ou outras instalações. A invenção pode ser também usada acima, entre ou abaixo de elementos de
2/17 equipamentos de controle do poço, independentemente se a árvore de Natal da cabeça do poço é colocada no fundo do oceano ou na superfície. A disposição e método de vedação abrange o funcionamento nos acima mencionados poços portadores de água, de fluido de perfuração ou de hidrocarbonetos, realizado com o auxílio de uma ferramenta de perfuração, uma coluna de manobra e um tubo em espiral e, também, o dito método é baseado no uso de novos materiais compósitos e materiais termoplásticos e ainda em soluções complementares.
As expressões ferramenta de perfuração, coluna de manobra e tubulações em espiral são, daqui em diante, mencionadas sob o termo denominado de ferramenta de perfuração.
expressão ferramentas do poço deve ser entendida como diferentes ferramentas para operação em um poço, isto é, equipamentos para operações de perfuração, equipamentos para intervenções, equipamentos para perfilagem, aferições, pescaria, etc.
Os termos anteriormente mencionados de poços portadores de água, de fluido de perfuração ou de hidrocarbonetos serão, daqui em diante, referidos conforme o poço em descrição.
A invenção, de uma maneira simplificada, irá representar uma vedação dinâmica em volta de uma ferramenta de perfuração que se movimenta dentro ou fora de um poço. Em ambas as situações, a invenção se aplica aos casos em que a pressão do poço é maior ou igual à pressão que atua na árvore de Natal da cabeça do poço.
A invenção será especialmente adequada para operações que envolvam qualquer perfuração com equipamento e sistemas de perfuração convencional, na medida em que a invenção se dispõe como um aditivo para tal, ao mesmo tempo em que representa um aumento de possibilidades operacionais.
3/17
Os métodos atuais para a realização de intervenção em poços ou perfuração de poços com a ajuda de uma ferramenta de perfuração ou de uma tubulação em espiral são baseados na utilização de uma conexão de riser entre a cabeça do poço e o equipamento no convés de perfuração. Normalmente, é possível a perfuração utilizando um fluido de perfuração que apresenta uma densidade específica mais alta que aquela esperada da pressão da formação e, normalmente, a parte superior do riser será aberta com livre acesso para o fluido de perfuração, entre a ferramenta de perfuração e o referido riser (espaço anular).
Cada vez uma maior quantidade de reservatórios apresenta problemas como conseqüência da perda de pressão ou de pressão demasiadamente alta e alta temperatura. Para os poços com perda de pressão, a oportunidade da possibilidade de perfurar os mesmos irá aumentar se o peso do fluido de perfuração e a pressão sobre a formação puderem ser reduzidos. Para que isso seja possível de realização, deverá haver um elemento de vedação entre a ferramenta de perfuração e o riser, de modo a ser possível manipular qualquer pressão proveniente da formação, como conseqüência da margem de segurança reduzida devido ao fluido de perfuração mais leve. Para reservatórios com alta pressão e alta temperatura é desejável a possibilidade de se manter a pressão na formação durante a perfuração. Isso pode ser obtido mediante vedação entre a ferramenta de perfuração e o riser, para posterior pressurização do riser, até que a pressão na extremidade da ferramenta de perfuração seja igual à pressão atuante proveniente da formação. Dessa maneira, é possível se realizar a perfuração com um reduzido risco de danos para a formação.
Atualmente, existem sistemas para vedação dinâmica entre a ferramenta de perfuração e o riser, pelo
4/17 que esse equipamento é montado na parte superior do riser.
Um dos problemas dos sistemas de vedação dinâmica existentes é o seu tamanho físico, assim como, a complexidade dos diversos componentes em movimento.
