BRPI0810673B1

BRPI0810673B1 - ferramenta de estaca

Info

Publication number: BRPI0810673B1
Application number: BRPI0810673A
Authority: BR
Inventors: Hallundbaek Jorgen; Sommer Rasmus
Original assignee: Welltec As
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2018-12-04
Also published as: AU2008241148A1; CA2684639A1; US20110146970A1; ES2371299T3; MX2009011457A; WO2008128542A2; EP2140099B1; ATE524635T1; CA2684639C; WO2008128542A3; AU2008241148B2; CN101680280B; CN101680280A; US8230914B2; DK2140099T3; EP2140099A2; BRPI0810673A2

Description

(54) Título: FERRAMENTA DE ESTACA (73) Titular: WELLTEC A/S, Sociedade Dinamarquesa. Endereço: Gydevang 25, DK-3450 Allerod, DINAMARCA(DK), Dinamarquesa (72) Inventor: JORGEN HALLUNDBAEK; RASMUS SOMMER.

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 04/12/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 04/12/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para FERRAMENTA DE ESTACA.

Campo técnico

A presente invenção refere-se a uma ferramenta de estaca para fixar uma ferramenta de fundo de poço dentro de um revestimento, um poço, ou qualquer outra cavidade de fundo de poço, compreendendo um corpo de ferramenta longitudinal com um eixo geométrico central estendido através do corpo da ferramenta no centro do corpo, pelo menos um recesso no corpo da ferramenta e uma primeira estaca fornecida no recesso e móvel para fora no recesso para fixar a ferramenta.

Antecedentes

Estacas são usadas para fixar uma ferramenta de fundo de poço na direção transversal à direção longitudinal da ferramenta para resistir às forças de torção as quais a ferramenta é submetida durante, por exemplo, a perfuração.

Uma solução conhecida é descrita em US 5.070.941, na qual estacas fixam uma ferramenta pelo uso da hidráulica. As estacas são colocadas em um recesso na circunferência da ferramenta, de modo a ficarem fora do caminho dos elementos centrais da ferramenta colocados no centro da ferramenta. Quando fixando a ferramenta, as estacas são movidas para fora, a maior parte da estaca, assim, se projetando do lado da ferramenta.

Desde que a maior parte da estaca se projeta da ferramenta, a estaca ficará um pouco inclinada quando exposta à força longitudinal criada quando a ferramenta está em uso. Dessa maneira, cada estaca é forçada para ficar inclinada no recesso na ferramenta e para fora em direção ao revestimento circundante ou similar. É frequentemente observado que as estacas ficam presas nessa posição inclinada e, portanto, não podem ser retraídas para dentro da ferramenta novamente, quando as estacas são forçadas para ser inclinadas na ferramenta. Como um resultado, toda a ferramenta fica presa de fundo de poço.

Além do mais, de modo a montar a estaca em um recesso na ferramenta, a borda do recesso precisa ser chanfrada. Quando a estaca é montada no recesso, a chanfradura deixa uma pequena fenda na qual a sujeira pode se juntar. Além disso, quando a estaca é usada para fixar a ferramenta e, subsequentemente, é retraída para dentro da ferramenta novamente, a sujeira no fluido do poço é retraída para dentro da pequena fenda e mais para dentro do recesso. Dessa maneira, a sujeira pode ser o fator decisivo para a estaca ficar presa.

Descrição da invenção

Um aspecto da presente invenção é superar, pelo menos parcialmente, as desvantagens dos sistemas de fundo de poço mencionados acima e proporcionar uma ferramenta de estaca aperfeiçoada em um sistema de ferramenta de fundo de poço.

Esse aspecto e as vantagens que se tornam evidentes a partir da descrição abaixo são obtidos por uma ferramenta de estaca para fixar uma ferramenta de fundo de poço dentro de um revestimento, um poço ou qualquer outra cavidade de fundo de poço, compreendendo:

- um corpo de ferramenta longitudinal com um eixo geométrico central estendido por todo o corpo da ferramenta no centro do corpo,

- um primeiro recesso, um segundo recesso, um terceiro recesso e um quarto recesso no corpo da ferramenta e

- uma primeira estaca, uma segunda estaca, uma terceira estaca e uma quarta estaca, onde a primeira estaca é fornecida no primeiro recesso e assim por diante e as estacas são móveis para fora nos recessos para fixar a ferramenta, em que cada estaca fornecida nos recessos se estende por todo o corpo da ferramenta transversal à e através do eixo geométrico central e em que as estacas e os recessos correspondentes ficam situados no corpo da ferramenta para proporcionar uma fixação simétrica da ferramenta de estaca como segue:

- a primeira estaca é posicionada no primeiro recesso e de modo a se mover através do eixo geométrico central e para fora em uma direção ortogonal ao eixo geométrico central,

- a segunda estaca é posicionada no segundo recesso próximo ao primeiro recesso e de modo a se mover através do eixo geométrico central e para fora em uma segunda direção oposta e paralela à primeira direção,

- a terceira estaca é posicionada no terceiro recesso próximo ao segundo recesso e de modo a se mover na segunda direção,

- a quarta estaca é posicionada no quarto recesso próximo ao terceiro recesso e de modo a se mover na primeira direção.

