BRPI1103371A2 - aparelho para referenciar a profundidade de colunas tubulares em um poço, sistema para referenciar profundidade e instalar colunas tubulares em um poço, e método para referenciar a profundidade de colunas tubulares em um poço - Google Patents
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Abstract
APARELHO PARA REFERENCIAR A PROFUNDIDADE DE COLUNAS TUBULARES EM UM POçO, SISTEMA PARA REFERENCIAR PROFUNDIDADE E INSTALAR COLUNAS TUBULARES EM UM POçO, E MéTODO PARA REFERENCIAR A PROFUNDIDADE DE COLUNAS TUBULARES EM UM POçO. Um aparelho (100) para referenciar em profundidade colunas tubulares em um poço. O aparelho (100) inclui um acoplamento de referência de profundidade (102) tendo um perfil (112) que é posicionado em uma primeira coluna, tubular. A primeira coluna tubular tem um comprimento pré-determinado entre o acoplamento de referência de profundidade (102) e um ponto de referência pré-determinado. O aparelho (100) também inclui um conjunto indicador (118) tendo um perfil combinado (128) operável para engatar o perfil (112) do acoplamento de referência de profundidade (102) que é posicionado em uma segunda coluna tubular. Em operação, a segunda coluna tubular é corrida na primeira coluna tubular até que o perfil combinado (128) do conjunto indicador (118) engate o perfil (112) do acoplamento de referência de profundidade (102), permitindo desta forma o referenciamento de profundidade confiável das colunas tubulares.
Description
"APARELHO PARA REFERENCIAR A PROFUNDIDADE DE COLUNAS TUBULARES EM UM POÇO, SISTEMA PARA REFERENCIAR PROFUNDIDADE E INSTALAR COLUNAS TUBULARES EM UM POÇO, E MÉTODO PARA REFERENCIAR A PROFUNDIDADE DE COLUNAS TUBULARES EM UM POÇO"
Campo técnico da invenção
Esta invenção se relaciona, em geral, com equipamentos utilizados em conjunção com operações executadas em relação a poços subterrâneos e, em particular com um aparelho e método para referenciar em profundidade colunas tubulares de poços. Antecedentes da invenção
Sem limitar o escopo da presente invenção, seus antecedentes serão descritos em relação à construção de poços submarinos, como um exemplo.
Ao construir poços submarinos, numerosas colunas tubulares bem como outras ferramentas e equipamentos são instalados dentro do poço. Controlar a profundidade e saber o espaçamento destas colunas tubulares, ferramentas e equipamentos no poço é altamente desejável para completar com sucesso e eficiência o poço. Foi descoberto, entretanto, que em muitas aplicações submarinas onde a sonda de perfuração está sujeita a ser agitada devido às predominantes condições e estado do mar, conseguir o controle desejado de profundidade e espaçamento é um desafio considerável.
Em aplicações submarinas, a cabeça de poço submarino é tipicamente o ponto de referência fixo para todas as operações do poço. Embora cada uma das várias colunas de carcaça possa se estender a partir da cabeça de poço, muitos poços são construídos usando uma ou mais colunas de revestimentos, que são colunas de carcaças que não se estendem até a cabeça de poço, mas ao contrário são ancoradas ou suspensas a partir do interior do fundo da coluna de carcaça anterior. Tipicamente, tais colunas lineares são suspensas dentro da carcaça anterior usando um cabide de revestimento, cabides de telas ou dispositivos similares tipo condicionadores. Devido ao movimento das ondas, a sonda de perfuração está constantemente se movendo para cima e para baixo em relação à cabeça de poço, Na prática convencional, este movimento tem limitado a precisão com a qual uma coluna de revestimento pode ser localizada e ancorada em uma carcaça anterior. Depois disto, uma vez que nem a coluna de revestimento ou o cabide de revestimento estão referenciados em profundidade com o cabeçote de poço submarino, existe incerteza com relação à profundidade exata destes componentes bem como qualquer adicional coluna de revestimento, ferramentas ou equipamentos instalados subseqüentemente dentro de tal coluna de revestimento.
Portanto, uma necessidade surgiu de um aparelho e método que permitirão o referenciamento de profundidade de colunas tubulares em instalações de poços submarinos. Uma necessidade também surgiu de um tal aparelho e método que possam superar o movimento constante para cima e para baixo da sonda de perfuração em relação ao cabeçote de poço durante instalações de poços submarinos. Adicionalmente, uma necessidade surgiu de um tal aparelho e método que possam reduzir a incerteza relacionada com a profundidade de colunas de revestimentos, ferramentas ou outros equipamentos instalados subseqüentemente dentro de uma coluna de revestimento anterior. Sumário da invenção
A presente invenção divulgada aqui é dirigida a um aparelho e método para referenciar em profundidade colunas tubulares de poços. O aparelho e método da presente invenção são operáveis para superar o constante movimento para cima e para baixo da sonda de perfuração em relação ao cabeçote de poço durante as instalações do poço submarino. Em adição, o aparelho e método da presente invenção são operáveis para reduzir a incerteza relacionada com a profundidade de colunas de revestimento, ferramentas ou outros equipamentos instalados subseqüentemente dentro de uma coluna de revestimento referenciada em profundidade.