Além disso, é feita referência ao documento de patente U.S. No. 6.325.159, onde são descritas, entre outras, uma disposição de extração e uma disposição de vedação que envolvem a ferramenta de perfuração. A disposição compreende uma série de gaxetas elastoméricas. A disposição de lavagem pode ser recebida em uma unidade receptora e pode ser acionada com a ajuda de ferramentas montadas na ferramenta de perfuração. Entretanto, essa disposição de lavagem pode não proporcionar pressão interna auxiliar para o elemento. Cada um dos elementos de vedação é somente disposto para tomar uma pequena parte da diferença de pressão total ao longo do elemento de extração, dessa forma, proporcionando uma vedação de baixa pressão em volta da ferramenta de perfuração. Nesse documento é descrito que a unidade receptora está colocada em um BOP submarino e que o acoplamento do riser é conectado à parte inferior do riser e à unidade receptora, para levar a lama de volta para uma bomba, para posterior transporte. Também se descreve nesse documento que o riser é cheio com água do mar ou com outro líquido.
Essa exposição é diretamente contrária ao disposto na presente invenção. A disposição de vedação de acordo com a invenção, preferivelmente, é colocada entre o convés de perfuração e um poço, numa área dentro ou próxima ao convés de perfuração de uma sonda ou navio-sonda, e em que uma pressão interna auxiliar, por um lado, é proporcionada na disposição de vedação, sendo pelo menos correspondente à pressão atuante. 0 objetivo da presente solução é possibilitar e manter a pressão, por exemplo, no riser, e apenas liberar a pressão da unidade de compensação
5/17 (junção corrediça) no topo. Isso faz com que, por exemplo, uma sonda flutuante continue a operar e realizar a compensação de forma normal. No caso de se aplicar a solução descrita na Patente U.S. No. 6.325.159, o fato descrito anteriormente não será possível se concretizar.
Além disso, a Patente U.S. No. 6.325.159 descreve um método de perfuração de dois gradientes para reduzir a carga de pressão sobre a formação e, também, possibilitar a perfuração sem uso de um riser. Essa condição é também contrária ao que se descreve na presente invenção, a qual pode ser usada em um método de perfuração onde se deseja uma pressão mais alta na formação do que aquela que pode ser simplesmente obtida com o peso do fluido de perfuração. Dessa forma, é possível se utilizar um equipamento de perfuração convencional, tal como, por exemplo, unidades de compensação (junções corrediças), risers, etc.
O documento de patente da Noruega NO 324.167 apresenta um sistema para vedação dinâmica em volta de uma ferramenta de perfuração, que quando em uso, é montado sem o riser ou a coluna de assentamento. A disposição de vedação de acordo com o documento de patente NO 324.167 é montada no equipamento existente na parte inferior do poço, e não numa área dentro ou próxima do convés de perfuração de uma sonda ou navio-sonda, conforme informado no presente pedido de patente.
Ambas as soluções conhecidas dos documentos de patentes US 6.325.159 e NO 324.167 são para uso submarino. Não existem descrições ou referências em quaisquer desses documentos que levem uma pessoa especialista versada na técnica a ser capaz de montar tal disposição de extração ou disposição alternativa de vedação - adjacente ao convés de perfuração.
A presente invenção, se correlacionada com uma sonda de perfuração ou um navio-sonda, pode ser disposta abaixo da unidade de compensação do riser, ou se correlacionada com uma instalação fixa, ser disposta como uma parte da conexão do riser.
6/17 possível a perfuração mediante fechamento presente invenção tem como objetivo tornar realização de uma operação de intervenção e de, poço mais segura e menos dispendiosa, do lado de retorno do fluido de perfuração, entre a ferramenta de perfuração e o riser (espaço anular). Além disso, a invenção irá contribuir para a perfuração de poços, que contando com a atual tecnologia não podem ser perfurados.
A disposição de vedação com equipamento associado apresenta uma predominante configuração principal, esta sendo adaptada ao diâmetro externo da coluna que irá passar através da disposição de vedação.
