BR0213048B1

BR0213048B1 - Sistema tubular arranjado em um furo de poço

Info

Publication number: BR0213048B1
Application number: BRPI0213048-3A
Authority: BR
Inventors: Whilhelmus Christianus Maria Lohbeck
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2015-01-27
Also published as: NO20041828L; GB2397084B; NO335640B1; CA2462234A1; CN1309935C; GB2397084A; CN1564903A; GB0407036D0; CA2462234C; US7152673B2; RU2004113434A; WO2003031771A1; RU2290495C2; US20050000686A1; BR0213048A

Description

“SISTEMA TUBULAR ARRANJADO EM UM FURO DE POÇO” A presente invenção refere-se a um sistema tubular arranjado em um furo de poço, compreendendo um tubo que se estende pelo furo de poço e tendo uma parede com pelo menos uma seção de rigidez a dobramento reduzida, cada seção de rigidez a dobramento reduzida definindo uma articulação que permite o tubo se mover entre um modo retraído, no qual o tubo tem um tamanho de seção transversal relativamente pequeno e um modo expandido, no qual o tubo tem um tamanho de seção transversal relativamente grande. WO 99/55.999 revela um tal sistema, onde o tubo forma um revestimento de furo de poço que estabiliza a parede do furo de sondagem e impede o colapso do furo de sondagem.

Uma desvantagem do sistema conhecido é o fato da resistência a colapso do tubo, quando no modo expandido, ser menor do que a de elementos tubulares convencionais sem articulações. É um objetivo da invenção prover um sistema tubular que supere a mencionada desvantagem.

De acordo com a invenção é provido um sistema tubular arranjado em um furo de poço, compreendendo: um tubo externo estendendo-se no furo de poço e tendo uma parede com pelo menos uma seção de rigidez a dobramento reduzida, cada seção de rigidez a dobramento reduzida definindo uma articulação permitindo que o tubo externo se mova entre um modo retraído, no qual o tubo externo tem um tamanho de seção transversal relativamente pequeno, e um modo expandido, no qual o tubo externo tem um tamanho de seção transversal relativamente grande; um tubo interno estendendo-se no tubo externo e tendo uma parede com pelo menos uma seção de rigidez a dobramento reduzida, cada seção de rigidez a dobramento reduzida definindo uma articulação permitindo que o tubo interno se mova entre um modo retraído, no qual o tubo interno tem um tamanho de seção transversal relativamente pequeno, e um modo estendido, no qual o tubo interno tem um tamanho de seção transversal relativamente grande; onde, quando os mencionados tubos estão em seus respectivos modos expandidos, o tubo interno suporta o tubo externo e é orientado no tubo externo de modo que cada articulação do tubo interno seja circunferencialmente deslocada de cada articulação do tubo externo.

Em virtude do arranjo escalonado dos respectivos conjuntos de articulações, obtém-se que cada articulação do tubo externo seja arranjada opostamente a uma seção do tubo interno de espessura total de parede, de modo que dobramento inadvertido/não intencional das articulações do tubo externo (quando no modo expandido) seja impedido. A invenção será descrita adiante com mais detalhe e por meio de exemplo com referência aos desenhos anexos, nos quais: A Fig. 1 mostra esquematicamente uma vista de seção transversal de um tubo externo em um seu modo expandido; A Fig. 2 mostra esquematicamente o tubo externo em um seu modo retraído; A Fig. 3 mostra esquematicamente o tubo externo e o tubo interno, ambos em seus respectivos modos expandidos; A Fig. 4 mostra esquematicamente o tubo externo em seu modo expandido e um tubo interno em um modo retraído.

