BRPI1000941B1

BRPI1000941B1 - Conjunto para proteção de superfície de furo de poço e método para proteger uma superfície dentro de um furo de poço

Info

Publication number: BRPI1000941B1
Application number: BRPI1000941-8A
Authority: BR
Inventors: David L. Ford; Guilherme Eppinghaus; Marc Minassian
Original assignee: Vetco Gray, Inc.
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2019-05-14
Also published as: MY151569A; AU2010201163A1; BRPI1000941A2; EP2239411A2; US20100243271A1; EP2239411A3; SG165251A1; US8074724B2; EP2239411B1

Abstract

aparelho para proteção de superfície de furo de poço e método para proteger uma superfície dentro de um furo de poço. trata-se de um sistema de perfuração que emprega um conjunto de buchas 30, 32, 34 que protegem sedes 14, 20, 24 utilizadas para suspensores de revestimento, o sistema inclui um ou mais protetores de sede 30, 32, 34 que se fixam em uma ferramenta de assentamento 52. a ferramenta de assentamento 52 é abaixada no furo do poço com os protetores de sede 30, 32, 34 fixados e deposita uma bucha em cada superfície a ser protegida. a ferramenta de assentamento 52 pode recuperar as buchas 30, 32, 34 quando a ferramenta de assentamento 52 é retirada do furo do poço.

Description

“CONJUNTO PARA PROTEÇÃO DE SUPERFÍCIE DE FURO DE POÇO E MÉTODO PARA PROTEGER UMA SUPERFÍCIE DENTRO DE UM FURO DE POÇO”

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se, em geral, a um sistema de bucha de desgaste aperfeiçoado e, em particular, a uma ferramenta e bucha de desgaste de assentamento de broca aperfeiçoada e método de operação.

Antecedentes da Invenção [002] Um protetor de sede ou bucha de desgaste é utilizado em aplicações de perfuração para proteger os perfis internos dos vários componentes na cabeça do poço. No estado da técnica, buchas de desgaste foram tipicamente assentadas ou abaixadas na cabeça do poço em uma manobra separada. Um tipo de bucha de desgaste de assentamento de broca é retida em uma ferramenta via pinos de cisalhamento. Essa bucha de desgaste de assentamento de broca tem um ressalto interno com um diâmetro interno reduzido para recuperação. Entretanto, a bucha de desgaste de assentamento de broca não é apropriada para proteger todas as sedes dentro de um furo de poço. Desse modo, uma bucha de desgaste de assentamento de broca aperfeiçoada seria desejável.

Descrição da Invenção [003] Várias realizações da presente invenção fornecem um modo para proteger uma ou mais superfícies dentro de um furo de poço. Em uma realização exemplar, uma ferramenta de assentamento é fixada em uma coluna de perfuração. Um ou mais protetores de sede são fixados na ferramenta de assentamento. Quando a coluna de perfuração é abaixada dentro do furo do poço para executar operações de perfuração, os protetores de sede desprendem da ferramenta de assentamento à medida que a ferramenta passa através da superfície a ser protegida. Os protetores de sede

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2/17 permanecem no lugar durante a operação de perfuração, e são então recuperados quando a coluna de perfuração é retirada do furo do poço.

Breve Descrição dos Desenhos [004] Para que o modo no qual as características, vantagens e objetivos da invenção, bem como outros que se tornarão evidentes, sejam obtidos e possam ser entendidos em mais detalhe, pode-se ter uma descrição mais específica da invenção brevemente resumida acima mediante referência à realização da mesma que é ilustrada nos desenhos em anexo, cujos desenhos formam uma parte desse relatório descritivo. Deve ser observado, entretanto, que os desenhos ilustram somente uma realização preferida da invenção e, portanto, não devem ser considerados limitando seu escopo visto que a invenção pode admitir outras realizações igualmente eficazes.

[005] A figura 1 é uma vista em seção que mostra o lado interno de um furo de poço antes de instalar uma bucha de desgaste.

[006] A figura 2 é uma vista em seção que mostra o furo de poço da figura 1 com uma coluna de revestimento inferior instalada, antes da instalação de uma bucha de desgaste.

[007] A figura 3 é uma vista em seção que mostra o furo de poço da figura 1 com uma coluna de revestimento inferior e média instalada, antes da instalação de uma bucha de desgaste.

[008] A figura 4 é uma vista em seção em quarto de um conjunto de protetores de sede no alojamento de cabeça de poço da figura 1.

[009] A figura 5 é uma vista em detalhe em seção em quarto mostrando um conjunto de protetores de sede no alojamento de cabeça de poço da figura 1.

[010] As figuras 6A e 6B são vistas em seção em quarto que mostram o dispositivo de trava inteligente dos protetores de sede da figura 4.

[011] A figura 7 é uma vista em seção em quarto de dois dos

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3/17 protetores de sede da figura 4 no sub de assentamento intermediário da figura 1.

