BRPI0918921B1

BRPI0918921B1 - Furo de poço estreito

Info

Publication number: BRPI0918921B1
Application number: BRPI0918921-1A
Authority: BR
Inventors: Audun Faanes; Halvor Kjorholt; Torstein Vinge
Original assignee: Statoil Petroleum As
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2019-04-24
Also published as: NO20110510A1; MX2011002317A; US9816358B2; US20160305225A1; MX342387B; WO2010026215A3; CA2735916A1; NO341076B1; US20110214884A1; BRPI0918921A2; GB2463261A; GB2463261B; WO2010026215A2; CA2735916C; US9347296B2; GB0816197D0

Abstract

furo de poço estreito a presente invenção refere-se a um diâmetro de um furo de poço que tem muitas vantagens. para realizar isto, é provido um furo de poço de subsuperficie compreendendo um ou mais componentes de luva expansiveis, preferivelmente anéis expansiveis, cada componente de luva expansivel sendo totalmente sobreposto por um ou mais componente de luva expansivel, preferivelmente anéis convencionais, de tal modo que o interior do furo de poço é revestido inteiramente por componentes de luva não expansiveis. além disso, os orificios consecutivos para as linhas de fundo de poço podem ser providos dentro da cabeça de poço em vez do suspensor de tubulação. como o suspenso r de tubulação não necessita prover espaço para orificios consecutivos e acoplamentos de montagem associados, seu diâmetro pode ser reduzido, dessa maneira reduzindo o diâmetro interno do furo do poço por diversas polegadas.

Description

FURO DE POÇO ESTREITO [0001] A presente invenção refere-se à provisão de uma cabeça de poço de furo pequeno, que tem vários benefícios, particularmente em relação aos poços submarinos.

[0002] Quando perfurar para óleo ou gás é necessário revestir o furo do poço resultante, a fim de reforçar o furo e prevenir os fluidos de vazarem para dentro ou para fora do furo. Isto é realizado através do uso de componentes de luvas, que cobrem e suportam a parede interna do furo do poço. Devido às diferenças em pressões de poro e das formações em profundidades de subsuperfícies diferentes, é muitas vezes necessário revestir o poço por estágios enquanto um furo é perfurado, em vez de prover um único componente de luva depois que a profundidade desejada tenha sido alcançada.

[0003] A metodologia de construção de poço padrão requer a perfuração de um buraco inicial de diâmetro grande, que é depois revestido com um componente de luva. Este primeiro componente de luva é referido como um revestimento de superfície. A perfuração depois continua em um diâmetro menor de tal modo que, no devido curso, um componente de luva pode ser transferido através do furo do poço superior a fim de revestir a seção inferior, mais estreita. Seções de poço adicionais são perfuradas de uma maneira similar, de tal modo que o furo do poço não revestido resultante tem um diâmetro que diminui de uma maneira escalonada.

[0004] A fim de permitir um número razoável de componentes de luvas, para ser encaixado dentro do furo do poço, o diâmetro inicial do furo de poço deve ser relativamente grande. Por exemplo, uma cabeça de poço padrão (a parte do poço localizada na superfície do furo do poço) tem um diâmetro interno de aproximadamente 0,42m (18 %). Isto permite que uma sucessão de componentes de luva mais estreitos (também referidos como fios) sejam posicionados dentro do furo do poço, enquanto permite ainda uma tubulação de produção ampla apropriada para ser inserida no poço completo para transportar óleo e gás do reservatório. Em tubulação de produção de sistemas modernos, ter um diâmetro interno em torno de 6 e um diâmetro externo de aproximadamente 7 é padrão, embora tubulações de

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2/20 diâmetro menor sejam ocasionalmente usadas.

[0005] Existem dois tipos principais de componente de luva, a saber, revestimentos (casing) e anéis (liners). Por todo este relatório descritivo a terminologia a seguir será aplicada. Um revestimento se refere a qualquer componente de luva para lacrar o interior de um furo de poço que se estende de e é acoplado ao topo do furo do poço, isto é, a cabeça do poço.

[0006] Um anel, por outro lado, se refere a um componente de luva que não se estende do topo do furo do poço, mas que é, em vez disso, acoplado a outro componente de luva posicionado dentro do furo do poço acima do anel, referido como um componente de luva anterior.

[0007] Sendo capaz de reduzir o diâmetro do furo do poço será permitido o uso de brocas de perfuração menores, que resultarão em menos cortes de perfuração, menos consumo de lama e menos aço de revestimento / anel como também tempos de perfuração mais rápidos.

[0008] Além disso, em relação a poços submarinos, um sistema de cabeça de poço com um diâmetro interno menor facilitará o uso de um condutor submarino com um diâmetro interno menor. O condutor submarino é um filamento de tubo que se alonga entre a cabeça do poço no leito do mar e um navio ou sonda. Um condutor de diâmetro pequeno é benéfico para suportar pressões altas e atrai menos forças hidrodinâmicas, e dessa maneira é um fator chave no projeto de condutores de pressão alta e válvulas de segurança de explosão (BOP). Em adição, tais condutores submarinos tomam menos espaço, são mais fáceis de manusear e permitem a fabricação de peças associadas menores.

[0009] W003/07 67 62 descreve um sistema de revestimento de poço em que um conjunto de anéis telescópicos é pré-instalado em um ponto abaixo do condutor de perfuração e da cabeça do poço. Isto permite os anéis terem um diâmetro maior do que a cabeça do poço uma vez que os anéis não necessitam ser alimentadas através deste componente. Em vez disso, a parte inicial do furo do poço é perfurada de uma maneira convencional. O revestimento de superfície e a cabeça do poço são, depois, instalados juntos com um conjunto de anéis telescópicas acopladas ao revestimento