A presente disposição de vedação para uma vedação dinâmica em volta de uma ferramenta de perfuração em poços portadores de água, de fluido de perfuração ou de hidrocarbonetos, compreende uma disposição de vedação montada junto com outro equipamento e sistemas adjuntos, que são necessários para execução da operação em um poço, dito poço sendo situado no fundo do oceano ou na superfície, em que a disposição de vedação é um elemento de vedação acumulável, para intervenção em um poço com a ajuda de uma ferramenta de perfuração. 0 elemento de vedação pode ser configurado para suportar pressão de ambos os lados, dessa forma, evitando a circulação para fora do meio fluido do poço para a as adjacências ou que o meio que envolve o poço circule dentro do poço. Além disso, um agente lubrificante/líquido com alta viscosidade pode ser injetado com alta pressão dentro do elemento de vedação e, também, entre os conjuntos de elementos de vedação, de modo a proporcionar uma pressão auxiliar para os conjuntos de elementos de vedação, e/ou para prevenir o fluxo de líquido
7/17 ou gases no elemento de vedação e, também, para reduzir o atrito e prover resfriamento entre o elemento de vedação e a ferramenta de perfuração.
Mediante a presente disposição de vedação, a ferramenta de perfuração pode se movimentar dentro ou fora do poço com uma máxima pressão de poço. A disposição de vedação é preferivelmente controlada, monitorada e conectada a um adequado sistema de controle.
Uma modalidade preferida da disposição de vedação de acordo com a invenção é caracterizada pela parte característica da reivindicação independente 1, na qual a unidade receptora é disposta em uma área dentro ou próxima do convés de perfuração de uma sonda ou navio-sonda e em um riser, coluna de assentamento ou outra conexão entre o convés de perfuração e um poço, de modo a fechar o lado de retorno do fluido de perfuração entre a ferramenta de perfuração e a parte superior do riser, com a unidade receptora em conexão com uma sonda flutuante ou um naviosonda sendo disposta abaixo da unidade de compensação do riser, para executar a compensação do possível movimento entre o riser e uma embarcação de superfície, ou que a unidade receptora em conexão com uma instalação fixa seja disposta como uma parte da conexão do riser.
Modalidades alternativas preferidas da disposição de vedação são caracterizadas pelo que se descreve nas reivindicações dependentes 2-4, em que a unidade receptora é disposta para receber um número de sucessivos conjuntos de elementos de vedação, onde cada elemento de vedação é disposto para ser firmemente fixado com a ajuda de respectivos dispositivos de fixação, dispostos mutuamente espaçados na direção longitudinal da unidade receptora.
Cada um dos ditos conjuntos de elementos de vedação pode compreender pelo menos um elemento de gaxeta de um material elástico, tal como, um material
8/17 elastomérico, no formato de disco ou de anel, disposto para envolver a ferramenta de perfuração. Além disso, pode ser provido um espaço anular entre e através de cada conjunto individual de elementos de vedação, disposto para receber um meio de pressão injetado, tal como, um lubrificante/líquido com alta viscosidade através de linhas dedicadas, em que o meio de pressão é disposto para aumentar as características do elemento de vedação para suportar a pressão, lubrificar a superfície de contato entre o elemento de vedação e a ferramenta de perfuração para se obter um menor atrito e, também, para resfriar a superfície de atrito.
No processamento dos elementos de vedação sobressalentes, isso pode ser realizado sem que se tenha de remover o(s) elemento(s) de vedação anterior(es), pelo que um novo elemento de vedação é localizado sobre o(s) elemento(s) de vedação anterior(es) e se torna como um aditivo para o(s) elemento(s) de vedação anterior(es). 0 processamento de um elemento de vedação sobressalente pode ser realizado independentemente se um dos elementos de vedação se encontra na operação de perfuração, na medida em que o mesmo deve ser montado antes do elemento anterior de vedação ter perdido sua função de vedação.
Após a operação ser finalizada, o(s) elemento(s) de vedação que está(ão) montado(s) é/são puxado(s) para fora numa operação para liberar o dispositivo de travamento dos elementos de vedação, depois de puxar para fora a ferramenta de perfuração do poço. 0(s) elemento(s) de vedação serão, então, pendurados fora da ferramenta de perfuração.
Uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção é caracterizada pela parte característica da reivindicação independente 5, em que para fechar o lado de retorno do fluido de perfuração, entre a ferramenta de
9/17 perfuração e a parte superior do riser, as seguintes etapas são realizadas:
- montagem da unidade receptora em um riser, coluna de assentamento ou similar, numa área dentro ou próxima do convés de perfuração de uma sonda ou navio-sonda, em que a unidade receptora em conexão com uma sonda flutuante ou navio-sonda é disposta abaixo da unidade de compensação do riser, para proporcionar um possível movimento de compensação entre o riser e a embarcação de superfície, ou em conexão com uma instalação fixa, dispor a unidade receptora como uma parte da conexão do riser;
- processar a ferramenta de perfuração dentro do riser, coluna de assentamento ou similar, com uma unidade de vedação fixada; e introduzir e travar a unidade de vedação na unidade receptora que está montada como uma parte da conexão com o poço.
Modalidades preferidas alternativas do método são caracterizadas pelo que está descrito nas reivindicações 611, em que o processamento de subsequentes elementos de vedação pode ser realizado sem que se tenha de remover o primeiro elemento de vedação instalado, com a unidade receptora sendo disposta para receber um determinado número de conjuntos de elementos de vedação em sucessão, onde cada elemento de vedação é firmemente fixado com a ajuda de respectivos dispositivos de fixação, dispostos mutuamente espaçados na direção longitudinal da unidade receptora.
Um meio lubrificante/líquido de alta viscosidade ou algum outro meio pode ser injetado sob alta pressão dentro do elemento de vedação, através de linhas definidas, de modo a proporcionar uma pressão auxiliar para os elementos de vedação, para que os mesmos possam suportar a pressão, dessa forma, evitando que o meio circulante do poço circule para fora, para as adjacências. 0 lubrificante/líquido de alta viscosidade injetado dentro e entre os conjuntos de elementos de vedação reduzem o atrito entre os conjuntos de elementos de vedação e a ferramenta de perfuração, além de também resfriar as superfícies de vedação.
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A colocação da disposição de vedação abaixo da unidade de compensação do riser, em conexão com uma sonda flutuante ou navio-sonda, faz com que a compensação do movimento entre o riser e a embarcação de superfície possibilite o uso de um equipamento padrão.
Nos casos descritos acima, a pressão e o líquido podem ser levados para fora através de uma linha de retorno abaixo da disposição de vedação e acima dos sistemas associados, para processamento posterior e o controle da disposição de vedação pode ser realizado através de uma linha de controle e de um sistema de superfície associado.
Para puxar os elementos de vedação para fora da unidade receptora após o uso final do último elemento de vedação montado ou de todos os elementos de vedação, isso pode ser feito mediante abertura dos dispositivos de travamento dedicados, depois de puxar para fora os elementos de vedação, através do puxamento para fora do poço da ferramenta de perfuração.
Além disso, o lubrificante/líquido de alta viscosidade injetado entre os conjuntos de elementos de vedação impede a circulação de líquidos ou gases através da disposição de vedação e reduz o atrito entre os conjuntos de elementos de vedação e a ferramenta de perfuração.
Em conexão com as operações de perfuração em poços que contam com a ajuda de uma perfuração, serão usados os sistemas necessários para manter outras funções que são exigidas para realização da operação (funções de corte e vedação, sistemas de desconexão, sistemas de fluidos de perfuração, ferramenta de complementares
11/17 etc.). O suprimento de energia para a ferramenta de perfuração (snubbing) estará incluindo outros sistemas de acordo com a necessidade. A presente invenção incorpora apenas a função e método de vedação dinâmica, com seus singulares sistemas associados.
A invenção não leva em conta como a ferramenta e a coluna que devem ser inseridas dentro do poço são operadas ou acionadas, cobrindo, como tal, guaisquer formas de tais métodos.
A invenção será agora descrita em maiores detalhes com referência aos desenhos anexos, nos quais:
- a figura 1 mostra o uso da disposição de vedação de acordo com a invenção numa instalação fixa;
- a figura 2 mostra o uso da disposição de vedação de acordo com a invenção numa instalação flutuante;
- a figura 3 mostra uma disposição de vedação de acordo com a invenção em maiores detalhes;
- as figuras 4-10 mostram o processamento dos elementos de vedação dentro da disposição de vedação, de acordo com a invenção; e
- a figura 11 mostra o puxamento para fora dos elementos de vedação da disposição de vedação, de acordo com a invenção.