[012] A figura 8 é uma vista em seção em quarto de um dos protetores de sede da figura 4 no sub de assentamento inferior da figura 1.

[013] A figura 9 é uma vista lateral da ferramenta de assentamento da figura 4.

[014] A figura 10 é uma vista em seção dos protetores de sede da figura 4 instalados no furo do poço da figura 1.

[015] A figura 11 é uma vista em seção em quarto de uma configuração alternativa dos protetores de sede da figura 4.

Descrição de Realizações da Invenção [016] A presente invenção será descrita agora mais completamente a seguir com referência aos desenhos em anexo que ilustram realizações da invenção. A presente invenção pode, entretanto, ser incorporada em muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como limitada às realizações ilustradas expostas aqui. Em vez disso, essas realizações são fornecidas de modo que essa revelação seja completa, e transmita completamente o escopo da invenção para os técnicos no assunto. Números similares se referem a elementos similares do início ao fim, e a principal anotação, se utilizada, indica elementos similares em realizações alternativas.

[017] Com referência à figura 1, uma cabeça de poço 10 é apresentada, e representada genericamente pelo numeral de referência 10. A cabeça de poço ilustrada 10 tem um alojamento de cabeça de poço externo, tubular, 12 com um furo interno. Uma coluna de tubo condutor ou revestimento externo 13 é fixada ao alojamento de cabeça de poço externo 10. O furo interno aceita concentricamente um alojamento de cabeça de poço interno 14 que é sustentado por um suporte de alojamento de cabeça de poço interno 16

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4/17 e alojamento de cabeça de poço externo 12. O suporte de alojamento de cabeça de poço interno 16 é um ressalto no alojamento de cabeça de poço externo 12 que inclina para baixo e para dentro, e casa com o alojamento de cabeça de poço interno 14.

[018] Uma seção de revestimento 18 é suspensa do alojamento de cabeça de poço interno 14 da cabeça de poço 10. Em uma realização exemplar, o revestimento superior 18 é um revestimento de 22” nominal que pode estender, por exemplo, vários milhares de pés para baixo até um primeiro sub de assentamento 20. Abaixo do sub de assentamento médio 20, um revestimento médio 22 estende para baixo até um segundo sub de assentamento 24. Um revestimento inferior 26 estende para baixo a partir do segundo sub de assentamento 24.

[019] Um protetor de sede nominal (Nominal Seat Protector “NSP”) é um tipo de bucha de desgaste que pode ser inserida em um componente de cabeça de poço para proteger o furo do componente de cabeça de poço contra dano à medida que brocas, tubo de perfuração, etc., são passados para frente e para trás através do furo do componente de cabeça de poço. Na realização ilustrada, um NSP pode ser usado no alojamento de cabeça de poço interno 14 e subs de assentamento 20, 24 para proteger as superfícies de furo do alojamento de cabeça de poço interno e/ou subs de assentamento.

[020] Um primeiro NSP 30 é ilustrado com linhas tracejas no alojamento de cabeça de poço interno 14. Além disso, um segundo NSP 32 é fornecido para proteger superfícies de furo do primeiro sub de assentamento 20. Finalmente, um terceiro NSP 34 é apresentado na realização ilustrada para proteger as superfícies de furo do segundo sub de assentamento 24.

[021] O diâmetro interno mínimo do ressalto de assentamento no alojamento de cabeça de poço 14 é maior do que o diâmetro interno mínimo do

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5/17 sub de assentamento médio 20. Além disso, o diâmetro interno mínimo do sub de assentamento médio 20 é maior do que o diâmetro interno mínimo de sub de assentamento inferior 24. Similarmente, o diâmetro externo do primeiro NSP 30 é maior do que o diâmetro externo do segundo NSP 32, que é maior do que o diâmetro externo do terceiro NSP 34.

[022] Na realização ilustrada, os NSPs são NSPs de assentamento de broca que são usados por uma ferramenta de assentamento usada como parte de uma coluna de perfuração tendo uma broca de perfuração na parte inferior (não mostrada na figura 1). A ferramenta de assentamento é utilizada para instalar todos os três NSPs 30, 32, 34 em uma única manobra da coluna de perfuração dentro do poço. Na realização ilustrada, os NSPs 30, 32, 34 são fixados à ferramenta de assentamento e seqüencialmente liberados à medida que a coluna de perfuração é descida no furo do poço.

[023] À medida que a coluna de perfuração é descida através do alojamento de cabeça de poço interno 14, o segundo NSP 32 e o terceiro NSP 34 passam através da cabeça de poço 12. Entretanto, quando o primeiro NSP 30 atinge o alojamento de cabeça de poço interno 14, o primeiro NSP 30 engata o alojamento de cabeça de poço interno 14 e desprende do segundo NSP 32 e ferramenta de assentamento, desse modo permanecendo no alojamento de cabeça de poço interno 14. As porções da coluna de perfuração acima do alojamento de cabeça de poço interno 14 continuam a descer através do centro do primeiro NSP 30.

