BRPI1100282A2 - sistema capaz de ser disposto em furos de poço e método para orientar uma coluna de tubulação - Google Patents
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Abstract
SISTEMA CAPAZ DE SER DISPOSTO EM FUROS DE POçO E MéTODO PARA ORIENTAR UMA COLUNA DE TUBULAçãO. A presente invenção descreve conjuntos que podem ser dispostos em furos de poço subterrâneos. Certos conjuntos podem ser usados para orientar um segundo tubo com respeito a um primeiro tubo em furos de poço. Um segundo tubo pode ser rotacionalmente orientado sem romper as uma ou mais linhas de controle que podem ser associadas ou incluídas no segundo tubo, usando uma ferramenta que orienta o segundo tubo, à medida que o segundo tubo se desloca em direção à superfície do furo. Em algumas configurações, podem ser usados conjuntos para orientar múltiplas porções do segundo tubo com respeito a múltiplas janelas do primeiro tubo. O primeiro tubo pode ser uma coluna de revestimento e o segundo tubo uma coluna da tubulação.
Description
"SISTEMA CAPAZ DE SER DISPOSTO EM FUROS DE POÇO E MÉTODO PARA ORIENTAR UMA COLUNA DE TUBULAÇÃO" Campo da Invenção
A presente invenção se relaciona geralmente a métodos e sistemas para orientar colunas ou porções de colunas em furo de poço e, particularmente, {não necessariamente exclusivamente) a orientar uma janela da coluna de tubulação com respeito a uma janela da coluna de revestimento em furos de poço.
Histórico da Invenção
Hidrocarbonetos podem ser produzidos por um furo de poço que trespassa uma formação subterrânea. O furo de poço pode incluir um ou mais furos laterais, que se estendem a partir de um furo de poço mestre (principal) . Um furo lateral pode ser provido, por exemplo, desviando uma ferramenta no furo de poço mestre através da*,uma abertura que corresponde a uma j anela na coluna de revestimento. A coluna de revestimento pode incluir múltiplas j anelas, sendo que cada janela corresponde a cada furo lateral. Uma coluna de tubulação (tubing string) pode ser localizada no furo de poço. A coluna de tubulação inclui várias ferramentas ou componentes para produzir hidrocarbonetos a partir da formação. A coluna de tubulação pode incluir j anelas a serem alinhadas com as janelas da coluna de revestimento (casing string). No entanto, o alinhamento da janela da coluna de tubulação ou de uma particular porção de coluna de tubulação com uma janela da coluna de revestimento no furo de poço pode se revelar uma tarefa difícil. Várias ferramentas vêm sendo usadas para posicionar uma coluna de tubulação a uma certa profundidade e segundo uma certa orientação angular da coluna no furo de poço. As ferramentas freqüentemente requerem que a coluna de tubulação gire substancialmente, tal como mais que 180°, para posicionar a coluna de tubulação de modo apropriado. Tal rotação, no entanto, pode vir a ser indese j ável em certas aplicações. Por exemplo, uma coluna de tubulação pode incluir uma ou mais linhas de controle (cabeamento) que provêem meio de comunicação, transmissão de energia, e outros serviços no furo de poço. Uma rotação substancial de uma porção da coluna de tubulação, incluindo uma ou mais destas linhas de controle, pode tensioná-las em demasia, e eventualmente rompê-las. Portanto, são desejáveis sistemas e métodos que orientem a coluna de tubulação com respeito à coluna de revestimento em um furo de poço, e sistemas e métodos que executem tal orientação sem requerer uma substancial rotação no furo da coluna de tubulação com respeito à coluna de revestimento. Sumário da Invenção
Certas configurações da presente invenção são direcionadas a montagens, onde um segundo tubo é orientado com respeito a um primeiro tubo em um furo de poço. 0 segundo tubo pode ser orientado rotacionalmente sem romper uma ou mais linhas de controle, que possam estar associadas ao segundo tubo, usando uma ferramenta que oriente o segundo tubo, quando este se movimenta em direção à superfície do furo de poço. Em algumas configurações, podem ser usadas montagens que orientem múltiplas porções do segundo tubo com respeito a múltiplas janelas do primeiro tubo. Em um aspecto, provê-se um sistema que seja disposto em furos de poço. 0 sistema inclui um primeiro tubo, um segundo tubo, uma ferramenta, e um dispositivo. 0 primeiro tubo inclui uma parede tendo uma abertura. 0 primeiro tubo define uma região interna. 0 segundo tubo é disposto na região interna. A ferramenta pode ser acoplada ao primeiro tubo. A ferramenta pode direcionar o segundo tubo de uma primeira posição para uma segunda posição, mais próxima da superfície que a primeira posição. Uma porção do segundo tubo fica adj acente a pelo menos parte da abertura, quando o segundo tubo se encontra na segunda posição. 0 dispositivo impede a rotação do segundo tubo com respeito ao primeiro tubo depois de o segundo tubo ser direcionado pela ferramenta. Em pelo menos uma configuração, a porção do segundo tubo adjacente a pelo menos parte da abertura, quando o segundo tubo se encontra na segunda posição, inclui uma segunda abertura de tubo.
