BRPI1012151B1

BRPI1012151B1 - conjunto de trituramento para uso subterrâneo para triturar e recuperar um objeto sendo triturado

Info

Publication number: BRPI1012151B1
Application number: BRPI1012151A
Authority: BR
Inventors: G Blair Steven
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2019-12-31
Also published as: WO2010132807A2; US7861772B2; SG175886A1; CA2761304C; AU2010248793A1; MY156490A; GB2482259A; NO20111518A1; CA2761304A1; GB2482259B; AU2010248793B2; BRPI1012151A2; GB201117959D0; US20100288485A1; NO343842B1; WO2010132807A3

Abstract

conjunto de trituramento para uso subterrâneo para triturar e recuperar um objeto sendo triturado a presente invenção refere-se a um triturador que é configurada para ter grandes passagens de detritos dispostas entre uma série de lâminas que se estendem radialmente. o centro do triturador é adaptado para aceitar uma porca de retenção que suporta uma ferramenta que prende a ferramenta no fundo do poço sendo triturada, tal como um packer. o fluxo inverso leva os fragmentos para dentro da área grande, aberta entre as lâminas para subir em um espaço anular ao redor de um suporte para a porca de retenção. a passagem, então, se abre para uma dimensão máxima, deixando somente a parede do tubular necessária para a resistência estrutural para suportar o triturador e conduzir os fragmentos para dentro de uma ferramenta de remoção de detritos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CONJUNTO DE TRITURAMENTO PARA USO SUBTERRÂNEO PARA TRITURAR E RECUPERAR UM OBJETO SENDO TRITURADO. CAMPO DA INVENÇÃO [001] O campo da invenção é a trituração de uma ferramenta de fundo de poço e, mais especificamente, um packer enquanto sendo capaz de recuperá-lo depois que ele é liberado e configurar o triturador para conduzir os detritos da trituração para a ferramenta de remoção de detritos através de passagens configuradas para minimizar o entupimento.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] Quando um objeto metálico, tal como uma seção do revestimento, um packer ou uma ferramenta perdida precisa ser removida de um furo do poço, o melhor método de remoção é frequentemente triturar o objeto em pequenos fragmentos com um triturador, tal como um triturador com guia, um triturador de seção ou um triturador de detritos, e depois remover os fragmentos do furo do poço. Além do mais, uma ferramenta de trituração frequentemente resultará na remoção de escama, cimento ou detritos de formação de um furo.

[003] É importante remover os fragmentos, ou outros detritos, porque outro equipamento usado subsequentemente no furo do poço pode incorporar superfícies de vedação ou elastômeros, que poderiam ser danificados pelos fragmentos de metal soltos deixados no furo. Mais comumente, os fragmentos de metal e outros detritos criados pelo trituramento são removidos do furo do poço pela circulação do fluido para baixo do interior da coluna de trabalho e para fora das aberturas na ferramenta de trituração, depois para cima do espaço anular para a superfície da área de locação do poço. Essa circulação adiante geralmente deixa alguns fragmentos ou detritos presos no lado do revestimento do

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2/21 poço ou superfície do furo do poço, e esses fragmentos ou detritos podem danificar algumas das ferramentas que podem ser colocadas subsequentemente dentro do furo. Também, dispositivos de segurança, tais como válvulas de segurança, geralmente têm numerosas cavidades e ranhuras nas quais os fragmentos podem ficar presos, dessa maneira, prejudicando o desempenho do dispositivo ou até mesmo possivelmente impedindo a sua operação. A remoção e a limpeza de tais dispositivos de segurança podem ser extremamente onerosas, frequentemente custando um quarto de um milhão de dólares, ou mais, no caso de uma sonda de alto mar. Além disso, o fluxo rápido do fluido carregado com detritos através do revestimento pode até mesmo danificar a superfície do revestimento. Contudo, nas aplicações onde uma grande quantidade de metal precisa ser removida, geralmente é necessário triturar em uma taxa relativamente rápida, tal como 4,6 a 9,1 m (15 a 30 pés) de revestimento por hora. Essas aplicações demandam a geração de fragmentos relativamente grandes e esses fragmentos precisam ser removidos pelo método acima mencionado de circulação adiante, transportando os fragmentos de metal até a superfície da área de locação do poço através do espaço anular.

[004] Em algumas aplicações, tais como na preparação para a perfuração de múltiplos furos de poço laterais a partir de um furo de poço central, é somente necessário remover um comprimento relativamente curto do revestimento do furo central, na faixa de 1,5 a 9,1 m (5 a 30 pés). Nessas aplicações, o trituramento pode ser feito em uma taxa relativamente lenta, gerando uma quantidade um pouco limitada de fragmentos relativamente pequenos. Nessas aplicações onde uma quantidade relativamente pequena de fragmentos relativamente pequenos é gerada, é possível considerar a remoção dos fragmentos prendendo-os dentro da composição de fundo, seguido pelo puxão da composição de fundo depois da conclusão da operação de trituramento. A vantagem de

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3/21 fazer isso é que os fragmentos não conseguem prender no furo do poço ou em uma válvula de segurança, então o risco de danos ao equipamento é evitado.

[005] Alguns equipamentos, tais como a combinação ball type Jet and junk basket de Baker Oil Tools, número de produto 130-97, contam com a circulação inversa para puxar grandes pedaços de sucata para dentro de uma ferramenta de remoção de sucata no fundo do poço. Esse produto tem uma série de pontas móveis que são dobradas pela sucata trazida para dentro da cesta e que, então, capturam os pedaços maiores de sucata. Um jato edutor induz o fluxo para dentro do fundo da cesta de sucata. Essa ferramenta é típica em que ela é geralmente projetada para capturar pedaços maiores de sucata que foram deixados no furo. Ela não é efetiva na remoção de pequenos detritos, porque ela geralmente permitirá que os pequenos detritos saiam novamente através da cesta.