[024] Quando a ferramenta de assentamento atinge o primeiro sub de assentamento 20, o terceiro NSP 34 passa através do primeiro sub de assentamento 20. Entretanto, o segundo NSP 32 engata o primeiro sub de assentamento 20 e desprende do terceiro NSP 34 e ferramenta de assentamento, permanecendo no lugar dentro do primeiro sub de

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6/17 assentamento 20. Como acima, a coluna de perfuração continua a descer através do segundo NSP 32. Finalmente, quando a ferramenta de assentamento atinge o segundo sub de assentamento 24, o terceiro NSP 34 engata o segundo sub de assentamento 24 e desprende da ferramenta de assentamento, permanecendo no lugar para proteger o segundo sub de assentamento à medida que a coluna de perfuração continua a descer através do terceiro NSP 34. O desenho e operação da ferramenta de assentamento e buchas NSP serão discutidos em maior detalhe nas figuras 4 a 11.

[025] Como observado acima, na realização ilustrada, três NSPs são usados. Nessa realização, o primeiro NSP 30 é um NSP de 22”, o segundo NSP 32 é um NSP de 16”, e o terceiro NSP 34 é um NSP de 18”. As dimensões 22”, 16” e 18” correspondem ao tamanho nominal em polegadas do tubo que eventualmente pesarão sobre alojamento de cabeça de poço interno 14 e os subs de assentamento, respectivamente. Entretanto, NSPs com outros diâmetros podem ser utilizados. Qualquer número de NSPs pode ser usado em uma única manobra, incluindo, por exemplo, dois, três, quarto ou mais. Os NSPs podem ser dimensionados para encaixarem em qualquer tamanho de sede na cabeça de poço e podem ser utilizados com qualquer tamanho de tubo.

[026] Com referência genericamente à figura 2, na realização exemplar, após perfurar através do conjunto da figura 1, todos os três NSPs 30, 32, 34 são recuperados. Então uma coluna de revestimento 42 é instalada com um suspensor de revestimento 40 assentando no sub de assentamento inferior 24. Após cimentar o revestimento 42, o operador desce novamente a coluna de perfuração e ferramenta de assentamento e utiliza novamente um NSP superior 30 e um segundo NSP 32 na cabeça de poço 10. Em uma realização exemplar, o sub de assentamento inferior 24 é um sub de assentamento de 18” nominal, que sustenta um suspensor de revestimento inferior de 18” nominal

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40. Um revestimento de diâmetro médio 42 é suspenso a partir do suspensor de revestimento inferior 40. O revestimento de diâmetro médio 42 pode estender vários milhares de pés abaixo do sub de assentamento inferior 24. O primeiro NSP 30 pode ser utilizado para proteger o alojamento de cabeça de poço interno 14 e o segundo NSP 32 pode ser utilizado para proteger o primeiro sub de assentamento 20 após o suspensor de revestimento 40 ser instalado no segundo sub de assentamento 24.

[027] Com referência à figura 3, em uma realização exemplar, o operador perfurou mais profundamente através do revestimento 42 e recuperou a ferramenta de assentamento e NSPs 32 e 34. O operador instala então uma coluna de revestimento 46 fixada em um suspensor de revestimento médio 44. Após cimentar, o operador desce a coluna de perfuração e utiliza novamente um primeiro NSP 30 no alojamento de cabeça de poço interno 14. Na figura 3, o sub de assentamento médio 20 é um sub de assentamento de 16” nominal, que sustenta um suspensor de revestimento médio de 16” nominal 44. Um revestimento de diâmetro pequeno 46 é sustentado do suspensor de revestimento médio 44. Em uma realização exemplar, o revestimento de diâmetro pequeno 46 é um revestimento de 16” nominal. O revestimento de diâmetro pequeno 46 pode estender vários milhares de pés abaixo do sub de assentamento médio 20, e estende através do sub de assentamento inferior 24. O primeiro NSP 30 pode ser utilizado para proteger o alojamento de cabeça de poço interno 14 após o suspensor de revestimento médio 44 ser instalado no sub de assentamento médio 20 e o poço estar sendo perfurado mais profundamente. Subsequentemente, o operador recupera a coluna de perfuração e o primeiro NSP 30, a seguir desce uma coluna de revestimento final que é sustentada no alojamento de cabeça de poço 14.

[028] Com referência à figura 4, na realização ilustrada, os NSPs de assentamento de broca 30, 32, 34 são buchas que têm um formato cilíndrico

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8/17 giradas em torno de um eixo geométrico 50 com um furo através de seus centros. O diâmetro externo (Outer Diameter - “OD”) do primeiro NSP 30 é menor do que o diâmetro interno (Inner Diameter - “ID”) do alojamento de cabeça de poço 14, com a exceção da superfície de assentamento 76 do alojamento de cabeça de poço 14, que será descrita na figura 5. Como observado acima, o OD do segundo NSP 32 é menor do que o ID do alojamento de cabeça de poço 14 e revestimento 18, e desse modo também é menor do que o OD do NSP superior 30. O OD do terceiro NSP 34 é menor do que o ID do alojamento de cabeça de poço 14 e sub de assentamento intermediário 20, e também é menor do que o OD do NSP intermediário 32.

