BRPI1001485A2 - passive cup shutter - Google Patents
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Abstract
OBTURADOR DE COPO PASSIVO. é descrito um obturador de copo passivo (20) para o isolamento de zonas produtoras/injetoras em um poço, o obturador (20) compreendendo um mandril (1) dotado de furos passantes (7) destinados a acomodar linhas hidráulicas e cabos elétricos e/ou ópticos (10), no dito mandril (1) sendo posicionados, em ordem: um primeiro copo (2), um separador/centralizador (4), um segundo copo (2), os dois copos (2) sendo assentados sobre o separador/centralizador (4); uma trava (5) é rosqueada no mandril (1); um anel de trava (6) é posicionado sobre a trava (5) enquanto conectores (9) garantem a vedação dos ditos furos passantes (7), deixando as zonas de produção/injeção isoladas. O obturador descrito é útil para poços verticais e horizontais.PASSIVE CUP SHUTTER. a passive cup plug (20) is described for the isolation of production / injection zones in a well, the plug (20) comprising a mandrel (1) provided with through holes (7) designed to accommodate hydraulic lines and electrical cables and / or optical (10), in said mandrel (1) being positioned, in order: a first cup (2), a separator / centralizer (4), a second cup (2), the two cups (2) being seated on the separator / centralizer (4); a lock (5) is threaded on the mandrel (1); a lock ring (6) is positioned over the lock (5) while connectors (9) guarantee the sealing of said through holes (7), leaving the production / injection zones isolated. The described plug is useful for vertical and horizontal wells.
Description
OBTURADOR DE COPO PASSIVOPASSIVE CUP SHUTTER
CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION
A presente invenção pertence ao campo dos obturadores de copo ou "Cup Packers" destinados ao isolamento de zonas produtoras/injetoras em um poço, mais especificamente a um obturador de copo passivo ou não expansível, sem acionamento hidráulico, o obturador sendo dotado de passagem para linhas hidráulicas e cabos elétricos e ópticos.The present invention pertains to the field of cup seals or cup packers for the isolation of producer / injector zones in a well, more specifically to a passive or non-expandable cup shutter without hydraulic actuation, the shutter being provided with passage for hydraulic lines and electrical and optical cables.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION
Geralmente na fase de Completação Inteligente de poços de petróleo e gás diversos equipamentos são utilizados no interior desses poços. Esses equipamentos são muitas vezes acionados hidraulicamente ou eletricamente e alguns equipamentos de monitoramento necessitam de cabos ópticos.Generally in the Intelligent Completion phase of oil and gas wells various equipment is used inside these wells. Such equipment is often hydraulically or electrically powered and some monitoring equipment requires optical cables.
Conforme uma definição, um obturador de copo é um dispositivo de vedação inserido na coluna de perfuração para permitir o isolamento das zonas de produção. Os packers são introduzidos em um poço para permitir teste sob pressão do revestimento e BOPs (Blow Out Preventers).By definition, a cup plug is a sealing device inserted into the drill string to allow isolation of the production zones. The packers are introduced into a well to allow coating pressure testing and Blow Out Preventers (BOPs).
Um modelo de Packer consiste em um corpo metálico, denominado mandril, elementos de fixação mecânica e dois copos de um elastômero reforçado. Os copos de elastômero são resilientes e permitem que a seção seja testada sob pressão. Os copos normalmente são dimensionados de modo que quando pressão é aplicada à porção selada, a pressão faz com que o copo se expanda contra a parede interna do duto e crie vedação.A Packer model consists of a metal body called a mandrel, mechanical fasteners, and two cups of a reinforced elastomer. Elastomer cups are resilient and allow the section to be pressure tested. Cups are typically sized so that when pressure is applied to the sealed portion, the pressure causes the cup to expand against the inner wall of the duct and create a seal.