[006] Além do mais, a capacidade dessa ferramenta em capturar os detritos é limitada pela taxa de fluxo do fluido que pode ser atingida através da coluna de trabalho, a partir de uma bomba na área de locação do poço. Nas aplicações onde a ferramenta precisa, primeiro, passar através de um furo de diâmetro restrito, para operar subsequentemente em um furo de diâmetro maior, a efetividade da ferramenta é limitada severamente pela taxa de fluxo de fluido disponível. Adicionalmente, se a circulação for interrompida, pequenos detritos podem sedimentar atrás das pontas dobradas, assim, impedindo que elas se abram completamente. Além disso, se essa ferramenta precisasse ser colocada em um furo para remover os pequenos fragmentos depois de uma operação de trituramento, os pequenos fragmentos teriam sedimentado no fundo do furo, tornando a sua remoção mais difícil. Na realidade, essa ferramenta é provida com lâminas de microssegregação para microssegregação dentro do fundo do furo, de modo a capturar os itens

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4/21 que sedimentaram no fundo do furo.

[007] Outro tipo de tal produto é a combinação de um jet bushing de Baker Oil Tools, número de produto 130-96 e uma cesta de bota interna, número de produto 130-21 que usa a ação do jato para induzir o fluxo do fluido para dentro da ferramenta carregada com pequenos detritos. A cesta de bota interna cria uma trajetória tortuosa para o fluido, fazendo os detritos caírem e ficarem presos em placas internas. Uma tela interna é também provida para ainda retirar os detritos do fluido que sai da ferramenta. O fluido que sai é puxado pelo jato de volta para dentro do espaço anular que circunda a ferramenta. Entretanto, aqui, como antes, se essa ferramenta tivesse que ser colocada em um furo para remover os pequenos fragmentos depois de uma operação de trituramento, os pequenos fragmentos se sedimentariam no fundo do furo, tornando a sua remoção mais difícil. Além do mais, aqui, novamente, a capacidade dessa ferramenta em capturar os detritos é limitada pela taxa de fluxo do fluido que pode ser atingida através da coluna de trabalho.

[008] Outro projeto conhecido é representado pela ferramenta de circulação inversa, modelo M de Baker Oil Tools, que utiliza uma vedação separadora em forma de copo para isolar o furo do poço entre os orifícios de saída do abastecimento do fluido e os orifícios de saída do fluido de retorno. Um fluxo de circulação inversa é criado pelos orifícios de saída do fornecimento do fluido introduzindo o fluido no espaço anular abaixo da vedação separadora em forma de copo, o que causa o fluxo do fluido para dentro do fundo de uma ferramenta presa de trituramento ou de encamisar. Isso traz o fluido carregado com detritos para dentro do furo central da ferramenta de circulação inversa, para ficar preso dentro do corpo da ferramenta. O fluido de circulação inversa sai do corpo da ferramenta através dos orifícios de saída do fluido de re

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5/21 torno acima da vedação separadora em forma de copo e flui para a superfície da área de locação do poço através do espaço anular. Essa ferramenta conta com a separação do fluido de abastecimento e do fluido de retorno pelo uso da vedação separadora em forma de copo entre os orifícios de saída do abastecimento do fluido e os orifícios de saída do fluido de retorno. Para evitar danos a esse copo durante a rotação da ferramenta, a vedação separadora em forma de copo precisa ser construída em um conjunto de mancais, adicionando significativamente ao custo da ferramenta. Adicionalmente, aqui como antes, a capacidade dessa ferramenta em capturar os detritos é limitada pela taxa de fluxo do fluido que pode ser atingida através da coluna de trabalho.

[009] O trituramento dos componentes no fundo do poço gera detritos que precisam ser removidos do fluido circulante. Foram experimentados sistemas de circulação de fluido representando o fluxo em direções diferentes. Um projeto envolve a circulação inversa onde o fluido limpo desce no espaço anular circundante para um triturador e passa através de orifícios muito largos no triturador para levar os fragmentos desenvolvidos dentro do triturador para um separador de fragmentos, tal como a ferramenta VACS vendida por Baker Oil Tools. Ferramentas como a VACS não podem ser usadas acima de um motor de lama que aciona o triturador e podem ser usadas somente abaixo de um motor de lama quando usando uma sapata de pescaria. À parte essas limitações, o projeto do triturador, que exige grandes passagens de retorno de detritos que ficam centralmente localizadas, força a estrutura de corte a ficar principalmente na periferia externa e limita a aplicação de tal sistema para aplicações específicas.

[0010] O sistema mais comum envolve bombear o fluido através de um mandril no captador de fragmentos, de modo que ele possa descer para o triturador e subir pelo espaço anular circundante para uma

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6/21 passagem discreta no captador de detritos. Geralmente, existe um desviador exterior que direciona o fluxo carregado com detritos para dentro da ferramenta de remoção. Esses projetos tipicamente tinham válvulas de vários tipos para manter os detritos na ferramenta se a circulação fosse parada. Essas válvulas eram áreas problemáticas porque os detritos capturados na travessia, às vezes, prendiam no elemento de válvula mantendo-o aberto ou fechado. Os projetos incorporavam uma tela para remover os fragmentos finos, mas a tela era colocada fora da ferramenta colocando-a de maneira prejudicial durante a manipulação na superfície ou enquanto colocando-a em posição no fundo do poço. Esses projetos focalizaram em tornar o mandril o elemento estrutural principal no dispositivo, o que resultou na limitação da área de seção transversal e do volume disponível para captar e armazenar os detritos. Esse aspecto tornou esses dispositivos mais propensos a encher antes que o trituramento estivesse terminado. Nos projetos anteriores, a despeito da existência de uma tela na corrente de fluxo através da ferramenta, alguns finos passavam e se agrupavam no espaço anular circundante. As barreiras fixas de detritos poderiam ficar presas quando a ferramenta estivesse sendo removida. Em alguns projetos, a solução foi montar de modo removível a barreira de detritos no alojamento da ferramenta ou deixar a barreira de detritos deslocar-se para abrir um desvio. Nos projetos anteriores que usavam as vedações de copo olhando poço acima, por exemplo, se a tela na ferramenta obstruísse quando a ferramenta fosse removida, o poço experimentaria um vácuo ou pistoneio se um desvio ao redor da vedação em forma de copo não abrisse.

