BRPI1000834A2

BRPI1000834A2 - sistema de cabeça do poço

Info

Publication number: BRPI1000834A2
Application number: BRPI1000834-9A
Authority: BR
Inventors: Nicholas P Gette; Daniel W Fish; Sean P Thomas
Original assignee: Vetco Gray Inc
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2012-01-17
Also published as: EP2239412A2; NO2239412T3; SG165264A1; MY159091A; US8813837B2; US20100243238A1; AU2010201237A1; AU2010201237B2; EP2239412B1; EP2239412A3; SG185264A1; BRPI1000834B1

Abstract

SISTEMA DE CABEçA DO POçO. Trata-se de um sistema de furo do poço (20) que compreende uma montagem de alojamento (22) e uma montagem do dispositivo de suspensão (24). A montagem do dispositivo de suspensão (24) compreende um elemento de atuação (36) que interage com uma parte (38) da montagem do alojamento (22) quando a montagem do dispositivo de suspensão (24) fica posicionada em um local desejado na montagem de alojamento (22). A montagem do dispositivo de suspensão (24) também compreende um elemento de carga (28) que é adaptado para se estender entre a montagem do dispositivo de suspensão (24) e a montagem de alojamento (22) para habilitar que a montagem de alojamento (22) suporte a montagem do dispositivo de suspensão (24). O elemento de carga (28) é conduzido para o interior do furo do poço em uma posição retraida. Quando o elemento de atuação (36) interagir com a montagem do alojamento (22) no local desejado, o elemento de atuação (36) atua o elemento de carga (28) para se expandir para fora, para se estender entre a montagem do dispositivo de suspensão (24) e a montagem do alojamento (22). O elemento de atuação (36) é adaptado para transferir uma força de elevação da superfície para o elemento de carga (28), para habilitar que um teste de sobretração da montagem do dispositivo de suspensão (24) seja executado.

Description

"SISTEMA DE CABEÇA DO POÇO"

Antecedentes da Invenção

A invenção refere-se, no geral, a um alojamento tubular usado para suportar um objeto no interior oco do alojamento tubular. Em particular, a invenção refere-se a um sistema com um alojamento tubular, tal como uma cabeça do poço, para suportar um componente, tal como um dispositivo de suspensão do revestimento, no alojamento tubular por meio de um elemento de carga que é atuado para se estender entre o alojamento e o componente.

Na indústria do petróleo e gás, tubos e tubulação são usados para transportar petróleo e/ou gás. Em um poço, tubo e/ou tubulação podem ser suportados por um alojamento tubular. Por exemplo, uma cabeça do poço e um dispositivo de suspensão do revestimento disposto na-cabeça do poço podem ser usados para suportar o tubo, conhecido como revestimento, em um furo do poço. O revestimento é um forte tubo de aço que é usado em um poço de petróleo e de gás para garantir uma conexão à prova de pressão da superfície até o reservatório de petróleo e/ou de gás. Entretanto, o revestimento pode ser usado para servir a muitos propósitos em um poço. Por exemplo, o revestimento pode ser usado para proteger o furo do poço de um desmoronamento ou de se esgotar. O revestimento também pode ser usado para confinar a produção ao furo do poço, de forma que água não penetre no furo do poço a partir de uma formação vizinha ou, inversamente, de forma que lama de perfuração não penetre na formação vizinha a partir do furo do poço. O revestimento também pode fornecer uma âncora para o s c omponentes do poço.

Diversas seções de revestimento, unidas extremidade a extremidade, são conhecidas como uma "coluna de revestimento". Em virtude de o revestimento servir com diversos diferentes propósitos em um poço, ele é típico para instalar mais de uma coluna de revestimento em um poço. Tipicamente, colunas de revestimento correm em um arranjo concêntrico, similar a um bolo de casamento de cabeça para baixo, com cada coluna de revestimento se estendendo adicionalmente para baixo para o interior do solo à medida que o centro do arranjo das colunas de revestimento concêntricas aproxima-se. Por exemplo, tipicamente, a coluna de revestimento com o maior diâmetro é a coluna de revestimento mais externa e a mais curta, enquanto que a coluna de revestimento com o menor diâmetro, tipicamente, fica no centro e se estende até mais profundo.