A figura 1 mostra uma aplicação da presente disposição de vedação (30), localizada como uma parte da conexão (20) , entre o poço (40) e uma embarcação de superfície (10) (sonda flutuante ou navio-sonda), em conexão com uma operação de perfuração. A presente disposição de vedação (20) é preferivelmente colocada abaixo da unidade de compensação (junção corrediça) (21) do riser, pelo que é possibilitado um movimento de compensação entre o riser (2 0) e a embarcação de superfície (10) mediante uso de equipamento padrão, mesmo quando o restante do riser é pressurizado. A pressão e líquido são alimentados para fora através de uma linha de retorno (22), abaixo da presente disposição de vedação (30) e acima de sistemas associados (23) para posterior processamento. O controle da presente disposição de vedação ocorre através de uma linha de controle (31) e de um sistema de superfície associado (32).
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A figura 2 mostra uma aplicação da presente disposição de vedação (30) localizada como uma parte da conexão do riser (20) numa instalação fixa (plataforma, sondas de perfuração auto-eleváveis ou plataforma de perna de tensão) em conexão com uma operação de perfuração (equipamento de segurança do poço não mostrado). A pressão e líquido são alimentados para fora através de uma linha de retorno (22), abaixo da presente disposição de vedação (30) e acima de sistemas associados (23) para posterior processamento. 0 controle da presente disposição de vedação ocorre através de uma linha de controle (31) e de um sistema de superfície associado (32).
A figura 3 mostra uma modalidade da presente disposição de vedação em maiores detalhes. A parte receptora (30) que pode ser uma parte do riser é o recipiente mais externo para a pressão e o meio circulante. Os elementos de vedação (35a), (35b) e (35c) são dispostos na parte receptora (30) . No presente caso são mostrados três elementos de vedação, porém, a invenção pode ser configurada com menor e maior quantidade de elementos de vedação, dependendo da modalidade e aplicação. Dispositivos de fixação ou travamento (34a), (34b), (34c) e (34d) são dispostos para manter os elementos de vedação (35a), (35b) e (35c) no lugar, na parte receptora (30), onde os dispositivos de fixação ou travamento podem compreender dispositivos convencionais para retenção e liberação dos elementos de vedação. O sistema pode ser equipado com linhas (33) para injeção de um meio de redução de atrito e/ou um meio de suporte de pressão. O controle e
13/17 monitoramento dos elementos de vedação (35a), (35b) e (35c), dos dispositivos de fixação ou travamento (34a), (34b), (34c) e (34d) e da pressão e da temperatura, ocorrem através da linha de controle e monitoramento (36).
A seguir, diferentes modalidades exemplificativas serão descritas, porém, deverá ser entendido que outras configurações são também possíveis dentro da estrutura da presente invenção.
A configuração e a disposição de vedação podem ser usadas independentemente da árvore de Natal de cabeça do poço estar localizada no fundo do oceano ou estar disponível na superfície e/ou na terra.
vedação se refere às figuras 1 e 2 modalidade da presente disposição de vedação localizada como uma parte da conexão de riser (20) em uma configuração imaginária, em conexão com uma operação de perfuração. A disposição de vedação pode ser localizada acima, entre e abaixo de outro equipamento de segurança do poço, que é uma parte da operação de perfuração, independentemente da localização da árvore tipo válvula (fundo ou superfície do oceano).
A disposição de que mostram uma
A invenção também inclui um método para instalação da vedação e de elementos de vedação sobressalentes (35a), (35b) e (35c) e, também, puxamento para fora dos elementos de vedação após o uso final. A parte receptora (30) dos elementos de vedação será disposta ao mesmo tempo em que outro equipamento seja exigido de ser capaz de realização da operação de perfuração. Os elementos de vedação (35a), (35b) e (35c) serão instalados quando for exigido pela operação.