Em um aspecto, a presente invenção é dirigida a um aparelho para referenciar em profundidade colunas tubulares em um poço. 0 aparelho inclui um acoplamento de referência de profundidade posicionado em uma primeira coluna tubular. Δ primeira coluna tubular tem um comprimento pré-determinado entre o acoplamento de referência de profundidade e um ponto de referência pré- determinado. 0 acoplamento de referência de profundidade tem um perfil. O aparelho também inclui um conjunto indicador posicionado em uma segunda coluna tubular. O conjunto indicador tem um perfil combinado operável para contatar o perfil do acoplamento de referência de profundidade. Em operação, a segunda coluna tubular é corrida na primeira coluna tubular até que o perfil combinado do conjunto indicador contate o perfil do acoplamento de referência de profundidade, estabelecendo desta forma referenciamento de profundidade confiável das colunas tubulares.
Em uma configuração, o acoplamento de referência de profundidade é operável para conectar dois membros tubulares adjacentes da primeira coluna tubular. Em uma outra configuração, o perfil do acoplamento de referência de profundidade inclui pelo menos um recesso circunferencial disposto em uma superfície interna do mesmo. Em uma configuração adicional, o perfil do acoplamento de referência de profundidade inclui múltiplos recessos circunferenciais dispostos em uma superfície interna do mesmo.
Em uma configuração, o conjunto indicador é na forma de um acoplamento indicador que é operável para conectar dois membros tubulares adjacentes da segunda coluna tubular. Em uma outra configuração, o perfil combinado do conjunto indicador inclui uma pluralidade de chavetas de localização. Em uma configuração adicional, o perfil combinado do conjunto indicador inclui um conjunto de pinça.
Em um outro aspecto, a presente invenção é dirigida a um sistema para referenciar em profundidade e instalar colunas tubulares em um poço. 0 sistema inclui um acoplamento de referência de profundidade posicionado em uma primeira coluna tubular instalada no poço. Ά primeira coluna tubular tem um comprimento pré-determinado entre o acoplamento de referência de profundidade e um ponto de referência pré-determinado. 0 acoplamento de referência de profundidade tem um perfil. Um conjunto indicador é posicionado em uma segunda coluna tubular. O conjunto indicador tem um perfil combinado operável para contatar o perfil do acoplamento de referência de profundidade. Um conjunto de coluna de serviço que é liberavelmente engatável com a segunda coluna tubular é operável para correr a segunda coluna tubular na primeira coluna tubular até que o perfil combinado do conjunto indicador contate o perfil do acoplamento de referência de profundidade. Uma ferramenta de suspensão posicionada na segunda coluna tubular é seletivamente operável para suportar a segunda coluna tubular dentro da primeira coluna tubular.
Em uma configuração, o conjunto indicador é posicionado no poço da ferramenta de suspensão na segunda coluna tubular. Em uma outra configuração, o conjunto indicador é posicionado no poço acima da ferramenta de suspensão na segunda coluna tubular. Nesta configuração, o conjunto indicador pode ser recuperável para a superfície com o conjunto de coluna de serviço uma vez que a ferramenta de suspensão tenha sido atuada.
Em um aspecto adicional, a presente invenção é dirigida a um método para referenciar em profundidade colunas tubulares em um poço. O método inclui instalar uma primeira coluna tubular no poço, a primeira coluna tubular tendo um acoplamento de referência de profundidade posicionado nela, o acoplamento de referência de profundidade tendo um perfil; determinar a profundidade do acoplamento de referência de profundidade em relação a um ponto de referência pré-determinado; correr uma segunda coluna tubular na primeira coluna tubular, a segunda coluna tubular tendo um conjunto indicador posicionado nela, o conjunto indicador tendo um perfil combinado; e engatar o perfil combinado do conjunto indicador com o perfil do acoplamento de referência de profundidade.
0 método também pode incluir conectar membros tubulares adjacentes da primeira coluna tubular com o acoplamento de referência de profundidade, determinar a profundidade do acoplamento de referência de profundidade em relação a um ponto de referência da cabeça de poço, determinar a profundidade do acoplamento de referência de profundidade em relação a um ponto de referência em uma terceira coluna tubular, conectar dois membros tubulares adjacentes da segunda coluna tubular com o conjunto indicador, engatar uma pluralidade de chavetas de localização do conjunto indicador com o perfil do acoplamento de referência de profundidade ou engatar um conjunto de pinça do conjunto indicador com o perfil do acoplamento de referência de profundidade. Descrição resumida dos desenhos
Para uma compreensão mais completa das características e vantagens da presente invenção, referência é feita agora à descrição detalhada da invenção junto com as figuras anexas nas quais numerais correspondentes nas diferentes figuras se referem a partes correspondentes e nas quais: A figura 1 é uma ilustração esquemática de uma instalação de perfuração e produção submarina posicionada acima de um poço submarino operando conjuntos de referenciamento de profundidade de acordo com uma configuração da presente invenção;
A figura 2 é uma vista de seção transversal, parcialmente em corte de um quarto, de um acoplamento de referência de profundidade de acordo com uma configuração da presente invenção; β A figura 3 é uma vista de seção transversal, parcialmente em corte de um quarto, de um acoplamento de referência de profundidade de acordo com uma configuração da presente invenção;
A figura 4 é uma vista de seção transversal, parcialmente em corte de um quarto, de um acoplamento de referência de profundidade de acordo com uma configuração da presente invenção;
A figura 5 é uma vista de seção transversal, parcialmente em corte de um quarto, de um acoplamento de referência de profundidade de acordo com uma configuração da presente invenção; e
A figura 6 é uma vista de seção transversal, parcialmente em corte de um quarto, de um acoplamento de referência de profundidade de acordo com uma configuração da presente invenção.