Tipicamente, o dispositivo de suspensão do revestimento suporta a coluna de revestimento a partir de uma cabeça do poço ou uma estrutura similar localizada próxima do fundo do mar. O dispositivo de suspensão do revestimento fica em um ressalto de engate no interior da cabeça do poço. Múltiplos dispositivos de suspensão do revestimento podem ser suportados em uma única cabeça do poço. Entretanto, um outro método que pode ser usado para suportar um dispositivo de suspensão do revestimento, em vez de pelo uso de um ressalto da cabeça do poço, é usar um anel de carga para suportar o dispositivo de suspensão do revestimento. O anel de carga pode ser atuado para se estender ent re o dispositivo de suspensão do revestimento e um recesso na cabeça do poço, para suportar o dispositivo de suspensão do revestimento.

Infelizmente, podem ocorrer problemas durante o engate do anel de carga e a instalação da vedação. Por exemplo, o anel de carga pode não engatar apropriadamente na cabeça do poço. Além do mais, poços submarinos de petróleo e de gás estão sendo desenvolvidos em profundidades de água do mar sempre crescentes. Estas maiores profundidades oceânicas tornam difícil que um operador na superfície obtenha uma indicação positiva de que um anel de carga, ou qualquer outro tal dispositivo, tenha sido atuado em um poço submarino. Portanto, é desejada uma melhor técnica para atuar um dispositivo em um poço submarino. As técnicas descritas a seguir podem resolver um ou mais dos problemas supradescritos.

Sumário da Invenção

Um sistema de furo do poço compreende uma montagem do alojamento e um componente do dispositivo de suspensão. A montagem do dispositivo de suspensão compreende um elemento de atuação, que interage com uma parte da montagem do alojamento quando a montagem do dispositivo de suspensão estiver posicionada em um local desejado na montagem do alojamento. A montagem do dispositivo de suspensão também compreende um elemento de carga, que é adaptado para se estender entre a montagem do dispositivo de suspensão e a montagem do alojamento para habilitar a montagem do alojamento a suportar a montagem do dispositivo de suspensão.

O elemento de carga é conduzido para o interior do furo do poço em uma posição retraída. Quando o elemento de atuação interagir com a montagem do alojamento no local desejado, o elemento de atuação atua o elemento de carga para se expandir para fora, para se estender entre a montagem do dispositivo de suspensão e a montagem do alojamento. O elemento de atuação é adaptado para transferir uma força de elevação da superfície até o elemento de carga, para habilitar que um teste de sobretração da montagem do dispositivo de suspensão seja desempenhado.

Descrição Resumida dos Desenhos

Estes e outros recursos, aspectos e vantagens da presente invenção ficarão mais bem entendidos quando a seguinte descrição detalhada for lida em relação aos desenhos anexos, nos quais caracteres iguais representam partes iguais por todos os desenhos, em que:

a figura 1 é um vista seccional transversal de um sistema de cabeça do poço que compreende um dispositivo de suspensão do revestimento instalado em uma cabeça do poço de alta pressão, de acordo com uma modalidade exemplar da presente técnica;

a figura 2 é uma vista seccional transversal detalhada de uma parte do sistema de cabeça do poço tomada, no geral, ao longo da linha 2-2 da figura 1, de acordo com uma modalidade exemplar da presente técnica;

a figura 3 é uma vista seccional transversal do dispositivo de suspensão do revestimento da figura 1, de acordo com uma modalidade exemplar da presente técnica;

a figura 4 é uma vista seccional transversal detalhada de uma parte do dispositivo de suspensão do revestimento tomada, no geral, ao longo da linha 4-4 da figura 3, de acordo com uma modalidade exemplar da presente técnica;

a figura 5 é uma vista seccional transversal da cabeça do poço da figura 1, de acordo com uma modalidade exemplar da presente técnica;

a figura 6 é uma vista seccional transversal detalhada de uma parte do sistema de cabeça do poço tomada, no geral, ao longo da linha 6-6 da figura 5, de acordo com uma modalidade exemplar da presente técnica;