Por ter uma ferramenta simetricamente fixada, toda a força produzida para uma operação pode ser usada para essa operação.

Em uma modalidade, a estaca pode ser móvel por meio de hidráulica.

Além do mais, cada recesso pode ser fornecido, no seu interior, com uma ranhura circunferencial e pelo menos um recurso de vedação na ranhura.

Além disso, o fluido hidráulico pode ser bombeado para dentro do recesso para forçar a estaca a se mover para fora do recesso para fixar a ferramenta nos seus arredores.

Em outra modalidade, cada estaca pode ter uma cavidade com uma abertura e um recurso de retenção preso no recesso fora da estaca e estendido por toda a abertura para dentro da cavidade, e um recurso resiliente pode ser fornecido dentro da cavidade entre o interior da abertura da cavidade e o recurso de retenção e pode ser comprimido durante o movimento da estaca para fora do recesso.

Em ainda outra modalidade, o recurso resiliente pode ser posicionado ao redor do recurso de retenção.

Além disso, o recurso de retenção pode ter uma haste estendida por todo o recurso resiliente, a haste em uma de suas extremidades sendo presa no recesso e, na sua outra extremidade, tendo um recurso em formato de placa para encostar contra o recurso resiliente.

Além do mais, o recurso resiliente pode ser uma mola helicoidal ou uma mola de disco.

De acordo com a invenção, a estaca pode ter uma seção trans4 versai oval, elíptica ou redonda.

Além disso, a ferramenta de estaca pode também compreender um sistema de bomba com um pistão móvel dentro de um alojamento de pistão para bombear o fluido para dentro do recesso.

Finalmente, a invenção também se refere à estaca mencionada acima.

Breve descrição dos desenhos

A invenção é explicada em detalhes abaixo com referência aos desenhos, nos quais

A figura 1 mostra uma ferramenta de estaca da técnica anterior,

A figura 2 mostra uma ferramenta de estaca de acordo com a presente invenção,

A figura 3 mostra uma vista da seção transversal parcial da ferramenta de estaca da presente invenção,

A figura 4 mostra uma vista da seção transversal de uma estaca da presente invenção,

A figura 5 mostra uma vista da seção transversal da ferramenta de estaca da figura 2,

A figura 6 mostra uma estaca da presente invenção observada a partir da extremidade encostada contra os arredores da ferramenta e

A figura 7 mostra outra estaca da presente invenção observada da extremidade encostada contra os arredores da ferramenta.

Os desenhos são meramente esquemáticos e mostrados com a finalidade ilustrativa.

Descrição detalhada da invenção

Na figura 2, uma ferramenta de estaca 1 é mostrada. A ferramenta de estaca 1 é mostrada tendo quatro estacas 6 para fixar a subsuperfície da ferramenta 1 em, por exemplo, um revestimento 2 ou uma formação. Durante o processo de fixação, as estacas 6 são forçadas para fora da ferramenta 1 por meio de hidráulica. Dessa maneira, o fluido é bombeado por uma bomba 7 para dentro de um recesso 5, no qual a estaca 6 está posicionada na ferramenta 1 para forçar a estaca 6 para fora do recesso 5. A bom5 ba 7 é acionada por um motor 8 que é energizado através de uma linha de força 9 da superfície acima.

A ferramenta de estaca é mostrada tendo uma primeira estaca 6, uma segunda estaca 6, uma terceira estaca 6 e uma quarta estaca 6. As estacas são fornecidas em quatro recessos, de modo que a primeira estaca é fornecida no primeiro recesso, a segunda estaca é fornecida no segundo recesso, a terceira estaca é fornecida no terceiro recesso e a quarta estaca é fornecida no quarto recesso. As estacas são móveis para fora nos recessos em uma direção ortogonal a um eixo geométrico central estendido através do centro da ferramenta. As estacas se movem para fora de modo a fixar a ferramenta.

