BRPI1102049A2

BRPI1102049A2 - sistema para abrir uma janela em uma coluna de revestimento posicionada em um furo de poÇo e metodo para abrir uma janela em uma coluna de revestimento posicionada em um furo de poÇo

Info

Publication number: BRPI1102049A2
Application number: BRPI1102049-0A
Authority: BR
Inventors: Thomas Owen Roane; Stuart Alexander Telfer
Original assignee: Halliburton Energy Serv Inc
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2013-04-16
Also published as: EP2447465A3; AU2011236065B2; SG180147A1; CA2755542A1; US20120103612A1; US8215400B2; EP2447465B1; AU2011236065A1; CA2755542C; EP2447465A2

Abstract

SISTEMA PARA ABRIR UMA JANELA EM UMA COLUNA DE REVESTIMENTO POSICIONADA EM UM FURO DE POÇO E MÉTODO PARA ABRIR UMA JANELA EM UMA COLUNA DE REVESTIMENTO POSICIONADA EM UM FURO DE POÇO. Um sistema para abrir uma janela em uma coluna de revestimento (42) posicionada em um furo de furo de poço (32) é fornecido. O sistema inclui um intensificador de pressão hidráulica (116) tendo um alojamento e um conjunto de pistões com uma área de pistão diferencial. O conjunto de pistões é longitudinalmente deslocável em relação ao alojamento e é inicialmente fixado em relação ao mesmo para impedir o movimento longitudinal entre os mesmos. Um conjunto de âncoras (114) é operável para prender longitudinalmente o intensificador de pressão hidráulica (116) dentro da coluna de revestimento (42). Uma ferramenta de abertura de janela (118) operavelmente associada com o intensificador de pressão hidráulica (116) é operavelmente encaixável na coluna de revestimento (42) tal que quando o conjunto de âncoras (114) é longitudinalmente fixado na coluna de revestimento (42) e o conjunto de pistões não é fixado com relação ao alojamento à pressão hidrostática, o movimento longitudinal do conjunto de pistões transmite uma força para a ferramenta de abertura de janela (118) abrindo, assim, a janela na coluna de revestimento (42).

Description

"SISTEMA PARA ABRIR UMA JANELA EM UMA COLUNA DE REVESTIMENTO POSICIONADA EM UM FURO DE POÇO E MÉTODO PARA ABRIR UMA JANELA EM UMA COLUNA DE REVESTIMENTO POSICIONADA EM UM FURO DE POÇO" Campo técnico da invenção

Esta invenção se refere, em geral, a equipamentos utilizados em conjunto com operações realizadas em poços subterrâneos e, em particular, a um sistema e método para abrir uma janela em uma coluna de revestimento para a construção de furo de poço multilateral. Fundamentos da invenção

Sem limitar o escopo da presente invenção, seu fundamento será descrito em relação à formação de uma janela em uma coluna de revestimento para um poço multilateral, como um exemplo.

Em poços multilaterais é uma prática comum perfurar um poço lateral ou ramificado estendendo-se lateralmente a partir de uma interseção com um poço original ou principal. Tipicamente, uma vez que a coluna de revestimento é instalada e o poço principal tenha sido completado, um whipstock é posicionado na coluna de revestimento na interseção desejada e, em seguida, uma broca fresadora é desviada lateralmente para fora do whipstock para formar uma janela através da parede lateral do revestimento.

Uma vez que a janela de revestimento é criada, o furo de poço lateral pode ser perfurado. Em certos furos de poços laterais, quando a operação de perfuração é completada, uma coluna de revestimento é instalada na ramificação lateral. O revestimento da ramificação lateral pode ser realizado com a instalação de um liner que é suportado no furo de poço principal e se estende a uma distância desejada para o poço lateral. Tipicamente, uma vez que a coluna de revestimento lateral é instalada e o furo de poço lateral foi completado, é desejável restabelecer o acesso ao furo de poço principal. Nesta operação, um whipstock é posicionado na coluna de revestimento no local desejado e, em seguida, uma broca fresadora é desviada para fora do whipstock para formar uma janela de acesso através da parede lateral do revestimento lateral. Foi verificado, no entanto, que o processo de fresagem usado para formar a janela lateral e a janela de acesso do furo de poço principal geralmente produz uma grande quantidade de detritos, tais como pequenos pedaços do revestimento de metal, que se acumulam no furo de poço original. Esses detritos podem tornar o whipstock difícil de recuperar após o processo de fresagem ser completado. Além disso, mesmo após o whipstock ser recuperado, os detritos podem causar outros problemas, tal como obturação de dispositivos de controle de fluxo, danificação de vedação, obstrução de furos de vedação, interferência com a passagem de equipamentos perto da interseção e semelhantes.

Assim, surgiu uma necessidade de um sistema melhorado e método para abrir janelas nas colunas de revestimento durante a construção do furo de poço multilateral. Além disso, surgiu uma necessidade de um sistema e método melhorado que não requer o uso de uma fresa que gera detritos de furo de poço durante a construção de furo de poço multilateral. Sumário da invenção A presente invenção divulgada neste documento é dirigida a sistemas e métodos para usar um intensificador de pressão hidráulica para gerar a força necessária para abrir uma janela em uma coluna de revestimento durante a construção de furo de poço multilateral. Os sistemas e métodos da presente invenção não exigem o uso de uma fresa para abrir a janela, reduzindo assim os detritos do furo de poço gerados durante a construção do furo de poço multilateral.