as figuras 7-10 são uma série de figuras que ilustram a instalação do dispositivo de suspensão do revestimento no interior da cabeça do poço de acordo com uma modalidade exemplar da presente técnica;

a figura 7 é um vista seccional transversal do dispositivo de suspensão do revestimento disposto na cabeça do poço no momento em que um ressalto de carga de um elemento de atuação chega em um ressalto de ligação da cabeça do poço, de acordo com uma modalidade exemplar da presente técnica;

a figura 8 é uma vista seccional transversal detalhada do dispositivo de suspensão do revestimento disposto na cabeça do poço no momento em que o ressalto de carga do elemento de atuação chega ao ressalto de ligação da cabeça do poço, de acordo com uma modalidade exemplar da presente técnica;

a figura 9 é uma vista seccional transversal do dispositivo de suspensão do revestimento disposto na cabeça do poço depois que o elemento de atuação foi elasticamente deformado pelo peso do dispositivo de suspensão da coluna de revestimento e que o dispositivo de suspensão do revestimento se moveu axialmente em relação ao elemento de atuação e, desse modo, atuou um anel de carga, de acordo com uma modalidade exemplar da presente técnica;

a figura 10 é uma vista seccional transversal detalhada do elemento de atuação, do dispositivo de suspensão do revestimento e da cabeça do poço, tomada, no geral, ao longo da linha 10-10 da figura 9, de acordo com uma modalidade exemplar da presente técnica; e

a figura 11 é um gráfico do peso suportado a partir da superfície em função do tempo, de acordo com uma modalidade exemplar da presente técnica.

Descrição Detalhada

Agora, em relação à figura 1, a presente invenção ser descrita como ela deve ser aplicada em conjunto com uma técnica para suportar um primeiro dispositivo no interior oco de um segundo dispositivo. Na modalidade ilustrada, a técnica é usada em um sistema de cabeça do poço, representado, no geral, pelo número de referência 20, que compreende uma cabeça do poço de alta pressão 22 e um componente do dispositivo de suspensão do revestimento 24. Entretanto, a técnica pode ser usada em sistemas diferentes de um sistema de cabeça do poço. Uma coluna de revestimento (não mostrada) é conectada na base da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24. A montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 e a coluna de revestimento são abaixadas no interior de um furo 26 da cabeça do poço de alta pressão 22 por uma ferramenta de instalação (não mostrada). A ferramenta de instalação é suportada por uma coluna de tubo que se estende a partir de uma torre de perfuração ou guindaste localizados em uma plataforma, tal como um navio sonda. Instrumentos na superfície fornecem a um operador uma indicação do peso suportado pela torre de perfuração ou guindaste, isto é, o peso do revestimento, do dispositivo de suspensão do revestimento e da coluna de tubo suportados a partir da superfície.

Em relação, no geral, às figuras 1 e 2, a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 é suportada na cabeça do poço de alta pressão 22 pelo engate entre um elemento de carga 28 e a cabeça do poço de alta pressão 22. Em particular, o engate entre o elemento de carga 28 e uma parte oposta 30 do perfil da superfície 32 do furo 26 da cabeça do poço de alta pressão 22. N a modalidade ilustrada, o elemento de carga 28 é um anel expansível predisposto para dentro, tal como um anel em C, que é conduzido pela montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 para o interior da cabeça do poço 22. Entretanto, o elemento de carga 28 pode ser um anel predisposto para fora preso no lugar por pinos de cisalhamento ou uma série de grampos dispostos ao redor da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento. A superfície externa do elemento de carga 28 tem um perfil dentado 34 nesta modalidade. Além do mais, a parte oposta 30 do perfil da superfície da cabeça do poço de alta pressão 22 tem um perfil dentado correspondente, de forma que ele possa receber e suportar o perfil dentado 34 do elemento de carga 28. Entretanto, perfis diferentes de um perfil dentado podem ser usados pelo elemento de carga 28 e pela cabeça do poço 22.

