BRPI1104092B1

BRPI1104092B1 - Ferramenta de descida para ajustar e testar uma vedação anular e método de ajustar e testar uma vedação anular

Info

Publication number: BRPI1104092B1
Application number: BRPI1104092-0A
Authority: BR
Inventors: Guilherme Eppinghaus; Nicholas P. Gette
Original assignee: Vetco Gray Inc
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2020-02-27
Also published as: AU2011211436A1; MY155391A; GB2482770A8; BRPI1104092A2; NO20111100A1; GB2482770B; US8408309B2; GB201113069D0; GB2482770A; US20120037382A1; SG178665A1; NO344218B1

Abstract

ferramenta de descida para ajustar e testar uma vedação anular e método de ajustar e testar uma vedação anular.a presente invenção refere-se a uma realização de uma ferramenta de descida (11) para ajustar e testar ,uma vedação de packoff (91) de um dispositivo de suspensão de tubo do poço (53) que tem uma haste alongada (13) dotada de uma passagem axial (14), um corpo (49), um carne (23), uma cauda dê carne (43), um elemento de engate da haste (65), e um pistão (69). um método de ajustar e testar uma vedação do packoff (91) compreende girar a haste (13) em relação ao corpo (49) até uma posição de entrega, deste modo desengatando o elemento de engate (65) da haste (13). a haste (13) se move axialmente em direção descendente em relação ao corpo (49), para assentar o packoff (91). o elemento de engate (65) engata novamente a haste (13) em uma posição de assentamento pressão fluida é aplicada à passagem axial (14) para ajustar e vedar o packoff (91), movendo desta forma a ferramenta de descida (11) até um'a posição de ajuste.

Description

“FERRAMENTA DE DESCIDA PARA AJUSTAR E TESTAR UMA VEDAÇÃO ANULAR E MÉTODO DE AJUSTAR E TESTAR UMA VEDAÇÃO ANULAR” Campo da Invenção [001] Esta técnica refere-se, de modo geral, a ferramentas para ajuste e teste de lacres de vedações (“packoffs”) de dispositivo de suspensão de tubo do poço em poços submarinos, e em particular a uma ferramenta de descida com um recurso de teste interno que impede o ajuste de um lacre de vedação em uma posição incorreta.

Antecedentes da Invenção [002] Um poço submarino do tipo aqui tratado tem uma cabeça de poço apoiada no leito submarino. Uma ou mais colunas de revestimento serão baixadas ao interior da cabeça de poço desde a superfície, cada uma apoiada a um dispositivo de suspensão de revestimento. O dispositivo de suspensão de revestimento é um membro tubular que permanece preso à extremidade superior rosqueada da coluna de revestimento. O dispositivo de suspensão de revestimento assenta sobre um ressalto de assentamento na cabeça de poço, ou sobre um dispositivo de suspensão de revestimento previamente instalado com revestimento de diâmetro mais amplo. O cimento é bombeado coluna de revestimento abaixo até o fluxo acumular no espaço anular ao redor da coluna de revestimento. Em seguida, uma vedação (“packoff’) é posicionada entre a perfuração da cabeça de poço e uma porção superior do dispositivo de suspensão de revestimento. Isso veda o espaço anular do dispositivo de suspensão de revestimento.

[003] As ferramentas de descida do dispositivo de suspensão de revestimento desempenham várias funções, como deslocamento e assentamento das colunas de revestimento, cimentação das colunas no local, e entrega, instalação, e teste de vedações. Um lacre de vedação é frequentemente entregue a uma posição de assentamento por um movimento de descida ou

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2/19 descendente longitudinal da haste de uma ferramenta de descida. No entanto, se a haste não percorrer uma distância suficiente para assentar apropriadamente um lacre de vedação, o lacre pode ser ajustado em uma posição incorreta. A consequência de um lacre de vedação com ajuste inadequado pode resultar no emperramento da ferramenta de descida em um dispositivo de suspensão, ou alternativamente, pode exigir uma série de jornadas para restaurar a vedação, limpar a área, e ajustar nova vedação. Ademais, se o pistão da ferramenta de descida não atingir o lacre de vedação de forma suficiente uma vez assentada, o lacre de vedação não será ajustado adequadamente.

[004] Há demanda por uma técnica que garanta o assentamento em posição correta de um lacre de vedação e que o lacre de vedação seja plenamente ajustado pelo golpe do pistão. A técnica adiante pode solucionar um ou mais destes problemas.

Breve Descrição da Invenção [005] Em uma realização da presente técnica, a ferramenta de descida para ajustar e testar um lacre de vedação de um dispositivo de suspensão de tubo do poço tem uma haste alongada dotada de uma passagem axial. Um corpo substancialmente circunda e é conectado à haste. Um came é posicionado entre e conectado ao corpo e à haste, de modo que a rotação da haste faz com que o came gire axialmente em relação ao corpo. A cauda do came é conectada ao came de modo a girar em uníssono com o came. Um elemento de engate da haste é carregado pelo corpo e é adaptado para ser engatado à haste em uma posição de descida e em uma posição de assentamento para restringir a translação axial da haste em relação ao corpo. A cauda do came age para manter o engate do elemento de engate com a haste na posição de descida, e liberar o elemento de engate do engate com a haste em uma posição de entrega. Um pistão é conectado à haste de modo que o pistão e a haste transladam em uníssono. O pistão substancialmente circunda

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3/19 porções da haste e do corpo.

[006] Em uma realização da presente técnica, uma ferramenta de descida para ajustar e testar uma vedação anular (lacre de vedação) dotada de um anel de energização em um poço submarino tem um membro adaptado para posicionar a vedação anular dentro do poço submarino. Um pistão é adaptado para acionar o anel de energização a fim de ajustar a vedação anular no poço submarino. Um sistema de engate é adaptado para fornecer uma indicação se o membro entregou a vedação anular em um local correto no poço submarino, garantindo desta forma que a vedação anular foi ajustada em um local apropriado dentro do poço submarino.