[0011] Típico do último tipo de projetos é USP 6.250.387. Ele aceita detritos na figura 3 em 11 e todos os detritos têm que transpor a esfera 12 que age como uma válvula de um sentido para reter os detritos se a circulação for interrompida. Os detritos tampam essa válvula. A tela 6 fica no exterior da ferramenta e é submetida ao dano na manipulação

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7/21 na superfície ou na sua colocação dentro do poço. Essa tela filtra o fluido que entra em 7 à medida que a ferramenta é removida. Ela tem um desvio de emergência 20 se a tela 6 entupir durante as operações de remoção. Ela conta com um grande mandril tendo uma passagem 3 que limita o volume disponível para capturar os detritos. Por projeto, o copo 5 está sempre estendido.

[0012] USP 7.188.675 novamente tem uma grande passagem de mandril 305 e leva o fluido carregado com detritos para o interior em 301 no fundo da figura 4. Ele usa elementos internos de válvula articulada 203 mostrados fechados na figura 5a e abertos na figura 5b. Essas válvulas podem sujar com os detritos. Ele tem uma tela exterior 303 que pode ser danificada durante a manipulação ou colocação interna. O seu desviador 330 é fixado.

[0013] Finalmente, USP 6.776.231 tem material de tela exposto externamente 4 e uma válvula de detritos 20 mostrada na figura 3 que pode entupir com os detritos. Ele mostra uma barreira retrátil 9 que exige um suporte para uma parte da ferramenta 7 no furo do poço e peso de depósito. Entretanto, essa barreira, quando em contato com o revestimento, tem passagens para tentar passar o fluxo carregado com detritos e essas passagens podem entupir.

[0014] Ferramentas de limpeza de poço com barreiras que funcionam quando o movimento é em uma direção e separam quando a ferramenta é movida na direção oposta são mostradas no Pedido US 2008/0029263 de Palmer. Outras barreiras articuladas são ilustradas em USP 6.607.031 usando peso de depósito e USP 7.322.408 usando uma luva de mudança inflável e acionada por pressão que descobre um anel comprimido para deixá-lo expandir e se tornar um desviador.

[0015] A ferramenta VACS vendida por Baker Hughes Incorporated é mostrada em mais detalhes nas figuras 1-4 marcadas como técnica anterior. Como mostrado nas figuras 1 e 2, uma ferramenta rotativa

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8, de acordo com a presente invenção, tem um sub de acionamento 10 na sua extremidade superior, uma pluralidade de seções de tubo de lavagem 12, 16, 18 conectados ao sub de acionamento 10, um cruzamento de tela 14 e um sub de conexão tripla 20 conectado ao tubo de lavagem e uma ferramenta de trituramento 22 conectada na extremidade inferior do sub de conexão tripla 20. O sub de acionamento 10 é adaptado para conectar a uma coluna de trabalho rotativa (não mostrada) ou a um motor no fundo do poço (não mostrado) conectado a uma coluna de trabalho não rotativa, tal como tubagem espiralada, por meio tal como uma conexão rosqueada. As seções do tubo de lavagem 12, 16, 18, do sub de cruzamento de tela 14 e do sub de conexão tripla 20 servem como um alojamento separador. A seção do orifício de ejeção do tubo de lavagem mais superior 12, que é rosqueada no sub de acionamento 10, incorpora uma pluralidade de orifícios de ejeção ou saída do fluido de abastecimento 24 penetrando a parede da seção do tubo de lavagem 12 em intervalos espaçados. O sub de cruzamento de tela 14, que é rosqueado na seção do orifício de ejeção 12, serve para manter uma tela do filtro tubular 32 no lugar abaixo dos orifícios de ejeção 24, com a tela 32 se estendendo para baixo em direção à ferramenta de trituramento 22 na extremidade inferior do aparelho. Uma primeira seção de extensão do tubo de lavagem 16 pode ser rosqueada no sub de cruzamento de tela 14, se necessitado pelo comprimento da tela 32. Uma segunda seção de extensão do tubo de lavagem 18 é rosqueada na primeira seção de extensão 16. O sub de conexão tripla 20 é rosqueado na extremidade inferior da segunda seção de extensão 18.

[0016] A ferramenta de trituramento 22 é rosqueada na extremidade inferior do sub de conexão tripla 20. Uma pluralidade de lâminas 23 é posicionada em intervalos ao redor da periferia da ferramenta de trituramento 22 para triturar itens de metal, tais como revestimento ou coluna auxiliar de revestimento, do furo do poço. A extremidade inferior

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9/21 da ferramenta de trituramento 22 pode ter uma placa de deslocamento 25, que tem um diâmetro próximo ao diâmetro interno do poço no qual a ferramenta de trituramento 22 será usada. A placa de deslocamento 25 serve para impedir a queda dos fragmentos de metal no poço. Uma ou mais ranhuras ou orifícios de admissão 26 são produzidos na extremidade inferior da ferramenta de trituramento 22 abaixo das lâminas 23. Nas aplicações onde a ferramenta presa não está posicionada de modo concêntrico no revestimento ou furo do poço, foi verificado que a placa de deslocamento 25 pode ficar solta, então, em tais aplicações, uma ferramenta de trituramento 22 sem a placa de deslocamento 25 é usada, e um único orifício de admissão fica localizado no fundo da ferramenta de trituramento 22, ao invés de uma pluralidade de ranhuras 26.