Na modalidade ilustrada, a expansão do elemento de carga 28 em engate com o perfil da superfície 32 da cabeça do poço de alta pressão 22 é atuada pelo engate entre um elemento de atuação 36 conduzido pela montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 e por uma parte 38 da cabeça do poço de alta pressão 22. Nesta modalidade, o elemento de atuação 36 é um anel que fica disposto ao redor da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24. Entretanto, o elemento de atuação 36 pode ser diversos dispositivos espaçados ao redor da circunferência da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24. Nesta modalidade, a parte 38 da cabeça do poço de alta pressão 22 que encaixa no elemento de atuação 36 é um ressalto de ligação 38. Na modalidade ilustrada, o movimento do elemento de atuação 36 para baixo é bloqueado pelo ressalto de ligação 38 no perfil da superfície 32 do furo 26 da cabeça do poço de alta pressão 22.

Entretanto, um outro tipo de dispositivo ou elemento pode ser usado para engatar no elemento de atuação 36. Na modalidade ilustrada, o ressalto de ligação 38 faz contato com um ressalto 39 do elemento de atuação 36.

O elemento de carga 28 é expandido para fora abaixando o corpo principal 40 da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24, com o elemento de atuação 36 bloqueado pelo ressalto de ligação 38 da cabeça do poço de alta pressão 22. O corpo principal 40 da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 tem superfícies anguladas 42 na circunferência externa da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 opostas às superfícies anguladas correspondentes 44 na circunferência interna do elemento de carga 28. Estas superfícies anguladas 42, 44 criam uma vantagem mecânica que impele o elemento de carga 28 para fora, e ligeiramente para cima, quando houver movimento relativo entre o corpo principal 40 da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 e o elemento de carga 28. O ligeiro movimento do elemento de carga 28 para cima produz uma folga 45 entre o elemento de carga 28 e o elemento de atuação 36 nesta modalidade.

O elemento de atuação 36 tem uma parte elasticamente deformável 46 que bloqueia o movimento relativo do corpo principal da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento em uma primeira direção em relação ao elemento de atuação 36 durante o processo de abaixar a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 para o interior da cabeça do poço 22 a partir da superfície. Nesta modalidade, a parte elasticamente deformável 46 do elemento de atuação 36 compreende uma projeção voltada para dentro 48 localizada em uma extensão 50. O corpo principal 40 da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 tem uma projeção voltada para fora 52 correspondente. Como será discutido com mais detalhes a seguir, o engate entre a projeção voltada para dentro 48 do elemento de atuação 36 e a projeção voltada para fora 52 no corpo principal 40 da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 faz com que o elemento de atuação 36 seja impelido para cima, para acionar o elemento de carga 28 para fora quando uma força de elevação for aplicada na montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 durante um teste de sobretração, para garantir que o elemento de carga 28 seja encaixado na cabeça do poço 22.

O sistema de cabeça do poço 20 tem inúmeros outros recursos. Por exemplo, a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 tem uma série de orifícios 56 que se estende ao redor do corpo principal 40 da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24, para habilitar que fluidos do poço e/ou cimento passe para cima, através da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24. Além do mais, a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 também tem um anel de ponta 58 que é usado para guiar e centralizar a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 através do furo 26 da cabeça do poço 22. Finalmente, a cabeça do poço 22 tem diversos conjuntos de vergas 60 que podem ser usados para formar vedações com vergas correspondentes nos componentes de vedação do dispositivo de suspensão do revestimento. Em relação, no geral, às figuras 3 e 4, é apresentada uma modalidade exemplar de um componente do dispositivo de suspensão do revestimento 24. Como exposto, o elemento de carga 28 é inicialmente mantido em uma posição retraída para minimizar o engate involuntário com outros componentes da cabeça do poço, o que pode fazer com que a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 chegue ao lugar errado. Além do mais, o elemento de atuação 36 é conduzido na montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 com o elemento de atuação 36 orientado de forma que a projeção do elemento de atuação 48 fique posicionada abaixo da projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52. Esta orientação habilita que o elemento de atuação 36 suporte o corpo principal 40 da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 depois que o elemento de atuação 36 engatar no ressalto de ligação 38 da cabeça do poço 22.

