BRPI1105009A2

BRPI1105009A2 - Conjunto de cabeça de poço,suspensor de revestimento telescopico e metodo para instalar um suspensor de revestimento telescopico

Info

Publication number: BRPI1105009A2
Application number: BRPI1105009-8A
Authority: BR
Inventors: Nicholas P Gette; Armando Faz; Detrick Garner; John Nelson; Ryan Herbel
Original assignee: Vetco Gray Inc
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2014-01-28
Also published as: SG181259A1; AU2011253754A1; MY154324A; AU2011253754B2; US8413730B2; NO20111600A1; GB2486056A; US20120132441A1; GB201120221D0

Abstract

CONJUNTO DE CABEÇA DE POÇO, SUSPENSOR DE REVESTIMENTO TELESCÓPICO E MÉTODO PARA INSTALAR UM SUSPENSOR DE REVESTIMENTO TELESCÓPICO . Trata-se de um alojamento de cabeça de poço (10) que tem um suspensor de revestimento (H) com um mecanismo acionador para fornecer uma transferência direta de revestimento e cargas de pressão ao alojamento (10) mesmo em condições em que o suspensor de revestimento (H) pode ser definido em uma posição alta no alojamento de cabeça de poço (10) em um ombro de carga (32), ou em um suspensor de revestimento (B) no alojamento de cabeça de poço (10) para uma coluna de revestimento de diâmetro maior instalada antes.

Description

"CONJUNTO DE CABEÇA DE POÇO, SUSPENSOR DE REVESTIMENTO TELESCÓPICO E MÉTODO PARA INSTALAR UM SUSPENSOR DE REVESTIMENTO TELESCÓPICO" Antecedentes da invenção 1. Campo da invenção

A presente invenção refere-se, em geral, a conjuntos de cabeça de poço submarinas e, em particular, a um alojamento de cabeça de poço em que um mecanismo acionador faz com que a carga em um suspensor de revestimento no alojamento de cabeça de poço seja transferida para o alojamento mesmo no evento em que o suspensor de revestimento pode ser definido em uma posição alta no alojamento de cabeça de poço.

2. Descrição da técnica anterior Em um poço submarino típico, o alojamento de cabeça de poço é posicionado no chão de um corpo de água na extremidade superior do poço. O alojamento de cabeça de poço é um membro tubular que tem um furo alinhado com o furo do poço. Uma coluna de revestimento de diâmetro grande liga-se à extremidade inferior do alojamento de cabeça de poço e estende-se para o furo do poço. Depois de perfurar adicionalmente para dentro da terra através do alojamento de cabeça de poço, uma coluna de diâmetro menor de revestimento é instalada. Um suspensor de revestimento na extremidade superior da coluna de diâmetro menor de revestimento é_ assentado no furo em um ombro de carga no alojamento de cabeça de poço.

Detritos e cascalhos do poço são uma preocupação constante na operação e projeto de equipamento de cabeça de poço submarino. Os detritos e cascalhos podem se alojar ou se localizar entre o suspensor de revestimento e outra estrutura de suporte de carga na cabeça de poço, tal como outro suspensor de revestimento em uma pilha no alojamento de cabeça de poço ou o alojamento de cabeça de poço em si. Dessa forma, havia preocupações com o estabelecimento apropriado do suspensor de revestimentos para propósitos de compartilhamento ou transferência de carga. O problema tornou-se pior quando diversos suspensores foram empilhados uns em cima dos outros, como foi típico nas cabeças de poço submarino.

Para o mais superior, os suspensores empilhados, o uso de

grupos de calço com calços ajustáveis foi contemplado. Os ajustes deveriam ser feitos depois que as medições apropriadas fossem feitas no alojamento de cabeça de poço na cabeça de poço para determinar a quantidade exigida de ajuste. Entretanto, um percurso separado do equipamento da superfície para a cabeça de poço foi exigido o que consumiu muito tempo e foi, dessa forma, caro. Houve também preocupação sobre a habilidade de fazer medições precisas para determinar o ajuste exigido.