[0017] Essencialmente, um tubo defletor de detritos 28 é rosqueado em uma rosca interior no sub de conexão tripla 20, se estendendo para cima do sub de conexão tripla 20 em direção à tela 32. Uma pluralidade de orifícios laterais 30 é fornecida através da parede do tubo defletor 28. Uma placa defletora 31 é provida na extremidade superior do tubo defletor 28 para desviar quaisquer fragmentos de metal ou outros detritos que possam ser carregados pelo fluido fluindo através do tubo defletor 28 e para separar os detritos do fluido. Alternativamente, outros meios de separação dos detritos do fluido podem ser usados, tal como placas de deflexão dentro do tubo defletor 28 para criar um fluxo de fluido espiral, dessa forma separando o detrito pesado do fluido.

[0018] Outro aspecto importante do tubo defletor 28 é que seu diâmetro reduzido facilita o movimento dos fragmentos junto com o fluido, até o ponto da separação dos fragmentos do fluido para depósito em uma área de sujeição. Em um exemplo representativo, o corpo da ferramenta poderia ter um diâmetro nominal de 23,8 cm (75/8 polegadas), com o tubo defletor 28 tendo um diâmetro nominal de 7,3 cm (23/8 po

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10/21 legadas). Foi verificado que uma velocidade de fluxo do fluido de aproximadamente 36,6 m (120 pés) por minuto é exigida para manter os fragmentos se movendo junto com o fluido, dependendo da formulação do fluido. Essa velocidade de fluxo pode ser atingida no tubo defletor 28 exemplar com uma taxa de fluxo de fluido de somente aproximadamente 79,5 L (½ barril) por minuto. Se uma ferramenta de circulação inversa sem o tubo defletor 28 fosse utilizada, uma taxa de fluxo do fluido de aproximadamente 953,4 L (6 barris) por minuto seria necessária para manter o movimento dos fragmentos. Posto de outra forma, se uma ferramenta de circulação inversa não fosse usada, com a circulação adiante sendo utilizada, no lugar disso, para mover os fragmentos inteiramente para a superfície através do espaço anular, uma taxa de fluxo do fluido de 635,9 a 1589,8 L (4 a 10 barris) por minuto, ou até mesmo mais, seria necessária. Isso significa que o uso da ferramenta da presente invenção permite o uso de bombas e motores menores na superfície da área de locação do poço, e o uso de formulações de fluido mais econômicas.

[0019] Na primeira modalidade da presente invenção, como mostrado na figura 1, é provida uma pluralidade de bicos edutores de fluido de abastecimento de alta velocidade 34 na seção do orifício de ejeção do tubo de lavagem 12, com cada bico edutor 34 sendo alinhado com um dos orifícios de ejeção 24, em um ângulo descendente. Quando a ferramenta 8 é girada para triturar o item de metal do furo do poço com a ferramenta de trituramento 22, o fluido é bombeado por uma bomba (não mostrada) na superfície da área de locação do poço para baixo através da coluna de trabalho (não mostrada). O fluido flui da coluna de trabalho através do sub de acionamento 10 e depois através dos bicos edutores 34. Desde que os bicos edutores 34 tenham trajetórias de fluxo restritas, eles criam um fluxo de fluido em alta velocidade que é, então,

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11/21 direcionado para baixo através dos orifícios de ejeção 24. Quando o fluido em alta velocidade flui para fora dos bicos edutores 34 e através dos orifícios de ejeção 24, ele cria uma área de baixa pressão, ou vácuo, na proximidade dos bicos edutores 34 dentro da seção do orifício de ejeção 12 do alojamento separador.

[0020] Essa área de baixa pressão ou vácuo na seção do orifício de ejeção 12 puxa o fluido para cima através dos orifícios de admissão 26 da ferramenta de trituramento 22, através do tubo defletor 28 e através da tela 32. O fluido puxado para cima desse modo, então, sai através dos orifícios de ejeção 24 para o espaço anular que circunda o alojamento separador, para fluir para baixo em direção à ferramenta de trituramento 22. O fluido excessivo suprido através da coluna de trabalho pode também fluir ascendentemente através do espaço anular em direção à superfície da área de locação do poço para retornar para a bomba.

[0021] Como o fluido flui além das lâminas 23 da ferramenta de trituramento, ele carrega pequenos fragmentos ou detritos gerados quando as lâminas trituram o revestimento ou outro item de metal. Esse fluido carregado com detritos, então, entra nos orifícios de admissão 26 na extremidade inferior da ferramenta de trituramento 22 e entra no interior do tubo defletor 28 dentro da seção de extensão do tubo de lavagem 18. Quando o fluido carregado com detritos sai dos orifícios laterais 30 no tubo defletor 28, os detritos, que são mais pesados do que o fluido, tendem a se separar do fluido e se sedimentar dentro de uma área anular 56 entre o tubo defletor 28 e a seção de extensão do tubo de lavagem 18.

[0022] O fluido, que pode ainda conter detritos muito finos, então flui ascendentemente para contatar o lado de entrada da tela 32. Quando o fluido flui através da tela 32, os detritos finos são removidos pela tela 32, permanecendo na maior parte no lado de entrada da tela

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32. O fluido que deixa o lado de saída da tela 32, então, flui ascendentemente para a área de baixa pressão, ou vácuo, na proximidade dos bicos edutores 34.

