BRPI0916301B1

BRPI0916301B1 - Tubo de metal com camisa e método de conduzir líquidos em um poço

Info

Publication number: BRPI0916301B1
Application number: BRPI0916301-8A
Authority: BR
Inventors: Roy Torrance; Jody James
Original assignee: Gulf Coast Downhole Technologies, Llc.
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2019-03-19
Also published as: US7581565B1; SI2165043T1; DK2165043T3; EP2165043A2; EP2165043A4; HRP20130825T1; ES2436379T3; BRPI0916301A2; CY1114817T1; PL2165043T3; CA2721737A1; CA2721737C; WO2010011251A2; WO2010011251A3; PT2165043E; EP2165043B1

Abstract

tubo de metal com camisa e método de conduzir líquidos em um poço a invenção se refere a instalar um cordão de separação entre o tubo de metal e uma camisa protetora. os tubos com camisas podem ser usados em um poço de produção de hidrocarbonetos. os tubos podem ser usados para fornecer fluido hidráulico ou produtos químicos dentro do poço. os conteúdos podem ser pressurizados ou sob vácuo. os tubos com camisa são hermeticamente vedados. os tubos, que podem ser de 2,54 cm de diâmetro, são unidos usando encaixes de compressão. os cordões de separação são usados para facilitar a remoção da camisa protetora sem dano à superfície do tubo desse modo facilitando a colocação de encaixes de compressão e mantendo a integridade da parede do tubo.

Description

“TUBO DE METAL COM CAMISA E MÉTODO DE CONDUZIR LÍQUIDOS EM UM

POÇO”

PEDIDO RELACIONADO

Este pedido reivindica prioridade a e incorpora por referência aqui o pedido U.S. N^s. 12/178.246 intitulado Tear Cord for Jacketed Tube, depositado em 23 de julho de 2008.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. Campo de Uso

A descrição refere-se a tubos usados em ambientes de fundo de poço de produção de hidrocarbonetos.

2. Técnica Relacionada

Cordões de separação incorporados com fios elétricos e cabos de fibra ótica são conhecidos. Ver, por exemplo, a Patente U.S. 5.469.523.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A invenção se refere a instalar um cordão de separação entre um tubo de metal de parede sólida (daqui em diante “tubo”) e uma camisa protetora. Os tubos com camisa podem ser usados em um fundo de poço ou em injetores de gás ou água em poços.

SUMÁRIO DOS DESENHOS

Os desenhos anexos, que são incorporados em e constituem uma parte do relatório, ilustram modalidades preferidas da invenção. Estes desenhos, junto com a descrição geral da invenção fornecida acima e a descrição detalhada das modalidades preferidas fornecidas abaixo, servem para explicar os princípios da invenção.

A Figura 1 ilustra um tubo único com uma camisa protetora e cordão de separação.

A Figura 2 ilustra dois tubos dentro de uma camisa protetora.

A Figura 3 ilustra 3 tubos de dois diâmetros separados. Os dois tubos de diâmetro menor têm duas camisas separadas sobre um fio interno ou fibra.

A Figura 4 ilustra um cordão de separação helicoidalmente enrolado em um tubo.

A Figura 5 ilustra um cabo compreendendo amortecedores de aço torcidos ou suporte protegendo um tubo com camisa com cordões de separação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A invenção se refere a um cordão de separação usado para remover de modo conveniente e seguro uma camisa protetora que circunda um tubo de metal de parede sólida. A camisa e tubo combinados podem ser usados em aplicações de fundo de poço relacionadas à produção de hidrocarbonetos. Isto inclui injetores de gás ou água em fundos de poço.

Referindo-se à Figura 1, os tubos 1 são revestidos em uma ou mais camadas de borracha termoplástica ou de material rígido e inerte similar para proteger o tubo e conteúdos do calor e ambiente corrosivo de um poço. A camisa também fornece proteção durante a instalação e outros eventos que podem ocorrer durante a operação do poço. O tubo pode

Petição 870180152815, de 19/11/2018, pág. 21/35 ser colocado dentro do revestimento de poço e fora da tubulação de produção. Os tubos com camisa podem ser bobináveis.