[029] A ferramenta de assentamento de NSP de assentamento de broca 52 sustenta os NSPs 30, 32, 34 durante instalação e retirada. A ferramenta de assentamento 52 tem uma nervura de suporte 54 que engata o NSP mais inferior 34. Um ressalto 56 na nervura de engate 54 contata um ressalto 58 no terceiro NSP 34. Cada dos NSPs 30, 32, 34 tem um ressalto para engatar a nervura de engate 54. Desse modo, qualquer um dos NSPs pode ser colocado na posição mais inferior na ferramenta de assentamento 52.

[030] A ferramenta de assentamento 52 tem também um centralizador 60. O centralizador poderiam ser nervuras 60, que são um conjunto de superfícies em relevo em trono do exterior da ferramenta de assentamento 52. A porção mais externa da nervura centralizadora 60 contata o ID dos anéis de NSP superior 30 e intermediário 32. As nervuras centralizadoras 60 mantêm os anéis de NSP superior 30 e intermediário 32 centrados na ferramenta de assentamento 52 durante inserção e retirada.

[031] O ID do primeiro NSP 30 e segundo NSP 32 tem cada superfície de referência de ferramenta de assentamento 62. Essa superfície 62 pode ter o menor diâmetro de qualquer característica no NSP 30, 32. A nervura centralizadora 60 contata a superfície de referência 62 para alinhar os NSPs

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30, 32 na ferramenta de assentamento 52. Em algumas realizações, o NSP pode ter uma superfície com um ID menor do que a superfície de referência como, por exemplo, uma ranhura que estende para dentro além do diâmetro da superfície de referência.

[032] A parte superior e inferior do NSP podem ter chanfros que formam um ressalto no ID 66, 68, OD 70, 71, ou ambos. Os chanfros podem ajudar a alinhar o NSP nas superfícies casadas. A superfície de chanfro interna 68 na parte inferior do primeiro NSP 30 pode ajudar a alinhar o NSP com um NSP inferior 32 ou com a ferramenta de assentamento 52. Similarmente, o chanfro de suporte inferior 74 no NSP 30 pode ajudar a alinhar a ferramenta de assentamento 52 no primeiro NSP 30. O chanfro de suporte 74 também poderia suportar o primeiro NSP 30 em um NSP inferior, como o segundo NSP 32 e terceiro NSP 34.

[033] A superfície de chanfro externo 72 na parte inferior do primeiro NSP 30 pode ajudar a alinhar o primeiro NSP 30 com a nervura de suporte 76 no alojamento de pressão elevada 14 durante inserção e também facilita movimento suave através do furo do poço. A superfície de chanfro externo 70 do primeiro NSP 30 pode ajudar a guiar o primeiro NSP 30 através do furo do poço durante retirada.

[034] O chanfro de suporte superior 78 no segundo 32 e terceiro 34 NSPs pode ser utilizado para sustentar outro NSP. O chanfro de suporte superior 78 pode contatar o chanfro de suporte inferior 74 em um NSP adjacente. O chanfro de suporte superior 78 pode também guiar e alinhar o terceiro 34 ou segundo NSP 32 quando não é casado com um NSP acima do mesmo à medida que se move através do furo do poço.

[035] Nessa vista, a ferramenta de assentamento 52 sustenta o terceiro NSP 34 na parte inferior da ferramenta de assentamento. O terceiro NSP 34 sustenta o segundo NSP 32, que por sua vez sustenta o primeiro NSP

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30. Os três anéis de NSP podem ser fixados entre si e carregados sobre a ferramenta de assentamento 52 na plataforma de torre de perfuração (não mostrada) e então abaixados juntos em uma única manobra no furo do poço. Em uma realização alternativa, cada dos anéis NSP 30, 32, 34 pode ser independentemente fixado à ferramenta de assentamento em vez de encaixando entre si.

[036] Com referência à figura 5, em uma realização exemplar, o primeiro NSP 30 tem um retentor para evitar que um NSP desengate do NSP adjacente, como, por exemplo, evitar que o primeiro NSP 30 desengate prematuramente o segundo NSP 32. O retentor pode ser, por exemplo, um mecanismo de trava como um anel de trava 80. O anel de trava 80 adapta-se em um entalhe 89 no primeiro NSP 30 e em um entalhe correspondente 90 no segundo NSP 32. O anel de trava 80 mantém os entalhes alinhados. O anel de trava 80 poderia ser, por exemplo, um anel de retenção ou fendilhado. Um ou mais pinos de liberação 82 localizados atrás do anel de trava 80 evitam que o anel de trava 80 desengate o segundo NSP 32. Em seu estado natural, o anel de trava 80 expande para liberar o NSP adjacente 32. Os pinos de liberação 82 evitam que o anel de trava expanda.