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3/20 de superfície. Como o remanescente do poço é perfurado os anéis pré-instaladas podem ser diminuídas para revestir seções recém-perfuradas do orifício do furo. [0010] Enquanto este projeto permite que uma cabeça de poço mais estreita e um condutor de perfuração sejam usados, quando os anéis são de larguras convencionais, ele não resulta em qualquer redução em lama de perfuração, cortes, tempo de perfurar etc. O uso adicional de anéis pré-instaladas aumenta a complexidade e diminui a flexibilidade do sistema. Uma vez que os anéis tenham sido pré-instaladas não é possível substituir estas, caso se torne evidente, durante a perfuração, que um comprimento ou largura de anel diferente seria mais apropriado. [0011] Ambos, revestimentos e anéis, podem ser expandidos ou não expandidos, com o último sendo referido como convencional. Dessa maneira, componentes de anéis convencionais são destinados a reter seu diâmetro, componente de anéis que podem ser expandidos são projetados para serem deformados do primeiro diâmetro para o segundo diâmetro maior. Componentes de anéis expansíveis são tipicamente diminuídos na posição dentro do furo do poço, enquanto em seu primeiro diâmetro, e são depois expandidos para seu segundo diâmetro a fim de suportar a parede do furo do poço. Componentes de anéis convencionais, por outro lado, são posicionados no poço quando já no seu diâmetro usável, isto é, o diâmetro no qual eles fornecerão suporte para o furo do poço.

[0012] Ambos, os componentes de anéis convencionais e os componentes de anéis expansíveis podem compreender uma primeira seção tendo um primeiro diâmetro, e uma segunda seção tendo um segundo diâmetro diferente do primeiro diâmetro. No caso de componentes de anéis expansíveis, o primeiro diâmetro pode ser não expandido ou ambos, o primeiro e o segundo diâmetro, podem ser obtidos através da expansão de um diâmetro original. A criação do primeiro e segundo diâmetros de componentes de anéis convencionais ocorre antes da inserção no furo do poço.

[0013] W02003/042489 descreve uma cavidade de monofuro, em que uma série de anéis expansíveis é usada. Esses anéis são construídos de tal forma que, uma vez na posição dentro do poço, seu diâmetro pode ser aumentado. Isto é feito, por

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4/20 exemplo, processando um membro do molde através do anel. O membro de molde tem um diâmetro igual àquele do diâmetro interno desejado do anel, de tal modo que o anel é deformado e expandido para o diâmetro desejado. A expansão causa um ajuste forçado com o anel anterior e permite que o furo do poço inteiro seja revestido com anéis do mesmo diâmetro expandido.

[0014] Dado a natureza deformável de anéis expansíveis existem problemas a respeito da integridade de sua pressão depois da expansão. Durante o processo de expansão mudanças na espessura do anel, e o potencial de avarias para os acoplamentos e as seções rosqueadas, resulta em dificuldades para garantir que a integridade da pressão toda, e a vedação apertada do ar, sejam realizadas. Isto resulta em um procedimento de revestimento de poço mais caro e mais lento uma vez que verificações precisam ser feitas e qualquer área fraca reforçada. As mesmas dificuldades existem ao usar revestimentos expansíveis.

[0015] Dessa maneira, o problema permanece dentro da indústria de provisão de um furo de poço estreito e condutor submarino, em combinação com um número suficiente de componentes de luvas de tal modo que as variações na pressão da formação podem ser contabilizadas durante a perfuração. Embora monofuros em princípio são capazes de realizar isto, na prática existem desafios a respeito da integridade da pressão de tais sistemas.

[0016] Um objetivo de pelo menos uma modalidade preferida da invenção é permitir a redução do diâmetro do furo e o diâmetro interno da cabeça do poço, sem reduzir o diâmetro interno da tubulação de produção. Um objetivo adicional de pelo menos uma modalidade preferida da invenção é evitar problemas relacionados a provisão de sistemas de anéis expansíveis resistentes à pressão alta e gás firme. [0017] De acordo com um aspecto da presente invenção é provido um furo de poço de subsuperfície compreendendo um ou mais componentes de anel expansíveis, cada componente de anel expansível sem totalmente sobreposto por um ou mais componente de anel não expansível de tal modo que o interior do furo do poço é revestido inteiramente por componentes de anel não expansíveis.

[0018] Visto por um outro aspecto, a presente invenção provê um método de

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5/20 perfurar um furo de poço de subsuperfície compreendendo as etapas de perfurar uma seção do poço, revestir a dita seção do poço com um componente de luva expansível, de tal modo que o componente de luva expansível forma um intermediário, temporariamente suportar o furo do poço, perfurar uma seção de poço adicional, e revestir a dita seção de poço adicional com um componente de luva não expansível que sobrepõe totalmente o componente de luva expansível e a seção de poço adicional.

[0019] De acordo com a presente invenção o problema de prover um sistema de componentes de pressão alta e gás firme é superado pelo uso de componentes de luva expansíveis somente como suporte temporário, intermediário para o furo do poço. Esses componentes são usados para apoiar seções do poço durante a perfuração, mas são sobrepostos por componentes de luva não expansíveis antes da conclusão do poço.

[0020] A presente invenção, dessa maneira, utiliza os benefícios de componentes de luva expansíveis durante a perfuração sem reduzir a integridade de pressão do poço concluído. O uso de um componente de luva expansível para revestir uma seção do poço evita a necessidade de uma diminuição no diâmetro do poço. Por exemplo, em um furo de poço compreendendo dois componentes de luva expansíveis e dois componentes de luva não expansíveis, o diâmetro do furo de poço só precisa ser reduzido duas vezes ao contrário das quatro vezes que seriam necessárias, se todos os componentes de luva fossem não expansíveis. Isto permite que o diâmetro inicial do furo do poço e, consequentemente, a cabeça e o condutor, sejam reduzidos sem reduzir a integridade de pressão do poço completo.

[0021] Embora seja possível que todos menos um dos componentes de luva seja um componente de luva expansível, com um único componente de luva não expansível sobrepondo todos esses, é preferível para cada componente de luva não expansível ser sobreposto por um componente de luva não expansível diferente. Isto significa que os componentes de luva expansíveis e os componentes de luva convencionais são alternados dentro do furo de poço e, dessa maneira, o tempo durante o qual o furo de poço reduziu a integridade é minimizado.

