ITUB20154019A1 - Dispositivo centratore a struttura componibile per casing di pozzi per la produzione di idrocarburi e casing provvisto di questo dispositivo centratore - Google Patents

Description

Dispositivo centratore a struttura componibile per casing di pozzi per la produzione di idrocarburi e casing provvisto di questo dispositivo centratore

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un dispositivo centratore avente una struttura componibile, utilizzato per i casing dei pozzi per la produzione di idrocarburi.

I pozzi per l'estrazione degli idrocarburi comprendono una tubazione metallica, detta casing, cementata alle pareti del foro di trivellazione, il casing si estende generalmente tra la superficie o zona di testa del pozzo (well head) e il fondo o zona mineralizzata (bottom).

Nell’industria petrolifera la qualità della distribuzione della malta cementìzia fluida ottenuta tra il casing e il foro di trivellazione è determinante per assicurare il contenimento della pressione dei fluidi imposto sul sito e per evitare indesiderate migrazioni di questi stessi fluidi durante la vita produttiva del pozzo. Per questo motivo la centratura del casing in posizione coassiale rispetto al foro del pozzo rappresenta un elemento essenziale per assicurare la migliore distribuzione del cemento nell'intercapedine tra il foro del pozzo e il casing. A tale scopo è noto applicare, sulla parete esterna del casing, dei mezzi centratori essenzialmente costituiti da pattini che sporgono dalla detta parete.

In base al profilo più o meno irregolare del pozzo, ma anche a seconda della traiettoria più o meno inclinata di quest’ultimo, si rende spesso necessario disporre di centratori di diversa lunghezza, così da ottimizzare la centratura e lo scorrimento del casing nella fase della sua discesa in pozzo. Così, per esempio, nel caso di pozzi fortemente inclinati o con profilo altamente irregolare, è preferibile utilizzare dei centratori più lunghi di quelli convenzionali, in modo da assicurare la regolare discesa del casing fino a fondo pozzo.

I noti centratori si contraddistinguono tuttavia per il fatto di possedere una struttura monolitica o in pezzo unico che, per questo motivo, presenta delle dimensioni fisse, ovvero non più modificabili. Conseguentemente ii centratore tradizionale, una volta che è stato fabbricato, non permette la modifica o il cambiamento delle sue dimensioni, così da adattarle alle condizioni di lavoro del pozzo, direttamente al momento dell'installazione del casing. Attualmente occorre allora disporre di tanti centratori, quante sono le diverse lunghezze richieste dalle altrettanto diverse condizioni di lavoro del pozzo. Questo ovviamente comporta dei costi sia di stoccaggio sia di fabbricazione dei differenti centratori, ai quali costi si aggiungono quelli legati al mancato utilizzo dei centratori con dimensionamento inadatto per l'uso sul sito del pozzo, alla degradazione del materiale plastico o metallico dei centratori immagazzinati in tempi lunghi ed alla gestione del magazzino in cui questi sono conservati.

Costituisce lo scopo principale della presente invenzione quello di fornire un nuovo centratore per casing di pozzi per la produzione di idrocarburi il quale, rispetto ai centratori noti, permetta di superare efficacemente i tradizionali problemi di costo ed ingombro di stoccaggio di centratori di lunghezza diversa.

L'invenzione ha inoltre lo scopo di fornire un centratore la cui lunghezza possa essere cambiata in modo rapido ed istantaneo, rendendolo immediatamente disponibile per la sua applicazione sul casing, in funzione delle esigenze di cantiere che si manifestano direttamente sul sito del pozzo.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è anche quello di fornire un casing provvisto di centratori, le cui dimensioni siano di volta in volta adattate alle condizioni geometriche del pozzo di estrazione, direttamente al momento del loro utilizzo.

L’Invenzione si prefigge infine lo scopo di fornire un centratore, provvisto di un elemento di frizione che si presti ad essere sostituito a seconda della geometria e delle altre caratteristiche di formazione del pozzo.

Questi ed altri scopi sono raggiunti con il dispositivo centratore e con il casing delle rivendicazioni rispettivamente 1 e 10. Dei preferiti modi di realizzare il centratore del l’invenzione risultano dalle restanti rivendicazioni.