Em relação, no geral, às figuras 5 e 6, é apresentada uma modalidade exemplar da cabeça do poço 22. A parte dentada 30 do perfil da superfície 32 da cabeça do poço 22 e as vergas 60 são ilustradas na figura 5. Além do mais, o ressalto de ligação 38 é ilustrado na figura 6.

Em relação, no geral, às figuras 7 -10, é apresentado o processo para instalar a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 na cabeça do poço 22. Como exposto, uma ferramenta de instalação suportada por uma coluna de tubo que se estende a partir da superfície pode ser usada para abaixar a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 e a coluna de revestimento no interior da cabeça do poço 22.

Em relação, no geral, às figuras 7 e 8, inicialmente, a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 é abaixada da superfície para o interior da cabeça do poço 22. Consequentemente, o elemento de atuação 36 encaixa na cabeça do poço 22 em um local desejado na cabeça do poço 22. Nesta modalidade, o engate é composto pela chegada do elemento de atuação 36 no ressalto de ligação 38 da cabeça do poço 22. Neste ponto do processo de instalação, a projeção do elemento de atuação 48 do elemento de atuação 36 é orientada abaixo da projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52. Esta orientação habilita que a projeção do elemento de atuação 48 do elemento de atuação 36 suporte a projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 quando o elemento de atuação 36 tiver chegado ao ressalto de ligação 38 da cabeça do poço 22. Uma redução no peso da coluna de tubo será indicada na superfície.

Em relação, no geral, às figuras 9 e 10, peso adicional é transferido da superfície para a cabeça do poço 22 à medida que o operador tenta abaixar a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 adicionalmente para o interior da cabeça do poço 22. O peso adicional é transmitido para a projeção do elemento de atuação 48 pela projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52. Consequentemente, o peso adicional suportado pelo elemento de atuação 36 faz com que a parte elasticamente deformável 46 do elemento de atuação 36 deforme. Nesta modalidade, a extensão 50 do elemento de atuação 36 é deformada radialmente para fora, da forma representada pela seta 64. A deformação da parte elasticamente deformável 46 do elemento de atuação 36 remove a projeção do elemento de atuação 48 como um impedimento ao movimento axial da projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 e, portanto, do corpo principal 40 da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24. Em decorrência disto, o corpo principal 40 da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 é adicionalmente abaixado para o interior da cabeça do poço 22, da forma representada, no geral, pelo número de referência 62. Consequentemente, a projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 é abaixada para baixo da projeção do elemento de atuação 48, habilitando que a extensão 50 retorne a projeção do elemento de atuação 48 para sua posição não deformada, da forma representada pela seta 66. Agora, neste ponto do processo de instalação, a projeção do elemento de atuação 48 do elemento de atuação 36 é orientada acima da projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52.

Na modalidade ilustrada, a projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 e a projeção do elemento de atuação 48 são configuradas de forma que a parte elasticamente deformável 46 deforme quando a parte elasticamente deformada 46 suportar um peso definido. Por exemplo, a superfície de base da projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 e a superfície de topo da projeção do elemento de atuação 48 são anguladas para habilitar que a projeção do elemento de atuação 48 suporte a projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52, mas, t ambém, para habilitar engate deslizante entre as duas superfícies à medida que a extensão do elemento de atuação 50 for defletida para fora. Similarmente, o comprimento da extensão 50 pode ser estabelecido de forma que a parte elasticamente deformável 46 deforme quando a parte elasticamente deformada 46 suportar um peso definido. Além do mais, a composição do material do elemento de atuação 46 pode ser selecionada de forma que a parte elasticamente deformável 46 deforme quando a parte elasticamente deformada 46 suportar um peso definido.