Geralmente consideram-se dois tipos de Packers: expansíveis e passivos. Os Packers expansíveis têm diâmetro inferior ao do revestimento do poço onde serão inseridos, a interferência entre a superfície elastomérica e a parede interna do revestimento sendo criada através de acionamento hidráulico ou mecânico, uma vez atingida a posição de operação. Já nos Packers passivos este diâmetro é ligeiramente maior do que o diâmetro do revestimento, o packer sendo introduzido no mesmo com interferência, e, portanto, não necessitando de ação externa, hidráulica ou mecânica, para que a vedação seja obtida.Generally two types of Packers are considered: expandable and passive. Expandable Packers have a smaller diameter than the well casing where they will be inserted, the interference between the elastomeric surface and the casing inner wall being created by hydraulic or mechanical drive once the operating position is reached. In passive packers this diameter is slightly larger than the diameter of the casing, the packer being introduced into it with interference, and therefore does not require external action, hydraulic or mechanical, to obtain the seal.
A literatura de patentes é abundante em publicações relativas a packers expansíveis.Patent literature is abundant in expandable packer publications.
A patente US 2.664.952 descreve um packer que pode ser usado como vedação eficiente entre quaisquer tubos concêntricos, sejam revestimentos ou não, e especialmente no caso de gravei packing. No equipamento descrito, um par de bordas resilientes interrelacionadas e que reagem de modo cooperativo flexionam instantaneamente de forma que o contato leve à vedação com as faces tubulares que definem o anular a ser vedado.US 2,664,952 discloses a packer that can be used as an efficient seal between any concentric tubes, whether linings or not, and especially in case of severe packing. In the disclosed apparatus, a pair of interrelated, cooperatively reacting resilient edges flex instantly so that contact leads to the seal with the tubular faces defining the annular to be sealed.
A patente US 4.129.308 descreve um obturador de copo útil para colunas a temperaturas elevadas e inclui um elemento especial de vedação tendo uma parte friável para prover vedação entre a coluna e o revestimento em operações com vapor em um poço e para facilitar a remoção da coluna do poço no caso de a coluna e o obturador de copo ficarem presos durante esta operação no poço.US 4,129,308 describes a useful cup plug for columns at elevated temperatures and includes a special sealing member having a friable portion to provide sealing between the column and casing in steam operations in a well and to facilitate removal of the Well column in case the column and the cup plug get stuck during this well operation.
A patente US 6.668.938B2 descreve um obturador de copo aperfeiçoado para uso em ferramentas de poço. A extremidade aberta do orifício do obturador de copo é enchida com um elastômero para evitar a intrusão de areia e detritos no espaço entre o obturador e a ferramenta de poço sobre a qual ele é montado. Em uma modalidade alternativa, o corpo do obturdor inclui uma seção com uma protuberância angular em pelo menos uma de suas extremidades, em que a dimensão longitudinal do corpo do obturador está no seu máximo no seu orifício. Em ainda uma modalidade alternativa, a extremidade aberta do obturador é selada por uma tela para impedir a intrusão de areia e detritos no espaço entre o obturador de copo e a ferramenta de poço sobre a qual ele é montado.US 6,668,938B2 describes an improved cup plug for use in well tools. The open end of the cup plug hole is filled with an elastomer to prevent sand and debris from intruding into the space between the plug and the well tool on which it is mounted. In an alternative embodiment, the shutter body includes a section with an angular protrusion at at least one of its ends, wherein the longitudinal dimension of the shutter body is at its maximum at its orifice. In yet another alternative embodiment, the open end of the plug is sealed by a screen to prevent sand and debris from intruding into the space between the cup plug and the well tool on which it is mounted.
Este documento é dirigido para um obturador de copo mais resistente à entrada de areia e detritos em sua extremidade aberta. Não há menção a furos passantes para passagem de linhas hidráulicas e cabos elétricos e/ou ópticos como no caso da presente invenção.This document is directed to a cup shutter that is more resistant to sand and debris entering its open end. There is no mention of through holes for the passage of hydraulic lines and electrical and / or optical cables as in the case of the present invention.
A patente US 7.261.153 B2 descreve um de copo de obturador para uso no interior de um duto sob pressão. Uma extremidade do copo é em forma de sino com uma borda de material mais macio que é integral com o corpo do copo que é de material mais duro. Sob pressão a borda expande contra o lado do tubo e à medida que a pressão aumenta o corpo do sino também expande contra o duto.US 7,261,153 B2 discloses a plug cup for use within a pressure duct. One end of the cup is bell-shaped with a softer material rim that is integral with the cup body that is of harder material. Under pressure the rim expands against the side of the tube and as pressure increases the bell body also expands against the duct.