In rapporto ai noti centratori per casing il dispositivo dell'invenzione permette di realizzare, direttamente in sito ed al momento del suo utilizzo, il centratore avente la lunghezza più adatta alla specifica esigenza operativa incontrata dal cantiere. Grazie a questa possibilità, offerta dalla struttura componibile del centratore dell’invenzione, si evita la tradizionale necessità di disporre in cantiere di centratori già preformati con le diverse lunghezze richieste caso per caso, quindi utilizzabili solo in parte fra tutti quelli giacenti in magazzino.

L’invenzione permette inoltre di superare l'inconveniente della mancata disponibilità, al momento dell'uso, di centratori con le dimensioni adatte per il loro impiego sullo specifico sito di trivellazione.

Il dispositivo dell’invenzione presenta anche il vantaggio di permettere di scegliere, direttamente al momento dell'uso e sul sito del pozzo, il materiale della sua superficie di contatto con la parete del pozzo o con quella del casing preesistente, scegliendolo tra quelli più adatti alle condizioni geometriche del pozzo.

Questi ed altri scopi, vantaggi e caratteristiche risultano dalla descrizione che segue di alcuni preferiti modi di realizzare il dispositivo centratore ed il casing della presente invenzione illustrati, a titolo di esempi non limitativi, nelle figure delle allegati tavole di disegni.

In esse:

le figure 1 e 2 illustrano, rispettivamente allo stato assemblato ed in esploso, un primo esempio di realizzazione del dispositivo centratore dell’invenzione;

la figura 3 illustra la modalità di assemblaggio del dispositivo delle figure precedenti;

le figure 4 e 5 illustrano, rispettivamente in esploso ed in modalità assemblata, un secondo esempio di realizzazione del dispositivo dell’invenzione;

le figure 6 e 7 illustrano, rispettivamente in esploso ed in forma assemblata, un terzo esempio di realizzazione del dispositivo dell'invenzione;

- la figura 8 e 9 illustrano una variante del dispositivo deile figure 1 e 2, equipaggiato con un elemento di frizione selezionabile al momento dell’uso;

la figura 10 illustra in sezione il dettaglio dell’applicazione ad incastro dell’elemento di frizione sul centratore dell’invenzione; - le figure 11 e 12 illustrano una variante del dispositivo delle figure 8 e 9; e

la figura 13 illustra un esempio di casing provvisto del dispositivo centratore dell'invenzione.

II dispositivo centratore delle figure 1 e 2, indicato complessivamente con 1 , presenta una struttura componibile a due elementi di testa, rispettivamente 2 e 3, reciprocamente accoppiabili in corrispondenza di incastri a coda di rondine, rispettivamente maschio 4,5 e femmina 6,7. Come meglio illustrato in figura 3, l’assemblaggio del dispositivo 1 è realizzato accoppiando i due elementi 2 e 3 nel senso della freccia F, così da impegnare le parti maschio 4 e 5 nelle rispettive sezioni femmina 6 e 7.

Nel caso in cui le esigenze di cantiere richiedessero una lunghezza del centratore, maggiore di quella illustrata nelle figure 1 e 2, ad esempio per pozzi orizzontali o fortemente inclinati, la struttura componibile del centratore dell’invenzione permette di integrare, in modo rapido e semplice e direttamente sul sito del pozzo, gli elementi di testa 2 e 3 di figura 1 con l’elemento intermedio di allungamento 8 delle figure 4 e 5., Anche in questo caso l’accoppiamento dei citati elementi 2, 8 e 3, vantaggiosamente di tipo modulare, è realizzato sfruttando gli incastri a coda di rondine 4, 5, 6, 7 degli elementi di testa 2 e 3, nonché gli analoghi incastri dell’elemento intermedio di allungamento 8, rispettivamente maschio 9 e femmina 10 lato elemento di testa 2, e maschio 11 e femmina 12 lato elemento di testa 3 del dispositivo centratore. 1 .

Ovviamente è possibile incrementare ulteriormente la lunghezza del dispositivo dell'invenzione, inserendo tra gii elementi di testa 2 e 3 degli elementi intermedi 8 aggiuntivi, come per esempio quello indicato con 13 nelle figure 6 e 7.

