BRPI0810407B1

BRPI0810407B1 - dispositivo de um plug de teste

Info

Publication number: BRPI0810407B1
Application number: BRPI0810407A
Authority: BR
Inventors: Brandsdal Viggo
Original assignee: Tco As
Priority date: 2007-04-17
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2018-05-08
Also published as: NO329454B1; US20100163222A1; NO20071973L; ES2359379T3; WO2008127126A2; CA2684473C; DE602008004339D1; ATE494453T1; US8397813B2; EP2147188A2; BRPI0810407A2; EP2147188B1; CA2684473A1; DK2147188T3; WO2008127126A3

Description

(54) Título: DISPOSITIVO DE UM PLUG DE TESTE (51) Int.CI.: E21B 33/134 (30) Prioridade Unionista: 17/04/2007 NO 20071973 (73) Titular(es): TCO AS (72) Inventor(es): VIGGO BRANDSDAL

1/12 “DISPOSITIVO DE UM PLUG DE TESTE

CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO [001] A presente invenção se refere a uma construção de plug compreendendo uma carga explosiva. FUNDAMENTOS DA PRESENTE INVENÇÃO [002] É bem conhecido que poços de produção na indústria de petróleo têm que ser testados antes que eles sejam postos em uso. Um destes testes é controlar que os componentes do poço resistam à pressão sob a qual o poço opera durante a produção de petróleo/gás. Para realização de tais testes, um plug, tal como um plug triturável feito de vidro, é colocado abaixo na tubulação de produção no poço para fechar a passagem à mesma. Quando a tubulação é pressurizada a partir da superfície com um fluido adequado, se pode, ao longo do tempo, controlar que o poço seja suficientemente estanque contra vazamentos. Quando o procedimento de teste é terminado, o plug é removido em uma explosão controlada.

[003] Como uma regra, cargas explosivas são colocadas sobre o topo do plug de vidro. Muitos mecanismos podem ser utilizados para ativar tais cargas explosivas.

[004] Anteriormente, plugs que poderiam ser puxados após o uso eram utilizados, mas plugs mais recentes que podem tanto ser abertos, quebrados ou dissolvidos após o uso, têm sido utilizados.

[005] Com relação ao estado da técnica, referência é feita à patente da Noruega número NO 321.976 e à patente dos Estados Unidos número US 5.607.017 e ao pedido de patente dos Estados Unidos número US 2003/0168214.

[006] A patente da Noruega número NO 321.976 descreve um plug de teste de cerâmica/vidro que compreende uma carga explosiva e em que esta carga explosiva é

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2/12 colocada sobre a superfície superior aproximadamente como mostrado na Figura 1 do plug, estado da técnica) na presente invenção. A carga explosiva não é consequentemente disposta no interior do plug como é o caso da presente invenção.

[007] Adicionalmente, a patente dos Estados Unidos número US 5.607.017 descreve um material de núcleo que deve ser dissolvido quando ele entra em contato com fluido de poço de tal modo que o fluido pode fluir livremente. Por consequência, esta patente dos Estados Unidos não descreve aplicação de plugs onde os explosivos são integrados no plug em si como é o caso da presente invenção.

[008] Mesmo com as novas soluções, frequentemente acontece que restos da tubulação de montagem (alojamento) para a carga explosiva criam problemas na tubulação.

[009] Com a presente invenção, a meta é desenvolver ainda mais as supramencionadas construções descritas.

[0010] Adicionalmente, visa-se eliminar, completamente ou parcialmente, os problemas com os restos indesejados da montagem de alojamento para a carga explosiva que sai para a corrente de fluido e que provocam problemas para o operador do campo.

[0011] Cargas direcionadas de hoje em dia

conduzem para	trituração limitada	na	medida	em	que	elas	têm
que penetrar	a integridade do	elemento	de	plug e	uma
trituração no	lado inferior não	é	ótima	com	os	sistemas
hodiernos.

[0012] Adicionalmente, visa-se proporcionar uma solução que aumenta a segurança e reduz ou elimina o risco de explosão não pretendida se tiver que aplicar ferramentas

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3/12 de suporte para remover o plug de vidro, devido ao fato de que o mecanismo de explosão falha ou não seja bem sucedido em impelir o plug de vidro frouxo de seu assento.