A figura 4 mostra a instalação do primeiro e mais baixo elemento de vedação (35a) na presente disposição de vedação, localizado suspenso em uma ferramenta de perfuração imaginária, em conexão com uma operação de
14/17 perfuração. A disposição de vedação que é referida na figura 4 mostra uma unidade de vedação dinâmica (35a), acionada sobre uma ferramenta de perfuração/coluna de intervenção (50) e uma unidade receptora (30) localizada na conexão de tubulação acoplada ao poço. Pode ser observado que a unidade de vedação dinâmica (35a) é disposta dentro da parte receptora (30) com a ajuda da ferramenta de perfuração (50).
A figura 5 mostra que o primeiro elemento de vedação (35a) é fixado no local com a ajuda dos dispositivos de fixação ou travamento (34a) e (34b). O elemento de vedação (35a) é depois testado e examinado com a ajuda de testes de pressão e outros métodos adequados. A injeção de meios de redução de atrito, vedação e suporte de pressão podem agora ocorrer através de linhas de injeção dedicadas (33). Após a realização dos necessários testes e exames, a vedação está pronta para ser usada e a operação de perfuração pode continuar com ou sem pressão na tubulação durante o procedimento de vedação. O elemento de vedação (35a) deve ser capaz de suportar uma pressão previamente definida, tanto para uma ferramenta de perfuração estática, como para uma ferramenta de perfuração dinâmica (50). O controle e monitoramento da vedação é continuamente realizado através de sensores e sistemas dedicados, mediante de uma linha de controle (36).
A figura 6 mostra a operação do seguinte elemento de vedação (35b), o chamado elemento de vedação sobressalente. A vedação individual é construída e idealizada para ter uma duração antecipadamente determinada com relação ao desgaste e rasgamento. Quando esse limite está se aproximando ou se apresentam outras indicações de desgaste e rasgamento ou de enfraquecimento na vedação inicialmente instalada, pode se escolher instalar o elemento de vedação sobressalente (35b) para ser possível
15/17 continuar a operação de perfuração ou para se garantir condições operacionais seguras. O elemento de vedação sobressalente (35b) é dirigido para baixo na parte receptora (30), suspenso na ferramenta de perfuração (50).
A figura 7 mostra o elemento de vedação sobressalente (35b) instalado na parte receptora (30) e fixado com a ajuda do dispositivo de fixação ou travamento (34c) . Os elementos de vedação (35a) e (35b) são posteriormente testados e examinados com a ajuda de testes de pressão e outros métodos adequados, pelo que, agora, pode ocorrer a injeção de meio de redução de atrito, um meio de vedação e de suporte de pressão através de linhas de injeção dedicadas (33). Após a realização dos necessários testes e exames, a vedação está pronta para ser usada e a operação de perfuração pode continuar com ou sem pressão no riser durante o procedimento de vedação. A possibilidade de se evitar o risco de interrupção na operação de perfuração devido a um defeito em um elemento de vedação é considerada como bastante acentuada para a presente disposição de vedação, reduzindo a complexidade de aspectos técnicos, a presença de pessoal e riscos econômicos para essas operações.
A figura 8 mostra o mesmo princípio da figura 6, com o processamento de um novo elemento de vedação sobressalente (35c). 0 elemento de vedação individual, conforme acima mencionado, é de duração definida com relação ao desgaste e rasgamento. Quando este limite está se aproximando ou se apresentam outras indicações de desgaste e rasgamento ou de enfraquecimento dos elementos de vedação já instalados, pode se escolher instalar um novo elemento de vedação sobressalente (35c), de modo que a operação de perfuração possa continuar com a certeza de segurança na operação. O elemento de vedação sobressalente (35c) é dirigido para baixo dentro da parte receptora (30),
16/17 em um modo suspenso na ferramenta de perfuração (50) . 0 elemento de vedação será considerado como uma adicional vedação, com relação aos elementos de vedação (35a) e (35b) que já estão instalados.