As camisas protetoras são difíceis e perigosas de cortar ou rasgar com uma lâmina de faca. Isto também pode resultar em entalhe ou estria na superfície externa de vedação 5 do tubo. Outros métodos usam ferramentas especializadas tais como uma Encapsulation Stripping Tool fabricada por Tube Tec of Stonehaven, UK. A ferramenta compreende lâminas de faca rotativas encerradas dentro de um alojamento. As lâminas são mecanicamente controladas para não contatar o tubo de metal. A ferramenta pode ser manualmente operada ou acionada com ar. Outra ferramenta para remover camisas protetoras encapsuladas é 10 fabricada por AnTech de Exeter, UK. Ambas as Tube Tec e AnTech fornecem ferramentas com suportes e manivelas manuais e são promovidas na medida em que reduzem ferimentos no operador que separa a camisa de encapsulação.

O tubo pode compreender ligas de aço tais como, mas não limitadas a, aço inoxidável, incoloy (uma liga compreendendo níquel-ferro-cromo), liga dupla, aço carbono, ou 15 aço carbono galvanizado.

O tubo pode variar em diâmetro de 0,317 cm a em excesso de 2,54 cm. A espessura da parede do tubo pode estar entre 0,04 cm (ou menor) a 0,21 cm. As paredes do tubo são lisas e sólidas. O tubo tem uma estrutura anular ou do tipo duto 30 como ilustrado na Figura 1.

O tubo pode ser usado para conduzir produtos químicos e fluidos hidráulicos.

Exemplos de produtos químicos conduzidos através do tubo incluem mistura de glicol baseado em água durante a fase de perfuração inicial. Durante a fase de produção de poço, hidratos e asfaltenos são bombeados para reduzir o acúmulo de parafina. Outros produtos químicos incluem inibidores de hidrato de baixa dosagem, metanol, etileno glicol, etanol e propanol.

Os conteúdos do tubo podem estar sob pressão ou vácuo. O tubo pode também conter uma energia elétrica, transmissão de dados eletrônicos ou linhas de fibra ótica.

A superfície de vedação do tubo é de importância primordial, isto é, a parede do tubo deve estar livre de entalhes e estrias. Este tipo de dano pode resultar do uso de uma faca ou outro instrumento de borda afiada para recortar a camisa protetora. Existem padrões de 30 segurança rigorosos impostos neste ambiente de trabalho que torna uso de uma faca ou outras ferramentas de lâmina aberta problemática.

A superfície externa do tubo é exigida para ser livre de entalhes e estrias desde que as conexões de tubo podem ser feitas usando encaixes de compressão. Se um entalhe ou estria se estende na superfície mais profunda que a compressão obtida pelo ponteiro do 35 encaixe de compressão, uma trajetória de vazamento é criada. Tal defeito pode resultar no encaixe sendo demasiadamente apertado, resultando em deformação adicional do tubo. Por exemplo, o tubo pode passar através de um alojamento de equipamento. A conexão do tubo

Petição 870180152815, de 19/11/2018, pág. 22/35 com o alojamento utilizará um encaixe de compressão. A deformação da superfície de tubo pode compreender a vedação do encaixe de compressão pretendido para bloquear os fluidos e contaminantes de entrar no alojamento mesmo se a parede de tubo não está rompida.

Estrias e entalhes podem também penetrar a parede de tubo. Por exemplo, se o tu5 bo está conduzindo fluido hidráulico, existirá uma perda de pressão. Se o tubo está conduzindo produtos químicos, existirá provavelmente contaminação do produto ou fluido de conclusão de poço.

Em algumas aplicações, a camisa protetora de encapsulação precisa ser recortada da superfície de metal de tubo para permitir que uma conexão seja feita no tubo. O tubo se10 rá exigido ser hermeticamente vedado e exige que a inserção de ponteiras as luvas como parte da ferragem de conexão mecânica em contato direto com a superfície de tubo de metal. Portanto, a integridade do diâmetro de tubo e superfície de vedação uniforme boa é importante para fazer uma conexão hermeticamente vedada.

A manipulação e o uso apropriados de ferramentas corretas para remover a camisa 15 de encapsulação são importantes. Tipicamente de 15,24 a 30,48 cm da camisa podem ser removidos. No entanto, na ocasião comprimentos significantemente maiores são removidos, por exemplo, comprimentos em excesso de 30,5 m.

