BR112012031458B1

BR112012031458B1 - sistema e método de intervenção em poços com tubulação em espiral

Info

Publication number: BR112012031458B1
Application number: BR112012031458-0A
Authority: BR
Inventors: James Devin Moncus; James Hayden Miller
Original assignee: Devin International., Inc.
Priority date: 2010-06-08
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2020-06-30
Also published as: MX2012013977A; CA2800100A1; AU2011264475A1; AU2011264475B2; US8555974B2; CA2800100C; WO2011156198A1; US20110067887A1; BR112012031458A2

Abstract

Um aparelho que tem uma estrutura de suporte modular com um convés superior. O convés superior tem em seu interior uma passagem. Uma torre é montada no convés superior. Uma placa móvel e uma pista estão posicionadas no interior da passagem. A placa móvel é fixada de modo deslizável à pista. Uma mesa rotativa de suporte é disposta dentro da estrutura de suporte modular e tem suspensos tubos compostos. Uma placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral é fixada de modo operativo à placa móvel e posicionda sobre o primeiro furo da placa móvel. O primeiro furo está posicionado sobre o poço em uma primeira posição. Uma mesa rotativa está posicionada sobre o poço em uma segunda posição. O aparelho é montado sobe um veículo de transporte em uma posição de transporte e deslocado até um local em que se encontra o poço. Um mecanismo de levantamento levanta o aparelho para uma posição vertical. A obra de intervenção no poço é conduzida com a tubulação em espiral e com tubos compostos.

Description

SISTEMA E MÉTODO DE INTERVENÇÃO EM POÇOS COM TUBULAÇÃO EM ESPIRAL

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS CORRELATOS

Este é um pedido de continuação em parte do no.
de série 12/074.734, depositado em 6 de março de 2008.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um aparelho e a método para a condução de uma operação de intervenção em poço. Mais especificamente, mas não a titulo de limitação, 10 a presente invenção se refere a um aparelho e método para a condução de operações de intervenção em poço com tubulação em espiral com tubos compostos a partir de uma plataforma.

Na perfuração, completação e produção de hidrocarbonetos, um operador pode considerar necessário conduzir diversas operações de intervenção no poço. As técnicas da técnica anterior de condução de operações de intervenção no poço incluem a utilização de sondas de perfuração tradicionais e unidades de snubbing. Conforme será bem compreendido pelos versados na técnica, as sondas de perfuração e unidades de snubbing são muito invasoras e o custo pode ser bem significativo. Em outras palavras, a operação de intervenção no poço com uma sonda de perfuração e/ou unidades de snubbing pode ser muito dispendioso.

Uma alternativa a sondas de grande porte e caras é a utilização pelo operador de tubulação em espiral. Conforme será observado pelos versados na técnica, as unidades de tubulação em espiral precisam de menos espaço (isto é, é menos invasora), são mais fáceis de serem transportados e são mais econômicos de operar. A tubulação em espiral pode ser usada para a condução de muitas técnicas de intervenção no poço, incluindo, mas sem limitação, perfuração, completação, atividades de workover, obturação e abandono etc. Encoraja-se, portanto, o uso de tubulação em espiral.

Apesar destas vantagens, o uso de tubulação em espiral tem algumas desvantagens. No decorrer das operações de intervenção no poço, por exemplo, um operador pode considerar necessário utilizar um tubo composto. No caso em que é usado um tubo composto, um operador precisará levantar, abaixar, montar, desmontar etc. o tubo composto e as unidades de tubulação em espiral não são adequadas para este tipo de atividade. Isto é, o uso de unidades de tubulação em espiral apresenta problemas com o manuseio de tubos, tais como com a elevação e abaixamento de tubos compostos que estiverem sendo usados em conjunto com a tubulação em espiral. Na técnica anterior foram utilizadas torres tradicionais de sondas de perfuração. No entanto, se for usada uma torre tradicional juntamente com uma unidade de tubulação em espiral, serão reduzidos muitos dos custos economizados associados com o uso da unidade de tubulação em espiral.

Portanto, há a necessidade de um parelho e de um método que possa assistir uma unidade de tubulação em espiral na perfuração, na completação, nas operações de workover, na produção de um poço, na obturação e no abandono de um poço etc. Existe também a necessidade de um aparelho e método para a condução de operações de intervenção em poço com tubulação em espiral com tubos compostos a partir de uma plataforma. Estas necessidades, assim como muitas outras, se tornarão evidentes da descrição que segue

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

É divulgado um aparelho para a condução de operações de intervenção em poços com tubulação em espiral e com tubos compostos a partir de uma plataforma. O aparelho compreende uma estrutura de suporte modular com um convés superior, tendo o convém uma passa em seu interior e uma torre montada no convés superior. O aparelho compreende ainda uma placa móvel posicionada no interior da passagem, tendo a placa móvel um primeiro furo e um segundo furo dentro dela e uma pista formada dentro da passagem, e sendo a placa móvel fixada de modo deslizável à pista. O aparelho pode ainda compreender uma mesa rotativa de suporte disposta no interior da estrutura de suporte modular, sendo que a mesa rotativa de suporte tem suspensos os tubos compostos e faz os mesmos rodarem. O aparelho pode ainda compreender uma placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral ligada operativamente com o primeiro furo da placa móvel. A placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral está posicionada sobre o poço em uma primeira posição.

O aparelho pode também incluir meios para deslocar a placa móvel em relação ao convés superior. Os meios móveis podem incluir um êmbolo hidráulico e um suprimento hidráulico. Em uma segunda posição, a mesa de suporte rotativa está posicionada sobre o poço e o segundo furo está posicionado sobre a mesa de suporte rotativa. Além disso, a placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral, em uma modalidade, é deslocável lateralmente sobre o primeiro furo. A mesa rotativa de suporte pode incluir uma fenda para a entrada do tubo composto, e sustentando a mesa de suporte rotativa o tubo composto. Na modalidade mais preferida, a torre é um elemento de tres pernas.