Em um aspecto, a presente invenção é dirigida a um sistema para abertura de uma janela em uma coluna de revestimento posicionada em um furo de poço. 0 sistema inclui um intensificador de pressão hidráulica tendo um alojamento e um conjunto de pistões com uma área de pistão diferencial. 0 conjunto de pistões é longitudinalmente deslocável em relação ao alojamento e é inicialmente fixado em relação ao alojamento para impedir o movimento longitudinal entre os mesmos. Um conjunto de âncoras é operavelmente associado com o intensificador de pressão hidráulica e é operável para prender longitudinalmente o intensificador de pressão hidráulica dentro da coluna de revestimento. Uma ferramenta de abertura de janela operavelmente associada com o intensificador de pressão hidráulica é operavelmente encaixável na coluna de revestimento de tal forma que quando o conjunto de âncoras é longitudinalmente fixado dentro da coluna de revestimento e o conjunto de pistões não é fixado com relação ao alojamento à pressão hidrostática no furo de poço, o movimento longitudinal do conjunto de pistões transmite uma força para a ferramenta de abertura de janela, abrindo, assim, a janela na coluna de revestimento. Em uma modalidade, a coluna de revestimento através da qual a janela é aberta é uma coluna de revestimento principal do furo de poço. Em outra modalidade, a coluna de revestimento através da qual a janela é aberta é uma coluna de revestimento lateral do furo de poço. Em algumas modalidades, o conjunto de pistões é inicialmente fixado em relação ao alojamento sustentando uma pluralidade de terminais se estendendo através das aberturas do conjunto de pistões em uma ranhura do alojamento. Nestas modalidades, o conjunto de pistões não é fixado com relação ao alojamento deslocando longitudinalmente uma ferramenta de passagem para soltar a pluralidade de terminais.

Em uma modalidade, o conjunto de pistões inclui um primeiro pistão tendo uma primeira área transversal e um segundo pistão operavelmente associado com o primeiro pistão e tendo uma segunda área transversal, em que a primeira área transversal é maior do que a segunda área transversal. Em certas modalidades, o conjunto de pistões inclui um conjunto de amortecimento operável para controlar a velocidade do movimento longitudinal do conjunto de pistões. Em algumas modalidades, o conjunto de amortecimento é operável para controlar a taxa de transferência de fluido hidráulico através dos mesmos. Em uma modalidade, o conjunto de âncoras pode ser um conjunto de travas que é operavelmente encaixável com uma trava que acopla na coluna de revestimento. Em outra modalidade, a ferramenta de abertura de janela é selecionada do grupo que consiste em uma ferramenta de corte, uma ferramenta de recuperação e uma ferramenta de penetração.

Em outro aspecto, a presente invenção é dirigida a um método para abrir uma janela em uma coluna de revestimento posicionada em um furo de poço. O método inclui a passagem de um intensificador de pressão hidráulica tendo um alojamento e um conjunto de pistões com uma área de pistão diferencial na coluna de revestimento, o conjunto de pistões inicialmente fixado em relação ao alojamento para impedir o movimento longitudinal entre os mesmos, posicionando uma ferramenta de abertura de janela operavelmente associada com o intensificador de pressão hidráulica em uma localização alvo na coluna de revestimento, prendendo longitudinalmente o intensificador de pressão hidráulica dentro da coluna de revestimento com um conjunto de âncoras, não prendendo o conjunto de pistões em relação ao alojamento à pressão hidrostática no furo de poço e movendo longitudinalmente o conjunto de pistões para transmitir uma força para a ferramenta de abertura de janela, abrindo assim a janela na coluna de revestimento. O método pode também compreender a passagem do intensificador de pressão hidráulica para uma coluna de revestimento do furo de poço principal, a passagem do intensificador de pressão hidráulica para uma coluna de revestimento de furo de poço lateral, radialmente sustentar uma pluralidade de terminais se estendendo através das aberturas do pistão em uma ranhura do alojamento para inicialmente prender o conjunto de pistões em relação ao alojamento, deslocar longitudinalmente uma ferramenta de passagem para soltar a pluralidade de terminais, controlar a velocidade do movimento longitudinal do conjunto de pistões com um conjunto de amortecimento do conjunto de pistões, controlar a taxa de transferência de fluido hidráulico através do conjunto de amortecimento, encaixar um conjunto de travas com um acoplamento de trava da coluna de revestimento, cortar a janela na coluna de revestimento, remover um inserto de janela da coluna de revestimento ou penetrar na coluna de revestimento para abrir uma janela de pré-corte na coluna de revestimento. Breve descrição dos desenhos

Para um entendimento mais completo das características e vantagens da presente invenção, referência será feita agora à descrição detalhada da invenção juntamente com as figuras que a acompanham em que numerais correspondentes nas diferentes figuras se referem a partes correspondentes e em que:

A figura 1 é uma ilustração esquemática de uma plataforma offshore operando um intensificador de pressão hidráulica operável para abrir uma janela em uma coluna de revestimento durante a construção do furo de poço multilateral de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 2 é uma ilustração esquemática de um intensificador de pressão hidráulica operável para abrir uma janela em uma coluna de revestimento durante a construção do furo de poço multilateral de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 3 é uma ilustração esquemática de um intensificador de pressão hidráulica operável para abrir uma janela em uma coluna de revestimento durante a construção do furo de poço multilateral de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 4 é uma ilustração esquemática de uma junção multilateral formada de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 5 é uma ilustração esquemática de um intensificador de pressão hidráulica operável para abrir uma janela em uma coluna de revestimento durante a construção do furo de poço multilateral de acordo com uma modalidade da presente invenção; A figura 6 é uma ilustração esquemática de uma junção multilateral formada de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 7 é uma vista em corte transversal em um quarto de vista de um acoplamento de trava para uso com um intensificador de pressão hidráulica operável para abrir uma janela em uma coluna de revestimento durante a construção do furo de poço multilateral de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 8 é uma vista em corte transversal em um quarto de vista de um conjunto de travas para uso com um intensificador de pressão hidráulica operável para abrir uma janela em uma coluna de revestimento durante a construção do furo de poço multilateral de acordo com uma modalidade da presente invenção; As figuras 9A a 9B são vistas em seção transversal de um intensificador de pressão hidráulica operável para abrir uma janela em uma coluna de revestimento durante a construção do furo de poço multilateral de acordo com uma modalidade da presente invenção em uma primeira configuração operacional; e

As figuras IOA a IOB são vistas em seção transversal de um intensificador de pressão hidráulica operável para abrir uma janela em uma coluna de revestimento durante a construção do furo de poço multilateral de acordo com uma modalidade da presente invenção, em uma segunda configuração operacional. Descrição detalhada da invenção Embora a fabricação e o uso de várias modalidades da presente invenção sejam discutidos em detalhes abaixo, deve ser apreciado que a presente invenção fornece muitos conceitos inventivos aplicáveis que podem ser incorporados em uma ampla variedade de contextos específicos. As modalidades específicas discutidas neste documento são meramente ilustrativas de formas específicas de preparar e usar a invenção, e não delimitam o escopo da presente invenção. Com referência à figura 1, um intensificador de pressão hidráulica operável para abrir uma janela em uma coluna de revestimento durante a construção do furo de poço multilateral em uso com uma plataforma de óleo e gás offshore é esquematicamente ilustrado e geralmente designado por 10. Uma plataforma semissubmersível 12 é centralizada sobre a formação de óleo e gás submersa 14 localizada abaixo do fundo do mar 16. Um conduto submarino 18 se estende do convés 20 da plataforma 12 para a instalação da cabeça de poço 22, incluindo preventores de explosão 24. A plataforma 12 tem um aparelho de içamento 26 e um guindaste 28 para levantar e abaixar as colunas de tubulação, tal como a coluna de perfuração 30. Um furo de poço principal 32 foi perfurado através das várias camadas da terra incluindo a formação 14. Os termos poço "original" e "principal" são usados neste documento para designar um furo de poço do qual outro furo de poço é perfurado. Deve ser observado, no entanto, que um furo de poço original ou principal não se estende necessariamente diretamente para a superfície da Terra, mas poderia, em vez disso, ser uma ramificação ainda de outro furo de poço. Uma coluna de revestimento 34 é cimentada no furo de poço principal 32. O termo "revestimento" é usado neste documento para designar uma coluna tubular usada para revestir um furo de poço. 0 revestimento pode realmente ser do tipo conhecido por aqueles versados na técnica como "liner" e pode ser feito de qualquer material, tal como material de aço ou compósito e pode ser segmentado ou continuo, tal como tubulação espiralada.

A coluna de revestimento 34 inclui uma junta de janela 36 interconectada na mesma através da qual uma janela 38 foi aberta. Como ilustrado, um furo de poço de ramificação ou lateral 40 foi perfurado através da janela 38 a partir do furo de poço principal 32. Os termos furo de poço de "ramificação" e "lateral" são usados neste documento para designar um furo de poço que é perfurado externamente a partir de sua interseção com outro furo de poço, tal como um furo de poço original ou principal. Um furo de poço de ramificação ou lateral pode ter outro furo de poço de ramificação ou lateral perfurado externamente a partir do mesmo. Uma coluna de revestimento 42 na forma de um liner foi instalada no furo de poço lateral 40. A porção superior da coluna de liner 42 é suportada dentro da coluna de revestimento 34 no furo de poço principal 32. Para ter acesso ao furo de poço principal 32 abaixo da junção multilateral ilustrada, uma janela de acesso deve ser formada através de coluna de liner 42. Conforme explicado em mais detalhes abaixo, um intensificador de pressão hidráulica 46 é fixado na coluna de liner 42 por um conjunto de âncoras representado como um acoplamento de trava 48, que é operavelmente encaixado com um conjunto de travas 50 interconectado dentro da coluna de liner 42. Posteriormente, a operação do intensificador de pressão hidráulica 46 faz com que a ferramenta de abertura de janela 52 forme uma janela na coluna de liner 42.