Queste operazioni sono facilitate dalla struttura componibile del dispositivo 1 , così che è possibile preparare, direttamente sul sito del pozzo ed in funzione delle specifiche esigenze del momento, il centratore avente la lunghezza più adatta, a partire dai componenti modulari di base 2, 3 ed 8, quindi senza più la necessità di disporre di tanti centratori preformati, quante sono le lunghezze richieste dal cantiere

Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure 8 e 9 gli elementi di testa 2 e 3 del centratore dell'invenzione presentano delle rispettive sedi sagomate 14 e 15, adatte per accogliere le corrispondenti porzioni di un elemento di frizione 16, ovvero la parte più esterna del centratore, che è quella destinata ad entrare in contatto di sfregamento con le pareti del pozzo o con quelle di un casing preesistente.

Anche in questo caso l'elemento di frizione 16 è inserito in una apposita sede ricavata sulla parete esterna del corpo del dispositivo centratore. Un adesivo, un accoppiamento forzato e simili potranno infine essere impiegati per fissare il citato elemento 16 nella sua sede sul corpo del centratore (figura 10). In questo modo si rende possibile modificare agevolmente l’elemento di frizione equipaggiato sul centratore, scegliendolo tra quelli più adatti alle condizioni del pozzo e sostituendolo direttamente al momento dell’uso.

Nella variante con un solo elemento intermedio di allungamento 8, come illustrata in figura 11 , il dispositivo dell’invenzione è integrato con due elementi di frazione 16 e 17. In particolare l’elemento di frizione 16 si trova alloggiato nella sede 14 dell’elemento di testa 2 e nella sede 18 dell’elemento di allungamento 8 del centratore dell'invenzione. L'elemento di frizione 17 è invece collocato ad incastro nella sede 15 dell’elemento di testa 3 e nella sede 19 del medesimo elemento intermedio 8.

Vantaggiosamente il citato elemento intermedio 8 possiede due sedi distinte 18 e 19, tra loro separate da un diaframma 20 per l’alloggiamento dei diversi elementi di frizione 16 e 17.

Grazie a questa forma di realizzazione si rende possibile scegliere, direttamente sul sito del pozzo ed al momento dell’assemblaggio del dispositivo di centratura dell'invenzione, non solo la lunghezza di quest’ultimo, ma anche la tipologia dell’elemento di frizione 16 e 17, sulla base delle necessità e delle condizioni istantanee del pozzo.

Nella sua modalità operativa, il dispositivo centratore dell’invenzione è applicato sulle superficie esterna del casing 21 di figura 13, alloggiandosi in opera nell’intercapedine 22 che separa la superficie esterna del casing 21 dalla parete 23 del pozzo.

All’invenzione, oome sopra descritta ed illustrata nelle figure delle allegate tavole di disegni, è possibile apportare delle modifiche, per realizzare delle varianti che tuttavia rientrano nell'ambito delle rivendicazioni che seguono. Così, per esempio, il numero degli elementi intermedi di allungamento 8 potrebbe essere maggiore di quello illustrato, così come differenti potrebbero essere le versioni degli incastri impiegati per l'accoppiamento, sia tra loro e con gli elementi di testa 2 e 3, sia con gli elementi di frizione 16 e 17. Inoltre il diaframma 20 di separazione tra le sedi 18 e 19 dell'elemento intermedio 18 di figura 11 potrebbe essere omesso.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo centratore per casing di pozzi per la produzione di idrocarburi, caratterizzato dal fatto di presentare una struttura ad elementi modulari, tra loro assemblati per formare il detto dispositivo.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere due elementi di testa (2,3) reciprocamente accoppiati ad incastro.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti elementi di testa (2,3) sono provvisti di incastri a coda di rondine, con parti maschio rispettivamente (5,4) e con parti femmina rispettivamente (7,6).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre almeno un elemento intermedio di allungamento (8).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il citato elemento intermedio di allungamento (8) è provvisto di parti (9,10,11,12) per l’accoppiamento ad incastro con i rispettivi elementi di testa (2,3).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti elementi componibili comprendono inoltre uno o più elementi di frizione (16,17) assemblati sui detti elementi (2,3,8).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i detti elementi di testa (2,3) sono provvisti di rispettive sedi (14,15) per l’accoppiamento con il detto elemento di frizione (16).
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il detto elemento intermedio (8) è provvisto di sedi (18,19) per l'impegno con i citati elementi di frizione (16,17).
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che le dette sedi (18,19) sono reciprocamente separate da un diaframma (20).
10. 10. Casing di pozzi per la produzione di idrocarburi, caratterizzato dal fatto di essere provvisto del dispositivo centratore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.