[0023] Na maior parte das aplicações, essa modalidade do bico edutor da invenção criará uma velocidade de fluxo suficiente para carregar virtualmente todos os pequenos detritos gerados pela ferramenta de trituramento 22. Na realidade, foi verificado que uma ferramenta de 23,8 cm (75/8 polegadas), de acordo com a primeira modalidade, cria uma ação de descarga suficiente para mover os detritos de corte de uma operação de trituramento dentro de um revestimento de 76,2 cm (30 polegadas). Entretanto, em algumas aplicações, a taxa de fluxo que pode ser bombeada para o fundo do poço através da coluna de trabalho pode não ser suficiente para carregar os detritos de trituramento. Tal situação surge quando a taxa de fluxo do fluido que pode ser criada para baixo dos lados do tubo de lavagem é insuficiente para carregar os detritos de trituramento quando o fluido passa das lâminas 23. Nesse tipo de aplicação, pode se tornar necessário usar a segunda modalidade da ferramenta da presente invenção, que incorpora um motor e bomba no fundo do poço como a fonte de fluido pressurizado, como ilustrado nas figuras 3 e 4.

[0024] O aparelho separador 8' mostrado nas figuras 3 e 4, tem muitos elementos similares ao aparelho 8 mostrado nas figuras 1 e 2. Isto é, uma pluralidade de orifícios de ejeção 24 penetra na parede da seção do orifício de ejeção do tubo de lavagem 12 em intervalos espaçados. O sub de cruzamento da tela 14 mantém uma tela de filtro tubular 32 no lugar abaixo dos orifícios de ejeção 24, com a tela 32 se estendendo descendentemente para a ferramenta de trituramento 22 na extremidade inferior do aparelho. Uma ou mais seções de extensão do tubo de lavagem 18 são rosqueadas no sub de cruzamento da tela 14.

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O sub de conexão tripla 20 é rosqueado na extremidade inferior da seção de extensão 18.

[0025] A ferramenta de trituramento 22, idêntica à ferramenta de trituramento usada na primeira modalidade, é rosqueada na extremidade inferior do sub de conexão tripla 20. Um tubo defletor de detritos 28 é rosqueado em uma rosca interior no sub de conexão tripla 20, se estendendo ascendentemente do sub de conexão tripla 20 em direção à tela 32. Aqui, como antes, uma pluralidade de orifícios laterais 30 é produzida através da parede do tubo defletor 28 e uma placa defletora 31 ou uma série de placas defletoras é provida no tubo defletor 28. Como a figura 4 ilustra, uma pluralidade de estabilizadores 29 pode ser usada em qualquer modalidade para espaçar o tubo defletor 28 do tubo de lavagem.

[0026] A diferença entre a primeira modalidade e a segunda modalidade é que a segunda modalidade usa um motor no fundo do poço e bomba no fundo do poço ao invés dos bicos edutores 34 para elevar o fluido através da ferramenta. Um sub de acionamento 11 é conectado à coluna de trabalho e à uma seção de alojamento do motor 13 do tubo de lavagem é rosqueada na extremidade inferior do sub de acionamento

11. Uma seção de alojamento do mancal 15 do tubo de lavagem é rosqueada na extremidade inferior da seção de alojamento do motor 13. A seção de alojamento do motor 13 aloja um motor no fundo do poço 36, tal como um motor de lama, bem conhecido na técnica. O motor do fundo do poço 36 aciona um sub com orifício 38, que fica alojado na seção de alojamento do mancal 15. Um bloco de mancais 52 na seção de alojamento do mancal 15 suporta o sub com orifício 38. O sub com orifício 38 aciona uma bomba no fundo do poço 44, 46 na seção do orifício de ejeção 12 do tubo de lavagem.

[0027] Quando a segunda modalidade da ferramenta 8' é girada

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14/21 para triturar o item de metal do furo do poço com a ferramenta de trituramento 22, o fluido é bombeado por uma bomba (não mostrada) na superfície da área de locação do poço para baixo através da coluna de trabalho (não mostrada). O fluido flui da coluna de trabalho através do sub de acionamento 11 e, depois, através do motor no fundo do poço 36. O fluido de acionamento sai do sub com orifício 38 através dos orifícios de descarga 40 e sai do alojamento do separador através dos orifícios de saída do fluido de acionamento 42. O fluido de acionamento suprido através da coluna de trabalho flui ascendentemente através do espaço anular para a superfície da área de locação do poço, para retornar para a bomba. Um motor elétrico poderia ser usado ao invés do motor de lama, sem se afastar do espírito da presente invenção.

[0028] O motor no fundo do poço 36 aciona a bomba no fundo do poço 44, 46 para puxar o fluido no fundo do poço para dentro da entrada 48 da bomba no fundo do poço 44, 46. O fluido no fundo do poço é, então, descarregado de uma pluralidade de orifícios de descarga de bomba 50, para sair da seção do orifício de ejeção do tubo de lavagem 12 através dos orifícios de ejeção 24. Um motor no fundo do poço, acionado por um fluxo de fluido de 200 GPM, pode atingir uma velocidade do sub com orifício de 400 RPM. A rotação da bomba no fundo do poço em 400 rpm pode facilmente produzir uma taxa de recirculação no fundo do poço de 1000 GPM. Esse fluxo do fluido no fundo do poço de alta velocidade é direcionado para baixo ao longo do espaço anular que circunda o alojamento do separador. Uma vedação interna ou gaxeta 54 pode ser usada para separar o fluxo do fluido de acionamento através dos orifícios de saída do fluido de acionamento 42 do fluxo do fluido no fundo do poço através dos orifícios de ejeção 24.