A figura 9 mostra o elemento de vedação sobressalente (35c) instalado na parte receptora (30) e fixado com a ajuda do dispositivo de fixação ou travamento (34d) . Os elementos de vedação (35a, 35b) (que estarão liberados da função de vedação) e (35c) são depois testados e examinados com a ajuda de testes de pressão e de métodos apropriados. A injeção de um meio de redução de atrito, de um meio de vedação e suporte de pressão pode agora ocorrer, através de linhas de injeção dedicadas (33). Após a realização dos necessários testes e exames, a vedação está pronta para ser usada e a operação de perfuração pode continuar com ou sem pressão no riser durante o procedimento de vedação. A disposição de vedação em si não impõe quaisquer limitações sobre a quantidade de elementos de vedação que podem ser dispostos sucessivamente, isso sendo, logicamente, previamente determinado pela definição da aplicação, por parâmetros de projeto e pelo que seja prático para a configuração.
A figura 10 mostra uma primeira etapa, quando a operação se encontra em um estágio onde pode se trazer os elementos de vedação (35a) , (35b) e (35c) para fora da parte receptora (3 0) e acima do convés de perfuração. Os dispositivos de fixação ou travamento (34b), (34c) e (34d) liberam os respectivos elementos de vedação. Em seguida, a ferramenta de perfuração (50) pode ser puxada para cima.
A figura 11 mostra que todos os elementos de vedação (35a), (35b) e (35c) são puxados para fora da parte receptora (30) com a ajuda do acoplamento na ferramenta de perfuração (50) . Alternativamente, uma ferramenta de puxamento pode ser montada em volta da ferramenta de
17/17 perfuração (50), ser dirigida para baixo através dos elementos de vedação (35a), (35b) e (35c), para ser puxada novamente para cima com a ajuda da ferramenta de perfuração (50) , ao mesmo tempo em que os elementos de vedação (35a) , (35b) e (35c) são puxados para fora.
1/5
Claims (10)
- REIVINDICAÇÕES1. Disposição de vedação para vedação dinâmica em volta de uma ferramenta de perfuração (50), em poços portadores de água, de fluido de perfuração ou de hidrocarbonetos, compreendendo, pelo menos, um elemento de vedação dinâmica (35a), o qual é disposto para envolver a ferramenta de perfuração (50), e uma unidade receptora (30) disposta para receber o dito pelo menos um elemento de vedação (35a), com o elemento de vedação dinâmica sendo disposto para ser acionado dentro da unidade receptora (30) com a ajuda da ferramenta de perfuração, e para ser firmemente fixado na unidade receptora e, também, que seja proporcionada uma pressão interna auxiliar na disposição de vedação, correspondente, pelo menos, à pressão adjacente atuante, a unidade receptora (30) é disposta em uma área dentro ou próxima do convés de perfuração de uma sonda ou navio-sonda de perfuração e em um riser, coluna de assentamento ou em outra conexão entre o convés de perfuração e um poço, em que a unidade receptora (30) em conexão com uma sonda flutuante ou navio-sonda é disposta abaixo da unidade de compensação (21) do riser, ou que a unidade receptora (30) em conexão com uma instalação fixa é disposta como uma parte da conexão do riser (20), caracterizada pelo fato de que a unidade receptora (30) é disposta para fechar o lado de retorno do fluido de perfuração entre a ferramenta de perfuração e a parte superior do riser, na qual a unidade receptora (30) é disposta para receber um número de sucessivos conjuntos de elementos de vedação (35a, 35b, 35c), em que cada elemento de vedação é disposto para ser firmemente travado por respectivos dispositivos de travamento (34a, 34b, 34c, 34d), dispostos mutuamente espaçados na direção de 09/02/2018, pág. 15/19
- 2/5 longitudinal na unidade receptora.2. Disposição de vedação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada um dos ditos conjuntos de elementos de vedação (35a, 35b, 35c) compreende pelo menos um elemento de gaxeta de um material elástico, tal como, um material elastomérico, na forma de disco ou de anel, disposto para envolver a ferramenta de perfuração (50).
- 3. Disposição de vedação, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que é provido um espaço anular entre e através de cada conjunto individual de elementos de vedação (35a, 35b, 35c), disposto para receber um meio de pressão injetado, tal como um lubrificante/líquido de alta viscosidade, através de linhas dedicadas (33), onde o meio de pressão é disposto para aumentar as características de resistência à pressão do elemento de vedação, lubrificar a superfície de contato entre o elemento de vedação e a ferramenta de perfuração (50) para se obter um menor atrito e, também, para se resfriar a superfície de atrito.