Também é divulgado um método de condução de operações de intervenção em poços com uma unidade de tubulação em espiral e tubo composto a partir de uma plataforma, tendo a plataforma um poço subterrâneo que se estende dela. O método prevê um aparelho, compreendendo o aparelho: uma estrutura de suporte modular com um convés superior e, tendo o convés superior uma passagem; uma torra montada sobre o convés superior; uma placa móvel posicionada no interior da passagem, tendo a placa móvel um primeiro furo e um segundo furo em seu interior; uma placa de interface com o cabeçote injetor de tubulação em espiral fixado operativamente à placa móvel, sendo a placa de cabeçote injetor de tubulação em espiral posicionada sobre o primeiro furo da placa móvel; e sendo a placa de interface posicionada sobre o poço. O método compreende ainda o deslocamento da placa móvel de modo tal, que a placa de interface não se encontre mais posicionada sobre o poço, o posicionamento do segundo furo sobre o poço, o levantamento de um primeiro tubo composto com a torre, deslocamento de uma mesa rotativa sobre o poço e o abaixamento do primeiro tubo composto através do segundo furo e para dentro da mesa rotativa com a torre.

O método compreende ainda a elevação de um segundo tubo composto com a torre, o abaixamento do segundo tubo composto através do segundo furo com a torre, a montagem do primeiro e do segundo tubo composto com a mesa rotativa e o abaixamento do primeiro e do segundo tubo composto com a torre para dentro do poço. O método compreende ainda a suspensão do segundo tubo dentro do poço, deslocamento da mesa rotativa afastando-a do poço, deslocamento da placa móvel de modo que a placa de interface seja posicionada sobre o poço. A montagem do cabeçote injetor de tubulação em espiral no poço, de modo que a tubulação em espiral passa correr para dentro do poço e conduzir a operação de intervenção no poço com a tubulação em espiral e os tubos compostos.

Em uma modalidade preferida, a etapa de se montar o primeiro e o segundo tubo composto inclui a sustentação do tubo composto no interior da mesa rotativa disposta no inteiro da estrutura de suporte modular e fazer o segundo tubo composto girar em relação ao primeiro tubo composto para produzir a montagem do tubo composto. Em uma outra modalidade, uma pista é formada no interior da passagem, e sendo a placa móvel fixada de modo deslizável à pista, compreendendo ainda o método fazer-se a placa móvel deslizar ao longo da pista, de modo que a placa de interface do injetor se encontre na posição sobre o poço; e se montar o cabeçote injetor da tubulação em espiral no poço.

Uma vantagem da presente invenção é que o sistema divulgado permite que um operador utilize a tubulação em espiral e o tubo composto em conjunto em um ambiente operacional. Uma outra vantagem consiste no fato de que o aparelho pode ser usado em plataformas em alto mar. Uma outra vantagem consiste no fato de que a operação de intervenção no poço utilizando-se o aparelho e método não exige uma sonda de perfuração. Uma outra vantagem consiste no fato de que é facilitada a montagem e a desmontagem de uma unidade de tubulação em espiral.

Uma característica da presente invenção consiste na torre usada para a montagem e o desmonte dos tubos compostos. A torre pode também ser usada para sustentar o cabeçote injetor da tubulação em espiral. Na modalidade mais preferida, a torre é um tripé. Uma outra característica é que a mesa rotativa é usada para a montagem e o desmonte dos tubos compostos. Uma outra característica consiste na placa móvel associada operativamente no interior de uma passagem, contendo a placa móvel um primeiro e um segundo furo. Uma outra característica inclui a pista operativamente associada com a passagem que coopera com a placa móvel para permitir movimento da placa móvel. Uma outra característica consiste na placa de interface que é conectada a um cabeçote injetor de tubulação em espiral, e podendo a placa de interface ser usada para manter o cabeçote injetor da tubulação em espiral assim como a posição do injetor em uma orientação correta.

Em uma modalidade alternativa, a presente invenção é voltada a um aparelho para a condução de operações de intervenção no poço em um poço com uma unidade de tubulação em espiral e tubos compostos em terra. O aparelho pode incluir uma estrutura de suporte modular com um convés superior tendo em seu interior uma passagem. A estrutura de suporte modular pode ser montada de modo rotativo sobre um veiculo de transporte. O aparelho pode também incluir uma torre montada no convés superior, uma placa móvel posicionada no interior da passagem. A placa móvel pode ter um primeiro furo e um segundo furo. O aparelho pode ainda incluir uma pista formada no interior da passagem, e a placa móvel pode ser fixada de modo deslizável à pista. O aparelho pode ainda incluir uma placa de interface de cabeçote injetor da tubulação em espiral fixada de modo operativo à placa móvel. A placa do cabeçote injetor da tubulação em espiral pode ser posicionada sobre o primeiro furo da placa móvel. Em uma primeira posição, a placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral pode ser posicionada sobre o poço.

O aparelho pode ainda incluir um mecanismo de elevação que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade. A primeira extremidade pode ser fixada de modo rotativo ao veiculo de transporte e a segunda extremidade pode ser fixada de modo rotativo à estrutura de suporte modular. O mecanismo de elevação pode ser capaz de deslocar a estrutura de suporte modular entre uma posição de transporte e uma posição vertical.

O aparelho pode ainda incluir um ou mecanismos de expansão da estrutura que tem uma posição retraída e uma posição expandida. O aparelho pode ainda inclui um ou mais mecanismos de travamento de estrutura que tem uma posição desengatada e uma posição engatada. Cada um dos mecanismos de travamento da estrutura pode ser capaz de travar um mecanismo de expansão de estrutura na posição expandida quando os mecanismos de travamento de estrutura são ativados por deslocamento da posição desengatada para uma posição engatada.