Descrição detalhada da invenção
Embora a produção e uso de várias configurações da presente invenção sejam discutidas em detalhes abaixo, deve ser apreciado que a presente invenção provê muitos conceitos inventivos aplicáveis que podem ser configurados em uma ampla variedade de contextos específicos. As configurações específicas discutidas aqui são meramente ilustrativas de modos específicos para produzir e usar a invenção, e não delimitam o escopo da presente invenção.
Referindo-se inicialmente à figura 1, um poço submarino está sendo construído utilizando o aparelho, sistema e método da presente invenção para referenciamento de profundidade de coluna tubular que é esquematicamente ilustrada e geralmente designada 10. Uma instalação de plataforma flutuante de perfuração e produção de petróleo e gás 12 está posicionada sobre um poço submarino 14 abaixo do leito do oceano 16. Um conduto submarino 18 se estende da instalação flutuante 12 até uma instalação de poço submarino 20.
O poço penetra nos vários estratos de terra para formar o poço 22. Disposta dentro do poço 22 está uma coluna de carcaça 24, tal como uma carcaça condutora, que é preferivelmente cimentada dentro do poço 22. A coluna de carcaça 24 é tipicamente formada a partir de uma pluralidade de tubos de aço que têm rosca macho em cada extremidade e conectados com comprimentos curtos de tubos roscados fêmeas duplos chamados acoplamentos. Na configuração ilustrada, somente o acoplamento especial da presente invenção está representado separadamente da coluna de carcaça 24. Especificamente, um acoplamento de referência de profundidade 26 forma uma porção da coluna de carcaça 24 conectando dois membros de carcaça adjacentes entre si.
Parcialmente disposta dentro e se estendendo além da coluna de carcaça 24 está uma coluna de carcaça 28, tal como uma carcaça intermediária, que é preferivelmente cimentada dentro do poço 22 e construída de uma pluralidade de tubos de aço roscados machos conectados com acoplamentos roscados fêmeas duplos entre eles. Na configuração ilustrada, somente os acoplamentos especiais da presente invenção estão representados separadamente da coluna de carcaça 28. Especificamente, um conjunto indicador representado como um acoplamento indicador 30 conecta dois membros de carcaça adjacentes entre si e um acoplamento de referência de profundidade 32 conecta dois membros de carcaça adjacentes entre si. Alternativamente, o conjunto indicador pode ser na forma de uma luva ou mandril posicionado em um local conhecido externamente à coluna de carcaça 28 sem prover a função de acoplamento. Na configuração ilustrada, a coluna de carcaça 28 é suportada dentro da coluna de carcaça 24 por uma ferramenta de suspensão 34 que pode ser um cabide de revestimento, um cabide de tela, um dispositivo tipo condicionador ou outro conjunto adequado de selagem e ancoragem.
Correntemente sendo instalada dentro e se estendendo além da coluna de carcaça 28 está uma coluna de carcaça 36, tal como uma carcaça de produção, que é preferivelmente cimentada dentro do poço 22 e construída de uma pluralidade de tubos de aço roscados machos conectados com acoplamentos roscados fêmeas duplos entre eles. Na configuração ilustrada, somente o acoplamento especial da presente invenção está representado separadamente da coluna de carcaça 36. Especificamente, um conjunto indicador representado com acoplamento indicador 38 conectando dois membros de carcaça adjacentes entre si. A coluna de carcaça 36 inclui uma ferramenta de suspensão 40 que suportará a coluna de carcaça 36 dentro da coluna de carcaça 28 mediante atuação. Na configuração ilustrada, a coluna de carcaça 36 correu poço abaixo na extremidade de uma coluna de trabalho ou coluna de serviço 42. Um conjunto de coluna de serviço 44 acopla liberavelmente a coluna de serviço 42 à coluna de carcaça 36.
Preferivelmente, a coluna de carcaça 24 é conectada com a instalação de poço submarino 20 via uma porção da cabeça de poço conhecida como um cabide de carcaça (não representado). A localização do cabide de carcaça é conhecida. Do mesmo modo, a distância que a coluna de carcaça 24 se estende para baixo para dentro do poço 22, o comprimento da coluna de carcaça, também é conhecida. O referenciamento de profundidade de qualquer local dentro da coluna de carcaça 24 pode, portanto ser realizado em relação à posição conhecida e fixa da cabeça de poço. Como tal, a localização do acoplamento de referência de profundidade 26 no poço pode ser precisamente determinada em relação à cabeça de poço.