À medida que o operador tenta abaixar a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 adicionalmente para o interior da cabeça do poço 22, o elemento de carga 28 é acionado contra o elemento de atuação 36. Em virtude de o movimento do elemento de carga 28 para baixo ser oposto pelo elemento de atuação 36, as superfícies anguladas 42, 44 do dispositivo de suspensão do revestimento 24 e do elemento de carga 28 produzem uma vantagem mecânica que impele o elemento de carga 28 para fora, da forma representada pela seta 68. Nesta vista, o elemento de carga 28 foi acionado para fora em engate com o perfil da superfície 32 do furo 26 da cabeça do poço 22. O perfil dentado 34 desta modalidade do elemento de carga 28 é encaixado no perfil dentado 30 correspondente desta modalidade da cabeça do poço 22. O peso da coluna de revestimento e da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 é suportado pela cabeça do poço de alta pressão 22 por meio do elemento de carga 28. Um componente de vedação do dispositivo de suspensão do revestimento pode ser instalado para vedar o espaço anular entre o dispositivo de suspensão do revestimento 24 e a cabeça do poço de alta pressão 22.

Antes de um componente de vedação do dispositivo de suspensão do revestimento ser instalado, pode-se desejar desempenhar um teste de sobretração para garantir que o elemento de carga 28 seja encaixado na cabeça do poço 22. Para desempenhar um teste de sobretração, uma força de elevação, representada pela seta 70, é aplicada no corpo principal 40 da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24. Quando a força de elevação 70 for aplicada para elevar a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24, o elemento de carga 28 retrai, da forma representada pela seta 72, em função sua predisposição para dentro até que a superfície inferior 74 do elemento de carga 28 entre em contato com a superfície superior 76 do elemento de atuação 36, fechando a folga 45. Agora, deslocamento adicional do elemento de carga 28 para dentro é contido pelo contato entre a projeção do elemento de atuação 48 e a projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52. Quando a força de sobretração exceder o peso total do revestimento, toda a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 se deslocará axialmente para cima, da forma representada pela seta 78, e o elemento de carga 28 se expandirá para fora e para cima, da forma representada pela seta 80, até que as superfícies superiores 82 do elemento de carga 28 entrem em contato com as superfícies superiores 84 do perfil de carga 30 no furo da cabeça do poço 32. Este contato produzirá uma força oposta à força de elevação na montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 e refletirá em um aumento no peso da coluna pelo operador.

Entretanto, se a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 não for apropriadamente posicionada, o elemento de carga 28 não será acionado em engate com o ρ erfil dentado 30 d a ca beça do poço de alta pressão. Além do mais, nenhuma força oposta à força de elevação será produzida se o elemento de carga 28 não for apropriadamente posicionado, e a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 será elevado da sua posição na cabeça do poço 22.

No geral, em relação à figura 11, é apresentada uma modalidade exemplar de um gráfico 86 de peso em função do tempo durante as partes finais do processo de instalação da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24. Na figura 11, o eixo geométrico χ 88 representa o peso suportado a partir da superfície, tal como por uma coluna de tubo suportada por uma torre de perfuração, e o eixo geométrico y 90 representa o "tempo". Na primeira parte 92 do gráfico 86, o peso suportado a partir da superfície compreende a coluna de revestimento suspensa a partir da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24, a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 e uma coluna do tubo de perfuração usado para abaixar a coluna de revestimento e a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 no interior da cabeça do poço 22 a partir da superfície.

O ponto do processo de instalação em que o elemento de atuação 36 encaixa no ressalto de ligação 38 da cabeça do poço 22 é representado, no gráfico 86, pela seta 94. A partir deste ponto, o elemento de atuação 36 e a cabeça do poço 22 começam a assumir parte do peso da coluna de revestimento e da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24. Em particular, a projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 é suportada pela projeção do elemento de atuação 48. Isto é refletido no gráfico 86 como uma redução no peso suportado a partir da superfície, representada, no geral, pela seta 96.

Quando uma quantidade definida de peso for suportada pelo elemento de atuação 36, a parte elasticamente deformável 46 do elemento de atuação 36 se deforma. Isto é representado pelo ponto 98 no gráfico 86. Na modalidade ilustrada do elemento de atuação 36, a extensão 50 do elemento de atuação 36 é deformada para fora, removendo a projeção do elemento de atuação 48 como suporte para a projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52. O peso da coluna de revestimento e da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24, que foram transferidos para o elemento de atuação 36 e para a cabeça do poço 22, é transferido de volta para a superfície, da forma representada pela seta 100, à medida que o corpo principal 40 da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 abaixa na cabeça do poço 22.