[0029] Como a bomba no fundo do poço 44, 46 ergue o fluido do fundo do poço para dentro da seção do orifício de ejeção 12, o fluido no

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15/21 fundo do poço é erguido através dos orifícios de admissão 26 da ferramenta de trituramento 22, através do tubo defletor 28 e através da tela 32. O fluido no fundo do poço dessa maneira erguido então sai através da bomba 44, 46 e dos orifícios de ejeção 24 para o espaço anular que circunda o alojamento do separador, para fluir descendentemente para a ferramenta de trituramento 22.

[0030] Como o fluido no fundo do poço flui além das lâminas da ferramenta de trituramento 23, ele carrega pequenos fragmentos ou detritos gerados quando as lâminas trituram o revestimento ou outro item de metal. Esse fluido carregado com detritos, então, entra nos orifícios de admissão 26 na extremidade inferior da ferramenta de trituramento 22 e entra no interior do tubo defletor 28 dentro da seção de extensão do tubo de lavagem 18. Quando o fluido carregado com detritos sai dos orifícios laterais 30 no tubo defletor 28, os detritos que são mais pesados do que o fluido tendem a se separarem do fluido e se sedimentarem em uma área anular 56 entre o tubo defletor 28 e a seção de extensão do tubo de lavagem 18.

[0031] O fluido, que pode ainda conter detritos muito finos, então flui ascendentemente para contatar o lado de entrada da tela 32. Quando o fluido flui através da tela 32, os detritos finos são removidos pela tela 32, permanecendo na maior parte no lado de entrada da tela 32. O fluido que deixou o lado de saída da tela 32 então flui ascendentemente para a entrada da bomba no fundo do poço.

[0032] Um dos problemas com o sistema VACS descrito em detalhes acima era a capacidade de o triturador colocar os detritos dentro da ferramenta. Brocas destruidoras exemplares 60 mostradas na figura 5 tinham uma série de pequenos orifícios 62 que se conectavam com uma passagem central 64. Embora essas brocas fossem projetadas para fluxo para a saída nos orifícios da extremidade inferior 62 para retirar os detritos triturados ao redor do exterior do corpo 60, os fazer fluir

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16/21 com a ferramenta VACS requeria inverter a direção de fluxo, levando a problemas de entupimento nos orifícios 62 antes que os detritos alcançassem a passagem ainda relativamente estreita 64.

[0033] Em um esforço para melhorar o projeto do triturador para uso com o sistema VACS onde o fluxo inverso era necessário para levar os fragmentos para dentro da ferramenta, o triturador da figura 6 foi projetada e revelada no pedido de patente Número Serial 12/029.228 depositado em 11 de fevereiro de 2008, intitulado Improved Downhole Debris Catcher and Associated Mil e geralmente atribuído com esse pedido para Baker Hughes Incorporated. Aqui, o triturador da figura 5 foi modificada para o triturador mostrada na figura 6 onde a passagem central 66 era do mesmo tamanho como 64 na figura 5, mas as pequenas entradas 62 foram substituídas por uma entrada larga e deslocada 68, que era aproximadamente do mesmo diâmetro que a passagem 66, para contornar o problema de entupimento das pequenas entradas 62 no projeto anterior na figura 5. Também deve ser observado que o estilo das brocas moedoras nas figuras 5 e 6 era para triturar detritos em uma situação onde nenhuma recuperação de uma porção da ferramenta no fundo do poço sendo triturada era para ser recuperada. Ao contrário, a ferramenta era para ser totalmente triturada e os detritos gerados capturados na ferramenta de remoção de detritos, tais como a ferramenta VACS, por exemplo.

[0034] Entretanto, algumas aplicações exigem uma recuperação da ferramenta no fundo do poço depois que o suficiente dela é triturado, de modo que ela fique solta de uma posição fixa no fundo do poço. Alguns tampões expansíveis, por exemplo, precisam ser triturados até que sua cunha se solte, em cujo ponto eles podem ser removidos do furo do poço. As brocas moedoras nas figuras 5 e 6 não são adequadas para suportar uma ferramenta de recuperação à frente da estrutura de corte.

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O corpo do triturador precisa ser forte o suficiente para suportar tal estrutura de avanço geralmente centralizada com o alojamento do triturador e, ao mesmo tempo, o triturador precisa ter uma estrutura de passagem com grandes passagens, de modo que, se operada com fluxo inverso, exista área aberta suficiente para impedir o entupimento dos detritos na estrutura de corte. Essas brocas moedoras anteriores usam comandos de parede forte como o corpo, de modo que a passagem central seja muito pequena para o fluxo dos fragmentos. Portanto, um objetivo da presente invenção é prover um triturador que possa triturar uma ferramenta no fundo do poço para liberá-la e retê-la para remoção para a superfície enquanto, ao mesmo tempo, provendo um sistema de passagem de retorno de detritos que estimulará a passagem dos detritos para uma ferramenta de remoção de detritos que na modalidade preferida é a ferramenta VACS, mas pode ser outro projeto que conduza para dentro os detritos em uma extremidade inferior com fluxo circulante inverso. Ostensivamente, o triturador da presente invenção pode também ter circulação, ao invés de circulação inversa, para remover os detritos para uma ferramenta de remoção de detritos fluindo os fragmentos para cima de um espaço anular ao redor do exterior do triturador; entretanto, o benefício das grandes passagens internas é mais bem utilizado quando os detritos fluem com circulação inversa para uma ferramenta de remoção de detrito acima do triturador. Aqueles versados na técnica ficarão em uma melhor posição para entender os detalhes da invenção com a descrição da modalidade preferida e dos desenhos associados que aparecem abaixo com o entendimento que o escopo completo da invenção é dado pelas reivindicações que aparecem abaixo. SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0035] Um triturador é configurado para ter grandes passagens de detritos dispostas entre uma série de lâminas que se estendem radial