Em pelo menos uma configuração, o segundo tubo inclui pelo menos uma linha de controle. 0 segundo tubo pode girar um ângulo menor que 180°, quando direcionado da primeira posição para a segunda posição. Em pelo menos uma configuração, a parede inclui uma segunda abertura. O sistema pode incluir uma segunda ferramenta e um segundo dispositivo. A segunda ferramenta pode ser acoplada ao primeiro tubo e direcionar parte do segundo tubo de uma posição inicial para uma posição mais próxima da superfície que a posição inicial. A parte do segundo tubo pode ser direcionada independentemente do segundo tubo, adjacente a pelo menos parte da abertura, quando o segundo tubo se encontra em uma segunda posição. 0 segundo dispositivo pode impedir a rotação de parte do segundo tubo com respeito ao primeiro tubo, depois de parte do segundo tubo ser direcionada pela ferramenta. Em pelo menos uma configuração, o segundo tubo inclui uma junta para permitir que parte do segundo tubo seja direcionada independentemente da porção do segundo tubo. Em pelo menos uma configuração, o primeiro tubo é uma coluna de revestimento. 0 segundo tubo é uma coluna de tubulação incluindo uma chaveta-trava. A ferramenta é a chamada "ferradura de mula" (mule shoe), e o dispositivo um acoplamento-trava que recebe a chaveta-trava. Em pelo menos uma configuração, a coluna de tubulação inclui uma mola que estende a chaveta-trava a partir de uma borda externa da coluna de tubulação.
Em outro aspecto, provê-se um sistema disposto em furos de poço, incluindo uma coluna de revestimento, coluna de tubulação, "ferradura de mula", e acoplamento-trava. A coluna de revestimento define uma região interna. A coluna de tubulação pode ser disposta na região interna. A coluna de tubulação inclui um acoplamento- trava. A "ferradura de mula" é acoplada à coluna de tubulação. A "ferradura de mula" inclui guias dispostos entre a primeira extremidade e a segunda extremidades. Pelo menos um dos guias direciona a coluna de tubulação da primeira extremidade para a segunda extremidade. 0 acoplamento-trava é acoplado à coluna de revestimento e recebe a chaveta-trava para impedir que a coluna de tubulação gire com respeito à coluna de revestimento. Em pelo menos uma configuração, a coluna de tubulação inclui chavetas-trava em uma configuração. 0 acoplamento- trava inclui recessos em uma configuração, que correspondem à configuração das chavetas-trava. Os recessos podem receber as chavetas-trava para impedir que a coluna de tubulação se afaste da superfície. Em pelo menos uma configuração, a coluna de tubulação gira um ângulo não maior que 180°, quando direcionada da primeira extremidade para a segunda extremidade. Em pelo menos uma configuração, a coluna de revestimento inclui uma janela da coluna de revestimento em uma parede da coluna de revestimento. A coluna de tubulação inclui uma janela da coluna de tubulação em uma parede da coluna de tubulação. Pelo menos parte da janela da coluna de tubulação é adjacente a pelo menos parte da janela da coluna de revestimento, depois de a coluna de tubulação tubular sido direcionada para a segunda extremidade. Em pelo menos uma configuração, a coluna de revestimento inclui uma segunda janela na parede da coluna de revestimento. A coluna de tubulação inclui uma segunda janela da coluna de tubulação. 0 sistema pode incluir uma segunda "ferradura de mula" e um segundo acoplamento- trava. A segunda "ferradura de mula" sendo acoplada à coluna de revestimento. A "ferradura de mula" pode direcionar parte da coluna de tubulação de uma posição inicial para uma posição que fica mais próxima da superfície que a posição inicial. 0 segundo acoplamento- trava impede que parte da coluna de tubulação gire com respeito à coluna de revestimento, depois de parte da coluna de tubulação ser direcionada pela segunda "ferradura de mula". Pelo menos parte da segunda janela da coluna de tubulação é adjacente a pelo menos parte da segunda janela, quando a parte da coluna de tubulação se encontra mais próxima da superfície que a posição inicial.
Em pelo menos uma configuração, parte da coluna de tubulação é capaz de ser direcionada pela segunda "ferradura de mula" independentemente de uma porção da coluna de tubulação posicionada na segunda extremidade. Em pelo menos uma configuração, a coluna de tubulação inclui uma junta que permite que parte da coluna de tubulação seja direcionada pela segunda "ferradura de mula" independentemente da porção da coluna de tubulação posicionada na segunda extremidade.
Em pelo menos uma configuração, a junta inclui uma articulação de tubulação e junta telescópica. A articulação de tubulação permite que parte da coluna de tubulação gire independentemente da porção da coluna de tubulação posicionada na segunda extremidade. A junta telescópica permite alterar a profundidade da parte da coluna de tubulação, independentemente da porção de coluna de tubulação posicionada na segunda extremidade. Em outro aspecto, provê-se um método para orientar uma coluna de tubulação com respeito a uma coluna de revestimento em furos de poço. A coluna de revestimento é disposta no furo de poço. A coluna de revestimento inclui uma janela da coluna de revestimento associada a um furo lateral. Uma ferramenta é acoplada à coluna de revestimento. A coluna de tubulação é introduzida no furo de poço em uma primeira posição, na qual a ferramenta se encontra mais próxima da superfície que pelo menos uma parte da coluna de tubulação. A coluna de tubulação inclui uma janela da coluna de tubulação. A coluna de tubulação é direcionada para a superfície para fazer a ferramenta direcionar a coluna de tubulação para uma segunda posição, na qual pelo menos parte da janela da coluna de tubulação fica adjacente a pelo menos parte da janela da coluna de revestimento, e na qual um acoplamento-trava é configurado para receber uma chaveta- trava da coluna de tubulação, para impedir a rotação da coluna de tubulação.