O aparelho pode ainda incluir um ou mais mecanismos de expansão de torre. Cada um dos mecanismos de expansão de torre pode ser capaz de deslocar verticalmente uma porção da torre quando ativado. O aparelho pode ainda incluir um ou mais mecanismos de travamento de torre que tem uma posição desengatada e uma posição engatada. Cada mecanismo de travamento de torre pode ser capaz de travar um mecanismo de expansão de torre na posição expandida quando o mecanismo de travamento de torre é ativado pro deslocamento da posição desengatada para a posição engatada.

O segundo furo da placa móvel pode ser posicionado sobre o poço em uma segunda posição. A placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral pode ser deslocada lateralmente sobre o primeiro furo.

Em uma outra modalidade, a presente invenção pode ser voltada a um aparelho para a condução de operações de intervenção em poços a um poço com tubulação em espiral e tubos compostos em terra. O aparelho pode incluir uma estrutura de suporte modular com um convés superior. A estrutura de suporte modular pode ser montada em um veiculo de transporte. O convés superior pode ter uma passagem em seu interior. O aparelho pode também incluir uma torre montada no convés superior, e uma placa móvel posicionada na passagem. A placa móvel pode ter um primeiro furo e um segundo furo em seu interior. O aparelho pode ainda incluir uma pista formada na passagem. A placa móvel pode ser fixada de modo deslizável à pista.

O aparelho pode ainda incluir um mecanismo de elevação tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade. A primeira extremidade pode ser fixada de modo rotativo ao veículo de transporte e a segunda extremidade pode ser fixada de modo rotativo à estrutura de suporte modular. O mecanismo de elevação pode ser capaz de levantar a estrutura de suporte modular de uma posição de transporte para uma posição vertical. O mecanismo de elevação pode ser capaz de abaixar a estrutura de suporte modular da posição vertical para a posição de transporte. O mecanismo de elevação pode incluir um cilindro hidráulico e um elemento telescópico. O aparelho pode ainda incluir um suprimento hidráulico em comunicação hidráulica com o cilindro hidráulico.

O aparelho pode ainda incluir uma placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral fixado de modo operativo à placa móvel. A placa do cabeçote injetor da tubulação em espiral pode ser posicionada sobre o primeiro furo da placa móvel. Em uma primeira posição, o primeiro furo pode ser posicionado sobre o poço. Em uma segunda posição, o segundo furo pode ser posicionado sobre o poço.

Em uma outra modalidade, a presente invenção é voltada a um método de se conduzir operações de intervenção em poços com uma unidade de tubulação em espiral e tubos compostos em terra. O método pode incluir as seguintes etapas: (1) prover um aparelho que compreende: uma estrutura de suporte modular tendo um convés superior, tendo o convés superior uma passagem em seu interior; uma torre montada no convés superior; uma placa móvel posicionada dentro da passagem, tendo a placa móvel um primeiro furo e um segundo furo em seu interior; uma placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral fixada de modo operativo à placa móvel, e sendo a placa de cabeçote injetor de tubulação em espiral posicionada sobre o primeiro furo da placa móvel; (2) fixar de modo rotativo a estrutura de suporte modular a um veiculo de transporte de tal modo, que o aparelho se encontre em uma posição de transporte no veiculo de transporte; (3) fixar de modo rotativo uma primeira extremidade de um mecanismo de elevação ao veiculo de transporte e fixar de modo rotativo uma segunda extremidade do mecanismo de elevação à estrutura de suporte modular; (4) transportar o aparelho a um local de poço no veiculo de transporte; (5) posicionar o veiculo de transporte em uma área de operações na proximidade de um poço; e (6) levantar o aparelho da posição de transporte para uma posição vertical sobre o poço usando o mecanismo de elevação.

O método pode ainda incluir as seguintes etapas: (7) deslocar a placa móvel de modo tal que o segundo furo esteja posicionado sobre o poço; (8) levantar um primeiro tubo composto com a torre; (9) deslocar uma mesa rotativa sobre o poço; (10) abaixar o segundo tubo composto através do segundo furo e para dentro da mesa rotativa usando a torre; (11) levantar um segundo tubo composto com a torre; (12) abaixar o segundo tubo composto através do segundo furo com a torre; (13) montar o primeiro e o segundo tubo composto com a mesa rotativa; (14) abaixar o primeiro e o segundo tubo composto com a torre para dentro do poço; (15) suspender o primeiro e o segundo tubo composto no interior do poço; (16) deslocar a mesa rotativa para fora de alinhamento com o poço; (17) deslocar a placa móvel de modo tal que a placa de interface de cabeçote injetor da tubulação em espiral e o primeiro furo estejam posicionados sobre o poço; (18) montar um cabeçote injetor de tubulação em espiral no poço para fazer uma tubulação em espiral correr para dentro do poço; e (19) conduzir as operações de intervenção no poço com tubulação em espiral e com o primeiro e o segundo tubo composto.

O método pode ainda incluir as seguintes etapas; (20) abaixar o aparelho da posição vertical para a posição de transporte usando o mecanismo de elevação; e (21) transportar o aparelho no veiculo de transporte, retirando- o do local do poço.