- 4. Método para montagem e uso de uma disposição de vedação (35a, 35b, 35c) em volta de uma ferramenta de perfuração (50) em poços portadores de água, de fluido de perfuração ou de hidrocarbonetos, em que a disposição de vedação para uma vedação dinâmica compreende pelo menos um elemento de vedação dinâmico (35a), o qual é disposto para envolver a ferramenta de perfuração (50) e uma unidade receptora (30) disposta para receber o dito pelo menos um elemento de vedação (35a), com uma pressão interna auxiliar sendo proporcionada na disposição de vedação, de 09/02/2018, pág. 16/193/5 correspondente, pelo menos, à pressão atuante na adj acência, montar a unidade receptora (30) em um riser, coluna de assentamento ou dispositivo similar, numa área dentro ou próxima do convés de perfuração de uma sonda de perfuração ou navio-sonda, em que a unidade receptora (30), em conexão com uma sonda flutuante ou navio-sonda de perfuração, é disposta abaixo da unidade de compensação (21) do riser, ou em conexão com uma instalação fixa, dispor a unidade receptora (30) como uma parte da conexão do riser (20), caracterizado pelo fato de:promover o fechamento do lado de retorno do fluido de perfuração, entre a ferramenta de perfuração e a parte superior do riser, pela realização de um movimento da ferramenta de perfuração dentro do riser, da coluna de assentamento ou do dispositivo similar, com uma unidade de vedação disposta de modo suspenso, receber na unidade receptora (30) um número de sucessivos conjuntos de elementos de vedação (35a, 35b, 35c), em que cada elemento de vedação é disposto para ser firmemente travado por respectivos dispositivos de travamento (34a, 34b, 34c, 34d), dispostos mutuamente espaçados na direção longitudinal da unidade receptora, e introduzir e fixar firmemente a unidade de vedação na unidade receptora (30), a qual é montada como uma parte da conexão ao poço.
- 5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o processamento de subsequentes vedações (35b, 35c) é executado sem a remoção do primeiro elemento de vedação instalado (35a).de 09/02/2018, pág. 17/194/5
- 6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que um lubrificante/líquido de alta viscosidade ou algum outro meio é injetado sob alta pressão dentro dos elementos de vedação (35a, 35b, 35c), através de linhas dedicadas (33), de modo a proporcionar uma pressão auxiliar para os elementos de vedação, para que os mesmos possam suportar a pressão, e, dessa forma, evitar que o meio circulante do poço circule para fora para as adjacências.
- 7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que para reduzir o atrito entre os conjuntos de elementos de vedação (35a, 35b, 35c) e a ferramenta de perfuração (50), e também para resfriar as superfícies de atrito, um lubrificante/líquido de alta viscosidade é injetado dentro e entre os conjuntos de elementos de vedação (35a, 35b, 35c).
- 8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de que a colocação da disposição de vedação abaixo da unidade de compensação (21) do riser, em conexão com uma sonda flutuante ou navio-sonda de perfuração, faz com que seja possível a compensação do movimento entre o riser (20) e a embarcação de superfície (10), por uso de um equipamento padrão.
- 9. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a pressão e o líquido são levados para fora através de uma linha de retorno (22), abaixo da disposição de vedação e acima dos sistemas associados (23) para processamento posterior e o controle da disposição de vedação é realizado através de uma linha de 09/02/2018, pág. 18/195/5 de controle (31) e de um sistema de superfície associado (32) .
- 10. Método, de acordo com a reivindicação 4,5 caracterizado pelo fato de que para puxar os elementos de vedação (35a, 35b, 35c) para fora da unidade receptora (30) após o uso final do último elemento de vedação montado ou de todos os elementos de vedação (35a, 35b, 35c), dispositivos de travamento dedicados (34a, 34b, 34c, 34d)10 são abertos, para, posteriormente, puxar para fora os elementos de vedação (35a, 35b, 35c), através do puxamento para fora do poço da ferramenta de perfuração (50).Petição 870180011348, de 09/02/2018, pág. 19/191/L1
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