É conhecido fazer passar cabos para linhas de serviço ou equipamentos quaisquer através de Packers expansíveis.It is known to route cables to service lines or any equipment through expandable packers.
Assim, o pedido publicado norte-americano US 20030034163A1 descreve um packer expansível cuja superfície interna se adapta à superfície externa da coluna de produção. O packer deve acomodar cabos e linhas para a provisão de serviços para dispositivos abaixo do packer. São previstos uma linha para fluido hidráulico (5) e um cabo elétrico (6) que passam através do packer. A provisão desses serviços é restrita a uma região limitada do packer. Há ainda uma alimentação (7) para fluido de serviço além de alimentação para serviço elétrico (8). Essas alimentações de serviço podem ser acomodadas unicamente na parte não expansível do packer.Thus, US published application US 20030034163A1 describes an expandable packer whose inner surface adapts to the outer surface of the production column. The packer must accommodate cables and lines for service provision to devices below the packer. A hydraulic fluid line (5) and an electrical cable (6) are provided through the packer. The provision of these services is restricted to a limited packer region. There is also a service fluid supply (7) as well as an electrical service supply (8). These service feeds can be accommodated only in the non-expandable part of the packer.
O pedido publicado norte-americano US 20100065284A1 trata de um duto para cabos em um packer expansível (1) adaptado para selar um anular (3) e em que o packer expansível é dotado de pelo menos uma abertura (6) através do mesmo, adaptada para constituir um duto para um cabo (12). Apesar dos documentos do estado da técnica relativos a packers expansíveis dotados de furos de passagem, estes não antecipam a invenção.US Published Application US 20100065284A1 deals with a cable duct in an expandable packer (1) adapted to seal an annular (3) and wherein the expandable packer is provided with at least one opening (6) therethrough adapted to it. to form a duct for a cable (12). Despite prior art documents for expandable packers having through-holes, they do not anticipate the invention.
É de conhecimento dos operadores que os packers expansíveis são de difícil colocação no anular dos poços, ocorrendo muitos problemas de fixação e assentamento dos mesmos, exigindo inclusive intervenções, quando a coluna deve ser retirada. Por isto imagina-se que a utilização de furos de passagem em tais packers pode criar problemas adicionais no manuseio, já que os cabos introduzidos nos furos de passagem representarão dificuldades adicionais. No limite algum cabo pode ser danificado ou destruído por ruptura. Portanto a introdução de linhas hidráulicas e cabos ópticos e elétricos em furos de passagem em packers expansíveis pode representar grandes dificuldades operacionais.It is well known to operators that expandable packers are difficult to place in the annulus of wells, and there are many problems with fixing and settling wells, requiring even interventions when the column must be removed. Therefore it is envisaged that the use of through holes in such packers may create additional handling problems as the cables inserted into the through holes will present additional difficulties. In the limit some cable can be damaged or destroyed by rupture. Therefore the introduction of hydraulic lines and optical and electrical cables into through holes in expandable packers can pose major operational difficulties.
Um outro aspecto altamente relevante é o custo dos equipamentos packers expansíveis e packers passivos. Os primeiros têm uma relação de custo de cerca de 4/1 para os segundos. Há, portanto, um grande interesse em desenvolver packers passivos que sejam dotados de furos passantes para facilitar a passagem de linhas hidráulicas, elétricas e ópticas para acionar equipamentos ou efetuar medições.Another highly relevant aspect is the cost of expandable packers and passive packers. The former have a cost ratio of about 4/1 for the latter. There is therefore a strong interest in developing passive packers that have through holes to facilitate the passage of hydraulic, electrical and optical lines to drive equipment or make measurements.
Do ponto de vista da geometria dos equipamentos, os pesquisadores que desenvolveram o presente equipamento nos laboratórios dos Requerentes verificaram que seria extremamente complexo inserir furos passantes nas geometrias de packers existentes. Tendo em vista que o packer passivo será instalado no anular, há uma restrição severa em termos de diâmetro interno do revestimento e diâmetro externo da coluna de produção. O packer expansível não tem esta limitação pois ele é acionado hidraulicamente para ser assentado. Assim, todo o desenvolvimento do presente obturador de copo foi dirigido para a introdução de furos passantes para as linhas neste espaço restrito que não admite variações de diâmetro.From the point of view of equipment geometry, the researchers who developed this equipment in the Applicants' labs found that it would be extremely complex to insert through holes into existing packer geometries. Since the passive packer will be installed in the annular, there is a severe restriction in terms of casing inner diameter and production column outer diameter. The expandable packer does not have this limitation as it is hydraulically driven to be seated. Thus, the entire development of the present cup plug was directed to the introduction of through holes for the lines in this restricted space which does not allow diameter variations.