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6/20 [0022] Preferivelmente, o um ou mais componentes de luva expansível compreende um ou mais anel expansível. Embora ambos, revestimentos e anéis expansíveis podem ser empregados dentro do mesmo furo de poço, preferivelmente cada um ou mais componentes de luva expansíveis compreende um anel expansível. [0023] A uma ou mais anéis expansíveis podem ser sobrepostas por um anel ou revestimento convencional.

[0024] Anéis convencionais são ancorados a um componente de luva anterior através do assim chamado suspensor de anel. Um suspensor de anel pode ser uma cunha atuando como metal duplo circular ou qualquer outro dispositivo que ancora o anel para um componente de luva anterior. O suspensor de anel deverá também prover uma função de vedação para a conexão entre o anel o componente de luva anterior, preferivelmente vedação de metal para metal. Como os anéis estão localizados em profundidades diferentes dentro do furo de poço, cada anel será pendurado de um suspensor de anel pendurado, e os suspensores de anéis serão localizados em diferentes profundidades dentro do poço.

[0025] Revestimentos, por outro lado, são pendurados de um ou mais suspensores de revestimento situados dentro da cabeça do poço. Este componente é tradicionalmente colocado dentro da cabeça do poço e é usado para apoiar os revestimentos que têm um diâmetro menor do que a cabeça do poço. Revestimentos tais como o revestimento de superfície e o revestimento do condutor, que são posicionados no furo de poço, antes, ou ao mesmo tempo, que a cabeça do poço, não exige suspensores de revestimento. Em vez disso, estes são simplesmente cimentados no lugar ou, no caso de revestimento de superfície, fixados à cabeça do poço por outros meios, por exemplo, aparafusar ou soldar.

[0026] A ancoragem de anéis expansíveis é provida pela deformação do anel expansível até que exista um ajuste forçado do anel expansível e o componente de luva anterior. É preferido que o componente de luva anterior seja provido com uma sapata de recesso, isto é, o componente de luva anterior tem uma seção principal e uma seção terminal com um diâmetro aumentado. Isto garante que o anel expansível, no seu estado expandido, tem o esmo diâmetro interno que a parte principal do

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7/20 componente de luva anterior. É preferido que o anel expansível tenha um diâmetro constante em todo o seu comprimento quando expandida, embora isto também pode ser provido com uma sapata de recesso, se desejado.

[0027] Os anéis convencionais (não expansíveis) e os revestimentos usados na presente invenção podem compreender sapatas de recesso pré-fabricadas nas quais os anéis expansíveis podem ser expandidas. Alternativamente, sapatas de recesso podem ser criadas alargando ou outros meios, uma vez que o componente de luva não expansível é instalado dentro do furo do poço não revestivo.

[0028] Embora seja possível para um ou mais componentes de luva não expansíveis compreenderem revestimento, em uma modalidade preferida a uma ou mais anel expansível é sobreposta por uma ou mais anel convencional. Dessa maneira, em tal modalidade, aparte do revestimento e condutor de superfície, o remanescente do furo de poço pode ser revestido inteiramente por anéis.

[0029] Como anéis convencionais estão localizados em profundidades diferentes dentro do furo de poço, cada anel será pendurado em um componente de luva anterior por um suspensor de anel dedicado, os ditos suspensores de anel colocados no fundo do poço e a uma distância da cabeça do poço. Os anéis expansíveis são acopladas aos anéis convencionais, preferivelmente por sapatas de recesso nos componentes de luvas convencionais.

[0030] Dessa maneira, usando uma pluralidade de anéis dentro do furo do poço passando sem a necessidade de um suspensor de revestimento dentro da cabeça do poço. Passando sem o suspensor de anel e em vez disso usando suspensores de anéis a uma distância da cabeça do poço, permite que uma cabeça de poço mais estreita seja criada, uma vez que não é requerido espaço para alojar o suspensor de revestimento. Isto por sua vez permite que um revestimento de superfície menor seja usado, que pode sustentar uma pressão mais alta do que o revestimento de superfície de 0,51 m (20) tradicional. Além disso, espaço disponível maior é provido dentro da cabeça do poço.

[0031] Dessa maneira, nesta modalidade preferida, o furo de poço de subsuperfície não compreende um suspensor de revestimento dentro da cabeça de

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8/20 poço. Em outras palavras, nesta modalidade preferida da invenção é provido um furo de poço de subsuperfície compreendendo uma pluralidade de anéis, a pluralidade de anéis compreendendo uma ou mais anel expansível, cada anel expansível sendo totalmente sobreposta por uma ou mais anéis convencionais de tal modo que o interior do furo do poço é revestido por componentes de luva não expansíveis, e em que o furo de poço não compreende um suspensor de revestimento.

[0032] Nesta modalidade preferida todos os componentes de luva que, durante a construção do poço, são inseridos através da cabeça do poço são anéis expansíveis ou não expansíveis. O furo de poço pode compreender um revestimento de condutor e o revestimento de superfície, entretanto os componentes de luva remanescentes tomam a forma de anéis expansíveis ou não expansíveis.

[0033] Esta modalidade, da presente invenção, permite que furos de poços sejam construídos que incorporam, por exemplo, cinco filamentos mantêm tubulação de produção grande, enquanto usa um diâmetro de cabeça de poço de abaixo de 12. [0034] Preferivelmente, dessa maneira, o furo de poço compreende uma cabeça de poço, tendo um diâmetro interno de menos do que 12. Mais preferivelmente a cabeça do poço tem um diâmetro interno de 11 1/2 e mais preferivelmente um diâmetro de 0,28m (11). Quando o furo de poço é um furo de poço submarino, o diâmetro interno do suspensor marinho pode ser reduzido em linha com o diâmetro da cabeça de poço. Todas as medidas de diâmetro referidas são aproximadas e são destinadas a cobrir as tolerâncias industriais, por exemplo ± 5%.

[0035] Preferivelmente, o furo de poço ainda compreende um revestimento de superfície tendo um diâmetro interno de 11%. Este pode ser maior do que a cabeça do poço quando o revestimento da superfície é instalado com ou antes da cabeça do poço, e assim não necessita ser passado pela cabeça do poço. Entretanto, é desejável manter este componente estreito a fim de reduzir a lama, revestimento e volumes de cortes de perfuração.