[007] Em uma realização da presente técnica, um método de ajustar e testar um lacre de vedação (vedação anular) de um dispositivo de suspensão de tubo do poço inclui fornecer uma ferramenta de descida com uma haste alongada dotada de uma passagem axial. Um corpo circunda e é conectado à haste. Um came é posicionado entre e conectado ao corpo e à haste, de modo que a rotação da haste faz com que o came gire axialmente em relação ao corpo. A cauda do came é conectada ao came, de modo que translada em uníssono com o came. Um elemento de engate da haste é inicialmente engatado à haste e é mantido engatado na haste pela cauda do came. Um pistão substancialmente circunda porções da haste e do corpo e é tem mobilidade descendente em relação à haste. A ferramenta de descida é baixada ao interior da cabeça de poço submarina. A haste é girada em relação ao corpo até uma posição de entrega, deste modo removendo o suporte da cauda do came e desengatando o elemento de engate da haste. A haste se move axialmente em direção descendente em relação ao corpo para assentar o lacre de vedação. O elemento de engate da haste é novamente engatado na haste em uma posição de assentamento. Enquanto na posição de assentamento, pressão fluida é aplicada à passagem axial da haste para fazer com que o lacre

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4/19 de vedação promova o ajuste e vedação, movendo desta forma a ferramenta de descida até uma posição de ajuste.

Breve Descrição dos Desenhos [008] A Figura 1 é uma vista em seção transversal de uma ferramenta de descida construída de acordo com a presente técnica.

[009] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma cauda do came construída de acordo com a presente técnica.

[010] A Figura 3 é uma vista em seção transversal da ferramenta de descida obtida ao longo da linha 3 - 3 da Figura 1.

[011] A Figura 4 é uma vista ampliada e isolada do anel de trava do pistão da ferramenta de descida da Figura 1.

[012] A Figura 5 é a vista em seção transversal da ferramenta de descida inserida em um dispositivo de suspensão de revestimento e em uma posição de descida.

[013] A Figura 6 é uma vista em seção transversal da ferramenta de descida engatada no dispositivo de suspensão de revestimento e inserida em um alojamento da cabeça de poço.

[014] A Figura 7 é uma vista ampliada e isolada das garras de travamento da haste da ferramenta de descida da Figura 6.

[015] A Figura 8 é uma vista ampliada e isolada das garras de travamento da haste da ferramenta de descida.

[016] A Figura 9 é uma vista em seção transversal da ferramenta de descida em uma posição de assentamento.

[017] A Figura 10 é uma vista ampliada e isolada de uma porção do pistão da ferramenta de descida da Figura 9.

[018] A Figura 11 é a vista em seção transversal da ferramenta de descida em uma posição de ajuste.

[019] A Figura 12 é uma vista ampliada e isolada de uma porção

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5/19 do came da ferramenta de descida da Figura 11.

[020] A Figura 13 é uma vista ampliada e isolada do anel de trava do pistão da ferramenta de descida da Figura 11.

[021] A Figura 14 é a vista em seção transversal da ferramenta de descida em uma posição de teste.

[022] A Figura 15 é uma vista ampliada e isolada de uma porção do came da ferramenta de descida da Figura 14.

[023] A Figura 16 é a vista em seção transversal da ferramenta de descida em uma posição de subida.

[024] A Figura 17 é uma vista ampliada e isolada a porção do came da ferramenta de descida da Figura 16.

Descrição de Realizações da Invenção [025] Fazendo referência à Figura 1, é apresentada em linhas gerais uma realização de uma ferramenta de descida 11 que é usada para ajustar e testar internamente um lacre de vedação (“packoff’) de um dispositivo de suspensão de revestimento. Nesta realização, a ferramenta de descida 11 é ferramenta de descida do dispositivo de suspensão de revestimento com dois orifícios. A ferramenta de descida 11 é formada de uma haste 13. Nesta realização, a haste 13 é um membro tubular com uma passagem axial 14 estendida em seu comprimento. A haste 13 é conectada em sua extremidade superior uma coluna do tubo de perfuração (não mostrado). A haste 13 tem um orifício na haste superior 15 e um orifício da haste inferior 17 posicionados em e estendidos radialmente em seu comprimento de modo a permitir a comunicação fluida entre o exterior da ferramenta de descida 11 e a passagem axial 14 da haste 13. A haste 13 tem uma superfície delineada superior 19 e uma superfície delineada inferior 21 localizadas no diâmetro externo da haste 13 a certa distância abaixo do orifício da haste inferior 17. A superfície delineada superior 19 é separada da superfície delineada inferior 21 por um valor especificado.

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6/19 [026] Um came 23 é uma luva conectada à e substancialmente ao redor da haste 13. Nesta realização, o came 23 tem fendas estendidas axialmente (não mostradas) ao longo de porções de seu diâmetro interno. Chaves anti-rotação apoiadas em molas (não mostradas) estendem-se radialmente a partir de uma porção da haste de diâmetro externo 13 e são capturadas nas fendas estendidas axialmente (não mostradas) nas porções do came de diâmetro interno 23, de modo que a haste 13 e o came 23 giram em uníssono. As fendas estendidas axialmente (não mostrado) permitem ao came 23 mover-se axialmente em relação à haste 13. Porções do diâmetro externo do came 23 contêm roscas 25. O came 23 tem um orifício de came superior 27 e um orifício de came inferior 29 posicionados em e estendidos radialmente em seu comprimento que permitem a comunicação fluida entre o exterior e interior do came 23. O came 23 tem uma porção de came superior 31, uma porção de came média 33, e uma porção de came inferior 35. Os orifícios de came 27, 29 estão localizados na porção de came superior 31 do came 23. A porção de came média 33 tem um diâmetro externo geralmente uniforme que é maior que o diâmetro externo da porção de came superior 31, formando assim um ressalto anular voltado para cima 37 sobre a superfície externa do came 23. À medida que a porção de came média 33 transita para a porção de came inferior 35, o diâmetro externo do came 23 diminui até substancialmente o mesmo diâmetro externo da porção de came superior 31, formando assim um ressalto anular voltado para baixo 39. Um receptáculo rebaixado 41 é posicionado na superfície externa do came 23 em uma distância selecionada abaixo do ressalto voltado para baixo 39.