Embora a figura 1 represente a presente invenção em uma seção vertical do furo de poço principal, deve ser entendido por aqueles versados na técnica que o sistema da presente invenção é igualmente bem adequado para uso em furos de poços tendo outras configurações direcionais, incluindo furos de poços horizontais, furos de poços desviados, furos de poços inclinados, furos de poços laterais e semelhantes. Assim, deve ser compreendido por aqueles versados na técnica que o uso de termos direcionais, tal como acima, abaixo, superior, inferior, para cima, para baixo, em cima do poço, no fundo do poço e semelhantes são usados em relação às modalidades ilustrativas como elas estão representadas nas figuras, a direção para cima sendo em direção ao topo da figura correspondente e a direção para baixo sendo em direção ao fundo da figura correspondente, a direção de cima do poço sendo em direção à superfície do poço e a direção do fundo do poço sendo em direção ao pé do poço. Além disso, embora a figura 1 ilustre a presente invenção formando uma janela em uma coluna de liner do furo de poço lateral, deve ser entendido por aqueles versados na técnica que a presente invenção é igualmente adequada para uso na formação de uma janela na coluna de revestimento do furo de poço principal.

Com referência agora à figura 2, um sistema para abrir uma janela em uma coluna de revestimento durante a construção do furo de poço multilateral da presente invenção é esquematicamente representado e geralmente designado por 100. Na modalidade ilustrada, o furo de poço principal 32 e o furo de poço lateral 40 foram perfurados. 0 furo de poço principal 32 tem uma coluna de revestimento 34 cimentada no mesmo. A coluna de revestimento 34 inclui uma junta de janela 36 interconectada na mesma através da qual uma janela 38 foi aberta. 0 furo de poço lateral 40 tem uma coluna de revestimento 42 cimentada no mesmo. A coluna de revestimento 42 é na forma de uma coluna de liner, a porção superior da qual sendo suportada dentro da coluna de revestimento 34 no furo de poço principal 32 pelo suspensor de liner 102. Interconectado dentro de coluna de liner 42 está um acoplamento de trava 104. Conforme explicado em mais detalhes abaixo, o acoplamento de trava 104, de preferência, tem um perfil único, incluindo uma pluralidade de elementos de alinhamento circunferencial preferenciais que é operável para receber um conjunto de travas na mesma e localizar o conjunto de travas em uma orientação circunferencial particular. Também

interconectada dentro da coluna de liner 42 está uma junta de janela 106 através da qual uma janela de acesso pode ser formada.

Na modalidade ilustrada, uma coluna de ferramenta 108 foi passada na coluna de liner 42 em um transportador 110, tal como uma coluna de perfuração 112. A coluna de ferramenta 108 inclui um conjunto de travas 114, um intensificador de pressão hidráulica 116 e uma ferramenta de abertura de janela representada como uma ferramenta de corte 118. De preferência, o conjunto de travas 114 tem um perfil externo único que é operável para se encaixar com o perfil interno único e elementos de alinhamento circunferencial preferenciais do acoplamento de trava 104. Conforme explicado em mais detalhes abaixo, o intensificador de pressão hidráulica 116 é operável para fornecer trabalho dentro do poço sob a forma de um movimento longitudinal com força suficiente para permitir que uma janela seja aberta através de uma coluna de revestimento ou outro tubular metálico. Δ ferramenta de corte 118 é projetada para fazer um corte através da coluna de liner 42 responsiva ao movimento axial e à força gerada pelo intensificador de pressão hidráulica 116. De preferência, a ferramenta de corte 118 captura a seção da janela que é cortada a partir da coluna de liner 42 de tal forma que a seção de janela pode ser recuperada para a superfície com a coluna de ferramenta 108 deixando uma janela aberta 120 na coluna de liner 42, como melhor visto na figura 4.