Um outro aspecto de atividade inventiva do presente pedido diz respeito à utilização de um elemento separador/centralizador. Esse elemento é destinado a evitar qualquer deformação do(s) copo(s) devido ao peso da coluna em poços horizontais. Ainda, garante o contato uniforme do copo com o revestimento ao longo de toda a descida do obturador. Dessa forma evitam-se desgastes localizados na superfície do(s) copo(s), o desgaste ocorrendo de modo uniforme e previamente conhecido.Another aspect of inventive activity of the present application concerns the use of a separator / centralizer element. This element is intended to prevent any deformation of the cup (s) due to the weight of the column in horizontal wells. In addition, it ensures uniform contact of the cup with the coating throughout the shutter descent. This avoids wear on the surface of the cup (s), the wear occurring uniformly and previously known.
Tais características não foram descritas nem sugeridas nos documentos do estado da técnica.Such features have not been described or suggested in prior art documents.
Assim, apesar dos documentos relatados, a literatura de patentes não antecipa o obturador passivo dotado de furos passantes para cabos elétricos ou ópticos objeto da invenção.Thus, despite the reported documents, the patent literature does not anticipate the passive plug provided with through holes for electrical or optical cables object of the invention.
SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION
De um modo amplo o obturador de copo passivo ou não expansível, sem acionamento hidráulico, dotado de furos passantes para tubos conduzindo linhas hidráulicas e cabos elétricos e ópticos conforme a invenção compreende um mandril que é o corpo principal onde se encontram os furos passantes pelos quais passarão os tubos as linhas hidráulicas e os cabos elétricos e ópticos; dois copos poliméricos, cada dotado de um anel de vedação separador/centralizador; trava de rosca; e anel de trava. Conectores são usados para vedar a passagem das linhas e cabos pelos furos do mandril.Broadly the non-expandable passive or non-expandable cup plug fitted with through-holes for pipes leading to hydraulic lines and electrical and optical cables according to the invention comprises a mandrel which is the main body where through-holes are through which the pipes will pass the hydraulic lines and the electric and optical cables; two polymer cups, each fitted with a separator / centering sealing ring; thread lock; and lock ring. Connectors are used to seal the passage of lines and cables through the holes of the mandrel.
Assim, a invenção provê um obturador de copo passivo, dotado de furos passantes para tubos conduzindo linhas hidráulicas e cabos elétricos e ópticos. A invenção provê também um obturador de copo passivo dotado de furos passantes para linhas hidráulicas e cabos elétricos e ópticos em um espaço restrito que não admite variações de diâmetro.Thus, the invention provides a passive cup plug fitted with through-holes for pipes leading to hydraulic lines and electrical and optical cables. The invention also provides a passive cup plug with through holes for hydraulic lines and electrical and optical cables in a confined space that does not allow for diameter variations.
A invenção provê ainda um obturador de copo passivo dotado de elemento separador/centralizador destinado a evitar qualquer deformação do(s) copo(s) devido ao peso da coluna em poços horizontais.The invention further provides a passive cup plug having a separator / centering element to prevent any deformation of the cup (s) due to the weight of the column in horizontal wells.
A invenção provê adicionalmente um obturador de copo passivo onde é assegurado o contato uniforme do copo com o revestimento ao longo de toda a descida do obturador evitando desgastes localizados na superfície do(s) copo(s).The invention further provides a passive cup plug where uniform cup contact with the liner is ensured throughout the shutter descent avoiding localized wear on the cup surface (s).
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
A FIGURA 1a anexa é uma vista frontal em corte do obturador de copo da invenção. A FIGURA 1b é uma vista superior que mostra os conectores que vedam as linhas e cabos elétricos e hidráulicos que passam pelos furos passantes do mandril.The attached FIGURE 1a is a front sectional view of the cup shutter of the invention. FIGURE 1b is a top view showing the connectors that seal the electrical and hydraulic lines and cables through the through holes of the mandrel.