[027] A cauda do came 43 é um membro semelhante a uma luva conectada à porção de came inferior 35 do came 23. A cauda do came 43 tem uma porção superior semelhante a um flange 45 que percorre o receptáculo 41 no diâmetro externo da porção de came inferior 35 do came 23. A cauda do came

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7/19 e o came 23 são conectados um ao outro de modo que a cauda do came 43 e o came 23 se movem axialmente em uníssono, mas o came 23 gira em relação à cauda do came 43. Como ilustrado na Figura 2, a cauda do came 43 tem uma pluralidade de caudas 47 que se estendem em movimento axial descendente a partir da porção de flange 45 da cauda do came 43 a intervalos selecionados ao redor do perímetro da cauda do came 43.

[028] Voltando a mencionar a Figura 1, a corpo principal 49 circunda substancialmente porções do came 23, a cauda do came 43, e a haste da ferramenta 13. Nesta realização, o corpo principal 49 tem roscas 50 ao longo de porções de seu diâmetro interno que engatam de modo rosqueado às roscas 25 nas porções do diâmetro externo do came 23, de modo que o came 23 pode girar em relação ao corpo 49. A porção média do corpo principal 49 aloja um elemento de engate 51. Nesta realização particular, o elemento de engate 51 é uma pluralidade de garras, cada um com uma superfície interna lisa e uma superfície externa delineada. A superfície externa delineada de cada elemento de engate 51 é adaptada para engatar em uma superfície delineada complementar na superfície interna de um dispositivo de suspensão de revestimento 53 (Figura 5) quando o elemento de engate 51 é engatado no dispositivo de suspensão de revestimento 53. A superfície interna do elemento de engate 51 está inicialmente em contato com uma porção da superfície externa do came 23.

[029] Um corpo superior 55 é conectado a uma porção superior do corpo principal 49. O corpo principal 49 e o corpo superior 55 atuam como um corpo único, em movimento uníssono. O corpo superior 55 tem um orifício 57 estendido radialmente em seu comprimento que permite a comunicação fluida entre o interior e o exterior do corpo superior 55. Um corpo inferior 59 é conectado a uma porção inferior do corpo principal 49. O corpo principal 49 e o corpo inferior 59 atuam como um corpo único, em movimento uníssono. As

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8/19 porções da cauda 47 da cauda do came 43 se estendem axialmente através das fendas 61 que estendem axialmente através do corpo inferior 59. Uma cobertura de sustentação 63 é conectada firmemente a uma porção inferior do corpo inferior 59 e substancialmente circunda porções da cauda do came 43 e da haste 13. A cobertura de sustentação 63 é uma parte única do corpo principal 49 e do corpo inferior 59 e como tal, a haste 13 também gira em relação à cobertura de sustentação 63. Um elemento de engate 65 é posicionado ao longo do diâmetro interno da cobertura de sustentação 63. Nesta realização particular, o elemento de engate 65 é uma pluralidade de garras de travamento da haste, cada qual com uma superfície interna delineada e superfície externa lisa. A superfície interna delineada de cada elemento de engate 65 é adaptada para engatar nas superfícies delineadas complementares 19, 21 sobre a superfície externa da haste 13 (Figura 1, Figura 9) quando o elemento de engate 65 é engatado na haste 13. Nesta realização, as superfícies voltadas para baixo das superfícies delineadas 19, 21 e as superfícies correspondentes das garras de travamento da haste 65 têm uma forma afunilada, tal que, quando engatadas, o movimento descendente da haste 13 em relação às garras de travamento da haste 65 produz uma força que impele as garras de travamento da haste 65 para fora. Inversamente, as superfícies voltadas para cima das superfícies delineadas 19, 21 e as superfícies correspondentes das garras de travamento da haste 65 têm em geral uma forma plana nesta realização, tal que, quando engatadas, um movimento ascendente da haste 13 em relação às garras de travamento da haste 65 será contraposto pelas garras de travamento da haste 65. A superfície externa delineada do elemento de engate 65 está inicialmente engatada na superfície delineada complementar inferior 21 sobre a haste 13.

[030] Como ilustrado na Figura 3, um membro resiliente 67, nesta realização, molas, estão posicionadas entre o elemento de engate 65 e o diâmetro interno da cobertura de sustentação 61 e atua para inclinar o elemento

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9/19 de engate 65 radialmente para dentro. As porções da cauda 47 da cauda do came 43 são inicialmente posicionadas entre as garras de travamento da haste 65 e o diâmetro interno da cobertura de sustentação 35, de modo que as superfícies externas das garras de travamento da haste 65 estão inicialmente em contato com as porções de superfície interna das porções de cauda 47 da cauda do came 43. Nesta posição inicial, as porções de cauda 47 da cauda do came 43 impedem o movimento radial externo das garras de travamento 65 em virtude da força aplicada pela haste 13, mantendo assim o engate da superfície delineada interna do elemento de engate 65 na superfície delineada inferior 21 da haste 13 (Figura 1).

[031] Voltando a mencionar a Figura 1, um sub de aterrissagem de dardo 68 é conectado à extremidade inferior da haste 13. O sub de aterrissagem 68 atuará como um ponto de aterrissagem para um objeto, como um dardo, que será baixado dentro da haste 13. Quando o objeto ou dardo aterrissa dentro do sub de aterrissagem 68, agirá como uma vedação, vedando efetivamente a extremidade inferior da haste 13.