Com referência agora à figura 3, um sistema para abrir uma janela em uma coluna de revestimento durante a construção do furo de poço multilateral da presente invenção é esquematicamente representado e geralmente designado por 130. Na modalidade ilustrada, o furo de poço principal 32 e o furo de poço lateral 40 foram perfurados. O furo de poço principal 32 tem uma coluna de revestimento 34 cimentada no mesmo. A coluna de revestimento 34 inclui uma junta de janela 36 interconectada na mesma através da qual uma janela 38 foi aberta. 0 furo de poço lateral 40 tem uma coluna de revestimento 42 cimentada no mesmo. A coluna de revestimento 42 é na forma de uma coluna de liner, a porção superior da qual sendo apoiada dentro da coluna de revestimento 34 no furo de poço principal 32 pelo suspensor de liner 102. Interligado dentro da coluna de liner 42 está um acoplamento de trava 104 que tem um perfil único operável para receber um conjunto de travas. Também interligada dentro de coluna de liner 42 está uma junta de janela 132 que inclui uma janela pré-fresada tendo um inserto de janela 134 posicionado na mesma. Na modalidade ilustrada, uma coluna de ferramenta 138 foi passada na coluna de liner 42 em um transportador 140. A coluna de ferramenta 138 inclui um conjunto de travas 144, um intensificador de pressão hidráulica 146 e uma ferramenta de abertura de janela descrita como uma ferramenta de recuperação 148. De preferência, conjunto de travas 144 tem um perfil único externo que é operável para se encaixar com o perfil único interno do acoplamento de trava 104. O intensificador de pressão hidráulica 146 é operável para fornecer trabalho dentro do poço sob a forma de um movimento longitudinal com força suficiente para permitir que o inserto de janela 134 seja liberado e removido pela ferramenta de recuperação 148. A ferramenta de recuperação 148 é projetada para liberar e remover o inserto de janela 134 da junta de janela 132 responsiva ao movimento axial e a força gerada pelo intensificador de pressão hidráulica 146. De preferência, a ferramenta de recuperação 148 captura o inserto de janela 134, de modo que o inserto de janela 134 possa ser recuperado para a superfície com a coluna de ferramenta 138 deixando uma janela aberta 120 na coluna de liner 42, como melhor visto na figura 4. Com referência agora à figura 5, um sistema para abrir uma janela em uma coluna de revestimento durante a construção do furo de poço multilateral da presente invenção é esquematicamente representado e geralmente designado por 160. Na modalidade ilustrada, o furo de poço principal 32 e o furo de poço lateral 4 0 foram perfurados. O furo de poço principal 32 tem uma coluna de revestimento 34 cimentada no mesmo. A coluna de revestimento 34 inclui uma junta de janela 36 interconectada na mesma através da qual uma janela 38 foi aberta. O furo de poço lateral 40 tem uma coluna de revestimento 42 cimentada no mesmo. A coluna de revestimento 42 é na forma de uma coluna de liner, a porção superior da qual sendo apoiada dentro da coluna de revestimento 34 no furo de poço principal 32 pelo suspensor de liner 102. Interconectado dentro de coluna de liner 42 está um acoplamento de trava 104 que tem um perfil único operável para receber um conjunto de travas. Também interconectada dentro da coluna de liner 42 está uma junta de janela 162 que inclui um padrão de janela 164 pré-cortado na mesma, por exemplo, por marcação ou de outra forma preferencialmente enfraquecendo certas áreas na superfície interna ou externa da junta de janela 162 tal que a junta de janela 162 vai abrir de uma maneira previsível.

Na modalidade ilustrada, uma coluna de ferramenta 168 foi passada na coluna de liner 42 em um transportador 170. A coluna de ferramenta 168 inclui um conjunto de travas 174, um intensificador de pressão hidráulica 176 e uma ferramenta de abertura de janela representada como uma ferramenta de penetração 178. De preferência, conjunto de travas 174 tem um perfil único externo que é operável para se encaixar com o perfil único interno do acoplamento de trava 104. O intensificador de pressão hidráulica 176 é operável para fornecer trabalho dentro do poço na forma de um movimento longitudinal com força suficiente para permitir a abertura da janela de pré- corte 164 pela ferramenta de penetração 178. A ferramenta de penetração 178 é projetada para abrir a janela de pré- corte 164 juntamente cora suas linhas de marcação, sem criar detritos. Por exemplo, o padrão de marcação de janela de pré-corte 164 pode permitir que a janela seja aberta, dobrando para trás duas seções de porta, tal como em uma porta tipo descarga, deixando uma janela aberta 180 na coluna de liner 42, como melhor visto na figura 6. Com referência a seguir à figura 7, uma modalidade de um acoplamento de trava operável para uso com um intensificador de pressão hidráulica para a construção de furo de poço multilateral da presente invenção é representada e, geralmente designada por 200. O acoplamento de trava 200 é representativo do acoplamento de trava 104 descrito acima, no entanto, como discutido acima, cada acoplamento de trava vai ter um perfil único interno e elementos de alinhamento circunferencial preferenciais que são diferentes daqueles de outros acoplamentos de trava para permitir o engate seletivo com um perfil externo de correspondência ou correspondente do conjunto de travas desejado. Assim, o acoplamento de trava 200 é descrito neste documento para ilustrar o tipo de elementos e combinação de elementos que podem ser usados para criar qualquer número de perfis únicos conforme contemplado pela presente invenção. O acoplamento de trava 200 tem um corpo geralmente tubular 202 e pode ser acoplado a outras ferramentas ou tubulares, tal como a coluna de liner 42 através de conexões enroscadas 204, 206. O acoplamento de trava 200 inclui um perfil interno 208 incluindo uma pluralidade de ranhuras rebaixadas afastadas axialmente 210a a 210h que se estendem circunferencialmente em torno da superfície interna do acoplamento de trava 200. De preferência, as ranhuras rebaixadas 210a a 210h se estendem em torno da superfície interna circunferencial inteira do acoplamento de trava 200. O perfil interno 208 também inclui uma ranhura superior 212 tendo um rebaixo quadrado inferior 214 e um rebaixo angulado superior 216. O perfil interno 208 inclui ainda uma ranhura inferior 218 tendo um rebaixo angulado inferior 220 e um rebaixo angulado superior 222.