DESCRIÇÃO SUCINTA DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma ilustração esquemática da modalidade mais preferida da presente invenção.
A Figura 2 é uma vista ampliada do aparelho mostrado na Figura 1.
A Figura 3 é uma vista parcial do aparelho mostrado na Figura 1 ilustrando a mesa rotativa no convés intermediário.
A Figura 4 é uma vista esquemática do aparelho da presente invenção posicionado sobre um poço.
A Figura 5 é uma vista esquemática em sequência do aparelho mostrado na Figura 4 com a placa móvel sendo deslocada para a inserção dos tubos compostos no poço.
A Figura 6 é uma vista isométrica de uma modalidade do aparelho da presente invenção, carregado em um veiculo de transporte em uma posição de transporte.
A Figura 7 é uma vista isométrica do aparelho da presente invenção, carregado em um veiculo de transporte em uma posição de transporte.
A Figura 8 é uma vista de frente do aparelho da presente invenção, carregado em um veiculo de transporte em uma posição de transporte.
Figura 9 é uma vista de topo do aparelho da presente invenção, carregado em um veiculo de transporte em uma posição de transporte.
A Figura 10 é uma vista lateral do aparelho da presente invenção, carregado em um veiculo de transporte em uma posição de transporte.
A Figura 11 é uma vista isométrica em sequência do aparelho da presente invenção ilustrado na Figura 6, no processo de ser levantado para uma posição vertical.
A Figura 12 é uma vista de frente do aparelho da presente invenção ilustrado na Figura 11 no processo de ser levantado para a posição vertical.
A Figura 13 é uma vista esquemática em sequência do aparelho da presente invenção ilustrado na Figura 11 na posição vertical não expandido.
A Figura 14 é uma vista de frente do aparelho da presente invenção ilustrado na Figura 13 na posição vertical não expandida.
A Figura 15 é uma vista isométrica da estrutura de suporte modular e da torre que estão montadas no veiculo de transporte conforme ilustrado nas Figuras 6-14.
A Figura 16 é uma vista lateral da estrutura de suporte modular e da torre ilustradas na Figura 15.
A Figura 17 é uma vista de frente da estrutura de suporte modular e da torre ilustradas nas Figuras 15-16.
A Figura 18 é uma vista de topo da estrutura de suporte modular e da torre ilustradas nas Figuras 15-17.
A Figura 19 é uma vista em seção transversal da estrutura de suporte modular e da torre da Figura 17 tirada pelo plano AM-AM.
A Figura 20 é uma vista em seção transversal da estrutura de suporte modular e da torre da Figura 171 tirada pelo plano AN-AN.
A Figura 21 é uma vista de frente do aparelho da presente invenção na posição vertical não expandida.
A Figura 22 é uma vista de frente do aparelho da presente invenção na posição vertical semi-expandida.
A Figura 23 é uma vista de frente do aparelho da presente invenção na posição vertical expandida.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

Com referência agora à Figura 1, será agora descrita uma ilustração esquemática da modalidade mais preferida da presente invenção. Na Figura 1, o aparelho 2 está situado sobre uma plataforma (não mostrada nesta vista), sendo o aparelho 2 capaz de conduzir operações de intervenção em poços com uma unidade de tubulação em espiral (não se vê a unidade de tubulação em espiral nesta vista) . O aparelho 2 inclui uma estrutura de suporte modular 6 com um convés superior 8 e convés inferior 9 e tendo o convés superior uma passagem 10. O aparelho 2 inclui ainda uma torre 12 montada no convés superior 8.

Conforme se vê na Figura 1, na modalidade mais preferida, a torre 12 é um elemento de tres pés (a que se refere às vezes como tripé 12). A torre 12 inclui perna 14, perna 16, e perna 18. A perna 14 está fixada ao convés superior 8 em 20; a perna 16 está fixada ao convés superior em 22; a perna 18 está fixada ao convés superior 8 em 24. Meios de roldanas 2 6 estão localizados no topo da torre 12, podendo os meios de roldanas 26 ser usados para levantar e abaixar diversos dispositivos, e especialmente para levantar e abaixar os tubos compostos, conforme será explicado com mais detalhes na descrição. A torre 12 pode também ser usada para sustentar o cabeçote injetor da tubulação em espiral.

A Figura 1 também ilustra a placa móvel 28 posicionada dentro da passagem 10, tendo a placa móvel 28 um primeiro furo 30 e um segundo furo 32 formados em seu interior. Uma pista 34 que compreende um par de trilhos 36a e 36b é formada dentro da passagem 10, conforme se vê na Figura 1. A placa móvel 28 está fixada de modo deslizável à pista 34, e mais especificamente a placa móvel 28 está fixada aos trilhos 36a, 36b.

Uma placa de interface de cabeçote injetor da tubulação em espiral, vista em linhas geral em 38, está fixada operativamente à placa móvel 28. Mais especificamente a placa de cabeçote injetor da tubulação em espiral 38 está posicionada sobre o primeiro furo 30 da placa móvel 27 e fixada operativamente a ele. Em uma primeira posição, a placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral 38 está posicionada sobre o poço.

A Figura 1 também ilustra a mesa rotativa de suporte 40 disposta dentro da estrutura de suporte modular 6, sendo a mesa rotativa de suporte 40 capaz de rolar para uma posição (segunda posição) sobre o poço (o poço não é visto nesta vista). Em operação a mesa rotativa de suporte 40 suspenderá os tubos compostos e os fará rodar para montar as conexões dos tubos compostos. A mesa rotativa de suporte 40 também será capaz de desfazer (isto é, desparafusar) as conexões, conforme será compreendido pelos versados na técnica. Na primeira posição, a placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral 38 está posicionada sobre o poço.

A Figura 1 também ilustra a estrutura de suporte inferior 42, podendo a estrutura de suporte inferior 42 ser colocada sobre uma plataforma (a plataforma não é mostrada nesta vista) . A plataforma pode ser, por exemplo, uma plataforma em alto mar, e a estrutura de suporte 42, a estrutura de suporte modular 6 e o convés superior 8 podem estar posicionados sobre a plataforma. Portanto, o aparelho 2 é modular e transportável para diversas áreas remotas tais como plataformas em alto mar. Além disso, a Figura 1 ilustra o convés de trânsito a pé 44 que cerca a estrutura de suporte inferior 42, e permitindo o convés de trânsito a pé 44 uma área tanto para transitar como para servir como um convés de operações. Um poço de escada 4 6 é também previsto para permitir acesso a pé da plataforma (não mostrada nesta vista) ao aparelho 2.