[0013] O plug, de acordo com a presente invenção, é caracterizado pelo fato de que os elementos de carga explosiva são dispostos internamente no plug.

[0014] O plug preferivelmente engloba uma perfuração que pode reter a carga explosiva com mecanismo de ativação. O plug preferivelmente compreende duas ou mais perfurações para a colocação de um correspondente número de cargas explosivas com mecanismos de ativação.

MODALIDADES PREFERIDAS DA PRESENTE INVENÇÃO [0015] Quando uma carga é aplicada a qual é colocada no interior do vidro em si, pode-se obter uma solução que não deixa grandes restos no poço que podem atrapalhar a operação posterior do poço. Isto seria um aperfeiçoamento essencial e necessário para ser possível de transmitir a todos os tipos de poços. Colocar a carga explosiva no vidro triturável em si foi testado e aparenta estar proporcionando um trituramento muito completo. Adicionalmente, é grandemente vantajoso que grandes partes da instrumentação associada sejam encaixadas no revestimento se estendendo radialmente no exterior no qual o plug e a carga explosiva em si são encaixados.

[0016] É uma grande vantagem da presente invenção a de que a nova carga explosiva funciona a partir do interior do elemento de plug e de que somente necessitase de explosivos suficientes para apenas triturar metade da espessura do plug de vidro em relação com onde a carga explosiva é colocada no topo do plug de vidro. Portanto, não há nenhuma necessidade para muito material explosivo que pode, portanto, ser reduzido comparado àquele que era requerido precedentemente.

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4/12 [0017] A solução em concordância com a presente invenção é fundamentada em produtos padrões fora de linha, para o equipamento que é requerido. Isto torna possível que o acionador seja montado offshore antes que a montagem no plug ocorra. Por razões de segurança, esta é uma solução melhor e o transporte para a maior parte dos campos de produção se torna mais fácil do que as soluções de hoje em dia.

[0018] Cargas explosivas de hoje em dia são também fundamentadas em mercadorias fora de linha, mas aqui um acionador e explosivos primários são colocados em um alojamento comum quando eles são colocados no mercado. Isto não é desejável visto que requer a mais restrita classificação de segurança para transporte de explosivos.

[0019] Com a carga de explosivo inserida no plug de vidro em si, o sistema de plug e o sistema de disparo podem ser testados contrapressão sem nenhum risco de

detonação	visto que	os	explosivos	são testados	em
instalação ou testados contrapressão	através de	uma
abertura	na lateral do	plug.
	[0020] Isto	não	pode ser	realizado com	os
sistemas	de hoje em	dia,	visto que	os explosivos	são
montados	no mesmo alojamento	que engatilha e, portanto,	irá

detoná-los por vazamento.

[0021] A solução em concordância com a presente invenção funciona em que uma força axial hidráulica liberada por um sinal elétrico, de ultrassom, acústico ou por pulsos hidráulicos no poço é transformada em uma movimentação mecânica radial, que inicia a ignição que por sua vez detona os explosivos se estendendo no interior do plug de vidro.

[0022] Sistemas de hoje em dia utilizam uma movimentação hidráulica axial que aciona o acionador que é

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5/12 também montado axialmente no topo do elemento de plug em si.

[0023] A solução em concordância com a presente invenção não necessita de seu próprio alojamento que tem que ter capacidade para resistir pressão de até 80 MPa (mega Pascal) visto que o elemento de plug em si faz este alojamento e protege os explosivos contra o ambiente fluido no poço.

[0024] Com a presente invenção também se consegue um grande aperfeiçoamento com respeito à material residual na forma de partes soltas que advêm a partir da explosão e consideravelmente mais tolerância com respeito às influencias no poço quando ele vem a soltar partes, depósitos e artigos que caem sobre o corpo de plug por diferentes razões. Esta solução também torna possível se comunicar através de outros espaços ocos na coluna onde o plug está localizado. Isto irá auxiliar no aumento de confiabilidade da solução visto que sua função não é influenciada por depósitos e partes soltas.

[0025] Cargas de hoje em dia têm que possuir seu próprio alojamento que deve ter capacidade para resistir às diferenças de pressão de um mínimo de 80 MPa, visto que este alojamento deixará restos de alumínio ou restos de outro material no poço.