O ponto do processo de instalação em que o elemento de carga 28 encaixa na cabeça do poço 22 é representado, no geral, pela seta 102. O peso da coluna de revestimento e da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 começa a ser transferido para a cabeça do poço 22 por meio do elemento de carga 28. Isto é representado no gráfico 86, no geral, pela seta 104, como uma redução no peso suportado a partir da superfície. Consequentemente, todo o peso da coluna de revestimento e da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 é suportado pela cabeça do poço 22 por meio do elemento de carga 28. Assim, o peso suportado a partir da superfície é o peso da coluna de perfuração, representado, no geral, pela seta 106. A ferramenta de instalação pode ser desencaixada d a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 e retornada para a superfície, ou a ferramenta pode ser usada para instalar uma vedação do dispositivo de suspensão do revestimento.

Tipicamente, um teste de sobretração é desempenhado depois da instalação para garantir que o elemento de carga 28 encaixou na cabeça do poço 22 e que a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 está instalada na cabeça do poço 22. Como exposto, a projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 e a parte elasticamente deformável 46 do elemento de atuação 36 são utilizadas durante o teste de sobretração. Durante o teste de sobretração, uma força de elevação é aplicada para elevar a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24. A força de elevação na montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 faz com que a projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 acione a projeção do elemento de atuação 48 para cima. Por sua vez, isto faz com que o elemento de atuação 36 acione o elemento de carga 28 em engate mais intenso com o perfil dentado 30 da cabeça do poço de alta pressão 22, se a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 estiver apropriadamente posicionada na cabeça do poço de alta pressão. O engate do elemento de carga 28 no perfil dentado 30 da cabeça do poço produzirá uma força oposta à força de elevação da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24. Esta força oposta será refletida na superfície como um aumento no peso suportado a partir da superfície, representado, no geral, pela seta 108. Entretanto, se o elemento de carga 28 e o perfil dentado 30 da cabeça do poço de alta pressão 22 não forem encaixados, o peso suportado a partir da superfície não aumentará.

A projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 e a parte elasticamente deformável 46 do elemento de atuação 36 são configuradas de maneira tal que um peso de sobretração de segurança definido possa ser fornecido antes de a parte elasticamente deformável 46 do elemento de atuação 36 ser deformada. O peso de sobretração de segurança representa um limite operacional para a força oposta criada pelo engate entre o elemento de carga 28 e a cabeça do poço 22. Este peso de sobretração de segurança é representado na região 110 do gráfico 86. Na modalidade ilustrada, a projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 e a projeção do elemento de atuação 48 são configuradas de forma que a parte elasticamente deformável 46 não deforme antes de uma força de elevação desejada ser aplicada. Por exemplo, a superfície de topo da projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 e a superfície de base da projeção do elemento de atuação 48 são anguladas para habilitar que a projeção do elemento de atuação 48 bloqueie movimento da projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 para cima.

Para remover a montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 da cabeça do poço 22, uma força de elevação é aplicada para fazer com que a parte elasticamente deformável 46 do elemento de atuação 36 deforme a partir de baixo. Esta força é representada no gráfico 86 no ponto de referência 112. A projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 é acionada acima da projeção do elemento de atuação 48, o que habilita que o elemento de carga 28 se retraia para o interior do corpo principal 40 da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24. A superfície de topo da projeção do dispositivo de suspensão do revestimento 52 e a superfície de base da projeção do elemento de atuação 48 são anguladas para habilitar o engate deslizante entre as duas superfícies quando a força de elevação defletir a extensão do elemento de atuação 50 para fora. Em decorrência disto, o peso da montagem do dispositivo de suspensão do revestimento 24 é transferido da cabeça do poço 22 para a superfície por meio da coluna do tubo, da forma representada pela parte do gráfico 86 representado pela seta 114. Embora somente certos recursos da invenção tenham sido aqui ilustrados e descritos, muitas modificações e mudanças ocorrerão aos versados na técnica. Portanto, entende-se que pretende-se que as reivindicações anexas cubram todas tais modificações e mudanças que caem no verdadeiro espírito da invenção.