[032] O corpo principal 49, o corpo superior 55, o corpo inferior 59, e a cobertura de sustentação 63 são integralmente conectados entre si de modo a se moverem em uníssono. O corpo principal 49, o came 23, e a haste 13 são conectados de maneira que a rotação da haste 13 em uma primeira direção em relação ao corpo principal 49 faz com que o came 23 to giram em uníssono e simultaneamente se mova axialmente para cima em relação ao corpo principal 49. A cauda do came 43 é conectada ao came 23 de maneira tal que a rotação da haste 13 em uma primeira direção em relação ao corpo 31 faz com que a cauda do came 43 se mova axialmente para cima em relação ao corpo principal 49 em uníssono com o came 23. No entanto, o came 23 gira em relação à cauda do came 43.

[033] Um pistão 69 circunda a haste 13 e porções substanciais do

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10/19 corpo superior 55 e do corpo principal 49. O pistão 69 é conectado à haste 13 por meio de um anel de trava do pistão 71. O anel de trava do pistão 71 é posicionado em um recesso anular 73 sobre uma porção de superfície externa de uma cobertura do pistão 75. O anel de trava do pistão 71 tem uma superfície externa delineada e uma superfície interna lisa. O anel de trava do pistão 71 é inclinado para fora, e está inicialmente em contato com a superfície delineada complementar sobre uma porção da superfície interna do pistão 69.

[034] Fazendo referência à Figura 4, nesta realização, a superfície interna delineada do pistão 69 compreende três sulcos 77, 79, 81. Nesta realização, a superfície externa delineada do anel de trava do pistão 71 compreende duas faixas anulares 83, 85. Cada faixa anular 83, 85 é geometricamente complementar a cada sulco 77, 79, 81. Inicialmente, as faixas anulares 83, 85 do anel de trava do pistão 71 são engatadas nos sulcos 79, 81 sobre a superfície interna do pistão 69.

[035] Voltando a mencionar a Figura 1, o pistão 69 é conectado à haste 13 de modo que gira em uníssono com a haste 13 e também é capaz de movimentar-se axialmente em relação à haste 13. Uma cavidade ou câmara de pistão 87 é localizada entre a porção do pistão 69 e a cobertura do pistão 75. Uma luva de ajustamento 88 é conectada à porção inferior do pistão 69. A luva de ajustamento 88 carrega um anel de energização 89 de um lacre de vedação (vedação anular) 91 do dispositivo de suspensão de revestimento ao longo de sua extremidade inferior. Isso permite à luva de ajustamento 88 posicionar o lacre de vedação (vedação anular) 91 e em seguida ajustar a vedação do lacre de vedação (vedação anular) 91 acionando o anel de energização 89 em sentido descendente. Uma vedação de borracha genérica 92 é posicionada em um recesso anular ao longo do diâmetro externo do pistão 69, justo acima da luva de ajustamento 88. O lacre de vedação (vedação anular) 91 atuará para vedar o dispositivo de suspensão de revestimento 53 a um alojamento da cabeça de

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11/19 poço submarina 93 (Figura 6) quando ajustada adequadamente. Em operação, o pistão 69 está inicialmente em uma posição inclinada, e os orifícios da haste 15, 17, os orifícios do came 27, 29, e o orifício no corpo superior 57 estão descompassados um em relação ao outro como mostra a Figura 1.

[036] Como ilustrado na Figura 5, a ferramenta de descida 11 é baixada no interior do dispositivo de suspensão de revestimento 53 até que um ressalto sobre a superfície externa do corpo principal 49 da ferramenta de descida 11 entre em contato com uma superfície da extremidade superior do dispositivo de suspensão de revestimento 53. O dispositivo de suspensão de revestimento 53 será preso a uma coluna de revestimento que é sustentada por rampas no piso da sonda.

[037] Como ilustrado na Figura 6, uma vez que o corpo principal 49 da ferramenta de descida 11 e o dispositivo de suspensão de revestimento 53 estão tangencialmente em contato um com o outro, a haste 13 é girada um número específico de revoluções em relação ao corpo principal 49. À medida que a haste 13 é girada em relação ao corpo principal 49, o came 23 se move longitudinalmente para cima em relação ao corpo principal 49. À medida que o came 23 se move longitudinalmente para cima, o ressalto voltado para cima 37 sobre a superfície externa do came 23 entra em contato com o elemento de engate 51, forçando-o radialmente para fora e formando um contato por engate com um perfil ou recesso na superfície interna do dispositivo de suspensão de revestimento 53, deste modo travando o corpo principal 49 ao dispositivo de suspensão de revestimento 53. À medida que o came 23 se move longitudinalmente para cima, os orifícios da haste 15, 17, os orifícios do came 27, 29, e o orifício no corpo superior 57 também se movem um em relação ao outro.

[038] Como ilustrado na Figura 7, à medida que o came 23 se move longitudinalmente para cima, a cauda do came 43 e as porções da cauda

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12/19 se movem para cima em relação às garras de travamento da haste 65. No entanto, nesta posição de descida da ferramenta de descida 11, as porções de cauda 47 da cauda do came 43 ainda sustentam uma porção das garras de travamento 65, mantendo assim o engate das garras de travamento da haste 65 na superfície delineada 21 da haste 13.

[039] Quando a ferramenta de descida 11 e o dispositivode suspensão de revestimento 53 estão travados um ao outro, a ferramentade descida 11 e o dispositivo de suspensão de revestimento 53 são baixadosno interior da coluna de ascensão (riser) (não mostrada) até o dispositivode suspensão de revestimento 53 repousar no alojamento da cabeça de poço submarina 93. O operador então bombeia o cimento coluna abaixo, através do revestimento, e acumula em um espaço anular ao redor do revestimento.