A FIGURA 2 anexa é um detalhe do obturador da Figura 1, mostrando os elementos de fixação e a entrada das linhas hidráulicas no mandril.The attached FIGURE 2 is a detail of the plug of Figure 1 showing the fasteners and the entry of hydraulic lines into the mandrel.
A FIGURA 3 anexa é uma representação esquemática de um conjunto de obturadores conforme a invenção, inseridos em um poço vertical.The accompanying FIGURE 3 is a schematic representation of a set of shutters according to the invention inserted in a vertical well.
A FIGURA 4 anexa é uma representação esquemática de um conjunto de obturadores conforme a invenção, inseridos em um poço horizontal.The accompanying FIGURE 4 is a schematic representation of a set of shutters according to the invention inserted in a horizontal well.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A presente invenção é, pois, dirigida para um obturador passivo dotado de furos passantes para acomodar linhas hidráulicas e cabos elétricos e/ou ópticos. O packer ou obturador (20) é inserido no anular (11) entre a coluna de produção (12) e o revestimento (8).The present invention is therefore directed to a passive plug fitted with through holes to accommodate hydraulic lines and electrical and / or optical cables. The packer or plug (20) is inserted into the ring (11) between the production column (12) and the liner (8).
O packer passivo (20) objeto da invenção dotado de furos passantes (7) para linhas hidráulicas e cabos elétricos e/ou ópticos (10), é constituído de um corpo de aço, ou mandril (1) que é o corpo principal e onde se encontram os furos passantes (7) pelos quais passarão as ditas linhas hidráulicas e os cabos elétricos e/ou ópticos (10). O número destes furos passantes (7) pode variar, sendo de pelo menos um furo e podendo atingir dez furos.The passive packer (20) of the invention provided with through holes (7) for hydraulic lines and electrical and / or optical cables (10), consists of a steel body, or mandrel (1) which is the main body and where there are through holes (7) through which said hydraulic lines and electrical and / or optical cables (10) will pass. The number of these through holes (7) may vary, being at least one hole and up to ten holes.
Compreende o obturador passivo (20) ainda duas peças côncavas poliméricas, vazadas, denominadas copos (2), posicionados na parte central do corpo do mandril (1). Esses copos (2) são dotados de anel de vedação (3), ditos anéis tendo a função de realizar o isolamento interno junto ao corpo do mandril (1) de modo a produzir o isolamento desejado de uma determinada zona. Conectores (9) com roscas NPT garantem a vedação das furos passantes (7), deixando assim as zonas de produção isoladas.The passive plug (20) further comprises two hollow polymeric concave pieces, called cups (2), positioned in the central part of the mandrel body (1). These cups (2) are provided with sealing ring (3), said rings having the function of performing the internal insulation near the body of the mandrel (1) so as to produce the desired isolation of a certain zone. NPT threaded connectors (9) guarantee the sealing of the through holes (7), thus leaving the production areas insulated.
Os copos (2) são posicionados no mandril (1) com a ajuda do separador/centralizador (4). O separador/centralizador (4) é uma peça metálica, polimérica ou compósita com uma geometria que garante a acomodação do copo (2) sem danos ao mesmo durante a operação. O separador/centralizador (4) apresenta uma angulação para acomodação dos copos (2). O diâmetro externo do separador/centralizador (4) é o mesmo que o diâmetro interno do revestimento (8) permitindo assim que o copo (2) esteja sempre em contato com o revestimento (8). O diâmetro interno do separador/centralizador (4) tem o mesmo diâmetro externo do mandril (1). Esta configuração é muito útil para poços horizontais. Em poços verticais a configuração do separador/centralizador (4) ajuda na centralização, minimizando os desgastes localizados, como já comentado acima.The cups (2) are positioned on the mandrel (1) with the aid of the separator / centerer (4). The separator / centralizer (4) is a metallic, polymeric or composite part with a geometry that ensures the accommodation of the cup (2) without damage to it during operation. The separator / centerer (4) has an angle for accommodating the cups (2). The outer diameter of the separator / centerer (4) is the same as the inner diameter of the liner (8) thus allowing the cup (2) to always be in contact with the liner (8). The inner diameter of the separator / centerer (4) has the same outer diameter as the mandrel (1). This setting is very useful for horizontal wells. In vertical wells the separator / centralizer configuration (4) assists in centralization, minimizing localized wear, as mentioned above.