[0026] A presente solução conduz a uma solução muito boa com respeito à utilização de ferramentas de suporte para triturar o plug visto que os acionadores e as cargas explosivas são protegidos/as pelo elemento de plug, e eles sempre serão expostos ao fluido de poço quando o elemento de plug em torno é removido. Este é um ponto muito essencial para o produto ser favorável ao usuário. Entretanto, tal plug sendo removido, sempre haverá explosivos não detonados no poço após a remoção.

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	[0027]	Com	soluções de hoje	em dia sempre se
consegue	uma	possibilidade teórica	que pode haver
explosivos	não	detonados deixados no poço depois	da
utilização	de	ferramentas de suporte. Mesmo que	esta
possibilidade seja	teórica, não é	aceitável para	os
operadores	do campo.
	[0028]	Ao	colocar explosivos	no elemento de	plug
e detoná	-los	lá,	a quantidade	de explosivos	é

consideravelmente reduzida de 0,060 - 0,070 quilogramas utilizados em sistemas de hoje em dia para 0,010 - 0,015 quilogramas utilizados na nova solução.

[0029] Com a grande quantidade de explosivos utilizada atualmente, existe um grande risco do alojamento de tubulação ser influenciado tão fortemente que o alojamento de plug recebe uma saliência ou uma protuberância em alguns casos. É muito indesejável que a tubulação possua tais protuberâncias.

[0030] Com a presente invenção, a quantidade reduzida de explosivos reduz o risco do alojamento de plug sofrer abaulamento (inchamento) na explosão. Obtém-se uma trituração mais controlada, ao mesmo tempo em que incidentes indesejados não ocorrem, devido à menor quantidade de explosivos utilizados.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA PRESENTE INVENÇÃO [0031] A presente invenção será descrita em maiores detalhes com referência aos Desenhos das Figuras em anexo, nos quais:

A Figura 1 mostra uma seção vertical de uma solução conhecida com um plug de vidro e corpos explosivos colocados no lado superior do plug.

A Figura 2 mostra uma seção vertical da nova solução em concordância com a presente invenção.

A Figura 3 mostra um detalhe ampliado da Figura

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2.

As Figuras são somente representações esquemáticas e a presente invenção não está limitada às modalidades nelas representadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO [0032] Inicialmente, referência é feita à Figura 1 que ilustra uma típica solução conhecida onde um plug (20) é montado no interior de um maço de tubos (11) que é inserido em uma tubulação de produção/tubulação de revestimento no poço (30) que flui através de uma formação (12) em uma formação de portador de petróleo/portador de gás. Os elementos explosivos na forma de dois corpos formados em coluna (15, 16) são colocados sobre o lado superior (21) do plug triturável (20) (vidro, cerâmico ou similares).

[0033] O plug (20) , doravante somente designado um plug de vidro, é inserido no poço (30) para realizar teste de pressão do poço para controlar que todas as partes são suficientemente à prova de vazamento e podem suportar uma determinada pressão de fluido.

[0034] Quando estes testes tiverem sido realizados, o plug (20) é removido em que ele é explodido com as duas cargas explosivas (13, 14) . A explosão pode ocorrer de muitas maneiras. Uma maneira normal é que fluido de poço, com uma determinada pressão, é deixado nas partes internas do alojamento de carga explosiva (15, 16) de maneira que um pino de ignição (19) é empurrado para baixo e atinge um acionador (23, 17, 18) que inicia a ignição da carga explosiva subjacente (13, 14) . O vidro é, por consequência, explodido em um pó fino que não provoca nenhum dano no poço. Os elementos (15, 16) em si são também explodidos em pequenos pedaços. Elementos de explosão do tipo mostrado na Figura 1 deixam diversos fragmentos

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8/12 grandes na corrente de fluido (designados escombros) que não são desejados.

[0035] É uma parte do objetivo da presente invenção o de proporcionar uma solução onde os elementos explosivos possuem um tamanho menor, possuem menos peso e possuem menos material, tal que a quantidade de fragmentos é muito reduzida.

[0036] A presente invenção é caracterizada pelo fato de que o elemento explosivo (15) ou os elementos (15, 16) é/ são colocado/s internamente no elemento de plug (20) em si.

[0037] A presente invenção é mostrada nas seções verticais fluindo longitudinalmente mostradas na Figura 2 e na Figura 3, com a Figura 3 mostrando uma seção ampliada da Figura 2.