[040] Como ilustrado na Figura 8, a haste 13 é então girada um número específico de revoluções adicionais na mesma direção anterior. À medida que a haste 13 é girada em relação ao corpo principal 49, o came 23 se move ainda mais longitudinalmente para cima em relação ao corpo principal 49. À medida que o came 23 se move ainda mais longitudinalmente para cima, a cauda do came 43 e as porções da cauda 47 se movem para cima em relação às garras de travamento da haste 65. À medida que a cauda do came 43 se move longitudinalmente para cima, as porções de cauda 47 da cauda do came 43 desfazem o contato com as garras de travamento da haste 65. A superfície delineada 21 da haste 13 e a superfície das garras de travamento da haste 65 são afuniladas de modo que um movimento descendente da haste 13 em relação às garras de travamento da haste 65 faz com que a superfície delineada 21 force as garras de travamento da haste 65 para fora. Nesse ponto, o peso da haste 13 e as forças exercidas por ela sobre as garras de travamento 65 através do engate da superfície delineada 21 e garras de travamento da haste 65 superam a força das molas 67 (Figura 3) agindo sobre as garras de travamento 65 para mantê

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13/19 las engatadas na superfície delineada 21 da haste 13. Como resultado, as forças sobre as garras de travamento da haste 65 as movimentam radialmente para fora, desengatando, deste modo, a haste 13. A haste 13 então está livre para descer e mover-se longitudinalmente para baixo em relação ao corpo principal 49, em uma posição de entrega.

[041] Fazendo referência à Figura 9, à medida que a haste 13 se move em sentido longitudinal descendente em relação ao corpo principal 49, o pistão 69, a luva de ajustamento 88, e o lacre de vedação (vedação anular) 91 também se movem em sentido descendente em relação ao corpo. A haste 13 se move em sentido longitudinal descendente em relação ao corpo principal 49 até o lacre de vedação (vedação anular) 91 estabelecer contato com o dispositivo de suspensão de revestimento 53 ou resíduos assentados ressalto de no dispositivo de suspensão de revestimento. Se o pistão 69 e a haste 13 se deslocarem suficientemente para baixo para entregar o lacre de vedação (vedação anular) 91 ao dispositivo de suspensão de revestimento 53, as garras de travamento da haste 65 engatarão novamente à superfície delineada 19 da haste 13. Essa é denominada posição de assentamento da ferramenta de descida 11. Como será discutido em mais detalhes adiante, se as garras de travamento da haste 65 engatarem novamente na haste 13, as garras de travamento da haste 65 permitirão que a haste 13 atue como ponto de reação à pressão hidráulica aplicada ao pistão 69 para ajustar o lacre de vedação (vedação anular) 91. Entretanto, se as garras de travamento da haste 65 não engatarem novamente na haste 13, a pressão hidráulica aplicada para acionar o pistão 69 em sentido descendente para ajustar o lacre de vedação (vedação anular) 91 compelirá a haste 13 ao içamento e será criada uma pressão insuficiente para acionar o pistão 69 em sentido descendente para ajustar uma vedação 91.

[042] O operador pode aplicar tensão à haste 13 para determinar

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14/19 se a haste 13 percorreu uma distância suficiente para entregar o lacre de vedação (vedação anular) 91 ao dispositivo de suspensão de revestimento 53 e engatou novamente as garras de travamento da haste 65 na haste 13. As superfícies delineadas 19, 21 da haste 13 e as garras de travamento da haste 65 são configuradas de modo que, quando a haste 13 e as garras de travamento da haste 65 são engatadas, um movimento ascendente da haste 13 em relação às garras de travamento da haste 65 será contraposto pelas garras de travamento da haste 65. Se a haste 13 se mover além de uma distância limitada longitudinalmente para cima em relação ao corpo principal 49 quando a tensão for aplicada, então é um indicativo de que as garras de travamento da haste 65 não engataram na superfície delineada 19 da haste 13, e ainda um indicativo de que a haste 13 não percorreu uma distância suficiente para entregar o lacre de vedação (vedação anular) 91 ao dispositivo de suspensão de revestimento 53. Neste caso, o operador pode realizar um movimento alternado da coluna de assentamento para cima e para baixo até que o lacre de vedação (vedação anular) 91 retire os resíduos da passagem para permitir que a superfície delineada 19 da haste 13 seja engatada pelas garras de travamento da haste 65. No entanto, se a haste 13 não deslocar-se longitudinalmente para cima, ou percorrer apenas uma distância limitada em relação ao corpo principal 49, então é uma indicação positiva de que as garras de travamento da haste 65 engataram na superfície delineada 19 da haste 13, e que a haste 13 percorreu uma distância suficiente para entregar o lacre de vedação (vedação anular) 91 ao dispositivo de suspensão de revestimento 53.

[043] Além disso, como ilustrado na Figura 10, se a haste 13 tiver percorrido a distância apropriada, o orifício na haste superior 15 da haste 13 estará alinhado ao orifício no corpo superior 57 do corpo superior 55, permitindo desta forma a comunicação fluida entre a passagem axial 14 da haste 13 e a cavidade do pistão 87. Como será discutido em mais detalhes adiante, se as

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15/19 garras de travamento da haste 65 forem novamente engatadas na haste 13 e uma pressão hidráulica suficiente for aplicada à cavidade do pistão 87, o pistão 69 e a luva de ajustamento 88 serão acionados para cima para ajustar uma vedação 91.

[044] Fazendo referência à Figura 11, a fim de ajustar o lacre de vedação (vedação anular) 91 entre o alojamento da cabeça de poço 93 e o dispositivo de suspensão de revestimento 53, a passagem axial 14 da haste deve ser vedada. Um dardo sólido 93 é então baixado ou cai na passagem axial 14 da haste 13. O dardo sólido 93 aterrissa no sub de aterrissagem 68, vedando desta forma a extremidade inferior da haste 13.

[045] Fazendo referência às Figuras 10-12, pressão fluida é então aplicada tubo de perfuração abaixo e se desloca através da passagem axial 14 da haste 13 antes passando através do orifício na haste superior 17, no orifício no corpo superior 57, e ao interior da câmara 87 do pistão 69, acionando em sentido descendente em relação à haste 13 e ajustando o lacre de vedação (vedação anular) 91. Esta é denominada posição de ajuste da ferramenta de descida 11 e é apresentada nas Figuras 11 e 12.