[037] O NSP tem uma luva deslizante 84 que contata um ressalto 86 no alojamento de cabeça de poço 14 ou sub de assentamento. A luva deslizante 84 impede que os pinos de liberação 82 se movam. Alternativamente, o alojamento de cabeça de poço 14 poderia ser um sub de assentamento. Quando a luva deslizante 84 contata o ressalto 86, a luva deslizante 84 é mantida estacionária enquanto o NSP 30 continua a se mover para baixo no furo do poço. A luva deslizante 84 tem uma mola de retorno 87 que normalmente retém a luva deslizante 84 na posição para baixo. A mola de retorno 87 é ilustrada na posição expandida e a luva deslizante 84 na posição para baixo no segundo NSP 32 na figura 5. Essa é a posição das luvas

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11/17 deslizantes 84 nos NSPs 30, 32 quando a ferramenta de assentamento 52 está movendo os NSPs 30, 32 através do furo de poço. O primeiro NSP 30 na figura 5 representa a mola de retorno 87 em seu estado dobrado e a luva deslizante 84 na posição para cima.

[038] A luva deslizante 84 tem um furo ou encaixe 88. Quando o encaixe 88 alinha com o pino de liberação 82, o pino de liberação entra no encaixe, permitindo que o anel de trava 80 desengate do entalhe 90 no NSP adjacente 34. Quando a luva deslizante 84 está na posição para baixo, o encaixe 88 não é alinhado com o pino de liberação 82 e desse modo o pino de liberação não permite que o anel de trava 80 expanda para seu estado natural. Os primeiro 30 e segundo 32 NSPs têm mecanismos de anel de trava. O segundo NSP 32 e terceiro NSP 34 tem entalhes 90 para receber um anel de trava.

[039] O OD do primeiro NSP 30 é maior do que o ID do ressalto 86 na nervura de suporte de alojamento de cabeça de poço 76. Desse modo, o ressalto 86 sustenta o NSP 30. O OD do segundo e terceiro NSPs 32, 34 é menor do que o ID do ressalto 86, desse modo o segundo e terceiro NSPs 32, 34 podem passar através do ressalto 86.

[040] Com referência à figura 5, em uma realização exemplar, um dispositivo de travamento pode ser utilizado para fornecer resistência à retirada de um NSP instalado em um sub de assentamento. O dispositivo de travamento poderia ser, por exemplo, um anel-o 91, uma garra indicadora, ou um anel de elastômero no exterior do NSP. O NSP pode ter um entalhe 92 ou algum outro formato para reter o dispositivo de travamento no lugar. O interior do alojamento de cabeça de poço 14 e subs de assentamento 20, 24 pode ter uma superfície casada 93 que corresponde à localização do dispositivo de travamento de um NSP 30, 32, 34, instalado. A superfície casada 93 poderia ser um entalhe, uma superfície lisa, ou poderia ser qualquer outro formato. A

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12/17 superfície casada 93 poderia estar no alojamento de cabeça de poço ou sub de assentamento, poderia também estar em qualquer outra superfície no furo de poço sobre a qual o NSP poderia ser instalado.

[041] Com referência às figuras 6A e 6B, um dispositivo de trava inteligente 94 pode ser utilizado para evitar que a luva deslizante 84 se move para a posição para cima prematuramente. Uma trava inteligente 94 poderia ser qualquer dispositivo que trava a luva deslizante 84 no lugar durante movimento, e destrava somente quando o NSP 30, 32 está em um local adequado para liberação, como no alojamento de cabeça de poço 14. Em uma realização exemplar, a trava inteligente 94 é uma série de pinos 96 em torno da circunferência da luva deslizante 84 transportada em um entalhe 99 (figura 5). A nervura 76 no alojamento de cabeça de poço 14 calca os pinos 96, por exemplo, pressionando contra os pinos 96, que por sua vez comprimem um anel expansível 98 que está em contato com os pinos. Quando os pinos são calcados para dentro, o anel expansível 98 move mais profundamente no entalhe 99, e desse modo deixando livre a luva deslizante 84, permitindo que o NSP 30 se mova para baixo em relação à luva deslizante 84. O anel expansível 98 poderia ser, por exemplo, um anel fendilhado. Em uma realização exemplar, o ressalto 76 (figura 5) no alojamento de cabeça de poço 14 é o único dispositivo dentro do furo do poço que é dimensionado para liberar a trava inteligente 94. A trava inteligente 94 pode ser utilizada em qualquer NSP que tem uma luva deslizante e pode ser localizada em qualquer lugar na luva deslizante.