[0038] A Figura 2 mostra um maço de tubos (10/11) com um plug de vidro que é inserido em uma tubulação de produção/tubulação de revestimento no poço (30) que flui através de uma formação (12) em uma formação de portador de petróleo/portador de gás (12) . Um primeiro elemento de explosão (40) é montado em um lado no plug de vidro (20) e um segundo elemento de explosão (42) em outro lado, isto é, os elementos de explosão (40, 42) são diametralmente opostos uns em relação aos outros.

[0039] Com referência à seção ampliada na Figura 3, mecanismos de ignição são montados no revestimento de tubulação externo (10) da seção de plug que retém o plug de vidro (21) em seu assento, compreendendo corpos mecânicos (50) que provocam iniciação da explosão.

[0040] Como pode ser observado na seção na

Figura 3, estes corpos compreendem um elemento cuneiforme móvel no sentido descendente (50) que é integrado ao revestimento de tubulação (10) , que é ativado para uma

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9/12 movimentação descendente da mesma maneira como as construções no interior dos elementos de explosão (15, 16) em concordância com a Figura 1. A cunha (50) é suportada em posição na parede da tubulação pronta para ativação de pinos de rompimento/explosão (52). Abaixo da cunha (50) há um espaço oco (53) na tubulação que faz a conexão ao sistema de carga explosiva em si, que é agora, em concordância com a presente invenção, montado em uma perfuração internamente no plug em si.

[0041] O lado superior da cunha (50) é conectado através de fluido com o volume de fluido (20) no interior da tubulação no lado superior do plug.

[0042] Um canal aproximadamente horizontal (54) é perfurado no plug (50) e a carga explosiva é inserida neste canal, compreendendo a carga explosiva (55) , o elemento de ignição (56) e um pino de ignição (57) , nesta ordem. Os elementos são preferivelmente montados previamente em um revestimento fechado (61) , tal como feito a partir de plástico ou dos assemelhados, e que é então inserido no canal (54) no vidro (20) . Salvaguardas necessárias que previnem que a explosão aconteça não intencionalmente são instaladas. O elemento de ignição (56) (o acionador) se estende, consequentemente, entre a carga explosiva (55) e o pino de ignição (57) . Adicionalmente, existe uma bolsa de ar mais curta (59) entre a carga explosiva (55) e o acionador (56) .

[0043] Estes elementos podem ser moldados no revestimento do plug enquanto são manufaturados na oficina.

[0044] A extremidade traseira (58) do pino de ignição (57) se estende para o espaço (53) . Quando a cunha (50) é empurrada para baixo, ela empurra contra a extremidade traseira do pino de ignição (57) de maneira que a movimentação axial da cunha (50) conduz o pino de ignição

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10/12 (57) sendo empurrado radialmente para dentro. O pino de ignição (57) “ atira” em sentido à ignição (56) que então explode e adicionalmente detona a grande carga explosiva (55) no interior adentro do canal (54) . Por consequência, o vidro é explodido em pedaços.

[0045] Em concordância com uma modalidade preferida da presente invenção, um correspondente sistema de explosão é montado no lado diametralmente oposto no plug de vidro, como pode ser observado na Figura 2. Diversos de tais elementos de explosão podem ser montados se necessário no plug de vidro em torno da integridade do plug de vidro, por exemplo, três, quatro ou mais. Como mencionado anteriormente, a movimentação axial da cunha (50) é ativada sob a influência de uma força hidráulica, visto que esta pode ser ativada por um sinal elétrico, de ultrassom, acústico ou por estabelecimento de pulsos de pressão hidráulica no volume de poço (30) acima do plug de vidro. No último caso, há uma conexão de fluido entre o volume de poço (30) e o lado superior da cunha (50) . A cunha (50) pode também ser montada com uma mola (não mostrada) que é suportada em posição com o auxílio de pinos de batente, e na ativação, os pinos de batente se tornam frouxos de maneira que a mola empurra a cunha (50) descendentemente com força suficiente para empurrar o pino de ignição (57) radialmente para dentro.