A camisa protetora de encapsulação pode compreender poliamida (nylon), polietileno, polipropileno, etileno clorotrifluoretileno (Halar), vulcanatos termoplásticos de engenharia 20 (ETPV) ou uma borracha monômero de etileno propileno dieno de reticulação de elastômero termoplástico (Santoprene). Pode também compreender perfluoralcoxi (Teflon PFA), fluoreto de polivinilideno (PVDF) ou etileno propileno fluorado (Teflon FEP) polieteretercetona (PEEK), ou material similar.

Por estas e outras razões, esta invenção mostra o uso de um cordão de separação 25 colocado entre o tubo e a camisa protetora. Isto permite que o trabalhador puxe o cordão de separação para trás e desse modo crie uma fenda na camisa. Com a fenda na camisa no comprimento desejado, isto é para colocação de um encaixe de compressão, o trabalhador pode afastar manualmente a camisa. O material de camisa que foi arrancada pode ser cortado usando tesouras, alicates de corte lateral, ou outras ferramentas não contendo uma 30 lâmina aberta.

Algum tubo pode ser protegido em uma camisa individual e um grupo de tais tipos então encerrados em uma única camisa externa. Este grupo pode compreende 2 a 5 tubos individuais, O grupo de tubos pode ser protegido por múltiplas camisas. Os tubos podem ser de diâmetros diferentes. Esta camisa externa pode ser plana, isto é, os tubos são empilha35 dos um no topo do outro, desse modo minimizando a largura que será compensada em um poço. (Ver, por exemplo, Figura 3). Ferramentas especiais podem ser instaladas no revestimento de poço ou na superfície externa do tubo de produção para criar canais ou trajetórias

Petição 870180152815, de 19/11/2018, pág. 23/35 que mantém o cabo de tubo.

Referindo-se à Figura 1, a invenção mostra a colocação de um cordão de separação 3 adjacente ao tubo 1 sob a camisa protetora 2. Referindo-se à Figura 3, em uma modalidade pelo menos um cordão de separação 13, 14, 15 é colocado entre a camisa plana ex5 terna 12 e cada tubo individual 9, 10, 11.

O cordão de separação (algumas vezes referido como um cordão de rasgar), pode ser orientado ao longo do eixo longitudinal do tubo e enrolado em um padrão helicoidal em torno do tubo. Este padrão de enrolamento helicoidal é ilustrado na Figura 4 e pode ser particularmente útil para o cabo que consiste de um tubo único com uma camisa protetora. A 10 Figura 4 ilustra a camisa protetora de encapsulação 42 circundando o tubo 43 e o cordão de separação 44 entre o tubo e a camisa. O padrão helicoidal facilita a remoção da camisa. A fenda inclinada criada na camisa fornece uma borda que pode ser facilmente puxada da extremidade em torno e para longe do tubo.

O cordão de separação pode ser um arame de metal ou outro material forte tal co15 mo Kevlar, uma fibra sintética de poliaramida. Uma fibra de Kevlar é vantajosa na medida em que múltiplos fios de fibra comprimem contra o tubo ou camisa interna, desse modo não distorcendo a circunferência da camisa externa.

Uma vantagem de um arame de metal usado como um cordão de separação é que o arame pode ser aquecido, desse modo amolecendo o material da camisa para facilitar 20 rasgar o arame através da camisa amolecida. Será apreciado que o material de camisa precisa plastificar de modo que pode ser cortado com o arame a uma temperatura abaixo do ponto de fusão do arame de metal. Este método pode usar vantajosamente uma camisa interna para proteger o tubo do calor.

Em outra modalidade, o cordão de separação é instalado entre o tubo(s) e a camisa 25 protetora em localizações selecionadas em contraste a continuamente ao longo do comprimento do cabo. Isto economiza em custo e peso de materiais que não são necessários. Por exemplo, um cordão de separação pode ser instalado nos primeiros 30 metros e últimos 30 metros de um comprimento de cabo instalado entre o revestimento de poço e o tubo de produção. O processo de fabricação poderia marcar o exterior da camisa protetora para indicar 30 a presença de um cordão de separação. Isto poderia ser tão simples quando uma linha pintada.

O uso de encaixes de compressão hermeticamente vedante permite que o interior do tubo mantenha uma atmosfera positiva e desse modo retarde a infiltração de contaminantes ou fluido. Tais contaminantes ou fluido podem interferir com o sinal ou condutividade 35 de uma fibra ótica ou fio elétrico.