Descrição Resumida Da Invenção Brevemente, a presente invenção fornece um novo e melhorado conjunto de cabeça de poço, que tem o alojamento de cabeça de poço com um furo e um suspensor de revestimento instalado no furo. O alojamento de cabeça de poço tem um ombro de suporte adjacente ao furo e um suspensor de revestimento telescópico para fixar-se a uma coluna de revestimento e rebaixar-se para dentro do alojamento de cabeça de poço. Um anel de carga resiliente, dividido é transportado em uma posição inicial retraída no suspensor de revestimento. O anel de carga é móvel exteriormente para uma posição definida no encaixe com o alojamento de cabeça de poço. Um acionadorè montado com o suspensor de revestimento abaixo do anel de carga para o movimento do anel de carga da posição inicial para a posição definida. O acionador inclui um mecanismo resiliente de ajuste para variações de altura entre a posição do anel de carga e o ombro de suporte durante o movimento do anel de carga para a posição definida para assentar o suspensor de revestimento telescópico no alojamento de cabeça de poço. A presente invenção fornece adicionalmente um método novo e melhorado para instalar um suspensor de revestimento telescópico no topo de um suspensor de revestimento instalado em um furo do alojamento de cabeça de poço na extremidade superior de um poço em um corpo de água. Um ombro de suporte é fornecido no furo do alojamento de cabeça de poço. Um anel de carga resiliente, dividido é montado em uma posição inicial rebaixada no suspensor de revestimento telescópico. Um acionador é montado no suspensor telescópico abaixo do anel de carga e, então, uma coluna de revestimento é fixada ao suspensor de revestimento telescópico e o suspensor de revestimento telescópico rebaixado para o alojamento de cabeça de poço. O suspensor telescópico é assentado no suspensor de revestimento instalado. O anel de carga é ativado com o acionado e movido para se expandir e assentar no ombro de suporte do alojamento de cabeça de poço e o suspensor de revestimento assenta no anel de carga. A posição do anel de carga no ombro de suporte é ajustada para compensar as diferenças na altura assentada do suspensor telescópico e o suspensor de revestimento instalado.

Breve Descrição Dos Desenhos

A Figura 1 é uma vista secional vertical de uma porção de um alojamento de cabeça de poço que tem um suspensor de revestimento telescópico de acordo com a presente invenção localizado em uma posição assentada.

A Figura 2 é uma vista ampliada de uma porção da estrutura circulada e identificada pelo numerai de referência 2 na Figura 1.

A Figura 3 é uma vista ampliada tomada parcialmente na seção vertical da porção do suspensor de revestimento telescópico da Figura 1.

A Figura 4 é uma vista ampliada de uma porção da estrutura circulada e identificada pelo numerai de referência 4 na Figura 3.

As Figuras 5A, 5B, 5C e 5D são vistas secionais verticais da estrutura da Figura 4 durante uma seqüência de ativação de assentamento do suspensor de revestimento telescópico da presente invenção na posição assentada normal.

As Figuras 6A, 6B, 6C e 6D são vistas secionais verticais da estrutura da Figura 4 durante uma seqüência de ativação de assentamento do suspensor de revestimento telescópico da presente invenção em uma posição mais alta que a posição assentada normal.

As Figuras 7A e 7B são vistas secionais verticais da estrutura da Figura 4 durante uma seqüência de confirmação do assentamento apropriado do suspensor de revestimento telescópico da presente invenção.

As Figuras 7C e 7D são vistas secionais verticais da estrutura da Figura 4 durante uma seqüência de desativação de retirada ou puxamento do suspensor de revestimento telescópico da presente invenção.

Descrição Detalhada Das Modalidades Preferenciais Nos desenhos, um suspensor de revestimento telescópico H de

acordo com a presente invenção, é mostrado (Figura 1) assentado em uma suspensor instalado anteriormente tal como um suspensor de ligação B em um alojamento de cabeça de poço 10. O alojamento de cabeça de poço 10 é do tipo convencional instalado como um componente de um conjunto de cabeça 20 de poço submarino localizado no fundo do mar. O suspensor de revestimento telescópico H inclui um anel de ativação 12 que é montado estendendo-se circunferencialmente abaixo de um colar ou ombro 14 do corpo 16 do suspensor de revestimento telescópico H. O anel de ativação 12 toma a forma de um membro de manga de anel de ativação superior 18 (Figura 4), um 25 membro de manga de anel de ativação inferior 20 e uma mola compressível 22. Uma mola de onda é a forma adequada de uma mola para a mola 22, embora outras possam ser usadas.