Como ilustrado, a coluna de carcaça 28 foi instalada dentro da coluna de carcaça 24. Durante o processo de instalação, a coluna de carcaça 24 é corrida no poço em um transportador tal como uma coluna de serviço 42 até que o acoplamento indicador 30 da coluna de carcaça 28 engate com o acoplamento de referência de profundidade 26 da coluna de carcaça 24. Preferivelmente, o engate do acoplamento indicador 30 e acoplamento de referência de profundidade 26 é de natureza mecânica usando, por exemplo, um conjunto de pinça, chavetas de localização ou similares, como discutido abaixo, o que dispara uma resposta de peso corrente do revestimento na superfície quando a interação ocorre. Por exemplo, dependendo do design do acoplamento indicador 30 e acoplamento de referência de profundidade 26 um aumento de 20.000 libras ou mais em peso corrente do revestimento que pode ser usado como o sinal que o acoplamento indicador 30 e o acoplamento de referência de profundidade 26 se engataram. Depois disto, a ferramenta de suspensão 34 é atuada para prender seladamente e agarradamente a coluna de carcaça 28 dentro da coluna de carcaça 24. A localização do acoplamento de referência de profundidade 26 é sabida e, portanto a localização do acoplamento indicador 30 é conhecida. Do mesmo modo, o comprimento da coluna de carcaça 28 é conhecido. O referenciamento de profundidade de qualquer localização dentro da coluna de carcaça 28 pode, portanto ser realizado em relação à posição conhecida e fixa da cabeça de poço. Como tal, a localização do acoplamento de referência de profundidade 32 no poço pode ser precisamente determinada em relação à cabeça de poço. Como ilustrado adicionalmente, a coluna de carcaça 36 está sendo instalada dentro da coluna de carcaça 28. Durante este processo, a coluna de carcaça 36 é corrida no poço na coluna de serviço 42 até que o acoplamento indicador 30 da coluna de carcaça 36 engate com o acoplamento de referência de profundidade da coluna de carcaça 28. Preferivelmente, o engate do acoplamento indicador 38 e acoplamento de referência de profundidade 32 dispara uma resposta de peso corrente do revestimento na superfície quando a interação ocorre. Depois disto, a ferramenta de suspensão 40 pode ser atuada para seladamente e agarradamente prender a coluna de carcaça 36 dentro da coluna de carcaça 28. A localização do acoplamento de referência de profundidade 32 é sabida e portanto a localização do acoplamento indicador 38 é conhecida. Do mesmo modo, o comprimento da coluna de carcaça 36 é sabido. 0 referenciamento de profundidade de qualquer localização dentro da coluna de carcaça 36 pode portanto ser realizado em relação à posição conhecida e fixa da cabeça de poço.
Apesar de a figura 1 representar um poço tendo três colunas de carcaça, deve ficar entendido por aqueles experientes na técnica que qualquer número de colunas de carcaça podem ser instaladas dentro de um poço sem se desviar dos princípios da presente invenção. Em adição, apesar de a figura 1 representar um ambiente de poço fora da costa, deve ficar entendido por aqueles experientes na técnica que os aparelhos, sistemas e métodos da presente invenção são igualmente bem adequados para uso em associação com operações de poços na costa. Adicionalmente, apesar de a figura 1 representar um poço vertical, deve ficar entendido por aqueles experientes na técnica que os aparelhos, sistemas e métodos da presente invenção são igualmente bem adequados para uso em poços tendo outras configurações direcionais incluindo poços horizontais, poços desviados, poços inclinados, poços multilaterais e similares. Consequentemente, deve ficar entendido por aqueles experientes na técnica que o uso de termos direcionais tais como acima, abaixo, superior, inferior, para cima, para baixo, esquerda, direita, poço acima, poço abaixo e similares são usados em relação às configurações ilustrativas como elas estão representadas nas figuras, a direção para cima sendo no sentido da parte de cima da figura correspondente e a direção para baixo sendo no sentido da parte de baixo da figura correspondente, a direção poço acima sendo no sentido da superfície do poço e a direção poço abaixo sendo no sentido do pé do poço.
Referindo-se a seguir à figura 2, uma configuração de um conjunto de referenciamento de profundidade é representada e designada geralmente 100. O conjunto de referenciamento de profundidade 100 inclui um acoplamento de referência de profundidade 102 que conecta ou une o membro tubular 104 e membro tubular 106 através de conexões roscadas 108 e 110, respectivamente. Adicionalmente, o acoplamento de referência de profundidade 102 inclui um perfil interno representado como uma fenda ou recesso circunferencial 112 que é disposto substancialmente dentro ou próximo à superfície interna do acoplamento de referência de profundidade 102. O recesso 112 preferivelmente tem uma superfície inferior quadrada 114 e uma superfície superior inclinada ou em rampa 116 que provê uma resistência pré-determinada ao movimento de um perfil combinado recebido nela, como explicado abaixo.
O conjunto de referenciamento de profundidade 100 inclui adicionalmente um conjunto indicador representado como acoplamento indicador 118 que conecta ou une o membro tubular 120 e membro tubular 122 por conexões roscadas 124 e 126, respectivamente. 0 acoplamento indicador 118 inclui um perfil combinado representado como conjunto de pinça 128, que tem uma pluralidade de dedos de pinça 130 que estão dispostos circunferencialmente sobre a superfície externa do mesmo. Cada um dos dedos de pinça 130 inclui uma cabeça ou protuberância 132 que é conformada e dimensionada para engatar com o recesso 112. Embora um número particular de dedos de pinça 130 sejam mostrados, o acoplamento indicador 118 pode inclui um número maior ou menor de dedos de pinça 130. Também, apesar de o conjunto de pinça estar representado como tendo dedos de pinça 130 com uma única cabeça 132 nas extremidades dos mesmos, deve ficar entendido por aqueles experientes na técnica que os dedos de pinça podem ter alternativamente protuberâncias em outros locais axiais ao longo do comprimento dos dedos de pinça ou pode ter múltiplas protuberâncias ao longo do comprimento dos dedos de pinça incluindo ou excluindo a extremidade