Assim, o separador/centralizador (4) tem dupla finalidade. A primeira é assentar os copos (2) garantindo a integridade dos mesmos durante o processo de deformação gerado pela pressão. A segunda é manter o mandril (1) centralizado assegurando uma distribuição uniforme da força de contato entre as superfícies dos copos (2) e da parede interna do revestimento (8).Thus, the separator / centralizer (4) has a dual purpose. The first is to seat the cups (2) ensuring their integrity during the deformation process generated by the pressure. The second is to keep the mandrel (1) centered ensuring an even distribution of contact force between the surfaces of the cups (2) and the inner wall of the liner (8).
A função da trava de rosca (5) é fazer com que o conjunto copos (2) separador (4) permaneça fixado no mandril (1). Esta peça tem o formato de um anel que é rosqueado no mandril (1) e faz contato com a parte interna do copo superior (2). O copo inferior (2) é travado pela ação do batente do mandril (1).The function of the thread lock (5) is to make the cup assembly (2) separator (4) remain fixed in the mandrel (1). This piece is shaped like a ring that is threaded into the mandrel (1) and makes contact with the inside of the upper cup (2). The lower cup (2) is locked by the action of the mandrel stop (1).
Já a função do anel de trava (6) é ser segunda barreira de segurança para impedir que o conjunto copo (2) separador/centralizador (4) por algum motivo, saia da sua posição de montagem caso a trava (5) venha a falhar. O anel de trava (6) é uma peça usual nos equipamentos da indústria mecânica.The function of the locking ring (6) is to be a second safety barrier to prevent the cup / separator (2) / separator assembly (4) from leaving its mounting position if the lock (5) ever fails. . The locking ring (6) is a usual part of mechanical industry equipment.
As linhas hidráulicas e cabos elétricos e/ou ópticos (10) são responsáveis pelo acionamento de equipamentos ou leitura de sensores, por exemplo, sensores de P e T ou vazão, posicionados ao longo do poço.Hydraulic lines and electrical and / or optical cables (10) are responsible for driving equipment or reading sensors, for example, P and T or flow sensors, positioned along the well.
O obturador (20) é, portanto, constituído de um corpo de aço, ou mandril (1) e outros elementos, responsáveis pela fixação mecânica (anel de trava (6), anel de rosca (5) e separador/centralizador (4)).The plug (20) is therefore made up of a steel body, or mandrel (1) and other elements responsible for the mechanical fixation (lock ring (6), screw ring (5) and separator / centralizer (4) ).
A vedação é efetuada através dos dois copos (2) de material polimérico.The sealing is done through the two cups (2) of polymeric material.
A montagem do obturador (20) é feita inicialmente colocando um dos copos (2) com a concavidade voltada para baixo até o contato com o batente do mandril (1). Em seguida é colocado o separador (4) até encontrar o primeiro copo (2). O segundo copo (2) entra com a concavidade voltada para cima e se acomoda junto ao separador/centralizador (4). A trava de rosca (5) é colocada no mandril (1) garantindo a fixação dos copos (2). Finalmente o anel de trava (6) é posicionado para uma dupla segurança de fixação dos elementos (2) e (4).The plug assembly (20) is initially assembled by placing one of the cups (2) with the concave face down until contact with the mandrel stop (1). Then the separator (4) is placed until the first cup (2) is found. The second cup (2) enters the concave facing upwards and sits close to the separator / centerer (4). The thread lock (5) is placed on the mandrel (1) ensuring the attachment of the cups (2). Finally the locking ring (6) is positioned for double securing of the elements (2) and (4).
O obturador de copo (20) está então montado de modo adequado para receber as conexões (9) e as linhas hidráulicas e cabos elétricos e/ou ópticos (10).The cup plug (20) is then properly mounted to receive the connections (9) and the hydraulic lines and electrical and / or optical cables (10).