Claims

1. SISTEMA DE CABEÇA DO POÇO (20), compreendendo: uma primeira montagem de cabeça de poço (22); e uma segunda montagem de cabeça de poço (24), que compreende: um elemento de carga (28), adaptado para ser atuado para engatar na primeira montagem de cabeça de poço (22), para habilitar que a primeira montagem de cabeça de poço (22) suporte a segunda montagem de cabeça de poço (24); e um elemento de atuação resiliente (36), adaptado para atuar o elemento de carga (28) em uma posição desejada em relação à primeira montagem de cabeça de poço (22).

2. SISTEMA DE CABEÇA DO POÇO (20), de acordo com a reivindicação 1, em que o elemento de atuação resiliente (36) é adaptado para engatar em uma parte (38) da primeira montagem de cabeça de poço (22).

3. SISTEMA DE CABEÇA DO POÇO (20), de acordo com a reivindicação 2, em que o elemento de atuação (36) compreende uma primeira parte de engate (48) e a segunda montagem de cabeça de poço (24) compreende uma segunda parte de engate (52), as primeira e segunda partes de engate (48, 52) sendo adaptadas para cooperar e restringir o movimento axial de um corpo principal (40) da segunda montagem de cabeça de poço (24) em uma primeira direção em relação ao elemento de atuação (36).

4. SISTEMA DE CABEÇA DO POÇO (20), de acordo com a reivindicação 3, em que o elemento de atuação resiliente (36) é adaptado para bloquear o movimento do elemento de carga (28) na primeira direção depois que o elemento de atuação resiliente (36) engatar na parte da primeira montagem de cabeça de poço (22).

5. SISTEMA DE CABEÇA DO POÇO (20), de acordo com a reivindicação 4, em que o elemento de atuação resiliente (36) é configurado para se deformar elasticamente, para habilitar o movimento axial do corpo principal (40) d a segunda montagem de cabeça de poço (24) η a prim eira direção em relação ao elemento de atuação (36) quando uma força suficiente for aplicada no elemento de atuação (36).

6. SISTEMA DE CABEÇA DO POÇO (20), de acordo com a reivindicação 4, em que a segunda montagem de cabeça de poço (24) é adaptada para acionar o elemento de carga (28) para fora quando o corpo principal (40) for movido na primeira direção e o movimento do elemento de carga (28) na primeira direção for bloqueado pelo elemento de atuação (36).

7. SISTEMA DE CABEÇA DO POÇO (20), de acordo com a reivindicação 6, em que a primeira parte de engate (48) e a segunda parte de engate (52) são adaptadas para cooperar e impelir o elemento de atuação resiliente (36) em uma segunda direção, oposta à primeira direção, quando uma força for aplicada no corpo principal (40) da segunda montagem de cabeça de poço (24), na segunda direção, depois que o elemento de carga (28) foi atuado pelo elemento de atuação (36).

8. SISTEMA DE CABEÇA DO POÇO (20), de acordo com a reivindicação 7, em que a segunda montagem de cabeça de poço (24) é adaptada para impelir o elemento de carga (28) para fora quando o elemento de atuação resiliente (36) for impelido para se mover na segundo direção oposta à primeira direção depois que o elemento de carga (28) foi atuado pelo elemento de atuação resiliente (36).

9. SISTEMA DE CABEÇA DO POÇO (20), de acordo com a reivindicação 8, em que a primeira parte de engate (48) e a segunda parte de engate (52) são configuradas de forma que a primeira parte de engate (48) deforme elasticamente quando a força aplicada no corpo principal (40) da segunda montagem de cabeça de poço (24), na segunda direção, exceder uma magnitude desejada para habilitar o movimento axial do corpo principal (40) na segundo direção em relação ao elemento de atuação resiliente (36).

10. SISTEMA DE CABEÇA DO POÇO (20), de acordo com a reivindicação 9, em que o elemento de carga (28) é resiliente.