dos dedos de pinça desde que o perfil combinado do conjunto de pinça combine ou seja capaz de engatar com o perfil do correspondente acoplamento de referência de profundidade. Como ilustrado, os dedos de pinça 130 são preferivelmente retráteis, tal que eles possam ser posicionados ou forçados para dentro quando corridos para posição e então estendidos para fora para engate com o recesso 112. Preferivelmente, o recesso 112 é formado na superfície ou parede interna do acoplamento de referência de profundidade 102 tal que ele proveja um perfil ou formato único para engatar um particular perfil combinado do acoplamento indicador 118. Por exemplo, a superfície inferior 114 do recesso 112 tem um ressalto substancialmente quadrado para engatar uma superfície ou porção similarmente com formato quadrado das protuberâncias 132 para permitir uma resposta de peso corrente do revestimento significativa ser registrada. Do mesmo modo, a superfície superior 116 do recesso 112 é inclinada ou em rampa para engatar um lado ou porção similarmente com formato em rampa das protuberâncias 132 para permitir os dedos de pinça 130 serem desengatados do recesso 112 permitindo desta forma um movimento para cima da coluna tubular interna em relação à coluna tubular externa se desejado. Como discutido acima, o acoplamento de referência de profundidade 102 e membros tubulares 104, 106 são preferivelmente parte de uma coluna de carcaça externa, tal como a coluna de carcaça 24. Do mesmo modo, o acoplamento indicador 118 e membros tubulares 120, 122 são preferivelmente parte de uma coluna de carcaça interna, tal como a coluna de carcaça 28. Neste exemplo, a coluna de carcaça externa terá uma extremidade superior que é engatada ou suportada por um conjunto ou aparelho, tal com uma instalação de poço submarino 20 tendo uma posição conhecida ou fixa. 0 comprimento da coluna de carcaça externa entre a extremidade suportada superior e a localização do acoplamento de referência de profundidade 102 é pré-determinado e conhecido, permitindo assim o referenciamento de profundidade com a extremidade suportada superior. Uma vez que o acoplamento indicador 118 engatou o acoplamento de referência de profundidade 102, a localização do acoplamento indicador 118 é agora conhecida. Adicionalmente, o comprimento da coluna de carcaça interna entre o acoplamento indicador 118 e sua extremidade inferior é pré-determinado ou conhecido, provendo desta forma referenciamento de profundidade confiável para qualquer localização ao longo do comprimento do sistema de carcaças combinadas. Como discutido acima, a coluna de carcaça interna também pode utilizar um acoplamento de referência de profundidade próximo a sua extremidade inferior tal que uma outra coluna de carcaça interna possa ser instalada nela e referenciada em profundidade com uma localização conhecida e fixa.
Referindo-se a seguir à figura 3, uma configuração de um conjunto de referenciamento de profundidade é representado e designado geralmente 200. O conjunto de referenciamento de profundidade 200 inclui um acoplamento de referência de profundidade 202 que conecta ou une o membro tubular 204 e o membro tubular 20 6 por conexões roscadas 208 e 210, respectivamente. Adicionalmente, o acoplamento de referência de profundidade 202 inclui um perfil interno representado como um par de fendas ou recessos circunferenciais 212, 214 que são dispostos substancialmente dentro ou próximos à superfície interna do acoplamento de referência de profundidade 202. Na configuração ilustrada, cada recesso 212, 214 tem superfícies inferiores quadradas e superfícies superiores inclinadas ou em rampa que provêem uma resistência pré- determinada ao movimento de um perfil combinado recebido nela, como explicado abaixo. O conjunto de referenciamento de profundidade 200 inclui adicionalmente um conjunto indicador representado como acoplamento indicador 218 que conecta ou une o membro tubular 220 e membro tubular 222 pelas conexões roscadas 224 e 226, respectivamente. O acoplamento indicador 218 inclui um perfil combinado representado como um conjunto de trava 228, o qual tem uma pluralidade de chavetas de localização 230 que são circunferencialmente dispostas sobre a superfície externa do mesmo. Cada uma das chavetas de localização 230 inclui um par de protuberâncias 232, 234 que são conformadas e dimensionadas para engatar com os recessos 212, 214 do acoplamento de referência de profundidade 202. Embora um número particular de chavetas de localização 230 sejam mostradas, o acoplamento indicador 218 pode incluir um número maior ou menor de chavetas de localização 230. Também apesar do conjunto de trava 228 ser representado como tendo chavetas de localização 230 com um par de protuberâncias 232, 234, deve ficar entendido por aqueles experientes na técnica que as chavetas de localização podem alternativamente ter qualquer tipo ou design de perfil combinado desde que ele combine ou seja capaz de engatar com o perfil do correspondente acoplamento de referência de profundidade.
Como ilustrado, as chavetas de localização 230 são preferivelmente retráteis, tal que elas possam ser posicionadas ou forçadas para dentro quando corridas para posição e então se estender para fora para engatar com os recessos 212, 214. Na configuração ilustrada, molas 236, 238 provêem a força de pressionamento para fora. Preferivelmente, os recessos 212, 214 são formados na superfície ou parede interna do acoplamento de referência de profundidade 202 e provêem um perfil ou formato único para engatar um particular perfil combinado do acoplamento indicador 218. Por exemplo, as superfícies inferiores dos recessos 212, 214 têm um ressalto substancialmente quadrado para engatar uma superfície ou porção com formato similarmente quadrado das protuberâncias 232, 234 para permitir uma resposta de peso corrente de revestimento significativa ser registrada. Do mesmo modo, as superfícies superiores dos recessos 212, 214 são inclinadas ou em rampa para engatar um lado ou porção similarmente conformado em rampa das protuberâncias 232, 234 para permitir as chavetas de localização 230 serem desengatadas dos recessos 212, 214 permitindo desta forma um movimento para cima da coluna tubular interna em relação à coluna tubular externa se desej ado.