Um anel de carga 24 é montado em uma superfície superior 26 do membro de anel de ativação superior 18 estendendo-se circunferencialmente sobre o corpo do suspensor de revestimento 16 entre o ombro 14 e o anel de ativação 12. O anel de carga 24 é um anel resiliente, dividido e adaptado para transferir a carga do suspensor de revestimento H para o alojamento de cabeça de poço. O anel de carga 24 tem uma superfície interna superior afunilada 28 adaptada para o encaixe com e o movimento de deslizamento relativo em relação a uma superfície inferior que se estende circunferencialmente afunilada correspondente 30 do corpo do suspensor de revestimento 16.

Conforme será estabelecido, o anel de carga 24 é movido internamento e externamente em relação a um ombro de assentamento de transferência de carga 32 formado em um furo ou ranhura anular 34 que se estende sobre a parte interna do alojamento de cabeça de poço 10 para assentar o suspensor de revestimento H no alojamento de cabeça de poço 10. Tal movimento ocorre durante o assentamento e extração ou puxamento do suspensor de revestimento H no alojamento de cabeça de poço 10.

O anel de ativação 12 também inclui um colar externo 36 montado em uma superfície externa 38 do membro de anel de ativação inferior 20. Um grupo de pinos dispostos circunferencialmente 40 é montado com o colar 36 que se estende descendentemente para encaixar uma porção superior 42 de um suspensor de revestimento instalado anteriormente, tal como um suspensor de ligação B, no alojamento de cabeça de poço 10.

O suspensor de revestimento telescópico H inclui um anel de trava 44 com superfícies inclinadas externamente que se estendem circunferencialmente. O anel de trava 44 é montado para o movimento dentro de uma fenda circunferencial 46 formada entre as superfícies correspondentemente inclinadas que se estendem circunferencialmente sobre o corpo do suspensor de revestimento 16 adjacente ao membro de anel de ativação superior 18. Quando o suspensor de revestimento H está sendo rebaixado ou fazendo o percurso para o furo do poço, o anel de trava 44 previne o anel de ativação 12 de se mover se conectado prematuramente. Isto, por sua vez, previne o anel de carga 24 do movimento precoce. Deste modo, o suspensor de revestimento H não é danificado durante o movimento no furo do poço como um resultado da operação prematura do anel de ativação 12 causada pelo contato com obstruções que podem ser encontradas no furo do poço.

Um anel de pressão 50 é montado em uma fenda correspondente 52 que se estende circunferencialmente sobre uma porção externa inferior do membro de anel de ativação 18. O anel de pressão 50 é ajustado na fenda 52 e se estende externamente para encaixar um lábio formado em um lado interno do membro de anel de ativação inferior 20. O anel de pressão 50 na posição de pré-carga mostrada na Figura 4 captura a mola 22 e mantém a mola 22 em um estado pré-carregado de modo que uma grande força axial é exigida para colapsar telescopicamente o anel de ativação 12.

O anel de ativação 12 também inclui um ou mais membros de borda ou lábio de catraca que se estendem circunferencialmente 54 em sua superfície interna superior adjacente ao corpo de alojamento de revestimento 16. A estrutura de membro de catraca 54 estende-se externamente e é adaptada para encaixar um anel de verificação de sobretensão 56. O anel de verificação de sobretensão 56 inclui um lábio que se estende externamente 58 que se estende sobre o corpo do suspensor de revestimento 16 em cima do membro de anel de ativação superior 18. O anel de verificação de sobretensão 56 é montado em uma ranhura ou rebaixo que se estende circunferencialmente formado no membro de corpo de alojamento de revestimento 16.

O anel de verificação de sobretensão 56 devido a sua localização encaixa e trava o anel de ativação 12 somente quando o anel de carga 24 expandiu-se completamente (Figuras 5C e 5D). Isto permite que um operador faça uma sobretensão uma vez que o suspensor de revestimento assentou-se. Conforme será estabelecido, o anel de verificação de sobretensão 56 dessa forma permite a verificação ou confirmação que o suspensor de revestimento telescópico 16 está assentado apropriadamente no alojamento de cabeça de poço 10 e os mecanismos de transferência de carga funcionaram apropriadamente.