O mandril (1) contendo os dois copos (2) é fixado por roscas padronizadas na coluna de produção/injeção e desce pelo poço até a posição onde deverá operar. Com a pressão existente no anular da coluna de produção/injeção, o copo (2) é deformado e comprimido contra a parede interna do revestimento (8), garantindo assim a vedação.The mandrel (1) containing the two cups (2) is fixed by standard threads on the production / injection column and runs down the well to the position where it should operate. With the pressure in the annulus of the production / injection column, the cup (2) is deformed and compressed against the inner wall of the casing (8), thus ensuring sealing.
O obturador (20) é projetado para conter oito furos passantes (7) para linhas hidráulicas e cabos elétricos e/ou ópticos (10), que devem descer junto com a coluna e têm como função acionar outras ferramentas dentro do poço. No entanto os especialistas devem estar cientes de que quantidades maiores ou menores de furos passantes são perfeitamente possíveis para o obturador da invenção, tais possibilidades estando totalmente compreendidas no escopo da invenção.The plug (20) is designed to contain eight through holes (7) for hydraulic lines and electrical and / or optical cables (10), which must descend together with the column and are intended to drive other tools into the well. However, those skilled in the art should be aware that larger or smaller amounts of through holes are perfectly possible for the inventive plug, such possibilities being fully within the scope of the invention.
Um componente importante para o bom funcionamento do obturador (20) é o separador de copos com centralizador (4), que além de dar resistência mecânica aos copos (2) durante a pressurização, garante que o contato copo/revestimento seja constante independendo da inclinação do poço.An important component for the proper functioning of the plug (20) is the centering cup separator (4), which in addition to providing mechanical resistance to the cups (2) during pressurization, ensures that the cup / liner contact is constant regardless of inclination. from the well.
O anel de rosca (5) é utilizado para imobilizar os copos poliméricos no mandril e o anel de trava (6) funciona como uma segunda barreira para esta imobilização, caso o anel de rosca venha a falhar. Entre o mandril (1) e a parte interna dos copos (2) utiliza-se um o-ring especificado para garantir que não haja vazamento nas superfícies entre os dois componentes.The threaded ring (5) is used to secure the polymer cups in the mandrel and the locking ring (6) acts as a second barrier to this locking should the threaded ring fail. Between the mandrel (1) and the inside of the cups (2) a specified o-ring is used to ensure that there is no leakage on the surfaces between the two components.
No funcionamento, o obturador (20) trabalha vedando o anular (11).In operation, the plug (20) works by sealing the ring (11).
No obturador da invenção os copos (2) permanecem deformados desde o momento da entrada no poço. Quanto à pressão, esta aumenta gradativamente de acordo com a profundidade em que o obturador está posicionado, atingindo a pressão máxima de trabalho próximo às zonas produtoras. Já nos packers expansíveis que não usam copos e sim anéis elastoméricos a pressão máxima só é exercida sobre o obturador sob acionamento hidráulico ou mecânico.In the plug of the invention the cups (2) remain deformed from the moment of entry into the well. As for the pressure, it increases gradually according to the depth in which the shutter is positioned, reaching the maximum working pressure close to the producing zones. In expandable packers that do not use cups but rather elastomeric rings the maximum pressure is exerted only on the shutter under hydraulic or mechanical actuation.
A invenção será descrita a seguir por referência às Figuras anexas sem no entanto, estar limitada às mesmas.The invention will be described hereinafter by reference to, but not limited to, the accompanying Figures.
A Figura 1 mostra o obturador passivo (20) dotado de passagem para cabos no estado montado. Nesta Figura, os furos passantes (7) passam através do mandril (1) com os conectores (9) garantindo a vedação do mandril (1) de modo que uma zona de produção fique isolada da anterior, com produção independente para cada zona, o que caracteriza o processo de Completação Inteligente dos poços de petróleo. Os furos passantes (7) são projetados de acordo com as dimensões das linhas hidráulicas e cabos elétricos e/ou ópticos (10) disponíveis no mercado.Figure 1 shows the passive plug (20) provided with cable passage in the assembled state. In this Figure, the through holes (7) pass through the mandrel (1) with the connectors (9) ensuring the sealing of the mandrel (1) so that a production zone is isolated from the previous one, with independent production for each zone. which characterizes the intelligent completion process of oil wells. Through holes (7) are designed to fit the dimensions of the hydraulic lines and electrical and / or optical cables (10) available on the market.