Em pelo menos uma configuração, a ferramenta consiste de uma "ferradura de mula", incluindo guias dispostos entre uma primeira extremidade e uma segunda extremidade. A segunda extremidade é posicionada mais próxima da superfície que a primeira extremidade. Mover a coluna de tubulação em direção à superfície inclui fazer a coluna de tubulação receber a primeira extremidade para direcionar a coluna de tubulação para um guia. Em pelo menos uma configuração, a coluna de tubulação é introduzida no furo, fazendo que a ferramenta fique mais próxima da superfície que a chaveta-trava. Em pelo menos uma configuração, a coluna de revestimento inclui uma segunda janela da coluna de revestimento, e a coluna de tubulação inclui uma segunda janela da coluna de tubulação. Uma segunda ferramenta direciona parte da coluna de tubulação de uma posição inicial para uma posição desejada, que fica mais próxima da superfície que a posição inicial, e move parte da coluna de tubulação independentemente de uma porção da coluna de tubulação que está na segunda posição, na qual. pelo menos parte da janela da coluna de tubulação fica adjacente a pelo menos parte da j anela da coluna de revestimento. Uma junta de articulação é usada para girar parte da coluna de tubulação independentemente da porção da coluna de tubulação em uma segunda posição. Uma junta telescópica é destravada e usada para alterar a profundidade da coluna de tubulação, independentemente da porção da coluna de tubulação na segunda posição. Estes aspectos ilustrativos e configurações não pretendem limitar ou definir a presente invenção, mas somente prover exemplos que aj udem o entendimento dos conceitos inventivos desta especificação. Ademais, outros aspectos, vantagens, componentes serão aparentes àqueles habilitados na técnica através de uma cuidadosa análise da especificação.
Descrição Resumida dos Desenhos
A figura 1 traz uma ilustração esquemática em seção transversal de um sistema de poço tendo um furo de poço mestre e um furo de poço lateral j unto com uma coluna de revestimento e ferramenta disposta no furo de poço mestre de acordo com uma configuração da presente invenção;
A figura 2 traz uma ilustração esquemática em seção transversal do sistema de poço da figura 1, onde uma coluna de tubulação fica na coluna de revestimento, de acordo com uma configuração da invenção; A figura 3 traz uma ilustração esquemática em seção transversal do sistema de poço da figura 2, onde a coluna de tubulação fica em uma posição inicial, de acordo com uma configuração da presente invenção;
A figura 4 traz uma ilustração esquemática em seção transversal do sistema de poço da figura 3, onde uma coluna de tubulação se direciona para uma segunda posição, mais próxima da superfície que a posição inicial de acordo com uma configuração da presente invenção; A figura 5 traz uma ilustração esquemática em seção transversal do conjunto da figura 4 ao longo da linha 5-5 de acordo com uma configuração da presente invenção; A figura 6 traz uma vista em seção transversal de um sistema de poço que inclui um furo de poço multilateral, no qual a coluna de tubulação é orientada em um furo de poço mestre com respeito à coluna de revestimento, de acordo com uma configuração da presente invenção; e A figura 7 traz uma vista em seção transversal parcial da j unta da figura β, de acordo com uma configuração da presente invenção.
Descrição Detalhada da Invenção
Certos aspectos da presente invenção se relacionam a conjuntos capazes de serem dispostos em furos de poço, tais como furos de poço de formações subterrâneas, onde um segundo tubo pode ser orientado com respeito a um primeiro tubo no furo de poço. Um conjunto, de acordo com certas configurações da presente invenção, permite que o segundo tubo sej a orientado com respeito ao primeiro tubo, de modo que uma ou mais porções do segundo tubo sejam posicionadas em relação a uma ou mais janelas no primeiro tubo. Uma janela pode incluir uma abertura na parede do tubo, através da qual uma porção da formação adjacente à abertura pode ser acessada para furar um furo de poço lateral, por exemplo. Um furo de poço lateral consiste de um furo de poço furado a partir da intersecção com o furo de poço mestre.
Certos conjuntos orientam o segundo tubo e impedem a ruptura de uma ou mais linhas de controle associadas ou incluídas no segundo tubo. Ademais, certos conjuntos são usados para orientar múltiplas porções do segundo tubo com respeito a múltiplas janelas do primeiro tubo. Em algumas configurações, o conjunto inclui uma ferramenta acoplada ao primeiro tubo, que direciona o segundo tubo para uma certa posição. O conjunto também pode incluir um dispositivo que impeça a rotação do segundo tubo com respeito ao primeiro tubo, depois de o segundo tubo ter sido direcionado pela ferramenta. Um exemplo de primeiro tubo é uma coluna de revestimento capaz de ser disposta em furos de poço, e um exemplo de segundo tubo é uma coluna de tubulação capaz de ser disposta em furos de poço.
Ferramentas, de acordo com as várias configurações da presente invenção, podem consistir de qualquer estrutura que em qualquer configuração direcione um segundo tubo de uma primeira posição para uma segunda posição mais próxima da superfície em um furo de poço. Um exemplo de ferramenta é a chamada "ferradura de mula" localizada na coluna de revestimento no furo de poço. A "ferradura de mula" é capaz de receber uma coluna de tubulação em uma primeira extremidade e direcionar a coluna de tubulação para uma segunda extremidade mais próxima da superfície que a primeira extremidade. A coluna de tubulação na segunda extremidade pode resultar que uma porção desejada da coluna de tubulação fique adjacente à janela da coluna de tubulação. Em algumas configurações, a coluna de tubulação inclui uma janela da coluna de tubulação, pelo menos parcialmente adjacente à janela da coluna de revestimento, quando a coluna de tubulação se encontra na segunda extremidade. Dispositivos para impedir a rotação, de acordo com várias configurações da presente invenção, podem incluir qualquer estrutura ou configuração que impeça a rotação do segundo tubo com respeito ao primeiro tubo. Dispositivos, de acordo com algumas configurações, incluem um acoplamento-trava, tal como um acoplamento- trava que inclui um recesso configurado para receber/ fixar uma chaveta-trava que se estende do segundo tubo. Em algumas configurações, o segundo tubo consiste de uma coluna de tubulação tendo múltiplas janelas alinhadas com as janelas de uma coluna de revestimento que é o primeiro tubo. A coluna de tubulação pode incluir uma junta capaz de permitir a rotação de porções da coluna de tubulação independentemente de outras porções da coluna de tubulação. Em algumas configurações, a junta pode ser usada para alinhar múltiplas j anelas da coluna de tubulação com múltiplas j anelas da coluna de revestimento.