Com referência agora à Figura 2, será agora descrita uma vista ampliada do aparelho 2 mostrado na Figura 11. Deve ser observado que números iguais que aparecem nas diversas figuras se referem aos mesmos componentes. A Figura 2 ilustra uma vista em sequência em que a placa móvel 28 se deslocou para uma segunda posição, de modo que o segundo furo 32 está posicionado sobre o poço e a mesa rotativa de suporte 40 também se encontra sobre o poço. Em outras palavras, na segunda posição, o segundo furo 32 está posicionado sobre o poço na Figura 2, e a mesa rotativa de suporte 40, posicionada sobre o convés inferior 9, também se encontra sobre o poço. Conforme instruções da presente invenção, o operador será capaz de levantar e abaixar os elementos tubulares compostos através do furo 32 e para engate com a mesa rotativa de suporte 40. A mesa rotativa de suporte 40 pode ser deslocada por cilindros associados operativamente com uma pista no convés 9.

A placa móvel 28 está associada operativamente com os trilhos 36a, 36b, em que são mostrados os meios de 10 deslocamento 50 para deslocar a placa 28 em relação ao convés superior 8. Os meios de deslocamento 50 consistirão em um cilindro hidráulico com êmbolo, visto em linhas gerais em 52, assim como meios de suprimento hidráulico 54 para fornecer fluido hidráulico sob pressão ao cilindro com 15 êmbolo 52.

A Figura 2 também ilustra a placa de interface 38. Na modalidade mais preferida, a placa de interface 38 consiste geralmente em um par de placas 38a, 38b situadas uma sobre a outra, podendo as placas ser deslocadas lateralmente. O movimento lateral da placa permite que um operador manipule a posição exata do cabeçote injetor para tubulação em espiral para auxiliar nos procedimentos de montagem e desmonte do cabeçote injetor para a tubulação em espiral.

Com referência agora à Figura 3, será agora descrita uma vista parcial do aparelho 2 mostrado nas Figuras 1 e 2 ilustrando a mesa rotativa de suporte 40 no convés inferior 9 da estrutura de suporte modular 6. Os cilindros 56 são associados operativamente com as pistas 58a, 58b, podendo os cilindros 56 ser usados para fazer a mesa rotativa de suporte 40 deslizar para se encontrar sobre o poço. Conforme já observado, a mesa rotativa de suporte está posicionada sobre o poço na segunda posição. A mesa rotativa de suporte 40 pode ser operativamente associada com um conjunto de corrediças para sustentar o tubo composto durante a montagem e desmonte deste. A mesa rotativa de suporte 40 pode incluir um acionamento para fornecer o torque para a montagem e desmonte do tubo composto conforme é bem compreendido pelos versados na técnica. Uma mesa rotativa de suporte 40 é disponível no comércio de National Oilwell Varco Corporation com a denominação False Rotary Table. Refere-se à mesa rotativa de suporte 40 como uma rotativa falsa, pois as mesas rotativas em sondas não são deslocáveis.

Além disso, a Figura 3 ilustra o guindaste de braço oscilante 60, podendo o guindaste de braço oscilante 60 ser usado para diversas operações de montagem e desmonte. O guindaste de braço oscilante 60 é descrito na patente norte-americana U.S. No. 7.096.963, intitulada "Swing Arm Crane and Method", que é incorporada ao presente documento a título de referência.

Com referência agora à Figura 4 será agora descrita uma vista esquemática do aparelho da presente invenção 2 posicionado sobre um poço subterrâneo 62. O aparelho 2 está situado sobre uma plataforma 64, encontrando-se a plataforma 64 em águas oceânicas. A superfície da água é indicada como "S". Conforme será evidente aos versados na técnica, um riser 66 se estende do assoalho do solo 68 até a plataforma 64. Uma árvore de natal submarina 70 conecta o riser 66 com o poço 62. Portanto, as operações com a tubulação em espiral e tubos compostos ocorrem concentricamente no interior do riser 66 e o poço 62, conforme bem compreendido pelos versados na técnica. As operações podem incluir procedimentos de intervenção em poço tais como workovers, completações, obturações e abandonos etc. A placa móvel 28 se encontra na primeira posição de modo tal, que o cabeçote injetor de tubulação em espiral 72 da unidade de tubulação em espiral 74 está posicionado sobre o poço 62. O tubo 75 da tubulação em espiral é mostrado como estando disposto no interior do riser 66 e do poço 62. Observe-se que a unidade de tubulação em espiral está situada no convés superior 8. A mesa rotativa de suporte 40 se encontra na primeira posição.

A Figura 5 é uma vista esquemática em sequência do aparelho 2 observado na Figura 4, sendo a placa móvel 28 deslocada para a inserção dos tubos compostos (tais como o elemento de tubo 7 6) para dentro do poço 62. Em outras palavras, os meios de deslocamento foram ativados e a placa móvel 28 foi deslocada. A mesa rotativa de suporte 40 se encontra sobre o poço e o segundo furo 32 se encontra sobre a mesa rotativa de suporte 40 (isto é, na segunda posição). Deve ser observado que o elemento de tubo 7 6 tem uma extremidade de pino (rosqueada) 78 e uma extremidade de caixa 80. Portanto, a torre 12 é usada para elevar o elemento de tubo 76 através dos meios de roldana 26, sendo então o elemento de tubo 7 6 inserido através do segundo furo 32. O elemento de tubo 81 é sustentado no interior da mesa rotativa de suporte 40 e os tubos compostos (76 e 81) podem ser conectados utilizando-se a mesa rotativa de suporte 40, podendo ser os tubos compostos (76 e 81) abaixados para dentro do poço 62. Depois de se utilizar os tubos compostos do modo desejado pelo operador, faz-se rolar a mesa rotativa de suporte 40 afastando-a do poço, a placa móvel 28 pode ser novamente deslocada e o cabeçote injetor da tubulação em espiral 72 e a unidade de tubulação em espiral 74 podem ser montados sobre o poço 62 para a continuação da operação desejada de intervenção no poço. Em outras palavras, o cabeçote injetor de tubulação em espiral 72 é montado de modo operativo no poço, de modo que a tubulação em espiral possa ser passada para dentro do poço (conforme se vê na Figura 4).