Cada estaca se estende por todo o corpo da ferramenta transversal ao, e através do eixo geométrico central, mas não inteiramente através da ferramenta. A fim de proporcionar uma fixação estável da ferramenta, as estacas têm que ser colocadas simetricamente na ferramenta. Como mostrado na figura 1, a primeira estaca é posicionada para se mover através do eixo geométrico central e para fora em uma direção ortogonal ao eixo geométrico central. A segunda estaca é posicionada no segundo recesso próximo ao primeiro recesso, de modo a ser capaz de se mover através do eixo geométrico central e para fora em uma segunda direção oposta e paralela à primeira direção. A terceira estaca é posicionada no terceiro recesso, próximo ao segundo recesso de modo a ser capaz de se mover através do eixo geométrico central na segunda direção. Finalmente, a quarta estaca é posicionada no quarto recesso, perto do terceiro recesso de modo a ser capaz de se mover na primeira direção. Dessa maneira, as estacas são colocadas simetricamente em cada lado da ferramenta.

Se a ferramenta de estaca somente tivesse três estacas, duas estacas em um lado e uma estaca no outro lado, a ferramenta seria fixada de modo que o lado tendo somente uma estaca encostaria na parede do revestimento, ou na formação na qual ela foi fixada. Dessa maneira, a ferramenta ficaria posicionada em um lado do revestimento ou da formação e a ferramenta, dessa maneira, não seria capaz de operar no centro do revesti6 mento ou da formação, a menos que a ferramenta fosse reconstruída assimetricamente. Por ter uma ferramenta assimetricamente construída, a força produzida durante, por exemplo, a perfuração resultaria em uma ferramenta fora de equilíbrio, exigindo uma grande quantidade de força a fim de compensar o desequilíbrio. Dessa maneira, a força seria usada de maneira ineficaz.

Portanto, a ferramenta de acordo com a presente invenção é mais eficaz do que as soluções conhecidas da técnica anterior em que ela fixa a ferramenta simetricamente.

O sistema de ferramenta 10, mostrado na figura 2, é controlado por uma unidade eletrônica 11, e o sistema 10 pode ser usado para fixar tipos diferentes de ferramentas 12, tais como uma ferramenta de perfuração, um filtro de fluido, uma ferramenta perfurante, um elemento vedador, um percussor e ferramentas similares.

Na figura 3, uma vista secional de um recesso 5 é mostrada. O recesso 5 é fornecido com uma ranhura circunferencial 14, na qual um recurso de vedação 13 na forma de um anel de vedação ou de gaxeta, tal como um anel O 22, é fornecido. A estaca 6 foi chanfrada de modo que a estaca 6 pode ser facilmente montada no recesso 5.

Pelo posicionamento da ranhura circunferencial 14 com o recurso de vedação 13 perto da abertura do recesso, a estaca pode se mover muito mais para fora do recesso sem romper a vedação entre o recurso de vedação e a estaca.

Em soluções conhecidas, como mostrado na figura 1, o recesso 5 é chanfrado fazendo uma fenda na superfície da ferramenta 1 quando a estaca 6 está na sua posição retraída, o que permite que a sujeira seja depositada na fenda. Devido à forma da seção transversal redonda da ferramenta, a chanfradura da ferramenta resulta em uma fenda substancial comparada com a fenda que seria o resultado se chanfrando uma superfície plana. Quando a estaca 6 é retraída para dentro do recesso 5, a sujeira é retraída junto com ela e, dessa maneira, entra no espaço entre a estaca 6 e o recesso 5. Devido a isso, a estaca conhecida 6 pode ficar presa na sua posi7 ção projetada, todo o sistema de ferramenta 10 consequentemente ficando preso de fundo de poço.

Por fornecer o recurso de vedação 13 em uma ranhura 14 no recesso 5, a borda do recesso 5 não precisa mais ser chanfrada. Dessa maneira, uma superfície substancialmente lisa da ferramenta de estaca 1 é obtida quando a estaca 6 está em uma posição retraída. Como um resultado, a sujeira não é mais depositada e levada para dentro do espaço entre a estaca 6 e o recesso 5 e os problemas conhecidos da estaca 6 ficar presa são, dessa maneira, substancialmente reduzidos ou eliminados.

Quando a estaca 6 é montada no recesso 5, o anel de vedação 13 é comprimido entre a ranhura 14 e a estaca 6 para vedar o fundo do recesso 5 - como pode ser observado na figura 4. O fluido é bombeado para o fundo do recesso 5, como ilustrado pelas setas na figura 4, para forçar a estaca 6 para fora do recesso 5 e para fixar a ferramenta 1 nos seus arredores, por exemplo, no revestimento 2.