Com referência à Fig. 1, é mostrado um revestimento de furo de poço em forma de membro tubular 1 que deve ser instalado em um furo de poço (não mostrado) que foi perfurado em uma formação geológica, por meio do que o membro tubular 1 em sua posição final é diretamente circundado pela formação rochosa (não mostrado) opcionalmente com um agente de ligação de cimento ou luva de borracha de entremeio, ou é circundado por um outro membro tubular de furo de poço. O membro tubular 1 será referido adiante como um “tubo externo 1” de modo a distinguir de um “tubo interno” referido adiante. O tubo externo 1 tem cinco seções arqueadas 2, 3, 4, 5, 6 tendo uma parede relativamente espessa, e cinco seções curtas 7, 8, 9, 10, 11 interconectando as seções arqueadas e tendo uma parede relativamente fma. . seções curtas 7, 8, 9, 10, 11 se estendem na direção longitudinal ou próximo à longitudinal do tubo externo 1. Em virtude de sua espessura de parede reduzida, as seções curtas 7, 8, 9, 10, 11 têm uma rigidez a dobramento reduzida e, por conseguinte, formam articulações plasticamente deformáveis. Adiante, o tubo externo 1, quando na forma de seção transversal arredondada, conforme mostrado na Fig. 1, será referido como o modo expandido do tubo externo 1.

Na Fig. 2, é mostrado o tubo externo 1 quando em um modo retraído, por meio do que o tubo externo 1 foi dobrado nas articulações plásticas 7, 8, 8, 9, 10, 11 de modo que a seção arqueada 5 tenha sido movida radialmente para dentro. No modo retraído, o tubo externo 1 tem um tamanho de seção transversal menor do que no modo expandido, cujo menor tamanho de seção transversal permite que o tubo externo 1 seja transportado através do furo de poço até a localização desejada.

Na Fig. 3, é mostrado um tubo interno 14 arranjado concentricamente dentro do tubo externo 1, por meio do que o tubo interno 14 é solicitado contra o tubo externo 1 de modo a suportar o tubo externo 1. O tubo interno 14 tem cinco seções arqueadas 15, 16, 17, 18, 19 tendo uma parede relativamente espessa, e cinco seções curtas 20, 21, 22, 23, 24 interconectando as seções arqueadas 15, 16, 17, 18, 19 e tendo uma parede relativamente fma. As seções curtas 20, 21, 22, 23, 24 se estendem na direção longitudinal do tubo externo 1. Em virtude de sua reduzida espessura de parede, as seções curtas 20, 21, 22, 23, 24 têm uma rigidez a dobramento reduzida e, por conseguinte, formam articulações plásticas. Adiante, o tubo interno 14, quando na forma de seção transversal arredondada, conforme mostrado na Fig. 3, será referido como o modo expandido do tubo interno 14.

Conforme mostrado na Fig. 3, o arranjo dos tubos 1, 14 é tal que cada articulação 20, 21, 22, 23, 24 do tubo interno 14 seja deslocada circunferencialmente de cada articulação 7, 8, 9. 10, 11 do tubo externo 1, Em outras palavras, as articulações 20, 21, 22, 23, 24 do tubo interno 14 são arranjadas escalonadamente em relação às articulações 7, 8, 9, 10, 11 do tubo externo 1.

Na Fig. 4, é mostrado o tubo interno 14 quando em um seu modo retraído, por meio do que o tubo interno 14 foi dobrado nas articulações plásticas 20, 21, 22, 23, 24 de modo que a seção arqueada 17 tenha sido movida radialmente para dentro. No modo retraído, o tubo interno 14 tem um tamanho de seção transversal menor do que no modo expandido, cujo menor tamanho de seção transversal permite que o tubo interno 14 seja transportado através do tubo externo 1.

Durante a operação normal, uma parte superior do furo de poço é perfurada e provida com um revestimento superior (não mostrado) para suportar a parede do furo de poço e, desse modo, impedir o colapso do furo de poço. Uma parte inferior do furo de poço é, então, perfurada pelo uso de uma coluna de perfuração (não mostrada) que se estende através do revestimento superior e, subseqüentemente, sub-alargado para um maior diâmetro. O diâmetro do furo de poço sub-alargado é igual ou ligeiramente maior do que o diâmetro externo do tubo externo 1 quando em seu modo expandido. O tubo externo 1 é, então levado para seu modo retraído pela deformação plástica do tubo externo 1 nas articulações 7, 8, 9, 10, 11 para a forma mostrada na Fig. 2. O tubo externo 1 é, então, baixado através do revestimento superior até a parte inferior do furo de poço, onde o tubo externo 1 é suspenso por qualquer meio adequado. Subseqüentemente, o tubo externo 1 é levado para seu modo expandido por meio, por exemplo, de um expansor ou um dispositivo inflável.