O aparelho 2 é modular e transportável para diversos locais remotos, tais como plataformas em alto mar ou locais de poços em terra. As Figuras 4 e 5 mostram o aparelho 2 posicionado em uma plataforma em alto mar. Outras modalidades do aparelho 2 podem ser posicionadas sobre um furo de poço em terra.

As Figuras 6 e 7 ilustram uma outra modalidade do aparelho 2 montado sobre o veiculo de transporte 92. O veiculo de transporte 92 pode ser um reboque conforme mostrado que pode ser puxado por um trator (não mostrado) , conforme é bem compreendido na técnica. O aparelho 2 pode ser capaz de conduzir operações de intervenções em poço com uma unidade de tubulação em espiral.

Nas Figuras 8-10, o aparelho 2 está posicionado em uma posição de transporte no veiculo de transporte 92, para deslocar o aparelho 2 para um local de poço em terra. Como a pista 34 se estende acima do restante do aparelho 2 na posição de transporte, ela pode ser removida durante o trânsito para permitir um transporte mais adequado sobre as estradas.

Com referência agora às Figuras 11 e 12, o veiculo de transporte 92 pode incluir pelo menos um mecanismo de elevação 94. A primeira extremidade 96 de cada mecanismo de elevação 94 pode ser fixada de modo rotativo ao veiculo de transporte 92. A segunda extremidade 98 de cada mecanismo de elevação 94 pode ser fixada de modo rotativo ao aparelho 2. O ponto de fixação da segunda extremidade 89 ao aparelho 2 pode se encontrar sobre a estrutura de suporte modular 6. O mecanismo de elevação 94 pode incluir um braço telescópico 100 e cilindro hidráulico 102, que podem cooperar entre si para elevar e abaixar o aparelho 2 entra a posição de transporte e a posição vertical. O veiculo de transporte 92 pode incluir um conjunto de geração de força para gerar pressão hidráulica no cilindro hidráulico 102 para deslocar o aparelho 2 entre a posição de transporte e a posição vertical. O aparelho 2 pode ser fixado de modo rotativo ao veiculo de transporte 92 em pontos de fixação secundários 103.

Para o trânsito, o aparelho 2 pode ser carregado sobre o veículo de transporte 92 na posição de transporte conforme mostrado nas Figuras 6-10. O aparelho 2 pode ser transportado na maior parte de estradas e rodovias nesta configuração. Uma vez no local do poço, o mecanismo de elevação 94 pode ser usado para elevar ou inclinar o aparelho 2 conforme mostrado nas Figuras 11 e 12. O braço telescópico 100 continua a se estender de dentro do cilindro hidráulico 102 até o aparelho se encontrar na posição vertical não expandida.

As Figuras 13 e 14 ilustram o aparelho 2 na posição vertical não expandida, em que a extremidade inferior da estrutura de suporte modular 6 se encontra no chão. As rodas do veiculo de transporte 92 podem ser travadas se for necessário. O aparelho 2 pode ser destacado do veiculo de transporte 92 quando se encontra na posição desejada. Alternativamente, o aparelho 2 pode continuar fixado ao veiculo de transporte 92 durante todo o decorrer das operações no poço.

As Figuras 15-20 ilustram o aparelho 2 na posição vertical não expandida destacada do veiculo de transporte 92. A Figura 16 é uma vista lateral do aparelho 2. A Figura 17 é uma vista de frente do aparelho 2. A Figura 18 é uma vista de topo do aparelho 2. A Figura 91 é uma vista em seção transversal do aparelho 2 na Figura 17 tirada ao longo do plano AM-AM. A Figura 20 é uma vista em seção transversal do aparelho 2 na Figura 17 tirada ao longo do plano AN-AN. O aparelho 2 pode incluir a estrutura de suporte modular 6 com convés superior 8 tendo em seu interior uma passagem 10. O aparelho pode também incluir a torre 12 montada no convés superior 8. Nesta modalidade, a torre 12 pode ser uma estrutura de quatro pernas. Os meios de roldanas 26 podem ser posicionados na extremidade superior da torre 12. Como nas modalidades já descritas, os meios de roldanas 26 podem ser usados para levantar e abaixar diversos dispositivos, tais como elevar e abaixar os tubos compostos ou sustentar o cabeçote injetor de tubulação em espiral.

Continuando com referência às Figuras 15-20, a placa móvel 28 pode ser posicionada dentro da passagem 10. A placa móvel 28 pode ter um primeiro furo 30 e um segundo furo 32 formado em seu interior. A placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral pode ser fixada operativamente à placa móvel 28 obre o primeiro furo 30. A placa móvel 28 pode ser fixada de modo deslizável à pista 34. Do mesmo modo como descrito acima em conexão com as demais modalidades, a placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral 38 (e primeiro furo 30 da placa móvel 28) pode ser posicionada sobre o furo do poço na primeira posição para fazer a tubulação em espiral passar para dentro do furo do poço. Na segunda posição, o furo 32 da placa móvel pode ser posicionado sobre o furo do poço para fazer os tubos compostos passar para dentro do furo do poço. Nesta modalidade, o aparelho 2 pode ainda incluir um ou mais mecanismos de expansão superior 104 e um ou mais mecanismos de expansão inferior 106. Os mecanismos de expansão superior e inferior 104, 106 podem consistir em cilindros hidráulicos ou pneumáticos e podem ser cilindros de estágios múltiplos ou de um único estágio. Alternativamente, os mecanismos de expansão superior e inferior 104, 106 podem ser de um tipo de mecanismo capaz de deslocar verticalmente uma parte do aparelho 2 de uma outra parte do aparelho 2.