[0036] Qualquer tipo de anéis convencionais e expansíveis pode ser usado dentro da presente invenção.

[0037] Na perfuração moderna é muitas vezes necessário, para tubulação de

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9/20 produção relativamente grande, descarregar o furo do poço para o reservatório. Preferivelmente, portanto, o furo do poço ainda compreende uma tubulação de produção com um diâmetro externo de não mais do que 7 5/8. Em algumas modalidades uma tubulação de produção de diâmetro 7 é usada.

[0038] Preferivelmente, o furo do poço ainda compreende tubulação de produção, a tubulação de produção compreende uma válvula de segurança de fundo de poço (DHSV). Quando revestimentos são usados dentro do furo do poço, estes se estendem na cabeça do poço e dessa maneira a DHSV da tubulação de produção será situado dentro da seção de revestimento. Contrastando, na modalidade preferida da presente invenção nenhum suspensor de revestimento está presente. Dessa maneira, é possível o DHSV estar localizado dentro do revestimento de superfície. Este espaço maior permite que uma DHSV maior seja construída que diminui a complexidade das peças do componente da válvula e facilita a fabricação e manutenção. Além disso, existe uma folga maior entre a DHSV e a parede interna do revestimento de superfície. Linhas de fundo de poço são descarregadas nesta parede interior e podem ser danificadas pela DHSV quando esta é inserida. Uma folga maior reduz a probabilidade de danos destas linhas.

[0039] O alojamento aumentado provido por esta modalidade preferida da presente invenção também permite mais controle das linhas do fundo do poço a serem inseridas e potencialmente também uma linha de furo pequeno para propósitos de elevação do gás do furo pequeno.

[0040] A fim de prover os engenheiros de poço com flexibilidade suficiente para dar conta das pressões de formação, durante a criação do furo do poço, é preferível para o furo do poço compreender até cinco anéis, em que pelo menos um filamento é um anel expansível. Em uma modalidade preferida dois anéis expansíveis são providos.

[0041] Em uma modalidade preferida o furo de poço compreende uma cabeça de poço, tendo um diâmetro interno de 0,28m (11), tubulação de produção tendo um diâmetro externo de 7 e componentes de luva na forma de um revestimento de superfície, dois anéis convencionais e dois anéis expansíveis. Como mencionado

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10/20 acima, os anéis convencionais e expansíveis são preferivelmente alternadas dentro do orifício do furo. Em algumas modalidades um tubulação de produção de diâmetro de 7 5/8 é usada.

[0042] Em algumas circunstâncias será desejável usar tubulação de produção mais estreita, por exemplo 5, e em tais situações mais anéis podem ser incluídas no furo do poço enquanto mantendo uma cabeça de poço de diâmetro interno de 0,28m (11).

[0043] A tubulação de produção é suportada dentro da cabeça de poço por um suspensor de tubulação. Em modalidades preferidas, em que nenhum suspensor de revestimento é usado, é o suspensor de tubulação que determina o diâmetro interno requerido da cabeça do poço, quando este é agora o maior componente dentro da cabeça do poço.

[0044] Em adição à tubulação de produção, linhas do fundo do poço são também descarregadas para o furo de poço. Estes sinais de condução para a superfície relacionadas à operação do poço durante a extração do reservatório por exemplo pressão, temperatura etc. As linhas do fundo do poço são também usadas para conduzir sinais para controle do equipamento de produção, por exemplo válvulas reguladoras e DHSV. Além do mais, as linhas do fundo do poço podem também ser usadas para injeção de produtos químicos no reservatório e/ou na tubulação de produção.

[0045] Convencionalmente, as várias linhas de fundo do poço são manobradas através de espaço anular entre a parede do componente de luva e a tubulação de produção, e são conectadas à superfície do poço através de orifícios dentro do corpo de suspensão da tubulação. As linhas existentes são acopladas a um sistema de árvore de natal. A fim de prover espaço para esses acoplamentos, um suspensor de tubulação (tubing hanger) apropriado para tubulação de 0,18m (7) deve ter um diâmetro externo de pelo menos 0,28 m (11). Este requisito dessa maneira evita redução adicional no diâmetro do furo do poço.

[0046] Em uma modalidade da presente invenção, a fim de reduzir o diâmetro do suspensor de tubulação, os inventores forneceram um novo projeto de cabeça de

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11/20 poço. Nesta modalidade da presente invenção, os orifícios contínuos para as linhas de fundo do poço são providos dentro da cabeça do poço em vez de no suspensor de tubulação.

[0047] Como o suspensor de tubulação não necessita prover espaço para orifícios contínuos e seus acoplamentos de montagem associados, seu diâmetro pode ser reduzido, dessa maneira reduzindo o diâmetro interno do furo do poço por diversas polegadas. A espessura aumentada da cabeça do poço causada pela redução de seu diâmetro interno, garante que sua integridade estrutural seja mantida a despeito de orifícios contínuos dentro.

[0048] Desse modo, quando usando a cabeça de poço melhorada da presente invenção, uma cabeça de poço tendo um diâmetro interno abaixo de 0,28m (11) pode ser usado. Preferivelmente, o diâmetro interno da cabeça de poço é 10 e mais preferivelmente 9.

[0049] Esta cabeça de poço melhorada é considerada inventiva por direito próprio e dessa maneira, vista a partir de um aspecto adicional da presente invenção compreende um furo de poço de subsuperfície compreendendo uma cabeça de poço, um suspensor de tubulação situado dentro da cabeça de poço e uma pluralidade de anéis, em que o furo de poço de subsuperfície não compreende um suspensor de revestimento dentro da cabeça de poço e em que a cabeça de poço compreende orifícios através dos quais os anéis de fundo do poço podem ser passadas através da cabeça de poço.

[0050] Neste aspecto da invenção, dessa maneira, o suspensor de tubulação não compreende orifícios contínuos destinados a receber anéis de fundo do poço. Todos os orifícios contínuos requeridos para linhas de fundo de poço são localizados na cabeça de poço.