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18/21 mente. O centro do triturador é adaptado para aceitar uma porca de retenção que suporta uma ferramenta que prende a ferramenta sendo triturada no fundo do poço, tal como um packer. O fluxo inverso leva os fragmentos para dentro da grande área aberta entre as lâminas para ascender em um espaço anular ao redor de um suporte para a porca de retenção. As lâminas são soldadas no suporte para a porca de retenção. A passagem, então, abre até uma dimensão máxima, deixando somente a parede tubular necessária para a resistência estrutural para suportar o triturador e conduzir os fragmentos para dentro de uma ferramenta de remoção de detritos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0036] As figuras 1 -4 são duas modalidades de uma ferramenta de remoção de detritos conhecida vendida por Baker Hughes Inc. e chamada ferramenta VACS, [0037] a figura 5 é o um triturador que foi colocada em par com a ferramenta VACS mostrada nas figuras 1-4 no passado, [0038] a figura 6 é um aperfeiçoamento recente no triturador da figura 5 que é o assunto do Pedido US No. Serial 12/029.228 depositado em 11 de fevereiro de 2008 e atribuído para Baker Hughes Inc., [0039] a figura 7 é uma vista do corte da presente invenção, [0040] a figura 8 é uma vista ao longo da linha 8-8 da figura 7, [0041] a figura 9 é uma vista ao longo da linha 9-9 da figura 7, [0042] a figura 10 é uma vista do corpo do triturador e do tubular para conduzir os detritos que ficam presos nele mostrados lado a lado e [0043] a figura 11 mostra uma passagem opcional através do dispositivo de recuperação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERIDA [0044] Com referência às figuras 7 e 9, um corpo de triturador oco tem uma pluralidade de ranhuras 82, cada uma das quais recebe

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19/21 uma lâmina do triturador 84 que tem uma estrutura de corte 86 em uma face frontal na direção de rotação. As lâminas 84 se estendem no sentido axial além da extremidade inferior 88 do corpo 80. As lâminas 84 são preferivelmente soldadas em um cubo central 90 que tem uma rosca macho 92 que se estende além da extremidade inferior 88 do corpo do triturador 80. A soldagem das lâminas 84 no cubo 90, ao invés de no corpo do triturador 80, mantém o calor do corpo do triturador 80 e reduz significativamente as chances de falha do corpo 80 na zona afetada pelo calor. Uma bucha ranhurada 94 se atarraxa no cubo central 90 que é mostrado em linhas tracejadas na figura 7. Quando a porca de retenção 96 é rosqueada na rosca 92, ela prende a bucha 94 no corpo 80 e nela própria sem soldagem. O tubo ranhurado 97 tem ranhuras 98, como mostrado na figura 10, com as ranhuras 98 deslizando sobre uma lâmina respectiva 84 na montagem no corpo 80 e ainda se fixando preferivelmente com a soldagem. O tubo ranhurado 97 é feito de tubagem de parede razoavelmente fina quando comparado com os comandos usados para as brocas moedoras anteriores mostradas na figura 5. Visto que para uma dada faixa de tamanhos de tubular incluindo todos os tubos de lavagem de Baker Oil Tool de diâmetro externo de 8,89 a 40,64 cm (3,5 a 16 polegadas), a passagem 64 variaria de 3,81 a 32,38 cm (1,5 a 12,75 polegadas) de diâmetro interno, o diâmetro interno representado pela seta 100 para a mesma faixa de tamanho de tubular seria na ordem de 7,5 a 38,1 cm (3 a 15 polegadas) ou pelo menos o dobro da área de fluxo do comando com base em projetos usados no passado. [0045] A bucha 94 define um espaço de fluxo anular 102 ao redor de si própria e dentro do tubo 97. Esse espaço anular 102 é uma extensão das entradas 104 entre as lâminas 84, onde o fluxo carregado com detritos indicado pelas setas 106 entra no corpo do triturador 80 e flui para o espaço anular 102, como indicado pelas setas 108. Mais próximo da sua extremidade superior em 110, a bucha 94 é rosqueada no tubo

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20/21 na rosca 112. Na localização 110 existe um afunilamento com aproximadamente 270 graus removidos para criar uma grande abertura 114 onde as setas 116 indicam ainda fluxo poço acima para dentro de uma ferramenta de remoção de detritos, tal como a VACS ilustrada nas figuras 1-4. Aqueles versados na técnica verificarão que o triturador 22 para baixo para a extremidade inferior 25 não estaria presente na figura 2 quando adaptando o conjunto da figura 7, tal que a extremidade superior 118 da bucha 94 possa ser presa diretamente ou em proximidade ao tubo defletor 28 para encurtar dessa maneira o conjunto quando comparado com os leiautes anteriores enquanto proporcionando uma área de fluxo de detritos significativamente maior para dentro da área de remoção dos detritos.

[0046] A rosca 120 suporta uma ferramenta de recuperação R esquematicamente ilustrada e conhecida que pode engatar o objeto sendo triturado tal como um packer, por exemplo, de modo que ele possa ser engatado para remoção quando solto da sua cunha de sedimentação. Deve ser observado que, em algumas aplicações mar adentro, conexões soldadas em uma coluna que suportará o peso da ferramenta sendo triturada não são permitidas por operadores e, em tais casos, o projeto da figura 7 seria usado. Em outras aplicações onde não existem tais regras contra as conexões soldadas, o cubo central 90 pode ser soldado no corpo 80 e a bucha 94 pode ser eliminada. Isso cria uma passagem de detritos até mesmo maior, começando logo acima do corpo do triturador 80. Nessa eventualidade, o tubo 97 seria soldado no corpo 80, como antes, mas se estenderia até a extremidade superior 118 para a conexão direta na ferramenta de remoção de detritos previamente descrita ou outra tal ferramenta que leva a corrente do fluido carregado com detritos para dentro da sua extremidade inferior.