As Figuras 21-23 ilustram o aparelho 2 em posições verticais variáveis permanecendo fixado ao veiculo de transporte 92 em pontos de fixação secundários 104 e através do mecanismo de elevação 994. Na Figura 21, o aparelho 2 se encontra na posição vertical não expandida. Nesta posição o aparelho foi levantado da posição de transporte. Os mecanismos de expansão superior e inferior 104, 106 estão todos em uma posição retraída. Na posição vertical não expandida, o aparelho 2 tem uma altura mínima. O aparelho 2 pode ainda incluir um ou mais mecanismos de travamento superior 108 e um ou mais mecanismos de travamento inferior 110, podendo cada um deles ser capaz de travar um mecanismo de expansão superior 104 e um mecanismo de expansão inferior 106 em uma posição expandida. Na posição vertical não expandida do aparelho 2, os mecanismos de travamento superior e inferior 108 e 110 podem se encontrar em uma posição retraída.

Na Figura 22, o aparelho 2 está na posição vertical semi-expandida. Nesta posição os mecanismos de expansão superior 104 foram deslocados para uma posição expandida fazendo com que a estrutura superior 112 da torre 12 se expandisse telescopicamente na direção vertical para cima a partir da estrutura inferior 114 da torre 12. Os mecanismos de travamento superior 108 podem engatar com os mecanismos de expansão superior 104 e travar os mesmos na posição expandida. Deste modo a estrutura superior 112 pode ser imobilizada na posição vertical semi-expandida. Os mecanismos de expansão inferior 106 e os mecanismos de travamento inferior 110 podem continuar na posição retraída. Alternativamente, a posição vertical semi- expandida do aparelho 2 pode incluir mecanismos de expansão inferior 106 e mecanismos de travamento inferior 110 em uma posição expandida, e mecanismos de expansão superior 104 e mecanismos de travamento superior 108 em uma posição retraída.

Na Figura 23, o aparelho 2 se encontra na posição vertical expandida. Nesta posição os mecanismos de expansão inferior 106 foram deslocados para uma posição expandida fazendo a estrutura superior 116 da estrutura de suporte modular 6 (incluindo o convés superior 8) se deslocar verticalmente telescopicamente para cima a partir da estrutura inferior 118 da estrutura de suporte modular 6. Os mecanismos de travamento inferior 110 podem engatar com os mecanismos de expansão inferior 106 e travar os mesmos na posição expandida. Deste modo a estrutura superior 116 (incluindo o convés superior 8) pode ser imobilizada na posição vertical expandida. Nesta configuração, o aparelho 2 tem uma altura máxima.

Quando a operação tiver sido completada no local do poço, os mecanismos de travamento superior e inferior 108, 110 podem ser desengatados dos mecanismos de expansão superior e inferior 104, 106, permitindo que os mecanismos de expansão superior e inferior 104, 106 se desloquem da posição expandida para a posição retraída. Deste modo, o aparelho 2 na posição vertical expandida pode ser colocado na posição vertical não expandida. Em seguida o mecanismo de elevação 94 pode ser usado para abaixar o aparelho 2 para a posição de transporte sobre o veiculo de transporte 92. O veiculo de transporte 92 pode ser usado para deslocar o aparelho de expansão para outro local.

Embora a presente invenção tenha sido descrita e ilustrada em determinadas modalidades preferidas da invenção, deve ficar subentendido que a invenção não é restrita a estas modalidades especificas. Pelo contrário, a invenção inclui todas as modalidades que forem modalidades funcionais ou mecânicas das modalidades e caracteristicas especificas que tenham sido descritas e ilustradas no presente documento