[0051] Preferivelmente o furo do poço ainda compreende linhas do fundo do poço conectando o interior do furo do poço com a superfície através de orifícios contínuos da cabeça do poço. Todas as linhas do fundo do poço passam através da cabeça do poço e não através do suspensor de tubulação. Preferivelmente, os orifícios contínuos são acoplados ao suspensor de tubulação dentro do furo do poço através dos

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12/20 acoplamentos penetrantes. Preferivelmente, pares de ajuste são providos para conectar as linhas do fundo do poço a um sistema de árvore de natal externo.

[0052] A fim de obter os benefícios da cabeça do poço melhorada é necessário que nenhum suspensor de revestimento seja usado, quando diâmetro interno requerido da cabeça do poço é e estabelecido pelo suspensor de revestimento quando este está presente. Dessa maneira, aqueles filamentos que estão inseridos no furo de poço através da cabeça do poço devem ser anéis. O furo do poço pode preferivelmente compreender uma pluralidade de anéis incluindo pelo menos um anel expansível que é sobreposto por um ou mais anéis convencionais como discutido acima. Preferivelmente, os únicos revestimentos usados são instalados antes ou junto com a cabeça do poço, por exemplo, um revestimento de condutor ou revestimento de superfície. Preferivelmente, os anéis convencionais e os anéis expansíveis são alternados.

[0053] Preferivelmente, o método da presente invenção é usado para construir um furo de poço tendo as características discutidas acima.

[0054] Em particular é preferido que componente de luva não expansível usado no método seja um anel convencional, e o componente de luva expansível um anel expansível. Preferivelmente, nenhum suspensor de revestimento é colocado dentro da cabeça do poço.

[0055] Em uma modalidade o método compreende a etapa de instalar uma cabeça de poço junto com ou depois da inserção de um revestimento de superfície, em que todos os componentes de luva adicionais são inseridos no orifício do furo através da dita cabeça do poço, e compreendem anéis expansíveis ou convencionais. Preferivelmente o método ainda compreende passar linhas do fundo do poço através da cabeça do poço.

[0056] Modalidades da presente invenção serão agora descritas, a título de exemplo somente, com referência aos desenhos que acompanham em que:

[0057] A figura 1 mostra uma representação esquemática de um sistema de revestimento da técnica anterior;

[0058] A figura 2 mostra um poço de furo revestido de acordo com a presente

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13/20 invenção; e [0059] A figura 3 mostra uma cabeça de poço melhorada de acordo com um aspecto da presente invenção.

[0060] A figura 1 mostra a construção de um furo de poço em que métodos tradicionais de revestimento são usados. Na superfície 1, um condutor 12 é inserido na primeira seção perfurada e cimentado no lugar. Este condutor tipicamente tem um diâmetro de entre 0,76 e 0,91 m (30 e 36 polegadas) e atua como um suporte para o equipamento de perfuração durante o resto da criação do orifício do furo. Adicionalmente, isto também serve para conduzir a lama de perfuração do fundo do orifício para a superfície uma vez que a perfuração comece. Situado dentro, o condutor 12 é o revestimento de superfície 16. Esta é mais estreita em diâmetro do que o condutor 12, tipicamente aproximadamente 0,51 m (20) e é destinada a isolar zonas de água fresca de tal modo que estas não sejam contaminadas durante a perfuração. O comprimento do revestimento da superfície 16, dessa maneira, depende da área em que o furo de poço está sendo perfurado.

[0061] Posicionada no revestimento de superfície 16, dentro do condutor 12, está a cabeça de poço 14. A cabeça de poço 14 se estende acima do solo, ou leito do mar, a fim de conectar o furo de poço a um número de componentes externos tais como a árvore de natal e condutor submarino. O óleo ou gás recuperado do reservatório será transportado através do condutor submarino da cabeça do poço 14 para um recipiente de armazenagem no navio ou na sonda à qual o condutor está conectado. A árvore de natal prove meios para injetar produtos químicos ou fluidos no furo do poço como também válvulas e calibradores para monitorar e controlar a extração de óleo ou gás, [0062] A fim de perfurar seções adicionais do furo de poço, a broca de perfurar e o filamento de perfuração são baixados no furo 10 e perfuram através do revestimento de superfície 16 mais fundo no solo. A lama de perfuração é bombeada para baixo através do filamento de perfuração para a broca de perfuração e até o espaço anular entre o filamento de perfuração e o orifício do furo a fim de levar cortes para a superfície. Devido a mudanças na pressão de formação quando a profundidade do poço é aumentada, é normalmente necessário revestir as seções do poço quando a

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14/20 perfuração progride de tal modo que a pressão hidrostática do fluido da perfuração pode ser mantida entre o poro de formação e as pressões da fratura.

[0063] Por exemplo, uma seção inicial do furo de poço pode ser perfurada tendo um diâmetro de 0,12m (13 3/8). Esta é depois revestida pelo revestimento 17. Depois do revestimento desta seção, a perfuração pode agora continuar com uma pressão hidrostática diferente, mas o furo de poço recém perfurado deve ter um diâmetro menor e por isso esta próxima seção do furo de poço será revestida com um revestimento mais estreito. Na figura 1, o segundo revestimento 18 tem um primeiro diâmetro interno de 0,19m (10 3/4) e um segundo, principal diâmetro interno de 9 5/8. A parte do revestimento que provê suporte para o furo de poço tem o segundo diâmetro de maneira que a seção mais larga do revestimento 18 está localizada na cabeça do poço 14. Esta porção alargada do revestimento 18 provê ligeiramente mais alojamento dentro da cabeça do poço para por exemplo, linhas e válvulas do fundo do poço. Revestimentos 17, 18 se estendem no orifício do furo desde a cabeça do poço

14, onde eles são pendurados no suspensor de revestimento 15. Além disso, componentes de luvas mais estreitos podem ser adicionados como requerido até o reservatório de óleo ser alcançado. Todos os revestimentos localizados radialmente dentro da cabeça do poço 14 são suspensos a partir do suspensor de revestimento