[042] O alojamento de cabeça de poço 14 (figura 6B) empurra a trava inteligente 98 do primeiro NSP 30 para dentro para destravar a luva deslizante 84. Com referência à figura 5, o ressalto do sub de assentamento 76 no alojamento de cabeça de poço 14 empurra contra a luva de deslizamento 84, o que permite que os pinos de liberação 82 se movam para fora, o que

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13/17 desengata o anel de travamento 80. O primeiro NSP 30 assenta no alojamento de cabeça de poço 14 e permanece no lugar enquanto a ferramenta de assentamento 52 e segundo e terceiro NSPs 32, 34 continuam para baixo do furo do poço. Similarmente, o segundo NSP 32 pode ter um mecanismo de trava inteligente em sua luva deslizante.

[043] Com referência à figura 7, após o primeiro NSP 30 (não mostrado) ser desprendido do segundo NSP 32, a ferramenta de assentamento 52 continua a descer o furo do poço até atingir o próximo sub de assentamento 20. Após contatar a nervura de suporte 102, a luva deslizante 84, incluindo o anel de travamento 80 e trava inteligente 94, operam todos do mesmo modo que os componentes similares no NSP de topo 30. O segundo NSP 32 desprende do terceiro NSP 34 e permanece no lugar para proteger o primeiro sub de assentamento 20.

[044] O OD do NSP intermediário 32 é maior do que o ID da nervura de suporte 102. Desse modo, a nervura de suporte 102 engata o NSP intermediário 32 e retém o mesmo no lugar. O OD do NSP inferior 34 é menor do que o OD da nervura de suporte 102, e desse modo o NSP inferior 34 passa através do sub de assentamento 20.

[045] Com referência à figura 8, após o segundo NSP 32 (não mostrado) ser desprendido do NSP inferior 34, a ferramenta de assentamento 52 e o NSP inferior 34 continuam a descer no furo do poço até que o terceiro NSP 34 atinja o segundo sub de assentamento 24. A nervura de suporte 104 engata a superfície de suporte 106 no terceiro NSP 34 e engata o terceiro NSP 34 à medida que a ferramenta de assentamento 52 continua a descer abaixo do sub de assentamento 24. O terceiro NSP 34 permanece no lugar para proteger o segundo sub de assentamento 24.

[046] O OD do terceiro NSP 34 é maior do que o ID do ressalto 104, desse modo o ressalto 104 engata o terceiro NSP 34 à medida que a

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14/17 ferramenta de assentamento 52 passa através do segundo sub de assentamento 24.

[047] Com referência à figura 9, a ferramenta de assentamento 52 tem extremidades rosqueadas 110 que permitem que a mesma seja instalada como uma seção da coluna de perfuração (não mostrada). A ferramenta de assentamento 52, com múltiplos anéis NSP 30, 32, 34 (figura 4) fixados, pode ser abaixada dentro do furo de poço quando a broca de perfuração é abaixada para dentro do furo de poço com a finalidade de perfurar o poço. Em uma realização exemplar, as nervuras centralizadoras 60 que engatam os anéis NSP (não mostrados) compreendem pás que são espaçadas circunferencialmente em torno do corpo da ferramenta de assentamento 52. As nervuras 60 atuam como centralizadora para centrar os NSPs na ferramenta de assentamento 52. Em uma realização exemplar, o conjunto inferior de nervuras 54 é dimensionado para sustentar o terceiro NSP 34 (figura 4). O OD das nervuras de suporte 54 é maior do que o ID mínimo dos NSPs 30, 32, 34 (figura 4) e desse modo sustenta os NSPs verticalmente acima do mesmo. As nervuras 60, 54 podem ser de qualquer local e formato apropriados para engatar um ou mais NSPs. As superfícies de engate nos NSPs podem variar, e desse modo a configuração da ferramenta de assentamento 52 pode variar de acordo.

[048] Com referência à figura 10, o diâmetro externo máximo (“OD”) do primeiro NSP 30 é maior do que os diâmetros do segundo e terceiro NSPs 32, 34. Quando a ferramenta de assentamento 52 é abaixada no furo de poço, o primeiro NSP 30 é o primeiro dos NSPs a serem engatados, e é engatado pelo ressalto 76 no alojamento de cabeça de poço 14. O ressalto de alojamento de cabeça de poço 76 engata e sustenta o primeiro NSP 30. Os segundo e terceiro NSPs 32, 34, com seus diâmetros menores, passam através do alojamento de cabeça de poço superior 14 engatar o mesmo.

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15/17 [049] O segundo NSP 32 tem o OD maior seguinte, e engata o próximo sub de assentamento 20 do mesmo modo que o primeiro NSP 30 engatou o primeiro ressalto de assentamento 76. O segundo NSP 32 tem um OD máximo que é maior do que o OD máximo do terceiro NSP 34. O segundo NSP 32 engata o ressalto 102 no primeiro sub de assentamento 14 e desprende do terceiro NSP 34. A ferramenta de assentamento 52 e terceiro NSP 34 continuam a descer pelo furo do poço.