Na operação da presente invenção, uma seqüência de ativação em situações quando o revestimento H está assentado em sua posição de altura normal no suspensor instalado anteriormente B no alojamento de cabeça de poço é ilustrada nas Figuras 5A até 5D. O suspensor de revestimento Heo revestimento associado suspenso debaixo deste é rebaixado através de um riser descendentemente para o alojamento de cabeça de poço 10. Os pinos 40 entram em contato come com a estrutura do suspensor instalado anteriormente. Os pinos 40 são pressionados ascendente para o corpo do suspensor de revestimento H (Figura 5A) forçando o anel de trava 44 a retrair (Figura 5A) e destravar o anel de ativação 12. Ademais, o deslocamento do suspensor de revestimento H descendentemente (Figura 5B) ocorre como um resultado da redução do peso do revestimento. Isto faz com que o anel de ativação agora móvel e destravado 12 entre em contato (Figura 5C) com a superfície de topo do suspensor B já instalado abaixo do suspensor de revestimento H.

O peso adicional descendentemente no suspensor de revestimento H colapsa a mola de onda 22 do suspensor de revestimento H e causa a expansão para fora do anel de carga 24 até que o contato é feito com o furo 34 do alojamento de cabeça de poço 10, dessa forma limitando a expansão para fora adicional. O anel de carga 24 é agora inteiramente fixo (Figura 5D) e o suspensor de revestimento H está na posição para propósitos de transferência de carga. A pré-carga na mola 22 capturada pelo anel de ativação 12 está em um nível de força maior que a carga de expansão máxima no anel de carga 24 para permitir que isso ocorra.

As Figuras 6A até 6D ilustram uma seqüência de ativação no evento que o suspensor B abaixo do suspensor de revestimento H está sentado em uma posição mais alta que a posição normal devido à presença de cascalhos e outros detritos. Pela comparação das Figuras 6A até 6D com as Figuras 5A até 5D pode-se ver que o anel de carga 24 nas Figuras 6A e 6B está em uma posição mais alta em relação ao furo 34 do alojamento de cabeça de poço 10 que nas Figures 5A e 5B. Os pinos 40 entram em contato e são pressionados descendentemente para o corpo do suspensor de revestimento H (Figura 6A). A ativação dos pinos colapsa o anel de trava interno (7B)

O anel de ativação expande o anel de carga até que contate a parede do alojamento (7C). O anel de ativação 12 expande o anel de carga 24 até que contate a parede interna do alojamento de cabeça de poço 10 (Figura 6C), em uma posição mais alta que a ilustrada na Figura 5C.

O peso adicional aplicado descendentemente reduzindo-se o peso do revestimento no suspensor de revestimento NBA posição ilustrada na Figura 6C colapsa a mola de onda 22 e o anel de carga 24 é agora inteiramente fixo (Figura 6D). Pode-se ver que o suspensor de revestimento H na Figura 6D está também agora na posição de altura normal inteiramente assentada mostrada na Figura 5D.

A seqüência de eventos descritos acima ocorre seqüencialmente e continuamente e exige somente a redução do peso do revestimento a fim de ocorrer. Conforme foi estabelecida a presença do anel de verificação de sobretensão 56 que é encaixado com o anel de ativação 12 (Figura 7A) permite que operador confirme (Figura 7B) que o assentamento apropriado ocorreu fazendo-se uma sobretensão no conjunto instalado.

A fim de desativar e remover o suspensor de revestimento H quando está em qualquer posição, com o anel de carga 24 inteiramente fixo (Figura 7 A), o suspensor de revestimento H é erguido até o topo do anel de carga 24 contata o alojamento de cabeça de poço na posição mostrada na Figura 7B. A força ou tensão de elevação adicional cisalha o encaixe (Figura 7C) entre o anel de verificação de sobretensão 56 e a estrutura de catraca 54 no anel de ativação 12, permitindo que o anel de carga 24 colapse a uma posição onde o anel de carga 24 está inteiramente colapsado (Figura 7D) e é agora possível puxar o suspensor de revestimento H para fora do alojamento de cabeça de poço 10. A presente invenção tem vantagens significativas. Fornece uma

taxa melhorada de sucesso devido à capacidade de acomodar variações na altura instalada do suspensor de revestimentos devido a cascalhos, detritos ou outros. A presente invenção fornece um conjunto que é muito menos sensível à presença de cascalhos ou detritos. Isto permite ao operador de poço mais tempo para operações de perfuração ao invés de operações de condicionamento de furo e circulação.