Como discutido acima, o acoplamento de referência de profundidade 202 e membros tubulares 204, 206 são preferivelmente parte de uma coluna de carcaça externa, tal como a coluna de carcaça 24. Do mesmo modo, o acoplamento indicador 218 e membros tubulares 220, 222 são preferivelmente parte de uma coluna de carcaça interna, tal como a coluna de carcaça 28. Neste exemplo, a coluna de carcaça externa terá uma extremidade superior que é engatada ou suportada em um conjunto ou aparelho, tal como a instalação de poço submarino 20 tendo uma posição conhecida ou fixa. 0 comprimento da coluna de carcaça externa entre a extremidade suportada superior e a localização do acoplamento de referência de profundidade 202 é pré-determinado e conhecido, permitindo assim o referenciamento de profundidade com a extremidade suportada superior. Uma vez que o acoplamento indicador 218 engatou com o acoplamento de referência de profundidade 202, a localização do acoplamento indicador 218 é agora conhecida. Adicionalmente, o comprimento da coluna de carcaça interna entre o acoplamento indicador e sua extremidade inferior é pré-determinado ou conhecido, provendo desta forma referenciamento de profundidade confiável para qualquer localização ao longo do comprimento do sistema de carcaças combinadas. Como discutido acima, a coluna de carcaça interna também pode utilizar um acoplamento de referência de profundidade próximo a sua extremidade inferior tal que uma outra coluna de carcaça interna possa ser instalada nela e referenciada em profundidade com uma localização conhecida e fixa.
Referindo-se a seguir à figura 4, uma configuração de um conjunto de referenciamento de profundidade é representada e designada geralmente 300. O conjunto de referenciamento de profundidade 300 inclui um acoplamento de referência de profundidade 302 que conecta ou une o membro tubular 304 e o membro tubular 306 por conexões roscadas 308 e 310, respectivamente. Adicionalmente, o acoplamento de referência de profundidade 302 inclui um perfil interno representado como uma fenda ou recesso circunferencial 312 que é disposto substancialmente dentro ou próximo da superfície interna do acoplamento de referência de profundidade 302. O recesso 312 preferivelmente tem uma superfície inferior quadrada 314 e uma superfície superior inclinada ou em rampa 316 que provê uma resistência pré-determinada ao movimento de um perfil combinado recebido nela, como explicado abaixo. O conjunto de referenciamento de profundidade 300 inclui adicionalmente um conjunto indicador representado com acoplamento indicador 318 que conecta ou une o membro tubular 320 e membro tubular 322 por conexões roscadas 324 e 326, respectivamente. O acoplamento indicador 318 inclui um perfil combinado representado como o conjunto de pinça 328, que tem uma pluralidade de dedos de pinça 330 que são dispostos circunferencialmente sobre a superfície externa do mesmo. Cada um dos dedos de pinça 330 inclui uma cabeça ou protuberância 332 que é conformada e dimensionada para engatar com o recesso 312. Como ilustrado, os dedos de pinça 330 são preferivelmente retráteis, tal que eles possam ser posicionados ou forçados para dentro quando corridos para posição e então estendidos para fora para engatar com o recesso 312. Preferivelmente, o recesso 312 é formado na superfície ou parede interna do acoplamento de referência de profundidade 302 tal que ele proveja um perfil ou formato único para engatar um particular perfil combinado do acoplamento indicador 318. Como discutido acima, o acoplamento de referência de profundidade 302 e membros tubulares 304, 306 são preferivelmente parte de uma coluna de carcaça externa, tal como a coluna de carcaça 24. Do mesmo modo, o acoplamento indicador 318 e membros tubulares 320, 322 são preferivelmente parte de uma coluna de carcaça interna, tal como a coluna de carcaça 28. Ao contrário da configuração da figura 1, entretanto, a coluna de carcaça interna da figura 4 inclui uma ferramenta de suspensão 334 tendo um ou mais elementos de selagem 336 e um ou mais elementos de agarramento 338 que são posicionados poço abaixo do acoplamento indicador 318. Nesta configuração, uma vez que o acoplamento indicador 318 tenha engatado com o acoplamento de referência de profundidade 302 e a ferramenta de suspensão 334 tenha sido atuada, o acoplamento indicador 318 pode ser removido ou recuperado do poço com o transporte que carregou a coluna de carcaça interna poço abaixo tal como a coluna de trabalho ou coluna de serviço 42 discutida acima.
Referindo-se agora à figura 5, uma configuração de um conjunto de referenciamento de profundidade é representada e designada geralmente 400. 0 conjunto de referenciamento de profundidade 400 inclui um primeiro acoplamento de referência de profundidade 402 que conecta ou une o membro tubular 404 e membro tubular 40 6 por conexões roscadas 408 e 410, respectivamente. Adicionalmente, o acoplamento de referência de profundidade 402 inclui um perfil interno representado como uma fenda ou recesso circunferencial 412 tendo uma superfície inferior 414 e uma superfície superior 416. Nesta configuração, a superfície inferior 414 do recesso 412 pode ter um perfil de superfície ligeiramente arredondado ou em rampa para permitir um perfil combinado engatar com o recesso 412, mas permitindo-o passar pelo recesso 412 com força adequada. Tal perfil é usado como um sinal para o operador que o perfil combinado encontrou o recesso 412 e que a velocidade para baixo da coluna tubular deve ser diminuída para engatar com um segundo recesso como discutido abaixo.