A Figura 1 ilustra um tubo único 1 com uma camisa protetora. A camisa 2 é ilustrada. É também ilustrado o cordão de separação 3 que é instalado entre a camisa e o tubo.

Petição 870180152815, de 19/11/2018, pág. 24/35

A Figura 2 ilustra um par de tubos 4, 5 encerrados por uma camisa única 6. Existem dois cordões de separação 7, 8. Cada cordão de separação está associado com um único tubo.

A Figura 3 ilustra um pacote plano de 3 tubos. Os tubos 9, 10, 11 são encerrados em uma camisa retangular 12. Existem cordas de separação individuais 13, 14, 15 instalados entre cada tubo 9, 10, 11 e a camisa circundante 12. Um tubo 11 é protegido por duas camisas separadas 12, 23. Nesta modalidade, cordões de separação separados 15, 22 são instalados para cada camada de camisa.

Continuando com a Figura 3, as coberturas internas dentro dos tubos de diâmetro 10 menor 9, 10 podem fornecer suporte mecânico 16 e a camada mais interna fornecendo isolamento elétrico 18 para fio ou cabo de fibra ótica 20, 21. Estas camadas adicionais podem ser, por exemplo, espuma, ou polietileno ou polipropileno. Como indicado, a fibra interna pode ser um cabo de fibra ótica ou pode ser um fio carregando energia elétrica ou uma linha de transmissão de dados.

A Figura 4 ilustra um tubo único 43 com um cordão de separação 44 enrolado helicoidalmente abaixo de uma camisa protetora 42. Será apreciado que a modalidade enrolada helicoidalmente funcionaria com outras configurações de tubo e camisa, incluindo a configuração de tubo duplo ilustrado na Figura 2 e a configuração de tubo triplo da Figura 3.

A Figura 5 ilustra dois tubos com camisas 33, 34, combinados com dois fios de ca20 bo de aço 31, 32. O cabo de aço pode ser dimensionado para fornecer proteção ao tubo contra forças de compressão bem como o suporte de peso do tubo em um ambiente de fundo de poço vertical. Também são ilustrados os cordões de separação 38, 39, 40, 41 instalados adjacentes ao tubo e a cada cabo de aço. É também ilustrado um tubo 34 contendo um fio ou cabo de fibra ótica circundado por isolamento 36 e suporte estrutural 35. Será apreci25 ado que ambas as camadas instaladas dentro do tubo, possam atuar como isolantes.

Em adição, este relatório deve ser construído como ilustrativo somente e é para o propósito de mostrar àqueles versados na técnica a maneira de realizar a invenção. Deve ser entendido que as formas da invenção aqui mostradas e descritas devem ser tomadas como modalidades presentemente preferidas. Como já estabelecido, várias mudanças po30 dem ser feitas no formato, tamanho e disposição de componentes ou ajustes feitos nas etapas do método sem se afastar do escopo desta invenção. Por exemplo, elementos equivalentes podem ser substituídos por aqueles ilustrados e descritos aqui e certos aspectos da invenção podem ser utilizados de modo independente do uso de outros recursos, como seria evidente para alguém versado na técnica depois de ter o benefício desta descrição da 35 invenção.

Enquanto modalidades específicas foram ilustradas e descritas, numerosas modificações são possíve4is sem se afastar do espírito da invenção, e o escopo de proteção é

Petição 870180152815, de 19/11/2018, pág. 25/35 somente limitado pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Tubo de metal com camisa compreendendo um tubo de metal (1,9,10,11,33,34,43) e uma camisa externa (2, 12, 42) circundando o tubo de metal e um cordão de separação (3,13,14,15,38,39,40,41,44), CARACTERIZADO pelo fato de que o

5 tubo com camisa é utilizado em aplicações de fundo de poço relacionadas à produção de hidrocarbonetos e ser bobináveis, em que o tubo de metal tem uma parede que é no formato cilíndrico oco e é sólida, lisa, contínua, sem quebra ou interrupção, sendo capaz de ser hermeticamente vedada e é adequado para a conexão em encaixes de compressão hermeticamente vedante para conduzir fluidos para o fundo do poço, e em que o cabo de separa10 ção é posicionado em comunicação com uma superfície externa do tubo de metal e dentro do diâmetro da camisa externa flexível e ser capaz de puxar para trás para criar uma fenda na camisa externa.
2. Tubo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente conduz fluido hidráulico.