Estes exemplos ilustrativos são providos para introduzir o leitor na matéria, e não pretendem limitar o escopo dos conceitos constantes na especificação. As seções a seguir descrevem várias configurações e exemplos adicionais com referência aos desenhos, nos quais números iguais se referem a elementos similares, e descrições direcionais são usadas para descrever as configurações ilustrativas, mas que, similarmente às configurações ilustrativas, não devem ser usadas para limitar a presente invenção. A figura 1 traz um sistema de poço 10 incluindo um furo de poço mestre 12, que, de acordo com uma configuração, se estende através de vários estratos geológicos. O furo de poço mestre 12 inclui a coluna de revestimento cimentada 14 localizada na porção do furo mestre 12.
A coluna de revestimento 14 inclui uma janela 16 que é uma abertura provida na porção de parede lateral da coluna de revestimento 14. A coluna de revestimento 14 também inclui uma ferramenta capaz de direcionar uma coluna de tubulação (não mostrada) para uma posição, e inclui um dispositivo 20 capaz de impedir que a coluna de revestimento gire com respeito à coluna de revestimento .14, depois de a coluna de tubulação se encontrar na posição. A coluna de revestimento 14 pode ser feita de qualquer material adequado, tal como aço.
A figura 1 traz um furo de poço lateral 22 que se estende do furo de poço mestre 12. O furo de poço lateral 22 pode ser feito posicionando um chicote ou outro dispositivo desviador para um local próximo da janela 16. Ferramentas de corte, tal como brocas, podem ser baixadas pela coluna de revestimento 14 e defletidas na janela 16 ou na porção da coluna de revestimento 14, onde a janela será formada. As ferramentas de corte passam pela janela 16 e pela formação subterrânea adjacente à janela 16 para furar o furo de poço lateral 22.
A coluna de tubulação pode ser levada para a região interna da coluna de revestimento 14 para produzir hidrocarbonetos. Certas configurações da presente invenção podem ser usadas para orientar a coluna de revestimento com respeito à coluna de revestimento 14, para permitir que o furo de poço lateral 22 seja acessado pela coluna de revestimento. As figuras 2 a -4 representam uma coluna de tubulação 24 orientada com respeito à coluna de revestimento 14, via um conjunto, de acordo com uma configuração da invenção. Embora as figuras 2 a 5 representem uma coluna de tubulação sendo orientada com respeito à coluna de revestimento, configurações da presente invenção podem ser usadas para orientar quaisquer tipos de tubo, (ou ferramenta ou dispositivo) uns em relação aos outros.
A figura 2 traz a coluna de tubulação 24 passando em uma região interna da coluna de revestimento 14. A coluna de tubulação 24 pode ser instalada através de qualquer técnica ou método conhecido. A coluna de tubulação 24 inclui uma janela de coluna de tubulação 26 que é uma abertura em uma parede lateral da coluna de tubulação 24. A coluna de tubulação 24 inclui uma chaveta-trava 2 8 se estendendo de uma porção externa da coluna de tubulação42. Em algumas configurações, a chaveta-trava 28 é um membro carregado por mola, capaz de se estender de uma extremidade externa da coluna de tubulação 24. Certas configurações da presente invenção podem ser usadas para orientar a janela da coluna de tubulação 26 com respeito à coluna de revestimento 14 no furo mestre 12. A coluna de tubulação 24 pode ser colocada na posição inicial, como mostrado na figura 3. Na posição inicial, a janela da coluna de tubulação 26 fica além da janela 16 da coluna de revestimento 14, de modo que a janela 16 se encontre mais próxima da superfície que a janela da coluna de revestimento 26. Ademais, a ferramenta 18 se encontra mais próxima da superfície que pelo menos parte da coluna de tubulação 26. Ademais, a ferramenta 18 está mais próxima da superfície que pelo menos parte da coluna de tubulação 24, quando a coluna de tubulação 24 se encontra na posição inicial.
A coluna de tubulação 24 pode ser levada para a superfície, orientando a coluna de tubulação 24 de modo que pelo menos parte da janela da coluna de tubulação 26 fique adjacente a pelo menos parte da janela 16, como na figura 4. A ação de mover a coluna de tubulação 24 para a superfície pode fazer a ferramenta 18 orientar a coluna de tubulação 24 em uma segunda posição, na qual parte da janela da coluna de tubulação 26 fica adjacente à janela16. Na segunda posição, o dispositivo 20 impede que a coluna de tubulação 24 gire com respeito à coluna de revestimento 14. Por exemplo, o dispositivo 20 pode ser um acoplamento-trava que recebe uma chaveta-trava 28, que se estende da coluna de tubulação 24. Em algumas configurações, o acoplamento-trava também impede que a coluna de tubulação 24 altere a profundidade em uma ou mais direções, tal como, por exemplo, descendente. Um_exemplo de acoplamento-trava é a ranhura-J (J-Slot). Conjuntos, de acordo com algumas configurações, podem incluir um acoplamento de referência de profundidade, que pode ser usado para determinar a profundidade do furo.