15. A seção final do furo de poço 10 é revestida pelo anel 19. Esta é suspensa do revestimento 18 anterior pelo suspensor de anel 19a. Depois da perfuração e revestimento estarem completos, a tubulação de produção 191 é passada através do furo de poço para o anel 19. Esta tubulação 191 é tipicamente em torno de 7 em diâmetro com um diâmetro interno de 0,15m (6). Esta largura é necessária a fim de permitir tempos de extração razoáveis. Um obturador de produção (não mostrado) veda a extremidade de tubulação de produção 191 e o anel 19 do espaço anular entre a tubulação 191 e o revestimento 18. De uma maneira similar para os revestimentos 17,18 a tubulação de produção 191 se estende para a cabeça do poço 14 onde ela é suspensa do suspensor de tubulação 13. A segurança da válvula do fundo do orifício (DHSV) 11 forma parte da tubulação de produção 191 e é usada para fechar esta tubulação no caso de uma explosão.

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15/20 [0064] Nos sistemas convencionais do tipo ilustrado pela figura 1, o diâmetro interno da cabeça do poço 14 é ditado pelo suspensor de revestimento 15. Todos os revestimentos 17,18 passados através da cabeça do poço durante a construção do orifício do furo devem ser acoplados a este suspensor 15 e para esse fim tem um diâmetro externo similar àquele do revestimento mais amplo suspenso por ele.

[0065] A figura 2 mostra um orifício de furo 20 revestido de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0066] Como é o caso com sistemas da técnica anterior, um condutor 22 é inicialmente instalado e cimentado. Este condutor 22 tem uma largura padrão de 0,76m (30) a 0,91 m (36). O diâmetro do condutor 22 não é alterado pela presente invenção e pode variar dependendo dos requisitos do poço.

[0067] Um orifício é depois perfurado, através da base do condutor 22, com uma largura apropriada para alojar o revestimento da superfície 26 tendo um diâmetro de 0,21 m (11 3/4). Acoplada a este revestimento de superfície 26 está a cabeça do poço 24. O diâmetro interno da cabeça do poço 24 é 0,28m (11). Esta redução em diâmetro permite um condutor de submarino menor para ser usado e, dessa maneira, provê grandes benefícios em relação aos sistemas de pressão alta como também reduzindo volumes de lama, cortes de perfuração e volumes de anel.

[0068] Esta redução no diâmetro da cabeça do poço é preparada primeiramente removendo a necessidade de um suspensor de revestimento. Depois da instalação da cabeça do poço 24, todos ou demais componentes de luvas são anéis. Anéis, como os revestimentos, vedam e suportam o orifício do furo e evitam que líquidos e gases se infiltrem para dentro ou para for a das formações de rochas em que o orifício de furo 20 é perfurado. Entretanto, ao contrário dos anéis de revestimento não se estendem para a superfície 2 do orifício do furo 20 e em vez disso se estendem logo acima da base de um componente de luva anterior, ao qual eles estão amarrados. [0069] Além do mais, a fim de manter o diâmetro necessário do orifício do furo, anéis expansíveis são usadas. Entretanto, devido à natureza deformável dos anéis expansíveis, estas não podem ser consideradas para integridade total de pressão, estes anéis são úteis durante a construção do furo do poço. Um anel expansível pode

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16/20 ser usado para temporariamente revestir uma seção de furo de poço durante a perfuração de uma seca posterior, depois da qual um anel convencional pode ser colocado dentro do anel expansível para aumentar a integridade de pressão do furo do poço.

[0070] Isto é mostrado na figura 2. O revestimento de superfície 26 inclui uma sapata de recesso pré-fabricada 26a. Esta sapata 26a é ligeiramente mais larga em diâmetro do que o restante do revestimento de superfície 26. Depois da próxima seção do furo de poço ter sido perfurada um anel expansível 27 é inserido. Este anel 27 tem um diâmetro externo inicial de 0,14m (9 5/8). Entretanto, uma vez que esta tenha sido posicionada dentro do furo de poço, o anel 27 é expandida para uma diâmetro final de 0,21 m (11 3/4), isto é, o mesmo diâmetro que o do revestimento de superfície 26. O anel expansível 27 se expande e forma uma interferência ajustada com a sapata de recesso 26a de revestimento 26. Entretanto, na figura uma ligeira folga foi mostrada entre estes dois componentes para clareza. O anel expansível 27 é dessa maneira mantido em posição dentro do furo de poço 20.

[0071] Em seguida à inserção e expansão do anel expansível 27 a próxima seção de furo de poço pode ser perfurada. Como o anel foi expandido para o mesmo diâmetro que o revestimento de superfície 26, nenhuma mudança no tamanho da broca é requerida. Depois da próxima seção do poço ser perfurada, um anel convencional 28 é pendurada do suspensor de anel 28a. Este suspensor de anel 28a está localizado no revestimento de superfície 26, acima da sapata de recesso 26a. Para esse fim, a anel 28 se estende de acima da anel expansível 27 para abaixo desta. [0072] O anel 28 para esse fim reveste a seção de poço recém-perfurada e inteiramente sobrepõe o anel expansível 27. O anel expansível 27 pode para esse fim ser vista como um anel temporário como, depois da instalação do anel convencional 28, o anel expansível 27 não mais faz parte do revestimento ativo.

[0073] O anel 28 pode ter uma sapata de recesso pré-fabricada ou sua base pode ser ampliada, uma vez em posição de fundo do poço para criar uma sapata de recesso expandida 28b. A perfuração depois continua e um anel expansível adicional 271, tendo um diâmetro inicial de 0,2 m (8), é inserida no orifício do furo e expandida na

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17/20 sapata de recesso 28b do anel 28. O diâmetro expandido do anel 271 é 0,14m (9 5/8). Em seguida à expansão destes anel 271, a perfuração pode novamente continuar e um anel 29 tendo o diâmetro de 0,18m (7)ou 0,11m (7 5/8) pode ser pendurada do suspensor 29a do anel 28 de tal modo que esta sobrepõe totalmente e se estende passando o anel expansível 271.