[046] Se o lacre de vedação (vedação anular) 91 não for entregue na posição apropriada, isto é, a haste 13 não tiver descido até uma distância suficiente para entregar o lacre de vedação (vedação anular) 91 à posição desejada em relação ao dispositivo de suspensão de revestimento 53, a ferramenta de descida 11 impedirá o ajuste do lacre de vedação (vedação anular) 91. Como discutido anteriormente, se as garras de travamento da haste 65 não engatarem na superfície delineada 19 da haste 13, quando a pressão for aplicada tubo de perfuração abaixo, a formação da pressão na cavidade do pistão 87 produzirá uma força para acionar o movimento longitudinal da haste 13 para cima em relação ao corpo principal 49 da ferramenta de descida 11. Uma pressão insuficiente será aplicada ao pistão 69 para superar a força necessária

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16/19 ao ajuste do lacre de vedação (vedação anular) 91. Adicionalmente, o orifício na haste superior 15 pode não estar alinhado ao orifício no corpo superior 57, impedindo deste modo que a pressão fluida penetre de qualquer modo na cavidade do pistão 87. Como resultado, o pistão 69 e a luva de ajustamento 88 não serão acionados em sentido descendente em relação à haste 13.

[047] Entretanto, se o lacre de vedação (vedação anular) 91 for entregue à posição apropriada, isto é, a haste 13 tiver descido uma distância suficiente para entregar o lacre de vedação (vedação anular) 91 à posição desejada em relação ao dispositivo de suspensão de revestimento 53, as garras de travamento da haste 65 engatarão novamente na haste 13 e a haste 13 ficará presa ao corpo principal 49 da ferramenta de descida 11. Quando pressão for aplicada tubo de perfuração abaixo, o orifício na haste superior 15 será alinhado ao orifício no corpo superior 57 e a pressão na cavidade do pistão 87 reagirá contrariamente à cobertura do pistão 75 para compelir o pistão 69 e a luva de ajustamento 88 em sentido descendente para ajustar o lacre de vedação (vedação anular) 91. Uma força de içamento sobre a cobertura do pistão 75 será transmitida à haste 13. No entanto, em razão de a superfície delineada 19 da haste 13 e as garras de travamento da haste 65 serem configuradas para que as garras de travamento da haste 65 se oponham ao movimento ascendente da haste 13, a pressão na cavidade do pistão 87 é dirigida a compelir o pistão 69 para baixo.

[048] Como ilustra a Figura 13, se o lacre de vedação (vedação anular) 91 for entregue apropriadamente ao dispositivo de suspensão de revestimento 53, à medida que o pistão 69 se movimenta para baixo, a força do pistão 69 sobre o anel de trava do pistão 71 e suas faixas 83, 85 movem o anel de travamento 71 radialmente para o interior do recesso anular 73 na cobertura do pistão 75. Quando o pistão 69 se move suficientemente em sentido longitudinal descendente em relação à haste 13 para ajustar o lacre de vedação

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17/19 (vedação anular) 91, o anel de trava do pistão 71 salta radialmente para fora, e as faixas 83, 85 engatam nos sulcos 77, 79 sobre a superfície interna do pistão 69. Se o movimento do pistão 69 não for suficiente para ajustar o lacre de vedação (vedação anular) 91, o anel de trava do pistão 71 não salta para engatar no sulco 77, 79 sobre a superfície interna do pistão 69.

[049] Fazendo referência à Figura 14, uma vez que o pistão 69 é acionado em sentido descendente e o lacre de vedação (vedação anular) 91 é ajustada entre o dispositivo de suspensão de revestimento 53 o alojamento da cabeça de poço 93, a haste 13 é então girada um número adicional específico de revoluções na mesma direção anterior para preparar a vedação 91 para teste e verificar se está ajustada. À medida que a haste 13 é girada em relação ao corpo principal 49, o came 23 se move ainda mais longitudinalmente para cima em relação ao corpo principal 49.

[050] Como ilustrado na Figura 15, à medida que o came 23 se move, o orifício da haste inferior 17 e os orifícios do came 27, 29 também se movem um em relação ao outro. O orifício da haste inferior 17 é alinhado ao orifício de came superior 27, permitindo a comunicação fluida desde a passagem axial 14 da haste 13, através da haste 13, e até o interior e através do orifício de came superior 27 do came 23. Aplica-se então à coluna de perfuração peso em sentido descendente. Essa é a denominada posição de teste da ferramenta de descida 11.

[051] Voltando a mencionar a Figura 13, se o pistão 69 tiver golpeado suficientemente para ajustar o lacre de vedação (vedação anular) 91 (Figura 12), o anel de trava do pistão 71 e as faixas 83, 85, engatarão nos sulcos 77, 79 sobre a superfície interna do pistão 69, permitindo que o peso a jusante da haste 13 seja transferido da haste 13, através do anel de trava do pistão 71, até o interior do pistão 69.

[052] Como ilustrado na Figura 15, o peso a jusante sobre o pistão

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18/19 (Figura 14) comprimirá a vedação de borracha genérica 92, engatando deste modo a vedação 92 na parede interna do alojamento da cabeça de poço 93 e formando uma vedação. Como resultado, um volume de teste isolado é formado cima do lacre de vedação (vedação anular) 91. A pressão é então aplicada tubo de perfuração abaixo e se desloca através da passagem axial 14 da haste 13 antes de passar através do orifício da haste inferior 17, do orifício de came superior 27, e até o volume isolado acima do lacre de vedação (vedação anular) 91, e com isso testando o lacre de vedação (vedação anular) 91. Se a pressão aplicada for mantida, então a vedação 91 foi corretamente ajustada. No entanto, se o pistão 69 não foi golpeado o suficiente para ajustar o lacre de vedação (vedação anular) 91, quando o peso a jusante é aplicado à haste 13, a cobertura do pistão 75 entrará em contato tangencial ao corpo superior 55, impedindo o movimento da haste 13 e do pistão 69 em sentido descendente o suficiente para comprimir a vedação de borracha genérica 92. O anel de trava do pistão 71 não transferirá o peso ao pistão 69 e a vedação de borracha 92 não comprimirá e engatará na parede interna do alojamento da cabeça de poço 93. Como resultado, a pressão não será mantida e o teste de pressão falhará à medida que a pressão derivar da vedação de borracha genérica 92.