15
3. Tubo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que conduz produtos químicos.
4. Tubo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a camisa compreende poliamida, polietileno, etileno clorotrifluoretileno ou uma borracha monômero de etileno propileno dieno de reticulação de elastômero termoplástico e polipropile-

20 no.
5. Tubo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a camisa compreende vulcanatos termoplásticos de engenharia, perfluoralcoxi, fluoreto de polivinilideno ou etileno propileno fluorado.
6. Tubo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o 25 cordão de separação é feito de fibra de poliaramida.
7. Tubo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tubo de metal compreende incoloy, aço inoxidável, aço carbono ou aço carbono galvanizado.
8. Tubo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o 30 cordão de separação é feito de metal.
9. Tubo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o cordão de separação é helicoidalmente enrolado em torno do tubo.
10. Tubo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende um cordão de separação colocado em uma localização selecionada em

35 um comprimento do tubo de metal.
11. Tubo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um ou mais cabos de aço dentro de uma ou mais camisas protetoras circunPetição 870180152815, de 19/11/2018, pág. 27/35 dando o tubo de metal de parede sólida lisa e o cordão de separação, em que o cordão de separação é posicionado perto de cada cabo de aço e tubo e o cabo de aço tem a mesma orientação que o tubo e é posicionado adjacente ao tubo dentro da camisa.
12. Tubo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que

5 ainda compreende a camisa de um ou mais materiais de um grupo que consiste de polietileno, etileno clorotrifluoretileno, uma thermoplastic elastomer cross linking ethylene propy-lene diene monomer rubber and polypropylene, perfluoralcoxi, fluoreto de polivinilideno ou etileno propileno fluorado em que o material é extrusado no tubo sem cura por radiação.
13. Tubo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que 10 ainda compreende um cabo de fibra ótica, fio elétrico ou cabo de comunicação de dados.
14. Tubo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira camisa protetora (12) circundando vários tubos de metal de parede sólida (9, 10, 11) e em que cada tubo ainda compreendendo paredes lisas com superfícies vedantes para fixação de encaixes de compressão para desempenho em um ambiente de pressão interna
15 negativa ou positiva e em que vários cordões de separação (13, 14, 15, 22) são posicionados com um cordão de separação localizado entre a superfície externa de cada tubo e o diâmetro interno da dita camisa onde cada cordão de separação é orientado longitudinalmente ao longo do comprimento de um tubo, e onde o cordão de separação pode ser puxado para trás para criar uma fenda na camisa protetora e permitir que a camisa protetora seja 20 separada do tubo de metal sem dano à superfície do tubo de metal.

15. Tubo, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende pelo menos um tubo de metal contendo um cabo de fibra ótica, fio elétrico ou cabo de comunicação de dados.
16. Tubo, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que 25 ainda compreende pelo menos um encaixe de compressão.
17. Método de conduzir líquidos em um poço, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

i. colocar um tubo externo (2, 12, 42)em torno do tubo de metal (1,9,10,11,33,34,43) para formar um tubo com camisa que é bobinável, o tubo de metal tendo uma parede que é

30 de no formato cilíndrico oco e é sólida, lisa, contínua, sem quebra ou interrupção, sendo capaz de ser hermeticamente vedada e é adequado para a conexão em encaixes de compressão hermeticamente vedante para conduzir fluidos para o fundo do poço;

ii. colocar um cordão de separação (3,13,14,15,38,39,40,41,44) em comunicação com a superfície externa do tubo de metal e dentro do diâmetro do tubo externo; e

35 iii. puxar o cordão de separação para trás para criar uma fenda na camisa externa e permitir que a camisa protetora seja separada do tubo de metal sem dano à superfície do tubo de metal.

Petição 870180152815, de 19/11/2018, pág. 28/35
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende colocar um segundo cordão de separação adjacente ao diâmetro externo da camisa protetora e cobrindo a primeira camisa com a segunda camisa.
19. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que

5 ainda compreende revestir o tubo de metal e o cordão de separação com polietileno, etileno clorotrifluoretileno, uma borracha monômero de etileno propileno dieno de reticulação de elastômero termoplástico e polipropileno, perfluoralcoxi, fluoreto de polivinilideno ou etileno propileno fluorado.