[0074] O anel 29 não é uniforme em diâmetro. A seção do topo deste anel é ligeiramente aumentada para permitir que a tubulação de produção 291 entre o anel 29. Esta ampliação é exagerada na FIG 2 para clareza. O diâmetro depois diminui para 0,18m (7)ou 0,15m (7 5/6), o mesmo diâmetro que o da tubulação de produção 291. A produção do vedador 25 é localizado acima desta interface para vedar esta contra qualquer vazamento potencial. Alternativamente a vedação projetada pode ser posicionada entre a seção aumentada do anel 29 e a tubulação de produção 291. [0075] Isto permite que um furo de poço de cinco filamentos seja criado, tendo uma cabeça do poço 24 com um diâmetro interno de 0,28m (11), enquanto ainda provê um diâmetro de tubulação de 0,18m (7)de produção 291. Esta tubulação de produção 291 estende para baixo o comprimento do furo de poço para o anel 29. A tubulação de produção 291 é suspense dentro da cabeça do poço 24 através do suspensor de tubulação 23. Revestindo o furo de poço usando anéis, nenhum suspensor de revestimento é requerido e assim a válvula de segurança do fundo do poço 21 de tubulação de produção 291 pode ser localizada dentro de 0,21 (11 %) do revestimento de superfície 26. Este alojamento aumentado permite que a DHSV 21 seja maior e mais linhas de controle de fundo de poço sejam inseridas e potencialmente também um furo pequeno para propósitos de elevar o gás.

[0076] A figura 3 mostra uma modalidade preferida da presente invenção em que a cabeça do poço 34 consiste em orifícios 34a através dos quais as linhas de controle de dentro do poço podem ser alimentadas. Embora somente dois orifícios são mostrados na figura 3, mais podem ser posicionados em intervalos angulares em torno do furo central. Em sistemas convencionais, essas linhas de controle alimentadas através do suspensor de tubulação 33 no espaço anular entre a parede de revestimento 36 e a tubulação de produção 391. Isto requer que o suspensor de

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18/20 tubulação 33 tenha um diâmetro apropriadamente amplo para permitir usinagem de orifícios consecutivos e anexos aos acoplamentos de árvores de natal associadas. Removendo este requisito de suspensor de tubulação 33, o diâmetro deste componente pode ser reduzido, permitindo uma redução similar no diâmetro interno da cabeça de poço 34. A espessura aumentada da cabeça de poço 34 aumenta o reforço deste componente e, em consequência, sua integridade estrutural é mantida a despeito dos orifícios consecutivos 34a. Remover os orifícios consecutivos do suspensor de tubulação 33 e colocar estes dentro da cabeça de poço 34 permite o diâmetro interno da cabeça de poço 34 ser reduzido para 0,23m (9).

[0077] As linhas de fundo de poço são alimentadas através de orifícios consecutivos 34a e conectados para o suspensor de tubulação 33 por acoplamentos de penetração 35. Na superfície da cabeça de poço 34 acoplamentos verticais podem conectaras linhas de fundo de poço existentes para a árvore de natal de uma maneira similar como previamente realizado entre a árvore de natal e o suspensor de tubulação 33.

[0078] O revestimento de superfície 36 tem um diâmetro de 11 3/4 e, para esse fim, as seções de fundo de poço do furo de poço (não mostrado) podem ser idênticas àquela mostrada na figura 2.

[0079] Entretanto, anéis mais estreitos também podem ser usadas em certas situações.

[0080] Dois métodos de revestimento esboçados abaixo.

Finalização 7 polegadas (0,18m) [0081] Um orifício de 0,91 m (36) ou 42 é perfurado no leito do mar e um condutor de 0,76m (30) ou 0,91 m (36) é instalado e cimentado. Um orifício apropriado é, depois, perfurado para revestimento de superfície de 0,21 m (11 3/4), com uma sapata de recesso pré-fabricada. O revestimento de superfície de 0,21 m (11 %) e a cabeça de poço de 0,28m (11) acoplada é instalada e cimentada.

[0082] Um orifício é perfurado fora do revestimento de superfície e alargado até o diâmetro necessário para instalar um anel expansível de 0,14m (9 5/8) x 0,21 m (11

3/4). O anel é manobrado e expandido fora da sapata de recesso do revestimento de

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19/20 superfície. O anel expansível é cimentada se necessário. Um orifício é depois perfurado fora da seção expandida de 9 5/8 x 11 % e alongada até um diâmetro apropriado para instalar o anel de 0,09m (9 3/8). O anel de 9 3/8 é manobrado e pendurado na extremidade inferior do revestimento de superfície, acima da sapata de recesso, dessa maneira sobrepondo (cobrindo) a anel expansível de 0,14m (9 5/8) x 0,21 m (11 3/4). Isto é depois cimentado e a extremidade inferior do anel de 0,14m (9 5/8) é expandida para o fundo do poço para criar uma sapata de recesso.

[0083] Um orifício é perfurado fora do anel de 0,14m (9 5/8) e alargado para um tamanho apropriado para um anel expansível de 0,11m (7 5/8) x 0,09m (9 3/8). O anel expansível de 0,11 m (7 5/8) x 0,09m (9 3/8) é manobrada e expandida para for a da sapata de recesso do anel anterior 0,09m (9 3/8). Um orifício é perfurado e alongado (se necessário) até uma dimensão apropriada para instalar uma anel de 0,18m (7)ou 0,11m (7 5/8). Este anel é manobrado e pendurado na extremidade inferior da primeira (convencional) anel de 0,09m (9 3/8), acima da sapata de recesso expandido, dessa maneira sobrepondo (cobrindo) o anel expansível de 0,11 m (7 5/8) x 0,09m (9 3/8). Esta anel final é cimentada se necessário.