[0047] Como uma alternativa adicional mostrada na figura 11, a porca 96 pode ser oca com uma entrada lateral 101 para introduzir os

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21/21 detritos triturados e conduzi-los para uma abertura 103 na bucha 94 através de uma passagem 105 para a área de fluxo adicional ficar disponível além do espaço anular 102 permitindo o fluxo dos detritos para cima do interior da bucha 94.

[0048] A presente invenção fornece um triturador de fluxo inverso onde a circulação inversa leva os detritos para dentro do corpo do triturador e poço acima em direção à superfície em combinação com a capacidade de suportar uma ferramenta de recuperação avançada. À parte esse aspecto, o fluxo de entrada com os detritos é, ao redor do espaço anular, formado pelo suporte para a ferramenta de recuperação e o corpo do triturador, que é ainda criado pelas lâminas que se estendem entre o corpo do triturador 80 e o cubo 90. Assim, à parte o espaço tomado pelas lâminas 84, o resto do espaço anular ao redor do cubo 90 é aberto para o fluxo que chega do fluido carregado com detritos. Esse espaço anular fica maior em 102 onde as lâminas não estão mais lá. Opcionalmente, em algumas modalidades, a área aberta pode chegar a uma dimensão máxima representada pela seta 100 logo acima do corpo do triturador 80 se a bucha 94 não for usada. Entretanto, depois que o fluxo passa através da abertura 114 na versão da figura 7, a área de fluxo máxima 100 fica disponível. A extremidade superior 118 pode ser conectada diretamente em um tubo de entrada de uma ferramenta de remoção de detritos que funciona no princípio da circulação inversa, tal como a ferramenta VACS de Baker Hughes Inc.. A descrição acima é ilustrativa da modalidade preferida, e muitas modificações podem ser feitas por aqueles versados na técnica sem se afastar da invenção, cujo escopo deve ser determinado a partir do escopo literal e equivalente das reivindicações abaixo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conjunto de trituramento para uso subterrâneo para triturar e recuperar um objeto sendo triturado, caracterizado pelo fato de que compreende:

um corpo de triturador (80) tendo uma extremidade inferior (88) com uma estrutura de corte (86) no mesmo, um conjunto de recuperação que se estende além da dita extremidade inferior (88) para engatar o objeto para recuperação depois que ele é liberado pelo trituramento, pelo menos uma entrada (104) de detritos na dita extremidade inferior (88) para remover os detritos da dita estrutura de corte (86) para o dito corpo do triturador (80) com o fluxo descendo fora do dito corpo (80) e entrando na dita entrada (104).
2. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

o dito conjunto de recuperação define uma entrada anular para o dito corpo do triturador (80).
3. Conjunto, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que:

a dita estrutura de corte (86) compreende uma pluralidade de lâminas (84) que se estendem radialmente, se estendendo através da dita entrada anular.
4. Conjunto, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que:

a dita entrada anular na dita extremidade inferior (88) do dito corpo (80) é formada entre pares de lâminas (84) que são espaçadas circunferencialmente ao redor do dito conjunto de recuperação.
5. Conjunto, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que:

a área aberta da dita entrada anular aumenta acima das ditas

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2/4 lâminas (84).
6. Conjunto, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que:

o dito corpo (80) compreende um tubo de suporte conectado a uma extremidade superior do dito corpo (80) que forma uma passagem anular ao redor do dito conjunto de recuperação para os detritos que entram na dita entrada anular.
7. Conjunto, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que:

a dita passagem anular dentro do dito tubo de suporte fica circular depois de passar através de uma abertura no dito conjunto de recuperação.
8. Conjunto, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que:

o dito conjunto de recuperação se estende além do dito tubo de suporte, de modo que a trajetória de fluxo continue circular no dito conjunto de recuperação.
9. Conjunto, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que:

o dito conjunto de recuperação com a dita passagem de fluxo interna circular é conectado a uma entrada em uma extremidade inferior de um dispositivo de remoção de detritos.
10. Conjunto, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que:

o diâmetro da dita trajetória de fluxo configurada circular varia de 7,62 a 38,1 cm (3 a 15 polegadas) para um diâmetro tubular de 8,89 a 40,64 cm (3,5 a 16 polegadas) de diâmetro externo na porção tubular do dito conjunto de recuperação definindo a dita passagem de fluxo circular no mesmo.

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11. Conjunto, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que:

as ditas lâminas (84) são soldadas em um cubo (90) no dito corpo do triturador (80) através do qual o dito conjunto de recuperação é suportado.
12. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

os ditos detritos são direcionados da dita entrada (104) de detritos para um dispositivo de remoção de detritos.
13. Conjunto, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que:

o dito dispositivo de remoção de detritos compreende pelo menos um edutor para reduzir a pressão e induzir o fluxo carregado com detritos para a dita entrada (104) no dito corpo do triturador (80).
14. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

o dito corpo do triturador (80) tem uma extensão tubular para dentro da qual o dito conjunto de recuperação se estende para definir uma trajetória de fluxo anular que conduz para dentro de um dispositivo de remoção de detritos.
15. Conjunto, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que:

o dito conjunto de recuperação se estende além da dita extensão tubular na forma tubular e tem uma abertura para dentro da dita trajetória de fluxo anular, tal que a trajetória de fluxo mude para uma forma circular entre a dita abertura e o dito dispositivo de remoção de detritos.
16. Conjunto, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que:

o dito conjunto de recuperação é uma forma sólida alongada

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4/4 do dito corpo do triturador (80) para a dita abertura onde ele muda para a dita forma tubular.
17. Conjunto, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que:

o dito conjunto de recuperação é uma forma oca alongada com uma entrada abaixo do dito corpo do triturador (80) e um topo aberto na dita transição que compreende a dita abertura.