0 conjunto de referenciamento de profundidade 400 inclui um segundo acoplamento de referência de profundidade 418 que conecta ou une o membro tubular 4 06 e membro tubular 420 por conexões roscadas 422 e 424, respectivamente. Adicionalmente, o acoplamento de referência de profundidade 418 inclui um perfil interno representado como uma fenda ou recesso circunf erencial 42 6 que é disposto substancialmente dentro ou próximo à superfície interna do acoplamento de referência de profundidade 418. 0 recesso 426 preferivelmente tem uma superfície inferior quadrada 428 e uma superfície superior inclinada ou em rampa 430 que formam lados do recesso 426.
0 conjunto de referenciamento de profundidade 400 inclui adicionalmente um conjunto indicador representado como acoplamento indicador 432 que conecta ou une o membro tubular 434 por conexões roscadas 436 e um membro tubular inferior (não representado). O acoplamento indicador 432 inclui um perfil combinado representado como conjunto de pinça 438, que tem uma pluralidade de dedos de pinça 440 que são dispostos circunferencialmente sobre a superfície externa do mesmo. Cada um dos dedos de pinça 440 inclui uma cabeça ou protuberância 4 42 que é conformada e dimensionada para engatar com os recessos 412 e 426 do acoplamento de referência de profundidade 402 e 418. Como ilustrado, os dedos de pinça 440 são preferivelmente retráteis, tal que eles possam ser posicionados ou forçados para dentro quando corridos para posição e então se estendam para fora para engatar com os recessos 412, 426. Na configuração ilustrada, o acoplamento indicador 432 primeiro engata o acoplamento de referência de profundidade 402 o qual provoca uma resposta de peso corrente do revestimento. Neste ponto, o operador recebeu um sinal que o acoplamento indicador 432 está próximo a sua profundidade desejada e cuidado adicional deve ser tomado ao prosseguir poço abaixo. Como a superfície inferior 414 do recesso 412 tem uma superfície em rampa, ela pode, por exemplo, requerer somente 10.000 libras de peso adicional para fazer o acoplamento indicador 432 passar pelo acoplamento de referência de profundidade 402. Logo depois disto, o acoplamento indicador 432 engata o acoplamento de referência de profundidade 418 o que provoca uma resposta de peso corrente do revestimento. Neste ponto, o operador sabe que o acoplamento indicador 432 alcançou sua profundidade desejada. Se existir qualquer dúvida com relação ao posicionamento correto, a coluna de carcaça pode ser levantada tal que o acoplamento indicador 432 possa novamente passar pelo acoplamento de referência de profundidade 402 e reengatar com o acoplamento de referência de profundidade 418.
Referindo-se agora à figura 6, uma configuração de um conjunto de referenciamento de profundidade é representada e designada geralmente 500. O conjunto de referenciamento de profundidade 500 inclui um primeiro acoplamento de referência de profundidade 502 que conecta ou une o membro tubular 504 e o membro tubular 506 por conexões roscadas 508 e 510, respectivamente. Adicionalmente, o acoplamento de referência de profundidade 502 inclui um perfil interno representado como uma fenda ou recesso circunferencial 512 tendo uma superfície inferior 514 e uma superfície superior inclinada ou em rampa 516. Nesta configuração, a superfície inferior 514 do recesso 512 pode ter uma superfície ligeiramente arredondada ou em rampa.
O conjunto de referenciamento de profundidade 500 também inclui um segundo acoplamento de referência de profundidade 518 que conecta ou une o membro tubular 520 e membro tubular 522 por conexões roscadas 524 e 526, respectivamente. Adicionalmente, o acoplamento de referência de profundidade 518 inclui um perfil interno representado como uma fenda ou recesso circunferencial 528 tendo uma superfície inferior 530 e uma superfície superior inclinada ou em rampa 532.
0 conjunto de referenciamento de profundidade 500 inclui adicionalmente um primeiro conjunto indicador representado como um acoplamento indicador 534 que conecta ou une o membro tubular 536 por conexões roscadas 538 e um membro tubular inferior (não representado). O acoplamento indicador 534 inclui um perfil combinado representado como conjunto de pinça 540, o qual tem uma pluralidade de dedos de pinça 542, cada um incluindo uma cabeça ou protuberância 544 que é conformada e dimensionada para contatar e passar pelo recesso 512 do acoplamento de referência de profundidade 502 e engatar com o recesso 528 do acoplamento de referência de profundidade 518.
O conjunto de referenciamento de profundidade 500 inclui adicionalmente um segundo conjunto indicador representado como acoplamento indicador 54 6 que conecta ou une o membro tubular 54 8 por conexões roscadas 550 e um membro tubular superior (não representado). O acoplamento indicador 546 inclui um perfil combinado representado como conjunto de pinça 552, o qual tem uma pluralidade de dedos de pinça 554 cada um incluindo uma cabeça ou protuberância 556 que é conformada e dimensionada para engatar com um acoplamento de referência de profundidade 502 .
Na configuração ilustrada, o acoplamento indicador 534 primeiro contata o acoplamento de referência de profundidade 502 o que provoca uma resposta de peso corrente do revestimento. Neste ponto, o operador sabe que a profundidade desejada quase foi alcançada. Como a superfície inferior 514 do recesso 512 tem uma superfície em rampa, ela pode, por exemplo, requerer somente 10.000 libras de peso adicional para fazer o acoplamento indicador 534 passar pelo acoplamento de referência de profundidade 502. Logo depois disto, o acoplamento indicador 534 engata o acoplamento de referência de profundidade 518 e o acoplamento indicador 54 6 engata o acoplamento de referência de profundidade 502 o que provoca uma resposta de peso corrente do revestimento significativa. Neste ponto, o operador sabe que a profundidade desejada foi alcançada.