[0046] Será evidente que no sistema em concordância com a presente invenção, o mecanismo de ativação é dividido em dois, em que as partes essenciais tal como o pino de ignição, o acionador e a carga explosiva são inseridos no vidro em si, enquanto o restante do mecanismo de ativação é disposto no revestimento de tubulação externo que também compreende o assento (21) do plug de vidro.

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11/12 [0047] Na solução anterior (Figura 1) todos estes mecanismos são montados em maços de revestimento distintos que são então colocados no topo do plug.

[0048] Em concordância com a presente invenção, é preferido (é o mais prático) que as cargas explosivas sejam inseridas em grandes perfurações horizontais no plug de vidro, mas elas podem também ser dispostas em diferentes posições inclinadas no plug de vidro conforme requerido.

[0049] Com a presente invenção um grande passo técnico à frente é proporcionado na área relacionada a plugs de teste.

[0050] Uma das grandes vantagens da presente invenção é a de que partes de metal essenciais e necessárias do mecanismo de ativação são montadas na tubulação de plug e não em conexão ao topo ou ao interior do plug em si.

[0051] Com a explosão do plug, a ocorrência de partes residuais do mecanismo de explosão na corrente de poço é reduzida.

[0052] Uma outra grande vantagem da presente invenção é a que se obtém quando os explosivos não são disparados e tem-se que instalar ferramentas de suporte para remover o plug. Com tal ferramenta de suporte, o plug de vidro é frequentemente perfurado mecanicamente.

[0053] Primordialmente, a presente invenção representa um risco muito mais reduzido para uma tal operação de perfuração não intencionalmente ativar uma explosão da carga explosiva, na medida em que as partes essenciais dos mecanismos de ignição não são dispostas no plug, mas sim no revestimento de tubulação que não é influenciado pela perfuração.

[0054] Se feita perfuração diretamente na carga explosiva (55), isto não conduzirá a uma explosão da mesma,

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12/12 mas ela se dissolverá quando em contato com o fluido de poço.

[0055] Se o plug de vidro se solte do assento (21) durante perfuração de maneira que a carga explosiva com os elementos (55, 56, 57) permaneça intacta, a explosão não acontecerá de forma não intencional. Isto se dá devido ao fato de que um é, como uma regra, dependente da função dos elementos (50) que se estendem na parede do revestimento de tubulação para que a explosão aconteça.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Plug (20) para conduzir testes de um poço (30), de uma tubulação ou de similares, compreendendo uma carga explosiva (55) com um mecanismo de ativação associado (50, 51, 53, 55, 56, 57) e que é operável para ser detonado para remover o plug quando os testes são completados, caracterizado pelo fato de que a carga explosiva (55) e o acionador (56) e seu pino de ignição associado (57) do mecanismo de ativação são dispostos internamente no plug, e as partes de mecanismos de ativação adicionais (51) para empurrar o pino de ignição (57) para iniciar a detonação da carga explosiva (55) são dispostas dentro de um revestimento de tubulação (10/11) que segura o plug.
2. Plug, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a carga explosiva (55), o acionador (56) e seu pino de ignição associado (57) são acomodados em um canal (54) no plug (20).
3. Plug, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato que a carga explosiva (55), o acionador (56) e o pino de ignição (57) são encaixados em um revestimento de plástico fechado (61) inserido no canal (54) .
4. Plug, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o plug (20) é feito de vidro e compreende dois ou mais canais (54) para colocar um número correspondente de cargas explosivas (55) com mecanismos de ativação.
5. Plug, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os canais (54) e por consequência as cargas explosivas (55) com mecanismos de ativação são dispostos em uma direção horizontal no corpo do plug central (20).
6. Plug, de acordo com qualquer uma das

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2/2 reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de ativação adicional (51) compreende uma cunha (50), que é disposta para ser conduzida axialmente para baixo para atingir a extremidade traseira (58) do pino de ignição (57) para ser empurrado radialmente no canal (54) e no acionador (56) que então explode e adicionalmente detona a grande carga explosiva (55).
7. Plug, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as cargas explosivas (55) com os mecanismos de ativação associados (50, 51, 53, 56, 57) são dispostas a partir de lados diametricamente opostos do plug (20).
8. Plug, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o plug de vidro (20) compreende duas, três ou mais cargas explosivas (55).
9. Plug, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o revestimento (61) acomodando a carga (55) e o pino de ativação de ignição associado (57) é fundido no plug durante sua manufatura.

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