Um acoplamento-trava, de acordo com várias configurações da presente invenção, pode ser qualquer dispositivo ou assumir qualquer configuração que impeça a rotação da coluna de tubulação 24 com respeito à coluna de revestimento 14, quando a coluna de tubulação se encontra em uma segunda posição. Em algumas configurações, o acoplamento-trava assume a forma de travamento sem chaveta, tal como na Patente U.S. N0 5.579.829 de Comeau. Por exemplo, o acoplamento-trava pode incluir recessos receptores na superfície interna de uma coluna de revestimento. Os recessos receptores podem ser espaçados circunferencialmente, em torno de uma superfície interna da coluna de revestimento, e incluírem perfis variados. Os recessos receptores podem ser configurados de modo a se ajustarem a lingüetas carregadas com mola, cujo perfil corresponde ao perfil dos recessos receptores. A mola desloca radialmente e circunferencialmente as lingüetas, fazendo as lingüetas acoplarem os recessos, quando as lingüetas estiverem axialmente e circunferencialmente alinhadas com os recessos. Estes acoplamentos-trava podem ser usados, por exemplo, para evitar que projeções restritoras de folga se estendam da parede de coluna, e permitir que um peso (30.000 Ibs ou mais) seja colocado no sistema. Este acoplamento-trava, em conexão com uma "ferradura de mula", também permite que uma coluna de tubulação passe de uma profundidade apropriada, ou seja levada para a profundidade apropriada, e se oriente de acordo com o perfil, e impeça que a coluna de tubulação passe a profundidade apropriada. Ademais, este acoplamento-trava provê uma confirmação para os operadores de superfície que a coluna de tubulação está alinhada na profundidade e orientação adequada. Por exemplo, o acoplamento-trava impede que a coluna de tubulação desça, quando a mesma estiver apropriadamente alinhada, mas, ao contrário, permite que a coluna de tubulação desça, se a coluna de tubulação não estiver apropriadamente alinhada.
Em algumas configurações, os conjuntos incluem este tipo de acoplamento-trava como um segundo acoplamento-trava em adição ao acoplamento-trava para posicionar uma coluna de tubulação com respeito à coluna de revestimento. Por exemplo, este tipo de acoplamento-trava pode ser usado para posicionar chicotes ou outros componentes. Ferramentas, de acordo com várias configurações da presente invenção, podem assumir qualquer configuração que direcione um tubo para uma segunda posição a partir de uma primeira posição, sem precisar que o tubo gire substancialmente, tal como um ângulo maior que 18 0°.
Em_outras configurações, podem ser providas ferramentas
que permitam uma rotação de um ângulo de 360°, orientando um tubo em relação a outro. Nas configurações mostradas nas figuras 1 a 4, a ferramenta 18 é um conjunto de "ferradura de mula'7, tendo a primeira extremidade 30 chanfrada para complementar parte da coluna de tubulação 24. Por exemplo, a coluna de tubulação 24 pode incluir 30 uma ou mais chavetas carregadas com mola que cooperam com a primeira extremidade 30, quando a coluna de tubulação 24 é movida em direção à superfície.
A primeira extremidade 30 pode direcionar a coluna de tubulação 24 para os guias 32, quando a coluna de tubulação 42 segue em direção à superfície. Os guias 32 podem ser um par de bordas curvadas, geralmente helicoidais, que se estendem da primeira extremidade 30 em direção a uma segunda extremidade 34, mais próxima da superfície que a primeira extremidade 30. Os guias 32 podem direcionar a coluna de tubulação 24 para uma posição rotacional e axial apropriada em relação a um eixo geométrico longitudinal definido pelo furo de poço mestre 12. Em algumas configurações, a segunda extremidade intersecta um acoplamento-trava para receber a chaveta-trava 28, que impede a rotação da coluna de tubulação 24 com respeito à coluna de revestimento 14. Pelo menos parte da janela da coluna de tubulação 26 pode ser alinhada com pelo menos parte da janela 16, quando a coluna de tubulação 24 segue para a posição apropriada. Usando uma "ferradura de mula" é possível limitar a rotação requerida pela coluna de tubulação 24, tal como, a não mais que 180°. Por exemplo, a coluna de tubulação24 pode ser direcionada por um guia 32, de modo a impedir que a rotação da coluna de revestimento 24 exceda 180°, para alcançar a segunda posição.
A chaveta-trava 28 pode ser uma chaveta-trava carregada por mola configurada para ser recebida pelo acoplamento- trava, quando a coluna de tubulação 24 estiver na posição apropriada. A figura 5 representa uma vista em seção transversal de uma configuração do acoplamento-trava recebendo a chaveta-trava 2 8 ao longo da linha 5-5 da figura 4. A coluna de revestimento 14 inclui um dispositivo que consiste de um acoplamento-trava 20, conformado para receber a chaveta-trava 28, que se estende de uma borda externa da coluna de tubulação 24. A coluna de tubulação 24 pode ser localizada na região interna da coluna de revestimento 14.