[053] Fazendo referência à Figura 16, uma vez que o lacre de vedação (vedação anular) 91 tenha sido testada, a haste 13 é então girada um número específico de revoluções adicionais na mesma direção. À medida que a haste 13 é girada em relação ao corpo principal 49, o came 23 se move ainda mais longitudinalmente para cima em relação ao corpo principal 49.

[054] Como ilustrado na Figura 17, o ressalto voltado para baixo 39 do came 23 passa pelo elemento de engate 51. Como resultado, o elemento de engate 51 é liberado e se move radialmente para dentro, destravando deste modo o corpo principal 49 do dispositivo de suspensão de revestimento 53. O movimento ascendente do came 23 em relação ao corpo principal 49 também

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19/19 faz com que os orifícios de came superior 27 e inferior 29 se movam em relação à haste 13. Como resultado, os dois orifícios de came superior 27 e inferior 29 são alinhados ao orifício da haste inferior 17, permitindo assim a comunicação fluida entre a passagem axial 14 da haste 13 e o exterior do corpo principal 49. A ferramenta de descida 11 pode ser então removida do poço, e qualquer fluido remanescente na ferramenta de descida 11 se deslocará através do orifício da haste inferior 17, até o interior e através dos orifícios de came superior 27 e inferior 29, e através do corpo principal 49, com isso drenando a ferramenta de descida 11.

[055] A ferramenta de descida é uma técnica eficaz e eficiente para garantir que o lacre de vedação (vedação anular) seja ajustado em uma posição correta. As garras de travamento da haste fornecem ao operador um indicativo positivo ou negativo quanto ao lacre de vedação (vedação anular) ter sido entregue na posição correta. A ferramenta de descida é ainda uma técnica eficaz e eficiente para garantir que o lacre de vedação (vedação anular) tenha sido ajustado em sua plenitude. O anel de trava do pistão assegura que um teste de pressão somente pode ser executado se o pistão tiver plenamente golpeado e ajustado o lacre de vedação (vedação anular), fornecer a um operador um indicativo positivo ou negativo quanto ao pistão ter sido golpeado adequadamente.

[056] Apesar de a invenção ter sido apresentada apenas em uma de suas formas, um técnico no assunto deve notar que não se limita a estas, sendo suscetível a várias modificações sem desviar do escopo da invenção que está determinado pelas reivindicações.

Claims

Reivindicações

1. FERRAMENTA DE DESCIDA (11) PARA AJUSTAR E TESTAR UMA VEDAÇÃO ANULAR (91) dotada de um anel de energização (89) em um espaço anular entre um membro de cabeça de poço interno (53) e um membro de cabeça de poço externo (93) de um poço, a ferramenta de descida (11) sendo caracterizada por compreender:

um sistema de ajuste e entrega de vedação adaptado para posicionar a vedação anular (91) no espaço anular entre o membro de cabeça de poço interno (53) e o membro de cabeça de poço externo (93) e acionar o anel de energização (89) para ajustar a vedação anular (91) no espaço anular, em que o sistema de ajuste e entrega de vedação é adaptado para impedir que o sistema de ajuste e entrega de vedação acione o anel de energização (89) para ajustar a vedação anular (91) no espaço anular, a menos que a vedação anular (91) esteja localizada em um local desejado no espaço anular em relação ao membro de cabeça de poço interno (53).
2. FERRAMENTA DE DESCIDA (11), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo sistema de ajuste e entrega de vedação compreender:

uma haste alongada (13) dotada de uma passagem axial (14); e um pistão (69) configurado: para acionar em sentido descendente para acionar o anel de energização (89) para ajustar a vedação anular (91) quando pressão for aplicada à passagem axial (14) na haste alongada (13) e a vedação anular (91) estiver localizada no local desejado no espaço anular em relação ao membro de cabeça de poço interno (53); e para não acionar em sentido descendente para acionar o anel de energização (89) para ajustar a vedação anular (91) quando pressão for aplicada à passagem axial (14) na haste alongada (13) e a vedação anular (91) não estiver localizada no local desejado no espaço anular em relação ao membro de cabeça de poço interno (53).

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3. FERRAMENTA DE DESCIDA (11), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo sistema de ajuste e entrega de vedação compreende:

um corpo (49) substancialmente circundando e conectado à haste (13); e um came (23) posicionado entre e conectado ao corpo (49) e à haste (13) de modo que a rotação da haste (13) faz com que o came (23) translade axialmente em relação ao corpo (49), em que o pistão (69) é conectado à haste (13) de modo que o pistão (69) e a haste (13) giram em uníssono, o pistão (69) substancialmente circundando porções da haste (13) e do corpo (49).
4. FERRAMENTA DE DESCIDA (11), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo sistema de ajuste e entrega de vedação compreender:

um elemento de engate da haste (65) carregado pelo corpo (49) e adaptado para ser engatado na haste (13) em uma posição de descida e uma posição de assentamento para restringir a translação axial da haste (13) em relação ao corpo (49), o came (23) agindo para manter o engate do elemento de engate (65) com a haste (13) na posição de descida, e liberar o elemento de engate (65) do engate com a haste (13) em uma posição de entrega.
5. FERRAMENTA DE DESCIDA (11), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo elemento de engate da haste (65) não engatar na haste (13), a menos que a vedação anular (91) esteja localizada em um local desejado no espaço anular em relação ao membro de cabeça de poço interno (53), permitindo assim à haste (13) mover-se livremente em relação ao corpo (49) se a vedação anular (91) não estiver no local desejado, impedindo, portanto, que o pistão (69) acione o anel de energização (89) para ajustar a vedação anular (91) no espaço anular.