Embora a invenção tenha sido mostrada em somente uma de suas formas, deve ser aparente a um versado na técnica que ela não é limitadora, mas é suscetível a várias alterações sem que se afaste do escopo da invenção.

Claims

1. CONJUNTO DE CABEÇA DE POÇO, que compreende: um alojamento de cabeça de poço (10) que tem um furo (34) nisso e um suspensor de revestimento instalado (B) montado com este, sendo que o alojamento de cabeça de poço (10) tem um ombro de suporte (32) adjacente ao furo (34); um suspensor de revestimento telescópico (H) para fixar-se a uma coluna de revestimento e rebaixar-se até o alojamento de cabeça de poço (10); um anel de carga resiliente partido (24) transportado em uma posição inicial retraída no suspensor de revestimento (Η), o anel de carga (24) sendo móvel externamente para uma posição definida no encaixe com o alojamento de cabeça de poço (10); um acionador montado com o suspensor de revestimento (H) em cima do anel de carga (24) para mover o anel de carga (24) da posição inicial para a posição definida; o acionador que inclui um mecanismo resiliente de ajuste para as variações de altura entre a posição do anel de carga (24) e do ombro de suporte (32) durante o movimento do anel de carga (24) para a posição definida para assentar o suspensor de revestimento telescópico (H) no alojamento de cabeça de poço (10).

2. CONJUNTO DE CABEÇA DE POÇO, de acordo com a reivindicação 1, em que o acionador (12) compreende: um anel acionador (12), sendo que o anel acionador (12) se move em relação ao suspensor de revestimento (B) quando o suspensor de revestimento telescópico (H) assenta-se no suspensor de revestimento instalado (B).

3. CONJUNTO DE CABEÇA DE POÇO, de acordo com a reivindicação 2, em que o anel acionador (12) compreende: um membro de manga de anel de ativação superior (18); um membro de manga de anel de ativação inferior (20); sendo que os membros de manga de anel de ativação superior e inferior (18, 20) são moveis entre si quando o suspensor telescópico (H) assenta sobre o suspensor de revestimento instalado (B).

4. CONJUNTO DE CABEÇA DE POÇO, de acordo com a reivindicação 3, em que o mecanismo resiliente compreende uma mola (22) montada entre os membros de manga de anel de ativação superior e inferior (18, 20) do anel acionador (12).

5. CONJUNTO DE CABEÇA DE POÇO, de acordo com a reivindicação 1, que inclui, adicionalmente: um anel de trava (44) montado no suspensor telescópico (H) e que restringe o acionador de se mover até que seja destravado.

6. CONJUNTO DE CABEÇA DE POÇO, de acordo com a reivindicação 5, em que o anel de trava (44) é flexível para destravar sob a força aplicada.

7. CONJUNTO DE CABEÇA DE POÇO, de acordo com a reivindicação 1, que inclui, adicionalmente: um anel de verificação de sobretensão (56) montado entre o acionador e o suspensor telescópico (H) para permitir que a força de teste para cima inicial seja aplicada no suspensor telescópico (H) para confirmar o assentamento apropriado.

8. CONJUNTO DE CABEÇA DE POÇO, de acordo com a reivindicação 7, em que o anel de verificação de sobretensão (56) cisalha em resposta a uma força para cima aumentada maior que a força de teste para cima inicial para permitir a retração do anel de carga (24).

9. SUSPENSOR DE REVESTIMENTO TELESCÓPICO (H) para fixar-se a uma coluna de revestimento e rebaixar-se para o alojamento de cabeça de poço (10) para assentar em um suspensor de revestimento (B) em um alojamento de cabeça de poço (10), que compreende: um anel de carga resiliente partido (24) transportado em uma posição inicial retraída no suspensor de revestimento (H), sendo que o anel de carga (24) é móvel externamente para uma posição definida no engate com o alojamento de cabeça de poço (10); um acionador montado com o suspensor de revestimento (H) acima do anel de carga (24) para mover o anel de carga (24) da posição inicial para a posição definida; sendo que o acionador inclui um mecanismo resiliente de ajuste para as variações de altura entre a posição do anel de carga (24) e o ombro de suporte (32) durante o movimento do anel de carga (24) para a posição definida para assentar o suspensor de revestimento telescópico (H) no alojamento de cabeça de poço (10).