0 perfil interno 208 também tem uma pluralidade de elementos de alinhamento circunferencial preferenciais representados como uma pluralidade de fendas dispostas dentro da superfície interna do acoplamento de trava 200. Na modalidade ilustrada, existem quatro conjuntos de duas fendas que estão dispostos em diferentes posições ou localizações axiais e circunferenciais dentro da superfície interna do acoplamento de trava 200. Por exemplo, um primeiro conjunto de duas fendas ou recessos 224a, 224b (coletivamente recessos 224) está disposto dentro da superfície interna do acoplamento de trava 200 substancialmente nas mesmas posições circunferenciais e diferentes posições axiais. Um segundo conjunto de duas fendas ou recessos 226a, 226b (coletivamente recessos 226) está disposto dentro da superfície interna do acoplamento de trava 200 substancialmente nas mesmas posições circunferenciais e diferentes posições axiais. Um terceiro conjunto de duas fendas ou recessos 228a, 228b (coletivamente recessos 228) está disposto dentro da superfície interna do acoplamento de trava 200 substancialmente nas mesmas posições circunferenciais e diferentes posições axiais. Um quarto conjunto de duas fendas ou recessos 230a, 230b (coletivamente recessos 230) está disposto dentro da superfície interna do acoplamento de trava 200 substancialmente nas mesmas posições circunferenciais e diferentes posições axiais. Como mostrado, os recessos 226 estão dispostos dentro da superfície interna do acoplamento de trava 200 em um ângulo de noventa graus circunferencialmente a partir dos recessos 224. Da mesma forma, os recessos 228 estão dispostos dentro da superfície interna do acoplamento de trava 200 em um ângulo de noventa graus circunferencialmente a partir dos recessos 226. Finalmente, os recessos 230 estão dispostos dentro da superfície interna do acoplamento de trava 200 em um ângulo de noventa graus circunferencialmente a partir dos recessos 228. De preferência, os recessos 224, 226, 228, 230 apenas se estendem parcialmente circunferencialmente sobre a superfície interna do acoplamento de trava 200. O perfil 208 incluindo os elementos de alinhamento circunferencial preferenciais cria um padrão de correspondência único operável para cooperar com um perfil chave externo associado com um conjunto de travas desejado para ancorar e orientar axialmente e circunferencialmente uma ferramenta de abertura de janela em uma orientação circunferencial desejada particular em relação à junta de janela da coluna de revestimento. O perfil específico de cada acoplamento de trava pode ser criado através da variação de um ou mais dos elementos ou parâmetros do mesmo. Por exemplo, a espessura, número e espaçamento relativo das ranhuras rebaixadas podem ser alterados, o espaçamento axial e circunferencial dos elementos de alinhamento circunferencial preferenciais pode ser alterado, a espessura axial e circunferencial dos elementos de alinhamento circunferencial preferenciais pode ser alterada, o número de elementos de alinhamento circunferencial preferenciais pode ser alterado e assim por diante. Com referência a seguir à figura 8, um conjunto de âncoras representado como um conjunto de travas operável para uso com um intensificador de pressão hidráulica para a construção do furo de poço multilateral da presente invenção é representado e, geralmente, designado por 250. O conjunto de travas 250 inclui um alojamento de trava 252 que pode ser acoplado a outras ferramentas ou tubulares tais como um intensificador de pressão hidráulica através de conexões enroscadas 254, 256. O alojamento de trava 252 tem uma pluralidade de aberturas alongadas 258 formadas através do mesmo. Uma pluralidade de chavetas operadas por mola 260 se estende através de aberturas alongadas 258. As chavetas 260 são radialmente inclinadas externamente por molas Belleville 262, 264 que impulsionam cunhas cônicas 266, 268 sob as chavetas 260 de cima para baixo. O alinhamento entre as chavetas 260 e aberturas 258, assim como espaçamento adequado entre as chavetas 260 são mantidos pelo alojamento de trava 252, que também limita as chavetas de deslocamento externo 260.

As funções de ancoragem e orientação do conjunto de travas 250 com um acoplamento de trava tendo o perfil de correspondência apropriado são realizadas pelo engate entre os perfis externos 270 formados em cada uma das chavetas 260 e perfil interno e elementos de alinhamento circunferencial preferenciais formados no acoplamento de trava. Perfis diferentes 270 são formados nas chavetas 260 do conjunto de trava 250, para corresponder às porções radiais diferentes do perfil interno e elementos de alinhamento circunferencial preferenciais formados no acoplamento de trava. Quando o conjunto de travas 250 é disposto dentro do acoplamento de trava correspondente, os perfis 270 nas chavetas 260 inicialmente encaixam no perfil interno e, assim, impedem deslocamento longitudinal adicional do conjunto de travas 250 em relação ao acoplamento de trava. O conjunto de travas 250 é, então, girado dentro do acoplamento de trava, até que cada um dos perfis 270 encaixa nos correspondentes elementos de alinhamento circunferencial preferenciais formados no acoplamento de trava, impedindo assim o deslocamento rotacional adicional do conjunto de travas 250 em relação ao acoplamento de trava. O conjunto de travas 250 inclui um furo central 272 que permite que os fluidos e outras ferramentas ou tubulares, tal como tubos de perfuração passem através do mesmo.