Em seguida, o tubo interno 14 é levado para seu modo retraído pela deformação plástica do tubo interno 14 nas articulações 20, 21, 22, 23, 24 para a forma mostrada na Fig. 4. O tubo interno 14 é, então, baixado através do revestimento superior para o tubo externo 1.

Em uma etapa seguinte, o tubo interno 14 é orientado no tubo externo 1 de modo que, após expansão do tubo interno 14, as articulações 20, 21, 22, 23, 24 do tubo interno 14 sejam arranjadas escalonadamente em relação às articulações 7, 8, 9, 10, 11 do tubo externo 1 (conforme mostrado na Fig. 3). Subsequentemente, o tubo interno 14 é expandido para seu modo expandido por meio de, por exemplo, um expansor adequado (que pode ser o mesmo expansor usado para expandir o tubo externo 1) ou um dispositivo inflável.

Com o tubo interno 14 expandido contra o tubo externo 1, por meio do que os respectivos conjuntos de articulações são escalonadamente arranjados, cada articulação 7, 8, 9, 10, 11 do tubo externo 1 é arranjada opostamente à respectiva seção arqueada 15, 16, 17, 18, 19 do tubo interno 14. Desta maneira, é obtido que as articulações 7, 8, 9, 10, 11 sejam “travadas”, de modo que o colapso inadvertido do tubo externo 1, devido à pressão externa da formação rochosa ou fluido do furo de poço (por exemplo,, água, gás ou óleo), seja impedido.

Caso desejado, articulações verdadeiras podem ser aplicadas no lugar de, ou, em adição às articulações plásticas nos tubos interno e externo.

Para permitir alguma variação de diâmetro entre os tubos, uma camada compressível pode ser aplicada entre os tubos. Além disso, uma ou mais das articulações podem ser formadas por um elemento tubular pequeno (chamado tubo de célula) que tem rigidez a dobramento reduzida e que acomoda a variação de diâmetro em virtude de seu achatamento ao ser dobrado.

Claims

1. Sistema tubular arranjado em um furo de poço, compreendendo: um tubo externo (I} estendendo-se no furo de poço; e, um tubo interno (14) estendendo-se no tubo externo (1) e tendo urna parede com pelo menos uma seção de rigidez a dobramento reduzida (20; 21; 22; 23; 24) tendo uma espessura de parede reduzida, com cada seção de rigidez a dobramento reduzida definindo uma articulação permitindo que o tubo interno (14) se mova entre um modo retraído, no qual o tubo interno tem um tamanho de seção transversal relativamente pequeno, e um modo estendido, no qual o tubo interno (14) tem um tamanho de seção transversal relativamente grande; caracterizado pelo fato de que: quando os tubos (1, 14) estão em seus respectivos modos expandidos, o tubo interno (14) suporta o tubo externo (l) c é orientado no tubo externo de modo que cada articulação do tubo interno seja circunferencialmente deslocada de cada articulação do tubo externo, sendo que o tubo externo (1) tem uma parede com pelo menos uma seção de rigidez a dobramento reduzida (7; 8; 9; 10; 11) tendo uma espessura de parede reduzida, com cada seção de rigidez a dobramento reduzida definindo uma articulação permitindo que o tubo externo (1) se inova entre um modo retraído, no qual o tubo externo tem um tamanho de seção transversal relativamente pequeno, e um modo expandido, no qual o tubo externo tem um tamanho de seção transversal relativamente grande.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada tubo (1, 14) tem pelo menos três articulações.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o tubo (1,14) tem pelo menos quatro articulações.

4. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que cada articulação se estende na direção longitudinal do respectivo tubo (1,14).

5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, quando os tubos (1, 14) estão em seus respectivos modos expandidos, o tubo interno (14) está expandido contra o tubo externo (1).

6. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, quando os tubos (1, 14) estão em seus respectivos modos expandidos, o tubo externo (1) está expandido contra a parede do furo de poço.