Claims

Aparelho (2) para a condução de operações de intervenção em poço em um poço com uma unidade de tubulação em espiral e tubos compostos em terra, CARACTERIZADO pelo 5 fato de que compreende:
- - uma estrutura de suporte modular (6) dotada com um convés superior (8) e tendo o convés superior (8) uma passagem (10), sendo a estrutura de suporte modular (6) montada de modo rotativo sobre um veiculo de transporte (92);
- - uma torre (12) montada no convém superior (8);
- - uma placa móvel (28) posicionada no interior da passagem (10), tendo a placa móvel (28) um primeiro furo (30) e um segundo furo (32);
- uma pista (34) formada no interior da passagem (10) , sendo a placa móvel (28) fixada de modo deslizável à pista (34); e
- - uma placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral (38) ligada de modo operativo à placa móvel (28), e sendo a placa de cabeçote injetor de tubulação em espiral (38) posicionada sobre o primeiro furo (30) da placa móvel (28), e sendo em uma primeira posição, a placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral (38) posicionada sobre o poço.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: um mecanismo de elevação (94) que compreende uma primeira extremidade (96) e uma segunda extremidade (98), sendo que a primeira extremidade (96) é fixada de modo rotativo ao veiculo de transporte (92) e a segunda extremidade (98) é fixada de modo rotativo à estrutura de suporte modular (6), e sendo que o mecanismo de elevação (94) é capaz de deslocar a estrutura de suporte modular (6) entre uma posição de transporte e uma posição vertical.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: um ou mais mecanismos de expansão de estrutura (106) tendo uma posição retraída e uma posição expandida, sendo que cada um dos um ou mais mecanismos de expansão de estrutura (106) é capaz 10 de deslocar verticalmente uma porção da estrutura de suporte modular (6) quando ativado pelo movimento da posição retraída para a posição expandida.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: um ou mais mecanismos de travamento de estrutura (110) tendo uma posição desengatada e uma posição engatada, sendo que cada um de um ou mais mecanismos de travamento de estrutura (110) é capaz de travar o um ou mais mecanismos de expansão de estrutura (106) na posição expandida quando cada um de um ou mais mecanismos de travamento de estrutura (110) é ativado pelo movimento da posição desengatada para a posição engatada.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: um ou mais mecanismos de expansão de torre (104), sendo que cada um de um ou mais mecanismos de expansão de torre (104) é capaz de deslocar verticalmente uma porção da torre quando ativado.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: um ou mais mecanismos de travamento de torre (108) que tem uma posição desengatada e uma posição engatada, sendo que cada um do um ou mais mecanismos de travamento de torre (108) é capaz de travar o um ou mais mecanismos de expansão de torre (104) na posição expandida quando cada um do um ou mais 5 mecanismos de travamento de torre (108) é ativado pelo movimento da posição desengatada para a posição engatada.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo furo (32) está posicionado sobre o poço em uma segunda posição.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral (38) é deslocável lateralmente sobre o primeiro furo (30).
Aparelho (2) para a condução de operações de intervenção em poço em um poço com tubulação em espiral e com tubos compostos em terra, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:
- - uma estrutura de suporte modular (6) com um convés superior (8), sendo a estrutura de suporte modular montada sobre um veiculo de transporte (92), e tendo o convés superior uma passagem (10) em seu interior;
- - uma torre (12) montada no convés superior (8);
- - uma placa móvel (28) posicionada no interior da passagem (10), tendo a placa móvel (28) um primeiro furo (30) e um segundo furo (32); e
- - uma pista (34) formada no interior da passagem (10), sendo a placa deslizável (28) fixada de modo deslizável à pista.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: um mecanismo de elevação (94) tendo uma primeira extremidade (96) e uma segunda extremidade (98) , sendo a primeira extremidade (96) fixada de modo rotativo ao veiculo de transporte (92), sendo a segunda extremidade (98) fixada de modo rotativo à estrutura de suporte modular (6) , sendo o mecanismo de elevação (94) capaz de elevar a estrutura de suporte modular (6) de uma posição de transporte para uma posição vertical, e sendo que o mecanismo de elevação (94) capaz de abaixar a estrutura de suporte modular da posição vertical para a posição de transporte.
Aparelho (10), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de elevação (94) compreende um cilindro hidráulico e um elemento telescópico e compreendendo ainda o aparelho um suprimentohidráulico em comunicação hidráulica com o cilindro hidráulico.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: uma placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral (38) fixada de modo operativo à placa móvel (28) e sendo a placa do cabeçote injetor de tubulação em espiral (38) posicionado sobre o primeiro furo (30) da placa móvel (28) e em uma primeira posição, o primeiro furo (30) está posicionado sobre o poço.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que em uma segunda posição o segundo furo (32) está posicionado sobre o poço.
Método de condução de operações em intervenção em poço com uma unidade de tubulação em espiral e com tubos compostos em terra, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de:
- - prover um aparelho (2) que compreende: uma estrutura de suporte modular (6) tendo um convés superior (8), tendo o convés superior uma passagem (10) em seuinterior; uma torre (12) montada no convés superior (8) ; uma placa móvel (28) posicionada dentro da passagem (10), tendo a placa móvel (28) um primeiro furo (30) e um segundo furo (32) em seu interior; uma placa de interface de cabeçote injetor de tubulação em espiral (38) fixada de 10 modo operativo à placa móvel (28) , e sendo a placa de cabeçote injetor de tubulação em espiral (38) posicionada sobre o primeiro furo (30) da placa móvel (28);
- - fixar de modo rotativo a estrutura de suporte modular (6) a um veiculo de transporte (92) de tal modo, que o aparelho (2) se encontre em uma posição de transporte no veiculo de transporte (92) ;
- - fixar de modo rotativo uma primeira extremidade (96) de um mecanismo de elevação (94) ao veiculo de transporte (92) e fixar de modo rotativo uma segunda extremidade (98) do mecanismo de elevação (94) à estrutura de suporte modular (6);
- - transportar o aparelho (2) a um sitio de poço no veiculo de transporte (92);
- - posicionar o veiculo de transporte (92) em uma 25 área de operações na proximidade de um poço; e
- - levantar o aparelho (2) da posição de transporte para uma posição vertical sobre o poço usando o mecanismo de elevação (94).
Método, de acordo com a reivindicação 14, 30 CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda as etapas de:
- - deslocar a placa móvel (28) de modo tal que o segundo furo (32) esteja posicionado sobre o poço;
- - levantar um primeiro tubo composto com a torre (12);
- - deslocar uma mesa rotativa (40) sobre o poço;
- - abaixar o primeiro tubo composto através do segundo furo (32) e para dentro da mesa rotativa usando a torre;
- - levantar um segundo tubo composto com a torre (12) ;
- - abaixar o segundo tubo composto através do segundo furo (32) com a torre;
- - montar o primeiro e o segundo tubo composto com a mesa rotativa (40);
- - abaixar o primeiro e o segundo tubo composto com a torre (12) para dentro do poço;
- - suspender a primeira e o segundo tubo composto no interior do poço;
- - deslocar a mesa rotativa (40) para fora de alinhamento com o poço;
- - deslocar a placa móvel (28) de modo tal que a placa de interface de cabeçote injetor da tubulação em espiral (38) e o primeiro furo (30) estão posicionados sobre o poço;
- - montar um cabeçote injetor de tubulação em espiral no poço para fazer uma tubulação em espiral correr para dentro do poço; e
- - conduzir as operações de intervenção no poço com tubulação em espiral e com o primeiro e o segundo tubo composto.
Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda as etapas de:
- - abaixar o aparelho (2) da posição vertical para a posição de transporte usando o mecanismo de elevação (94); e
- - transportar o aparelho (2) no veiculo de transporte (92), retirando-o do local do poço.