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6. MÉTODO DE AJUSTAR E TESTAR UMA VEDAÇÃO

ANULAR (91) dotada de um anel de energização (89) em um espaço anular entre um membro de cabeça de poço interno (53) e um membro de cabeça de poço externo (93) de um poço, o método sendo caracterizado por compreender:

(a) fornecer uma ferramenta de descida (11) com uma haste alongada (13) dotada de uma passagem axial (14); um corpo (49) substancialmente circundando e conectado à haste (13); um came (23) posicionado entre e conectado ao corpo (49) e à haste (13), de modo que a rotação da haste (13) faz com que o came (23) translade axialmente em relação ao corpo (49); um elemento de engate da haste (65) inicialmente engatado à haste (13) e mantido engatado na haste pelo came (23); e um pistão (69), substancialmente circundando porções da haste (13) e do corpo (49) e com mobilidade descendente em relação à haste (13);

(b) deslocar a ferramenta (11) para o interior de uma cabeça de poço submarina;

(c) girar a haste (11) em relação ao corpo (49) até uma posição de entrega, deste modo removendo o suporte do came (23) e desengatando o elemento de engate (65) da haste (13);

(d) mover a haste (13) em movimento axial descendente em relação ao corpo (49) para assentar a vedação anular (91);

(e) se a vedação anular (91) for entregue em um local desejado no espaço anular em relação ao membro de cabeça de poço interno (53), engatar novamente o elemento de engate (65) na haste (13) em uma posição de assentamento; e (f) aplicar pressão fluida à passagem axial (14), acionando assim o anel de energização (89) para ajustar a vedação anular (91) no espaço anular, movendo desta forma a ferramenta de descida (11) até uma posição de ajuste, se a vedação anular (91) tiver sido entregue ao local desejado no estágio (e).

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7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo elemento de engate da haste (65) não engatar na haste (13), a menos que a vedação anular (91) esteja localizada em um local desejado no espaço anular em relação ao membro de cabeça de poço interno (53), permitindo assim à haste (13) mover-se livremente em relação ao corpo (49), se a vedação anular (91) não estiver no local desejado, impedindo, portanto, que o pistão (69) acione o anel de energização (89) para ajustar a vedação anular (91) no espaço anular.
8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo método compreender adicionalmente, após o estágio (a), porém, antes do estágio (b):

girar a haste (13) em relação ao corpo (49) até uma posição de descida, engatando desta maneira com segurança a ferramenta de descida (11) no membro de cabeça de poço interno (53).
9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pela haste (13) compreender adicionalmente:

uma primeira superfície delineada (21) localizada em um diâmetro externo; e uma segunda superfície delineada (19) localizada no diâmetro externo, estando a segunda superfície delineada (19) posicionada a uma distância selecionada acima da primeira superfície delineada (21); e em que no estágio (a):

o elemento de engate (65) está engatado na primeira superfície delineada (21); e em que no estágio (e):

se a vedação anular (91) for entregue em um local desejado no espaço anular em relação ao membro de cabeça de poço interno (53), o elemento de engate (65) está engatado na segunda superfície delineada (19).
10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo:

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5/6 o estágio (a) compreender ainda prover a ferramenta de descida (11) com um orifício na haste superior (15) localizado em e estendendo-se radialmente através da haste (13) e um orifício no corpo superior (57) localizado em e estendendo-se radialmente através do corpo (49);

o estágio (e) compreender ainda alinhar o orifício na haste superior (15) e o orifício no corpo superior (57) um ao outro e com uma câmara de pistão (87), se a vedação anular (91) for entregue em um local desejado no espaço anular em relação ao membro de cabeça de poço interno (53); e o estágio (f) compreender ainda fazer com que o fluido na passagem axial (14) escoe através do orifício na haste superior (15) e através do orifício no corpo superior (57) até o interior da câmara de pistão (87), acionando assim o anel de energização (89) para ajustar a vedação anular (91) no espaço anular se a vedação anular (91) tiver sido entregue ao local desejado no estágio (e).
11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo:

o estágio (a) compreender ainda prover a ferramenta de descida (11) com um orifício da haste inferior (17) localizado em e estendendo-se radialmente através da haste (13) e um orifício do corpo inferior localizado em e estendendo-se radialmente através do corpo (49); e em que o orifício da haste inferior (17) e o orifício do corpo inferior não estão alinhados em uma posição de ajuste.
12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo:

o estágio (a) compreende ainda prover a ferramenta de descida (11) com um elemento de engate do pistão (71) conectado à haste (13) e engatado ao pistão (69) em uma primeira posição engatada; e em que o estágio (f) compreende ainda:

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6/6 mover o elemento de engate do pistão (71) de uma primeira posição engatada para uma segunda posição engatada, permitindo, desta maneira, que o peso aplicado à haste (13) seja transferido ao pistão (69) se a vedação anular (91) tiver sido entregue ao local desejado no estágio (e).
13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo:

o estágio (a) compreender ainda prover a ferramenta de descida (11) com um orifício da haste inferior (17) localizado em e estendendo-se radialmente através da haste (13) e um orifício do corpo inferior localizado em e estendendo-se radialmente através do corpo (49);

após o estágio (f), girar a haste (13) em relação ao corpo (49) até uma posição de teste, alinhando deste modo o orifício da haste inferior (17) e o orifício do corpo inferior; e aplicar fluido à passagem axial (14), fazendo assim com que o fluido escoe através do orifício da haste inferior (17) e através do orifício do corpo inferior, e com isso testando a vedação anular (91).
14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo:

o estágio (a) compreender ainda prover a ferramenta de descida (11) com um orifício na haste superior (15) localizado em e estendendo-se radialmente através da haste (13) e um orifício no corpo superior (57) localizado em e estendendo-se radialmente através do corpo (49); e em que orifício no corpo superior (57) e o orifício na haste superior (15) são alinhados enquanto na posição de teste de vedação.
15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo movimento da posição de ajuste até a posição de teste ser realizado girando a haste (13) na mesma direção em relação ao corpo (49) que no estágio (c).