Embora esta invenção tenha sido descrita com referência a configurações ilustrativas, esta descrição não é intencionada a ser interpretada em um sentido limitante. Várias modificações e combinações das configurações ilustrativas bem como outras configurações da invenção serão aparentes àquelas pessoas experientes na técnica mediante referência à descrição. É, portanto, pretendido que as reivindicações anexas abranjam quaisquer tais modificações ou configurações.
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Claims (20)
1. Aparelho para referenciar a profundidade de colunas tubulares em um poço, caracterizado pelo fato de compreender: - um acoplamento de referência de profundidade posicionado em uma primeira coluna tubular, o acoplamento de referência de profundidade tendo um perfil; e - um conjunto indicador posicionado em uma segunda coluna tubular, o conjunto indicador tendo um perfil combinado operável para contatar o perfil do acoplamento de referência de profundidade; sendo que, a primeira coluna tubular tem um comprimento pré-determinado entre o acoplamento de referência de profundidade e um ponto de referência pré-determinado; e sendo que, a segunda coluna tubular é corrida na primeira coluna tubular até que o perfil combinado do conjunto indicador engate o perfil do acoplamento de referência de profundidade.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o acoplamento de referência de profundidade ser operável para conectar dois membros tubulares adjacentes da primeira coluna tubular.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o perfil do acoplamento de referência de profundidade compreender adicionalmente pelo menos um recesso circunferencial disposto em uma superfície interna do acoplamento de referência de profundidade.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o perfil do acoplamento de referência de profundidade compreender adicionalmente pelo menos dois recessos circunferenciais dispostos em diferentes posições axiais em uma superfície interna do acoplamento de referência de profundidade.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o conjunto indicador compreender adicionalmente um acoplamento indicador operável para conectar dois membros tubulares adjacentes da segunda coluna tubular.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o perfil combinado do conjunto indicador compreender adicionalmente uma pluralidade de chavetas de localização.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o perfil combinado do conjunto indicador compreender adicionalmente um conjunto de pinça.
8. Sistema para referenciar a profundidade e instalar colunas tubulares em um poço, caracterizado pelo fato de compreender: um acoplamento de referência de profundidade posicionado em uma primeira coluna tubular instalada no poço, a primeira coluna tubular tendo um comprimento pré- determinado entre o acoplamento de referência de profundidade e um ponto de referência pré-determinado, o acoplamento de referência de profundidade tendo um perfil; - um conjunto indicador posicionado em uma segunda coluna tubular, o conjunto indicador tendo um perfil combinado operável para engatar o perfil do acoplamento de referência de profundidade; - uma coluna de serviço liberavelmente engatável com a segunda coluna tubular e operável para correr a segunda coluna tubular na primeira coluna tubular até que o perfil combinado do conjunto indicador engate o perfil do acoplamento de referência de profundidade; e - uma ferramenta de suspensão posicionada na segunda coluna tubular, a ferramenta de suspensão operável seletivamente para suportar a segunda coluna tubular dentro da primeira coluna tubular.
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o conjunto indicador ser posicionado poço abaixo da ferramenta de suspensão na segunda coluna tubular.
10. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o conjunto indicador ser posicionado poço acima da ferramenta de suspensão na segunda coluna tubular.
11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o conjunto indicador ser recuperável com o conjunto de coluna de serviço uma vez que a ferramenta de suspensão tenha sido atuada.
12. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o acoplamento de referência de profundidade ser operável para conectar dois membros tubulares adjacentes da primeira coluna tubular.
13. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o conjunto indicador compreender adicionalmente um acoplamento indicador operável para conectar dois membros tubulares adjacentes da segunda coluna tubular.
14. Método para referenciar a profundidade de colunas tubulares em um poço, caracterizado pelo fato de compreender: instalar uma primeira coluna tubular no poço, a primeira coluna tubular tendo um acoplamento de referência de profundidade posicionado nela, o acoplamento de referência de profundidade tendo um perfil; - determinar a profundidade do acoplamento de referência de profundidade em relação a um ponto de referência pré- determinado; - correr uma segunda coluna tubular na primeira coluna tubular, a segunda coluna tubular tendo um conjunto indicador posicionado nela, o conjunto indicador tendo um perfil combinado; e - engatar o perfil combinado do conjunto indicador com o perfil do acoplamento de referência de profundidade.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de instalar uma primeira coluna tubular no poço compreender adicionalmente conectar dois membros tubulares adjacentes da primeira coluna tubular com o acoplamento de referência de profundidade.
16. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de determinar a profundidade do acoplamento de referência de profundidade em relação a um ponto de referência pré-determinado compreender adicionalmente determinar a profundidade do acoplamento de referência de profundidade em relação a um ponto de referência da cabeça de poço.
17. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de determinar a profundidade do acoplamento de referência de profundidade em relação a um ponto de referência pré-determinado compreender adicionalmente determinar a profundidade do acoplamento de referência de profundidade em relação a um ponto de referência em uma terceira coluna tubular.
18. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de correr uma segunda coluna tubular na primeira coluna tubular compreender adicionalmente conectar dois membros tubulares adjacentes da segunda coluna tubular com o conjunto indicador.
19. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de engatar o perfil combinado do conjunto indicador com o perfil do acoplamento de referência de profundidade compreender adicionalmente engatar uma pluralidade de chavetas de localização do conjunto indicador com o perfil do acoplamento de referência.
20. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de engatar o perfil combinado do conjunto indicador com o perfil do acoplamento de referência de profundidade compreender adicionalmente engatar um conjunto de pinça do conjunto indicador com o perfil do acoplamento de referência de profundidade.
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