Com referência a seguir às figuras 9A a 9B, as seções axiais consecutivas de um intensificador de pressão hidráulica para a construção do furo de poço multilateral da presente invenção são representadas e geralmente designadas por 300. O intensificador de pressão hidráulica 300 inclui um alojamento externo representado como membro de alojamento superior 302 e membro de alojamento inferior 304 que são acoplados de forma roscável e vedável em 306. O membro de alojamento superior 302 pode ser acoplado a outras ferramentas ou tubulares como um conjunto de travas através de uma conexão enroscada 308. O membro de alojamento superior 302 tem uma ranhura radialmente reduzida 310. Posicionado deslizavelmente dentro do membro de alojamento superior 302 está um pistão 312. O pistão 312 inclui uma pluralidade de aberturas 314 na porção de parede lateral do mesmo. Uma pluralidade de terminais 316 está posicionada dentro de aberturas 314. Um par de vedações representado como O-rings 318, 320, fornece um engate de vedação entre o pistão 312 e o interior do membro de alojamento superior 302. Posicionada deslizavelmente dentro do pistão 312 está uma ferramenta de passagem 322. A ferramenta de passagem 322 pode ser acoplada a outras ferramentas ou tubulares, tal como uma coluna de perfuração através de uma conexão enroscada 324. Como ilustrado, a ferramenta de passagem 322 sustenta os terminais 316 na ranhura 310 que inicialmente impede o movimento longitudinal relativo entre o pistão 312 e o membro de alojamento superior 302. De preferência, a ferramenta de passagem 322 é inicialmente presa longitudinalmente em relação ao membro de alojamento superior 302, por exemplo, uma conexão de pinos de cisalhamento entre a ferramenta de passagem 322 ou um tubular fixo na mesma e o conjunto de travas acoplado ao membro de alojamento superior 302.

Posicionado abaixo do pistão 302 está um pistão 326. Um par de vedações representado como O-rings 328, 330, fornece um engate de vedação entre o pistão 326 e o interior do membro de alojamento superior 302. Um segundo par de vedações representado como O-rings 332, 334, fornece um engate de vedação entre o pistão 326 e o interior do membro de alojamento inferior 304. Juntos, o pistão 312 e o pistão 326 podem ser denominados como um conjunto de pistões. Uma câmara atmosférica ou de baixa pressão 336 é definida entre o pistão 326 e o interior do membro de alojamento superior 302. A câmara atmosférica 336 de preferência contém um fluido compressivel, como o gás nitrogênio. Uma câmara hidráulica opcional 338 é definida entre o pistão 326 e o interior do membro de alojamento inferior 304. O pistão 326 inclui um conjunto de amortecimento representado como uma pluralidade de jatos 340 operável para controlar a taxa de transferência de fluido hidráulico entre os mesmos em modalidades que utilizam um fluido dentro da câmara hidráulica 338. Além disso, na sua extremidade inferior, o pistão 326 inclui um conector 342 para acoplamento do pistão 326 a outras ferramentas, tal como uma das ferramentas de abertura de janela discutidas acima.

De preferência, o intensificador de pressão hidráulica 300 é operado usando a pressão hidrostática no furo de poço. Alternativamente, a pressão no furo de poço pode ser intensificada pela adição de pressão adicional na superfície. Em ambos os casos, a operação do intensificador de pressão hidráulica 300 é baseada nas áreas diferenciais do pistão 312 e pistão 326. Em uma modalidade, o pistão 312 pode ter um diâmetro de aproximadamente 8 polegadas e o pistão 326 pode ter um diâmetro de aproximadamente 2 polegadas. A área de superfície calculada do pistão 312 é de aproximadamente 50,26 in2 e a área de superfície calculada do pistão 326 é de aproximadamente 3,14 in2. A diferença entre essas duas áreas de superfície é de aproximadamente 47,12 in2. Neste exemplo, se o pistão 312 e o pistão 326 estão em um ambiente de pressão de 5.000 libras por polegada quadrada, esta pressão que atua nas áreas diferenciais do pistão 312 e pistão 326 cria uma força resultante que pode ser exercida pelo pistão 326 de aproximadamente 235.650 libras de força. Esta força descendente é exercida pelo pistão 326 quando a ferramenta de passagem 322 é deslocada para cima com relação ao pistão 312 que deixa de sustentar os terminais 316 permitindo que o pistão 312 e o pistão 326 se movam longitudinalmente descendente em relação ao membro de alojamento superior 302 e membro de alojamento inferior 304, como melhor visto nas figuras IOA a 10B. A velocidade desse movimento pode ser regulada, forçando o fluido de operação opcional na câmara hidráulica 338 através de jatos 340. O movimento descendente e a força descendente do pistão 326 operam em uma ferramenta de abertura de janela para criar a janela desejada em uma coluna de revestimento. Embora esta invenção tenha sido descrita com referência a modalidades ilustrativas, esta descrição não é destinada a ser interpretada em um sentido de limitação. Várias modificações e combinações das modalidades ilustrativas, bem como outras modalidades da invenção serão evidentes para pessoas versadas na técnica mediante referência à descrição. Portanto, pretende-se que as reivindicações anexas englobem quaisquer dessas modificações ou modalidades.