[050] O terceiro NSP 34 engata o segundo sub de assentamento 24. O segundo sub de assentamento 24 levanta o terceiro NSP 34 da ferramenta de assentamento 52 à medida que a ferramenta de assentamento 52 e coluna de perfuração continuam para baixo do furo do poço. O segundo sub de assentamento 24 tem um ressalto 104 que engata e sustenta o ressalto 106 do terceiro NSP 34.

[051] Com referência à figura 4, quando a coluna de perfuração é retirada do furo do poço, os anéis de NSP 30, 32, 34 são retirados dos sub de assentamento 24, 20, 14. Quando a ferramenta de assentamento 52 atinge o terceiro NSP 34, o NSP inferior apoia na nervura de engate 54 e a nervura de engate sustenta o terceiro NSP 34 à medida que levanta o anel NSP do segundo sub de assentamento 24. Quando o terceiro NSP 34 atinge o segundo NSP 32, o ressalto superior 78 no terceiro NSP 34 contata o ressalto 74 no segundo NSP 32.

[052] À medida que o terceiro NSP 34 levanta o segundo anel NSP 32 do primeiro sub de assentamento 20, a luva deslizante 84 é levantada do sub de assentamento 20. A mola de retorno de luva deslizante 86 é capaz agora de empurrar a luva deslizante 84 para baixo. Isso força os pinos de liberação 96 e anel de trava 80 no segundo NSP 32 a engatarem o entalhe de receptáculo de anel de trava 90 no terceiro NSP 34.

[053] Quando o segundo NSP 32 atinge o primeiro NSP 30, o

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16/17 ressalto superior 78 no segundo NSP 32 contata o ressalto 74 no primeiro NSP 30. À medida que o segundo NSP 32 levanta o primeiro NSP 30 do ressalto 76 no alojamento de cabeça de poço 14, a luva deslizante 84 é levantada do ressalto 76. A mola de retorno de luva deslizante 86 é capaz agora de empurrar a luva deslizante 84 para baixo. Isso força os pinos de liberação 96 e o anel de trava 80 no primeiro NSP 30 a engatar o receptáculo de anel de trava 90 no segundo NSP 32.

[054] Em uma realização exemplar, cada tamanho de anel NSP pode encaixar juntamente com qualquer um dos outros tamanhos de anéis NSP. Com referência à figura 4, o terceiro NSP 34, por exemplo, pode encaixar com o segundo NSP 32. Com referência à figura 11, se o terceiro anel NSP 34 não for exigido em uma aplicação, o primeiro anel NSP 30 pode encaixar no segundo NSP 32 e o segundo NSP 32 pode engatar diretamente a ferramenta de assentamento 52 quando o terceiro NSP 34 não está presente. Além disso, o terceiro anel NSP 34 é dimensionado para encaixar diretamente com o primeiro NSP 30 sem o uso do segundo NSP 32. Em uma realização exemplar, qualquer um dos anéis NSP pode engatar a ferramenta de assentamento 52 diretamente e desse modo ser utilizada sem nenhum dos outros NSPs.

[055] Em uma realização exemplar, o peso do anel NSP é suficiente para reter um anel NSP instalado no lugar no ressalto 76 do alojamento de cabeça de poço interno 14 e subs de assentamento 20, 24 e desse modo dispositivos anti-rotação não são necessários. Em algumas realizações, não é necessário que os NSPs de assentamento de broca 30, 32 34 girem no lugar no sub de assentamento para travar ou destravar o NSP no lugar. Algumas realizações podem empregar dispositivos anti-rotação, como, por exemplo, um mecanismo de travamento que poderia exigir, por exemplo, rotação da ferramenta de assentamento para destravar o NSP.

[056] Em uma realização exemplar, o diâmetro interno de um ou

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17/17 mais dos NSPs é demasiadamente pequeno para que a broca de perfuração passe através do NSP. Nesse caso, o NSP é recuperado quando a ferramenta de assentamento passa para cima através do mesmo de modo que a broca de perfuração pode passar através do sub de assentamento. Todos os NSPs podem ser inseridos quando a coluna de perfuração desce para dentro do furo de poço, e todos os NSPs são recuperados quando a coluna de perfuração é retirada do furo do poço. A ferramenta de assentamento para inserir e recuperar os anéis NSP faz parte da coluna de perfuração, e desse modo as operações de inserção e retirada do anel NSP são executadas durante a inserção e retirada comuns da coluna de perfuração e não exigem tempo adicional ou manobras adicionais para baixo do furo do poço.

[057] Embora a invenção tenha sido mostrada ou descrita somente em algumas de suas formas, deve ser evidente para os técnicos no assunto que a mesma não é desse modo limitada, porém é suscetível a várias alterações sem se afastar do escopo da invenção.