10. SUSPENSOR DE REVESTIMENTO TELESCÓPICO (H)1 de acordo com a reivindicação 9, em que o acionador compreende: um anel acionador (12), sendo que o anel acionador (12) move-se em relação ao suspensor de revestimento (H) quando o suspensor de revestimento telescópico (H) assenta no suspensor de revestimento instalado (B).

11. SUSPENSOR DE REVESTIMENTO TELESCÓPICO (H)1 de acordo com a reivindicação 10, em que o anel acionador (12) compreende: um membro de manga de anel de ativação superior (18); um membro de manga de anel de ativação inferior (20); sendo que os membros de manga de anel de ativação superior e inferior (18, 20) são moveis entre si quando o suspensor telescópico (H) assenta no suspensor de revestimento instalado (B).

12. SUSPENSOR DE REVESTIMENTO TELESCÓPICO (H), de acordo com a reivindicação 11, em que o mecanismo resiliente compreende uma mola (22) montada entre os membros de manga de anel de ativação superior e inferior (18, 20) do anel acionador (12).

13. SUSPENSOR DE REVESTIMENTO TELESCÓPICO (H)1 de acordo com reivindicação 9, que inclui, adicionalmente: um anel de trava (44) montado no suspensor telescópico (H) e que restringe o acionador de se mover até que seja destravado.

14. SUSPENSOR DE REVESTIMENTO TELESCÓPICO (H), de acordo com a reivindicação 13, em que o anel de trava (44) é desmontável 0 para destravar sob a força aplicada.

15. SUSPENSOR DE REVESTIMENTO TELESCÓPICO (H), de acordo com a reivindicação 9, que inclui, adicionalmente: um anel de verificação de sobretensão (56) montado entre o acionador e o suspensor telescópico (H) para permitir que a força de teste para cima inicial seja aplicada no suspensor telescópico (H) para confirmar o assentamento apropriado.

16. SUSPENSOR DE REVESTIMENTO TELESCÓPICO (H), de acordo com a reivindicação 15 em que o anel de verificação de sobretensão (56) cisalha em resposta a uma força para cima aumentada maior que a força de teste para cima inicial para permitir a retração do anel de carga (24).

17. MÉTODO PARA INSTALAR UM SUSPENSOR DE REVESTIMENTO TELESCÓPICO (H) no topo de um suspensor de revestimento instalado (b) em um furo (34) do alojamento de cabeça de poço (10) na extremidade superior de um poço em um corpo de água, que compreende: (a) fornecer um ombro de suporte (32) no furo (34) do alojamento de cabeça de poço (10); (b) montar um anel de carga resiliente partido (24) em uma posição inicial rebaixada no suspensor de revestimento telescópico (H); (c) montar um acionador no suspensor telescópico (H) abaixo do anel de carga (24); e então (d) fixar uma coluna de revestimento ao suspensor de revestimento telescópico (H) e rebaixar o suspensor de revestimento telescópico (H) até o alojamento de cabeça de poço (10); (e) assentar o suspensor telescópico (H) no suspensor de revestimento instalado (B); (f) ativar o anel de carga (24) com o acionador e mover o anel de carga (24) para expandir e assentar no ombro de suporte (32) do alojamento de cabeça de poço (10) e o suspensor de revestimento (B) para assentar no anel de carga (24); e (g) ajustar a posição do anel de carga (24) no ombro de suporte (32) para compensar as diferenças na altura assentada do suspensor telescópico (H) e do suspensor de revestimento instalado (B).

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, que inclui, adicionalmente, a etapa de: confirmar o assentamento do suspensor telescópico (H) com o alojamento de cabeça de poço (10).

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, que inclui, adicionalmente, a etapa de: mover o anel de carga (24) interiormente para o engate com o alojamento de cabeça de poço (10).

20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 19, que inclui, adicionalmente, a etapa de: extrair o suspensor telescópico (H) do alojamento de cabeça de poço (10).