A coluna de tubulação 24 pode incluir uma ou mais linhas de controle, tal como as linhas de controle 38A-38C. As linhas de controle 38A-38C podem incluir um meio através do qual pode se prover energia para uma ou mais ferramentas ou outros dispositivos no furo de poço, ou um meio através do qual sinais de controle e dados possam ser comunicados entre estas ferramentas ou dispositivos e instrumentos localizados na superfície (ou próximo dela). A coluna de tubulação 24 também pode incluir molas 40, dispostas entre a lingüeta e a parede interna da coluna de tubulação 24. As molas estendem a chaveta-trava 28 a partir de uma borda externa da coluna de tubulação 24. Embora as molas 40 estejam representadas na figura 5, qualquer dispositivo adequado pode ser usado. Um exemplo de tal dispositivo pode ser uma pinça. A chaveta-trava 28 pode ser recebida pelo acoplamento-trava 20 e cooperar com o acoplamento-trava20 para impedir que a coluna de tubulação 24 gire com respeito à coluna de revestimento 14. Embora a figura 5 represente apenas duas chavetas-trava 28, uma a muitas chavetas-trava podem ser usadas com várias configurações da presente invenção. Em algumas configurações, são usadas três ou quatro chavetas-trava 28.
Certas configurações da presente invenção impedem a ruptura de uma ou mais linhas de controle 38A-38C, enquanto posicionam a coluna de tubulação 24 no furo de poço mestre 12, e impedem substancialmente uma rotação da coluna de tubulação 24. Por exemplo, pode ser impedida uma rotação maior que 18 0° da coluna de tubulação 24, quando a coluna de tubulação 24 segue para a posição desejada, e sendo impedida de realizar qualquer rotação depois de chegar na posição desejada.
Certas configurações da presente invenção podem ser implementadas em furos multilaterais, para permitir o posicionamento de uma coluna de tubulação com respeito a uma coluna de revestimento, para alinhar múltiplas janelas de coluna de tubulação com múltiplas janelas de coluna de revestimento. Um furo multilateral pode incluir um furo mestre com mais que um furo lateral que se estende do mesmo. Uma coluna de revestimento pode ser posicionada no furo de poço mestre. A coluna de revestimento pode incluir janelas (ou janelas podem ser formadas no revestimento), através das quais os furos de poço laterais podem ser furados ou acessados. Uma coluna de tubulação pode ser posicionada em uma região interna da coluna de revestimento. A coluna de tubulação pode incluir janelas de coluna de tubulação ou porções de uma parede lateral através das quais as janelas são formadas. Cada janela de coluna de tubulação deve estar alinhada com uma janela da coluna de tubulação. Certas configurações da presente invenção podem ser usadas para alinhar as janelas da coluna de tubulação geralmente com as janelas da coluna de revestimento, e evitar que a coluna de tubulação gire um ângulo substancial.
A figura 6 traz uma configuração de um sistema de furo de poço multilateral 100, incluindo um furo de poço mestre102 e dois furos de poço laterais 104, 10 6, que se estendem do furo de poço mestre 102. Uma coluna de revestimento 108 é disposta no furo de poço mestre 102. A coluna de revestimento 104 inclui uma janela 110 associada ao furo de poço lateral 104 e uma segunda janela 112 associada ao furo de poço lateral 106. Os furos de poço laterais 104 e 106 podem ser acessados pelas janelas 110 e 112. A coluna de revestimento 108 também inclui dispositivos 114 e 116 que são usados para orientar partes ou seções de uma coluna de tubulação 118 com respeito à coluna de revestimento 108 no furo de poço mestre 102. Os dispositivos 114 e 116 podem ser uma "ferradura de mula".
A coluna de tubulação 118 pode incluir uma janela da coluna de tubulação 120 alinhada geralmente com a janela110 e uma segunda janela da coluna de tubulação 122 alinhada geralmente com uma segunda janela 112. Em outras configurações, a coluna de tubulação 118 inclui porções geralmente alinhadas com as janelas 110 e 112 através das quais, podem ser feitas janelas na coluna de tubulação. A coluna de tubulação 118 pode ser posicionada usando várias técnicas, incluindo as técnicas descritas com referência às figuras 2 a 5, para alinhar geralmente uma janela da coluna de tubulação com uma janela da coluna de revestimento. Em algumas configurações, a coluna de tubulação 118 pode ser posicionada em seções, usando um componente, tal como junta 12 4.
Por exemplo, a coluna de tubulação 118 pode incluir uma primeira seção 12 6 associada à janela da coluna de tubulação 120, e uma segunda seção 128 associada à segunda janela de coluna de tubulação 122. A segunda seção 128 acoplada à primeira seção 12 6 pela junta 124 pode ser posicionada em uma posição desejada usando técnicas similares àquelas descritas com referência às figuras 2 a 4. Um acoplamento-trava 134 associado à coluna de revestimento pode receber as chavetas-trava 128 e 13 6 associadas à segunda seção, para impedir que a segunda seção 128 gire com respeito à coluna de revestimento 108.