Claims

Reivindicações

1. CONJUNTO PARA PROTEÇÃO DE SUPERFÍCIE DE FURO DE POÇO compreendendo:

uma ferramenta de assentamento (52) tendo uma primeira e uma segunda extremidades para fixação em uma coluna de perfuração; e uma primeira bucha de desgaste (30) adaptada para ser disposta na ferramenta de assentamento (52) e sendo adaptada para desengatar da ferramenta de assentamento (52) ao engatar um primeiro componente de furo de poço (14);

o conjunto sendo caracterizado pelo fato de compreender uma segunda bucha de desgaste (32) adaptada para ser disposta na ferramenta de assentamento (52) e adaptada para passar através do primeiro componente de furo de poço (14) conforme é abaixada e desengatar da ferramenta de assentamento (52) ao engatar em um segundo componente de furo de poço (20), de modo que as primeira (30) e segunda (32) buchas de desgaste são liberadas sequencialmente à medida que a coluna de perfuração é descida no furo do poço (14).
2. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as primeira (30) e segunda (32) buchas de desgaste encaixam em engate mútuo enquanto na ferramenta de assentamento (52).
3. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que as primeira (30) e segunda (32) buchas de desgaste são conectadas entre si de forma liberável enquanto na ferramenta de assentamento (52).
4. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de assentamento (52) compreende ainda um centralizador (60) e em que o

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2/4 centralizador (60) recebe de forma direta um diâmetro interno da primeira bucha de desgaste (30).
5. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de assentamento (52) recupera a segunda bucha de desgaste (32) do segundo componente de furo de poço (20) por movimento ascendente a partir da parte inferior do segundo componente de furo de poço (20).
6. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a segunda bucha de desgaste (32) recupera a primeira bucha de desgaste (30) a partir do primeiro componente de furo de poço (14) por movimento ascendente da segunda bucha de desgaste (32) e da ferramenta de assentamento (52) a partir da parte inferior do primeiro componente de furo de poço (14).
7. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma terceira bucha de desgaste (34) fixada de forma liberável na ferramenta de assentamento (52), a terceira bucha de desgaste (34) tendo um diâmetro externo máximo menor do que um diâmetro externo máximo da segunda bucha de desgaste (32), de modo que a terceira bucha de desgaste passa através dos primeiro e segundo componentes de furo de poço (14, 20), assenta e se libera em um terceiro componente de furo de poço (24).
8. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um mecanismo de trava (80) que trava de modo liberável a primeira (30) e segunda (32) buchas de desgaste entre si, enquanto na ferramenta de assentamento (52), e libera a primeira bucha de desgaste (30) da segunda bucha de desgaste (32) quando a primeira bucha de desgaste (30) assenta no primeiro componente de furo de poço (14).

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9. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de trava (80) compreende:

uma intertrava (80) tendo uma primeira posição e uma segunda posição, em que a primeira posição evita o movimento axial entre a primeira bucha de desgaste (30) e a segunda bucha de desgaste (32);

a segunda posição permite o movimento axial entre a primeira bucha de desgaste (30) e a segunda bucha de desgaste (32); e em que um atuador (82) move a intertrava (80) da primeira posição para a segunda posição.
10. MÉTODO PARA PROTEGER UMA SUPERFÍCIE DENTRO DE UM FURO DE POÇO, caracterizado pelo fato de que compreende:

(a) fixar uma primeira (30) e uma segunda (32) bucha de desgaste em uma ferramenta de assentamento (52);

(b) abaixar a ferramenta de assentamento (52) em uma coluna de perfuração juntamente com a primeira (30) e segunda (32) buchas de desgaste em um furo de poço;

(c) desprender a primeira bucha de desgaste (30) da ferramenta de assentamento (52) em uma primeira superfície (14) para ser protegida à medida que a coluna de perfuração é abaixada; e (d) continuar a abaixar a coluna de perfuração e desprender a segunda bucha de desgaste (32) em uma segunda superfície a ser protegida (20).
11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda, após desprender a primeira (30) e segunda (32) bucha de desgaste, continuar a abaixar a coluna de perfuração e girar a coluna de perfuração para executar perfuração.

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12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 11, caracterizado pelo fato de que a primeira superfície (14) tem um diâmetro interno maior do que a segunda superfície (20), a primeira bucha de desgaste (30) tem um diâmetro externo maior do que a segunda bucha de desgaste (32), e o diâmetro interno da primeira superfície (14) é tal que a primeira bucha de desgaste (30) assenta na primeira superfície (14), enquanto a segunda bucha de desgaste (32) passa através da primeira superfície (14).
13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) compreende ainda travar a primeira (30) e segunda (32) bucha de desgaste entre si com um mecanismo de travamento (80).
14. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende liberar o mecanismo de travamento (80) em resposta à força descendente após a primeira bucha de desgaste (30) assentar na superfície superior (14).
15. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) compreende: empilhar a primeira (30) e segunda (32) buchas de desgaste em um ressalto voltado para cima (56) da ferramenta de assentamento (52).