[0084] O poço está agora pronto para conclusão com tubulação de produção de 0,18m (7). A DHSV está localizado no revestimento de superfície de 0,21 m (11 %). Finalização de 5 ¹/2polegadas (0,06m) [0085] Esta segue as mesmas etapas que as de cima até a instalação do anel 0,18m (7) ou 0,11m (7 5/8). Depois da instalação, um furo é perfurado deste anel e alargado para um tamanho apropriado para um anel de 0,13m (5) ou 0,06 (5 ¹/> ). o anel é moldado e suspense na extremidade inferior da seção do anel anterior e cimentada se for o caso. O poço está agora pronto para conclusão com tubulação de produção 0,06 (5¹/>). Mais uma vez DHSV é localizado no revestimento de superfície de 0,21 m (11 3/4).

[0086] Usando uma cabeça do poço melhorada de 9, compreendendo através de orifícios o furo do poço e diâmetros de componente de luva, poderá ser reduzido ainda mais.

[0087] Dessa maneira, a presente invenção permite que poços de furos pequenos

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20/20 sejam criados sem reduzir o diâmetro de produção. Será percebido que as modalidades descritas acima são modalidades preferidas somente da invenção. Desse modo, várias mudanças poderão ser feitas para as modalidades mostradas que se enquadram dentro do escopo da invenção como definido pelas reivindicações. Por exemplo, o revestimento do orifício do furo poderá consistir de somente um anel expansível ou a cabeça do poço mostrada na figura 3 poderá ser usada em um sistema de revestimento que não envolve anéis expansíveis.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Arranjo de furo do poço de subsuperfície, caracterizado por compreender um furo de poço (20) e um ou mais anéis expansíveis (27, 271), cada anel expansível sendo totalmente sobreposto por um ou mais componentes de luva não expansível (28, 29) de tal forma que o interior do furo do poço é revestido inteiramente pelo um ou mais componentes de luva não expansíveis, de modo a suportar uma parede interior do furo de poço, em que o um ou mais componentes de luva não expansíveis são revestimentos convencionais ou anéis convencionais.
2. Arranjo de furo do poço de subsuperfície, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada anel expansível (27, 271) é sobreposto por um componente de luva não expansível (28, 29) diferente.
3. Arranjo de furo do poço de subsuperfície, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o furo do poço de subsuperfície (20) não compreende um suspensor de revestimento e o um ou mais anéis expansíveis (27, 271) são sobrepostos por um ou mais anéis convencionais (28, 29).
4. Arranjo de furo do poço de subsuperfície de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado pelo fato de que os componentes de luva compreendem um revestimento de superfície (26) e um ou mais anéis convencionais (28, 29).
5. Arranjo de furo do poço de subsuperfície, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que compreende uma cabeça de poço (24) tendo um diâmetro interno abaixo de 0,3 m (12).
6. Arranjo de furo do poço de subsuperfície, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a cabeça do poço (24) tem um diâmetro interno de 0,28 m (11).
7. Arranjo de furo do poço de subsuperfície, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o furo do poço (20) ainda compreende tubulação de produção (291) com um diâmetro externo de 0,18 m (7).
8. Arranjo de furo do poço de subsuperfície, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender uma cabeça do poço (24) tendo um diâmetro interno de 0,28 m (11), tubulação de produção (291) tendo um diâmetro externo de 0,18 m

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2/3 (7) e componentes de luva na forma de um revestimento de superfície (26), dois anéis convencionais (28, 29) e dois anéis expansíveis (27, 271).
9. Arranjo de furo do poço de subsuperfície, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado adicionalmente por compreender um revestimento de superfície (26) tendo um diâmetro interno de 0,21 m (11 % ).
10. Arranjo de furo do poço de subsuperfície de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado adicionalmente por compreender um revestimento de superfície (26) e tubulação de produção (291), a tubulação de produção compreendendo uma válvula de segurança de fundo de poço (DHSV) (21) localizada dentro do revestimento de superfície (26).
11. Arranjo de furo do poço de subsuperfície, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por compreender uma cabeça do poço (34) em que orifícios (34a) atravessantes são providos através dos quais linhas de fundo de poço podem ser passadas.
12. Arranjo de furo do poço de subsuperfície, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado adicionalmente por compreender um suspensor de tubulação (33), o dito suspensor de tubulação (33) não compreendendo quaisquer orifícios atravessantes dispostos para receber linhas de fundo de poço.
13. Arranjo de furo do poço de subsuperfície, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado adicionalmente por compreender linhas de fundo de poço conectando o interior do furo do poço (20) com a superfície através de orifícios (34a) atravessantes da cabeça do poço (34).
14. Arranjo de furo do poço de subsuperfície, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que a cabeça do poço (34) tem um diâmetro interno de menos de 0,25 m (10).
15. Método de perfurar um furo de poço (20) de subsuperfície, caracterizado por compreender as etapas de perfurar uma seção do poço, revestir a dita seção do poço com um componente de luva expansível (27), de tal modo que o componente de luva expansível forma um suporte temporário

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3/3 intermediário do furo do poço (20), perfurar uma seção do poço adicional, e revestir a dita seção do poço adicional com um componente de luva não expansível que totalmente sobrepõe o componente de luva expansível (27) e a seção de poço adicional (28).
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o componente de luva não expansível é um anel convencional (28).
17. Método, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que o componente de luva expansível é um anel expansível (27).
18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de que nenhum suspensor de revestimento é colocado dentro da cabeça do poço (24).
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a cabeça do poço (24) é instalada junto com ou depois da inserção de um revestimento de superfície (26), e em que todos os componentes de luva adicionais são inseridos no orifício do furo através da dita cabeça do poço (24).
20. Método, de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizado pelo fato de que o método ainda compreende passar por baixo as linhas de orifício, através da cabeça do poço (34) e não um suspensor de tubulação.
21. Furo do poço de subsuperfície, caracterizado por compreender uma cabeça do poço (34), um suspensor de tubulação (33), situado dentro da cabeça do poço (34), e uma pluralidade de anéis, em que o furo do poço de subsuperfície não compreende um suspensor de revestimento e em que a cabeça do poço (34) compreende orifícios (34a) atravessantes, de modo que as linhas do fundo do poço possam ser passadas através da cabeça do poço.
22. Furo de poço de subsuperfície, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a cabeça de poço (34) tem um diâmetro interno de aproximadamente 0,25 m (10).