Depois de a segunda seção 128 ter sido posicionada, a primeira seção 126 pode ser deslocada independentemente da segunda seção 128 na junta 124. A primeira seção 126 pode se deslocar independentemente da segunda seção 128, usando qualquer técnica. A técnica usada pode depender em parte da configuração da junta 124, que pode incluir qualquer dispositivo e assumir qualquer forma que permita que a primeira seção 126 seja deslocada independentemente da segunda seção 128. A figura 7 traz uma vista em seção transversal de parte da coluna de revestimento 108 e coluna de tubulação 118 na junta 124, de acordo com uma configuração. A junta 124 inclui uma articulação de tubulação 130 e junta telescópica 132 na coluna de tubulação 118. A articulação de tubulação 130 permite que a primeira seção 126 gire independentemente da segunda seção 128. Em algumas configurações, a articulação de tubulação 130 pode ser seletivamente travada para impedir a rotação e/ou incluir restrições rotacionais para impedir a rotação de um ângulo permitido pela articulação de tubulação 130. A junta telescópica 132 permite que a profundidade da primeira seção 126 se altere (aumente ou diminua) independentemente da profundidade da segunda seção 128. Em algumas configurações, a junta telescópica132 é travada em uma posição até ser seletivamente destravada, para permitir um movimento telescópico e prover um aumento ou diminuição de profundidade para a primeira seção 12 6. A primeira seção 12 6 pode ser posicionada usando qualquer técnica, tal como as técnicas indicadas nas figuras 2 a 4. Com a primeira seção 126 posicionada, um segundo acoplamento-trava 137 da coluna de revestimento 108 pode receber uma chaveta-trava de primeira seção 138, para impedir que a primeira seção 126 gire com respeito à coluna de revestimento 108. Acoplamentos-trava, de acordo com certas configurações da presente invenção, podem ser configurados incluindo um perfil seletivo de acoplamento-trava, que corresponda a um perfil especifico de chaveta-trava na coluna de tubulação, mas que não corresponda a um segundo perfil de chaveta-trava na coluna de tubulação. Quando a coluna de tubulação se encontra em uma segunda posição, o perfil seletivo de acoplamento-trava pode receber o perfil especifico de chaveta-trava e impedir a rotação da coluna de tubulação. Usando um acoplamento-trava seletivo, cada porção da coluna de tubulação pode ser seletiva para um perfil especifico de acoplamento-trava.
A descrição das configurações, incluindo configurações ilustradas da presente invenção, foi apresentada meramente com propósito de ilustração e descrição, e não pretende esgotar ou limitar a mesma àquelas formas. Ademais, numerosas modificações, adaptações, e usos da presente invenção serão aparentes àqueles habilitados na técnica sem sair do escopo da presente invenção.
Claims (20)
1. Sistema capaz de ser disposto em furos de poço, caracterizado pelo fato de compreender: - um primeiro tubo compreendendo uma parede tendo uma abertura, o primeiro tubo definindo uma região interna; - um segundo tubo capaz de ser disposto na região interna; - uma ferramenta acoplada ao primeiro tubo, a ferramenta sendo capaz de direcionar o segundo tubo de uma primeira posição para uma segunda posição, mais próxima da superfície que a primeira superfície, sendo que uma porção do segundo tubo é adjacente a pelo menos parte da abertura, quando o segundo tubo se encontra na segunda posição; e - um dispositivo capaz de evitar a rotação do segundo tubo com respeito ao primeiro tubo, depois de o segundo tubo ter sido direcionado pela ferramenta.
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a porção do segundo tubo, adjacente a pelo menos parte do segundo tubo quando o segundo tubo se encontra em uma segunda posição, compreender uma segunda abertura de tubo.
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o segundo tubo compreender pelo menos uma linha de controle; - sendo que o segundo tubo gira um ângulo não maior que .180°, quando o segundo tubo é direcionado da primeira posição para a segunda posição.
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a parede compreender uma segunda abertura, e de o sistema adicionalmente compreender: - uma segunda ferramenta acoplada ao primeiro tubo, a segunda ferramenta sendo capaz de guiar parte do segundo tubo de uma posição inicial para uma posição mais próxima da superfície que a posição inicial; sendo que parte do segundo tubo é capaz de ser direcionada independentemente da porção do segundo tubo que é adjacente a pelo menos parte da abertura, quando o segundo tubo se encontra na segunda posição; e - um segundo dispositivo capaz de impedir a rotação de parte do segundo tubo com respeito ao primeiro tubo, depois de parte do segundo tubo ter sido direcionada pela ferramenta.
5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o segundo tubo compreender uma junta capaz de permitir que a parte do segundo tubo seja direcionada independentemente da porção do segundo tubo adjacente a pelo menos parte da abertura, quando o segundo tubo se encontra na segunda posição.
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de: - o primeiro tubo ser uma coluna de revestimento; o segundo tubo ser uma coluna de revestimento compreendendo uma chaveta-trava; - a ferramenta ser uma "ferradura de mula"; e - o dispositivo de acoplamento-trava ser capaz de receber a chaveta-trava.
7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a coluna de tubulação compreender uma mola capaz de estender a chaveta-trava a partir de uma borda externa da coluna de tubulação.
8. Sistema capaz de ser disposto em furos de poço, caracterizado pelo fato de compreender: - uma coluna de revestimento, sendo que a coluna de revestimento define uma região interna; - uma coluna de tubulação capaz de ser disposta na região interna, sendo que a coluna de tubulação compreende uma chaveta-trava; uma "ferradura de mula" acoplada à coluna de revestimento, sendo que a "ferradura de mula" compreende guias dispostos entre uma primeira e segunda extremidades, sendo que a segunda extremidade é capaz de ser posicionada mais próxima da superfície que a primeira extremidade, e sendo que pelo menos um dos guias é capaz de guiar a coluna de tubulação da primeira extremidade para a segunda extremidade; e - um acoplamento-trava acoplado à coluna de revestimento, sendo que o acoplamento-trava é capaz de receber a chaveta-trava, impedindo que a coluna de tubulação gire com respeito à coluna de revestimento.
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a chaveta-trava ser capaz de receber a chaveta-trava, depois de a coluna de tubulação ter sido direcionada por pelo menos um dos guias.
10. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a coluna de tubulação compreender uma pluralidade de chavetas-trava em uma configuração, sendo que os acoplamentos-trava compreendem uma pluralidade de recessos em uma configuração que corresponde à configuração da pluralidade de chavetas- trava, para receber a pluralidade de chavetas-trava, para impedir que a coluna de revestimento se afaste da superfície.
11. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a coluna de tubulação não girar mais que 180°, quando direcionada da primeira extremidade para a segunda extremidade.
12. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a coluna de revestimento compreender uma janela da coluna de revestimento na parede da coluna de revestimento, sendo que a coluna de tubulação compreende uma janela da coluna de tubulação na parede da coluna de tubulação, sendo que pelo menos parte da janela da coluna de revestimento é adjacente a pelo menos uma parte da j anela da coluna de revestimento, depois de a coluna de tubulação ter sido direcionado para a segunda extremidade.
13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a coluna de revestimento compreender uma segunda janela na parede da coluna de revestimento, sendo que a coluna de tubulação compreende uma segunda janela na coluna de tubulação, e o sistema adicionalmente compreende: - uma segunda "ferradura de mula" acoplada à coluna de revestimento, sendo que a segunda "ferradura de mula" é capaz de direcionar parte da coluna de tubulação de uma posição inicial para uma posição mais próxima à superfície que a posição inicial; e - um segundo acoplamento-trava capaz de evitar a rotação da parte da coluna de tubulação com respeito à coluna de revestimento, depois de parte da coluna de tubulação ser direcionada pela segunda "ferradura de mula", - sendo que pelo menos parte da segunda janela da coluna de tubulação é adj acente a pelo menos parte da segunda janela, quando a parte da coluna de tubulação se encontra em uma posição mais próxima da superfície que a posição inicial.
14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de a parte da coluna de tubulação ser capaz de ser direcionada pela segunda "ferradura de mula", independentemente de uma porção da coluna de tubulação posicionada na segunda extremidade.
15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de a coluna de tubulação compreender uma junta capaz de permitir que a parte da coluna de tubulação seja direcionada pela segunda "ferradura de mula" independentemente da porção da coluna de tubulação posicionada na segunda extremidade.
16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de a junta compreender: - uma junta de articulação de tubulação capaz de permitir que parte da coluna de tubulação gire independentemente da porção da coluna de tubulação posicionada na segunda extremidade; e - uma junta telescópica capaz de permitir alteração da profundidade da parte da coluna de tubulação independentemente da porção da coluna de tubulação posicionada na segunda extremidade.
17. Método para orientar uma coluna de tubulação, com respeito à coluna de revestimento, em um furo, caracterizado pelo fato de compreender: - dispor a coluna de revestimento no furo de poço, sendo que a coluna de revestimento compreende uma janela da coluna de revestimento associada ao furo lateral, e sendo que uma ferramenta é acoplada à coluna de revestimento; - mover a coluna de tubulação no furo para uma primeira posição, na qual a ferramenta se encontra mais próxima da superfície que pelo menos parte da coluna de tubulação, sendo que a coluna de tubulação compreende uma janela da coluna de tubulação; e - mover a coluna de tubulação em direção à superfície para fazer a ferramenta direcionar a coluna de tubulação para uma segunda posição, na qual pelo menos parte da janela da coluna de tubulação fica adjacente a pelo menos parte da janela da coluna de revestimento, na qual um acoplamento-trava é configurado para receber uma chaveta- trava da coluna de tubulação para impedir a rotação da coluna de tubulação.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a ferramenta ser uma "ferradura de mula" compreendendo guias dispostos entre as primeira e segunda extremidade, sendo que a segunda extremidade fica mais próxima da superfície que a primeira extremidade, sendo que a ação de mover a coluna de tubulação em direção à superfície, para fazer a ferramenta direcionar a coluna de tubulação para uma posição na qual pelo menos parte da coluna de tubulação janela é adjacente a pelo menos parte da janela da coluna de revestimento, compreende: - mover a coluna de tubulação em direção à superfície para fazer a coluna de tubulação receber a primeira extremidade para direcionar a coluna de tubulação para um guia.
19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a ação de mover a coluna de tubulação no furo de poço para a primeira posição, na qual a ferramenta fica mais próxima que pelo menos parte da coluna de tubulação, compreende: - mover a coluna de tubulação no furo de poço para deixar a ferramenta mais próxima da superfície que a chaveta- trava.
20. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a coluna de revestimento compreender uma segunda janela da coluna de revestimento, sendo que a coluna de tubulação compreende uma segunda janela da coluna de tubulação, e adicionalmente compreende: - uma ação de fazer uma segunda ferramenta direcionar parte da coluna de tubulação de uma posição inicial para a posição desejada mais próxima da superfície que a posição inicial para mover a parte da coluna de tubulação independentemente de uma porção da coluna de tubulação na segunda posição, na qual pelo menos parte da janela da coluna de tubulação se encontra adjacente a pelo menos parte da janela da coluna de tubulação, compreende: - usar a junta de articulação para girar a parte da coluna de tubulação independentemente da porção da coluna de tubulação na segunda posição, na qual pelo menos parte da janela da coluna de tubulação fica adjacente a pelo menos parte da janela da coluna de tubulação; - destravar a junta telescópica; e - usar a junta telescópica para alterar a profundidade da parte da coluna de tubulação independentemente da porção da coluna de tubulação, que se encontra na segunda posição, na qual pelo menos parte da janela da coluna de tubulação se encontra adjacente a pelo menos parte da janela da coluna de revestimento.
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