Os copos são representados por (2) e são acomodados no mandril (1) por meio do separador/centralizador (4) que tangencia a parede interna do revestimento (8) de forma a manter todo o conjunto sempre centralizado. Uma trava (5) mantém fixo o copo (2) no corpo do mandril (1), garantindo que não haja nenhuma movimentação relativa entre as diversas peças do obturador, não importando a inclinação do poço.The cups are represented by (2) and are accommodated in the mandrel (1) by means of the separator / centerer (4) which tangents the inner wall of the liner (8) in order to keep the entire assembly always centered. A lock (5) holds the cup (2) fixed to the body of the mandrel (1), ensuring that there is no relative movement between the various plug parts, regardless of the slope of the well.
O anel de trava (6) é uma peça para segurança adicional e é posicionada imediatamente acima da trava de rosca (5) de modo a evitar que esta seja destravada por qualquer motivo.The locking ring (6) is a piece for added security and is positioned just above the thread lock (5) to prevent it from being unlocked for any reason.
A Figura 2 é um detalhe da entrada das linhas hidráulicas e cabos elétricos e/ou ópticos (10) no mandril (1) mostrando a conexão de vedação (9) ampliada. Ainda, é demonstrado o contato do copo (2) com o revestimento (8) de modo a garantir a vedação da zona de produção que se encontra acima do obturador.Figure 2 is a detail of the inlet of the hydraulic lines and electrical and / or optical cables (10) in the mandrel (1) showing the enlarged sealing connection (9). Furthermore, the contact of the cup (2) with the liner (8) is demonstrated to ensure the sealing of the production zone above the shutter.
A Figura 3 ilustra um conjunto de obturadores conforme a invenção, inseridos em um poço vertical. Os obturadores separam uma zona de outras zonas de produção. A Figura 3 mostra o obturador (20) fixado à coluna de produção (12). As setas indicam o fluxo de óleo para o interior da coluna de produção.Figure 3 illustrates a set of shutters according to the invention inserted in a vertical well. Shutters separate a zone from other production zones. Figure 3 shows the plug (20) attached to the production column (12). Arrows indicate the flow of oil into the production column.
A Figura 4 ilustra um conjunto de obturadores conforme a invenção, inseridos em um poço horizontal. Verifica-se pela Figura 4 que a função do separador/centralizador (4) é plenamente cumprida nesta condição já que os copos (2) permanecem concêntricos com o revestimento (8) apesar da inclinação. A vedação do sistema é assim plenamente garantida. Ao ser utilizado um equipamento do estado da técnica em um poço horizontal similar ao ilustrado na Figura 4 provavelmente o peso próprio da coluna (12) tenderia a deformar os copos utilizados, com possibilidade grande de perda de contato com o revestimento, comprometendo a vedação da zona produtora.Figure 4 illustrates a set of shutters according to the invention inserted in a horizontal well. It can be seen from Figure 4 that the function of the separator / centralizer (4) is fully fulfilled in this condition since the cups (2) remain concentric with the liner (8) despite the inclination. The sealing of the system is thus fully guaranteed. When using state-of-the-art equipment in a horizontal well similar to that shown in Figure 4, the column's own weight (12) would probably tend to deform the cups used, with a high possibility of loss of contact with the coating, compromising the sealing of the column. producing zone.
Portanto, a facilidade de utilização bem como a garantia de vedação em situações como as encontradas em poços horizontais tornam o presente obturador um equipamento de grande utilidade prática.Therefore, the ease of use as well as the sealing assurance in situations such as those found in horizontal wells make the present shutter equipment of great practical utility.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI1001485 BRPI1001485A2 (en) | 2010-05-20 | 2010-05-20 | passive cup shutter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI1001485 BRPI1001485A2 (en) | 2010-05-20 | 2010-05-20 | passive cup shutter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI1001485A2 true BRPI1001485A2 (en) | 2012-01-24 |
Family
ID=45492232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI1001485 BRPI1001485A2 (en) | 2010-05-20 | 2010-05-20 | passive cup shutter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BRPI1001485A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021102543A1 (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras | Downhole packer suitable for smart well completion |
-
2010
- 2010-05-20 BR BRPI1001485 patent/BRPI1001485A2/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021102543A1 (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras | Downhole packer suitable for smart well completion |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| B03A | Publication of an application: publication of a patent application or of a certificate of addition of invention | ||
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