A estaca 6 tem uma cavidade 15 e uma abertura na sua extremidade oposta à abertura do recesso 5. Além do que, a estaca 6 tem um recurso de retenção 16. Parte do recurso de retenção 16 fica posicionada na cavidade 15, e parte do recurso de retenção 16 fica posicionada fora da estaca 6 no recesso 5. O recurso de retenção 16 tem a forma de uma haste 17 que é presa no fundo do recesso 5 e, na sua outra extremidade, o recurso de retenção 16 tem um recurso em formato de placa 18 que se estende dentro da cavidade 15 da estaca 6. Nessa modalidade, o recurso em formato de placa 18 é na forma de uma grade; entretanto, em outra modalidade, o recurso em formato de placa 18 pode ser uma placa ou uma placa perfurada.

Um recurso resiliente 24 é posicionado na cavidade 15 entre a abertura da cavidade 15 e o recurso de placa 18 do recurso de retenção 16. O recurso resiliente 24 é aqui mostrado como uma mola mas, em outra modalidade, ele pode ser qualquer tipo de recurso resiliente 24 que, quando não mais comprimido, seja capaz de retornar para sua forma nãocomprimida, tais como borracha, uma mola de disco ou similar.

Quando o fluido é bombeado para dentro do recesso 5 e a esta8 ca 6 é forçada para fora e fixa a ferramenta 1 nos seus arredores, o recurso resiliente 24 é comprimido. Na eventualidade que a estaca 6 deva ser retraída para dentro do recesso 5 da ferramenta 1, o recurso resiliente 24 ajudará a retrair a estaca 6 para dentro do recesso 5 devido à energia acumulada durante a compressão.

A mola é projetada para ser suficientemente alta para ser capaz de retrair a estaca 6, por si própria, sem a ajuda de uma bomba 7. Dessa maneira, a ferramenta de estaca 1 tem uma construçãu seyura contra falha, possibilitando que as estacas 6 sejam retraídas para dentro da ferramenta 1 se a linha de força 9 for danificada e a ferramenta 1 não for mais munida com energia da superfície acima.

A figura 4 mostra o fluido sendo bombeado para dentro através de duas aberturas no fundo do recesso 5. Em outra modalidade, o fluido é bombeado para dentro através de pelo menos uma abertura no lado no fundo do recesso 5. O fluido pode ser bombeado para dentro do recesso 5 através de somente uma abertura ou através de uma pluralidade de aberturas no recesso 5.

Como pode ser observado na figura 5, as estacas 6 são fornecidas na ferramenta de estaca 1, de modo que as estacas 6 se estendem parcialmente por todo o corpo da ferramenta através de um eixo geométrico central 4 da ferramenta 1. Dessa maneira, as estacas 6 podem ser fabricadas mais longas em relação às estacas conhecidas. Por ter estacas 6 com uma extensão transversal ao eixo geométrico central 4 da ferramenta 1, uma extensão que dessa maneira corresponde com mais da metade do diâmetro da ferramenta 1, a estaca 6 não tende mais a inclinar substancialmente no recesso 5. Como uma consequência, o risco que a estaca 6 possa ficar presa no recesso 5, porque a estaca 6 inclina muito durante o uso da ferramenta 1, é substancialmente reduzido.

Na figura 5, a estaca 6 tem uma extensão de pelo menos 2/3 do diâmetro D da ferramenta 1. Em outra modalidade, a extensão da estaca 6 é pelo menos 4/5 do diâmetro da ferramenta 1.

Nas figuras 1 e 5, a ferramenta de estaca é mostrada como ten9 do quatro estacas; entretanto, em outra modalidade, a ferramenta de estaca tem mais estacas. As estacas adicionais ficam também situadas simetricamente.

A fixação da ferramenta 1 é obtida bombeando fluido para dentro dos recessos 5 do qual as estacas 6 se projetam. O fluido é bombeado via um duto 23 através de aberturas no fundo do recesso 5 pelo movimento de um pistão 19 em um alojamento de pistão 20. O fluido no alojamento do pistão 20 e usado para forçar as estacas 6 para fora e retorna para o alojamento do pistão 20 quando as estacas 6 são retraídas para dentro dos recessos 5 novamente. O pistão 19 é acionado para frente por uma segunda bomba 7, que é novamente acionada por um motor 8. Em outra modalidade, o pistão 19 é acionado diretamente pelo motor 8.

O pistão 19 é fornecido com uma válvula de controle de pressão 21 e, na sua circunferência, o pistão 19 é fornecido com um anel O 22 ou recurso de vedação similar.