Claims

1. Sistema para abrir uma janela em uma coluna de revestimento posicionada em um furo de poço, o sistema caracterizado pelo fato de compreender: - um intensificador de pressão hidráulica tendo um alojamento e um conjunto de pistões com uma área de pistão diferencial, o conjunto de pistões longitudinalmente deslocável em relação ao alojamento, o conjunto de pistões inicialmente fixado em relação ao alojamento para impedir o movimento longitudinal entre os mesmos; - um conjunto de âncoras operavelmente associado com o intensificador de pressão hidráulica, o conjunto de âncoras operável para prender longitudinalmente o intensificador de pressão hidráulica dentro da coluna de revestimento; e - uma ferramenta de abertura de janela operavelmente associada com o intensificador de pressão hidráulica e operavelmente encaixável na coluna de revestimento tal que quando o conjunto de âncoras é longitudinalmente fixado dentro da coluna de revestimento e o conjunto de pistões não é fixado com relação ao alojamento à pressão hidrostática no furo de poço, o movimento longitudinal do conjunto de pistões transmite uma força para a ferramenta de abertura de janela, assim, abrindo a janela na coluna de revestimento.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a coluna de revestimento compreender ainda uma coluna de revestimento de furo de poço principal.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a coluna de revestimento compreender ainda uma coluna de revestimento de furo de poço lateral.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo ' fato de o conjunto de pistões ser inicialmente fixado com relação ao alojamento através de uma pluralidade de terminais se estendendo através das aberturas do conjunto de pistões e radialmente sustentado em uma ranhura do alojamento.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o conjunto de pistões não ser fixado com relação ao alojamento deslocando longitudinalmente uma ferramenta de passagem para soltar a pluralidade de terminais.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o conjunto de pistões compreender ainda um primeiro pistão tendo uma primeira área transversal e um segundo pistão operavelmente associado com o primeiro pistão e tendo uma segunda área transversal, a primeira área transversal sendo maior que a segunda área transversal.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o conjunto de pistões compreender ainda um conjunto de amortecimento operável para controlar a velocidade do movimento longitudinal do conjunto de pistões.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o conjunto de amortecimento ser operável para controlar a taxa de transferência de fluido hidráulico através do mesmo.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o conjunto de âncora compreender ainda um conjunto de travas.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a ferramenta de abertura de janela ser selecionada do grupo que consiste em uma ferramenta de corte, uma ferramenta de recuperação e uma ferramenta de penetração.

11. Método para abrir uma janela em uma coluna de revestimento posicionada em um furo de poço, dito método caracterizado pelo fato de compreender: - passar um intensificador de pressão hidráulica tendo um alojamento e um conjunto de pistões com uma área de pistão diferencial na coluna de revestimento, o conjunto de pistões inicialmente fixado em relação ao alojamento para impedir o movimento longitudinal entre os mesmos; posicionar uma ferramenta de abertura de janela operavelmente associada com o intensificador de pressão hidráulica em uma localização alvo na coluna de revestimento; 'V- - prender longitudinalmente o intensificador de pressão hidráulica dentro da coluna de revestimento com um % conjunto de âncoras; desprender o conjunto de pistões em relação ao alojamento à pressão hidrostática no furo de poço; e mover longitudinalmente o conjunto de pistões para transmitir uma força para a ferramenta de abertura de janela, assim, abrindo a janela na coluna de revestimento.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a passagem de um intensificador de pressão hidráulica tendo um alojamento e um conjunto de pistões com uma área de pistão diferencial na coluna de revestimento compreender ainda a passagem do intensificador de pressão hidráulica para uma coluna de revestimento do furo de poço principal.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a passagem de um * intensificador de pressão hidráulica tendo um alojamento e um conjunto de pistões com uma área de pistão diferencial na coluna de revestimento compreender ainda a passagem do intensificador de pressão hidráulica para uma coluna de revestimento de furo de poço lateral.

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender a sustentação radial de uma pluralidade de terminais se estendendo através das aberturas do conjunto de pistões em uma ranhura do alojamento para inicialmente prender o conjunto de pistões em relação ao alojamento.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de desprender o pistão em relação ao alojamento à pressão hidrostática no furo de poço compreendendo ainda deslocar longitudinalmente uma ferramenta de passagem para soltar a pluralidade de terminais.

16. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o conjunto de pistões compreender ainda um primeiro pistão tendo uma primeira área transversal e um segundo pistão operavelmente associado com o primeiro pistão e tendo uma segunda área transversal, a primeira área transversal sendo maior do que a segunda área transversal.

17. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender ainda controlar a velocidade do movimento longitudinal do conjunto de pistões com um conjunto de amortecimento do conjunto de pistões.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de o controle da velocidade do movimento longitudinal do conjunto de pistões com um conjunto de amortecimento compreender ainda o controle da taxa de transferência de fluido hidráulico através do conjunto de amortecimento.

19. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de prender, longitudinalmente, o intensificador de pressão hidráulica dentro da coluna de revestimento com o conjunto de âncoras compreendendo ainda o encaixe de um conjunto de travas com um acoplamento de trava da coluna de revestimento.

20. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de abrir a janela na coluna de revestimento compreender ainda cortar a janela na coluna de revestimento.

21. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de abrir a janela na coluna de revestimento compreender ainda remover um inserto de janela da coluna de revestimento.

22. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de abrir a janela na coluna de revestimento compreende ainda penetrar na coluna de revestimento para abrir uma janela de pré-corte na coluna de revestimento.