Em outra modalidade, um recurso de mola é posicionado no alojamento do pistão 20 em frente do pistão 19, de modo que o recurso de mola é comprimido quando o fluido é bombeado para dentro dos recessos 5 para forçar as estacas 6 para fora para fixar a ferramenta 1 nos seus arredores. Quando as estacas 6 são retraídas para dentro dos recessos 5, o recurso de mola ajudará o recurso resiliente 24 na cavidade 15 de cada estaca 6 na retração das estacas 6. Dessa maneira, a construção segura contra falha acima mencionada é substancialmente melhorada.

Como mostrado na figura 6, a seção transversal da estaca 6 é oval ou elíptica. Na figura 7, a estaca 6 é mostrada tendo uma seção transversal circular. Em outras modalidades, a seção transversal da estaca 6 pode ser retangular com duas extremidades arredondadas posicionadas opostas uma a outra.

Na eventualidade que a ferramenta de estaca 1 não seja submersível inteiramente para dentro do revestimento 2, um trator de fundo de poço pode ser usado para empurrar a ferramenta inteiramente para a posição no poço. Um trator de fundo de poço é qualquer tipo de ferramenta de acionamento capaz de empurrar ou puxar ferramentas em um poço de fundo de poço, tal como um Well Tractor®.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Ferramenta de estaca (1) para fixar uma ferramenta de fundo de poço dentro de um revestimento (2), um poço ou qualquer outra cavidade de fundo de poço, compreendendo:

5 um corpo de ferramenta longitudinal (3) com um eixo geométrico central (4) estendido por todo o corpo da ferramenta no centro do corpo, um primeiro recesso (5), um segundo recesso (5), um terceiro recesso (5) e um quarto recesso (5) no corpo da ferramenta e uma primeira estaca (6), uma segunda estaca (6), uma terceira 10 estaca (6) e uma quarta estaca (6), em que a primeira estaca é fornecida no primeiro recesso, e assim por diante, e as estacas são móveis para fora nos recessos para fixar a ferramenta, caracterizada pelo fato de que cada estaca fornecida nos recessos se estende por todo o corpo da ferramenta transversal ao, e através 15 do eixo geométrico central, e em que as estacas e os recessos correspondentes ficam situados no corpo da ferramenta para proporcionar uma fixação simétrica da ferramenta de estaca como segue:

a primeira estaca é posicionada no primeiro recesso e de modo 20 a se mover através do eixo geométrico central e para fora em uma direção ortogonal ao eixo geométrico central, a segunda estaca é posicionada no segundo recesso próximo ao primeiro recesso e de modo a se mover através do eixo geométrico central e para fora em uma segunda direção oposta e paralela à primeira direção,

25 a terceira estaca é posicionada no terceiro recesso próximo ao segundo recesso e de modo a se mover na segunda direção, a quarta estaca é posicionada no quarto recesso próximo ao terceiro recesso e de modo a se mover na primeira direção.
2. Ferramenta de estaca, de acordo com a reivindicação 1, ca30 racterizada pelo fato de que a estaca é móvel por meio de hidráulica.
3. Ferramenta de estaca, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o recesso é fornecido, no seu interior, com

Petição 870180054394, de 25/06/2018, pág. 4/9 uma ranhura circunferencial e pelo menos um recurso de vedação na ranhura.
4. Ferramenta de estaca, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o fluido hidráulico
5 é bombeado para dentro do recesso para forçar a estaca a se mover para fora do recesso para fixar a ferramenta nos seus arredores.

5. Ferramenta de estaca, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que cada estaca tem uma cavidade com uma abertura e um recurso de retenção preso no recesso fora da estaca e estendido

10 por toda a abertura para dentro da cavidade e na qual um recurso resiliente é fornecido dentro da cavidade entre o interior da abertura da cavidade e o recurso de retenção e é comprimido durante o movimento da estaca para fora do recesso.
6. Ferramenta de estaca, de acordo com a reivindicação 5, ca15 racterizada pelo fato de que o recurso resiliente é posicionado ao redor do recurso de retenção.
7. Ferramenta de estaca, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizada pelo fato de que o recurso de retenção tem uma haste estendida por todo o recurso resiliente (24), a haste em uma de

20 suas extremidades sendo presa no recesso e, na sua outra extremidade, tendo um recurso em formato de placa para encostar contra o recurso resiliente.
8. Ferramenta de estaca, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o recurso resiliente

25 é uma mola helicoidal.
9. Ferramenta de estaca, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a estaca tem uma seção transversal oval ou elíptica.
10. Ferramenta de estaca, de acordo com qualquer uma das rei30 vindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um sistema de bomba com um pistão móvel dentro de um alojamento de pistão para bombear o fluido para dentro do recesso.

Petição 870180054394, de 25/06/2018, pág. 5/9

1/6 (Técnica anterior)