ITPC930018A1

ITPC930018A1 - ANCHORING FOR COLUMNS OF REINTEGRATION OF COLUMNS IN OIL WELLS OR SIMILAR, AND RELATED METHOD.

Info

Publication number: ITPC930018A1
Application number: IT000018A
Authority: IT
Inventors: Marino Maestrami
Original assignee: Marino Maestrami
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1993-09-27
Publication date: 1995-03-27
Also published as: IT1265936B1; ITPC930018A0

Description

ANCORAGGIO PER COLONNE DI REINTEGRO DI COLONNE IN POZZI PETROLIFERI O SIMILI, E RELATIVO METODO, ANCHORING FOR COLUMNS FOR REINFORCEMENT OF COLUMNS IN OIL WELLS OR SIMILAR, AND RELATIVE METHOD,

La presente invenzione propone un metodo di sospensione ed i relativi dispositivi per operazioni di reintegro di colonne in pozzi petroliferi, gasiferi o simili, in cui la colonna di reintegro ? provvista di un peduncolo con guarnizioni che si inserisce nella colonna o "liner" gi? posizionata. The present invention proposes a suspension method and the relative devices for the reintegration of columns in oil, gas or similar wells, in which the reintegration column? provided with a pedicle with gaskets that fits into the column or "liner" already? positioned.

Il metodo prevede di calare la colonna di reintegro mantenendo una circolazione di un fluido opportuno e verificare 1'avvenuto imbocco del liner tramite l'aumento della pressione del fluido circolante. The method involves lowering the make-up column while maintaining a circulation of a suitable fluid and checking that the liner has been inlet by increasing the pressure of the circulating fluid.

Questo permette di conoscere con precisione la quota alla quale si trova la testa del liner, dopo di che si cala il peduncolo nella sua sede posta alla testa del liner, si risolleva alla quota giusta (sopra la tavola rotary) per l'applicazione dei cunei secondo l'invenzione, si cala il reintegro nella posizione di imbocco del peduncolo e si effettua la cementazione. This allows you to know precisely the height at which the liner head is located, after which the peduncle is lowered into its seat at the head of the liner, it rises to the right height (above the rotary table) for the application of the wedges. according to the invention, the reintegration is lowered into the entry position of the peduncle and cementation is carried out.

A cementazione eseguita si cala il reintegro con i cunei che andranno in appoggio nel casing spool, centrando la colonna, il tutto senza la necessit? di sflangiare e sollevare la testa pozzo. After cementation, the reintegration is lowered with the wedges that will rest in the casing spool, centering the column, all without the need? to flange and lift the wellhead.

L'invenzione riguarda anche i dispositivi utilizzati per l'attuazione del metodo ed in particolare i dispositivi per l'ancoraggio della colonna di reintegro al casing o al rocchetto nella testa pozzo. The invention also relates to the devices used for carrying out the method and in particular to the devices for anchoring the make-up column to the casing or to the spool in the wellhead.

Come ? noto, per la realizzazione di pozzi petroliferi si procede con perforazioni successive, calando di volta in volta colonne di diametro sempre pi? piccolo e che giungono, ciascuna, ad una profondit? maggiore della precedente. How ? known, for the construction of oil wells one proceeds with successive drilling, lowering each time columns of increasingly larger diameter. small and that each reach a depth? greater than the previous one.

Generalmente, dopo aver inserito nel terreno un tubo battuto a rifiuto che giunge alla profondit? di qualche decina di metri, detto "conductor pipe", si perfora fino ad una prima profondit? - ad esempio fino a circa 800-1000 metri - si cala una prima colonna chiamata in gergo "casing", si effettua la cementazione di questa prima colonna pompando malta cementizia fra la colonna ed il terreno circostante, si procede poi perforando fino ad una profondit? superiore, ad esempio 3.000-3.500 metri, con un utensile di diametro inferiore, si cala una seconda colonna, si ripete l'operazione di cementazione accompagnata eventualmente da una operazione di tiro della colonna per compensare le deformazioni dovute al calore sviluppato dalla malta cementizia e si procede man mano con colonne di diametro inferiore fino a raggiungere la profondit? voluta. Generally, after inserting in the ground a pipe beaten to refusal that reaches the depth? of a few tens of meters, called "conductor pipe", it is drilled up to a first depth? - for example up to about 800-1000 meters - a first column called "casing" is lowered, this first column is cemented by pumping cement mortar between the column and the surrounding ground, then proceeding by drilling to a depth ? higher, for example 3,000-3,500 meters, with a tool with a smaller diameter, a second column is lowered, the cementation operation is repeated, possibly accompanied by a pulling operation of the column to compensate for the deformations due to the heat developed by the cement mortar and we proceed gradually with columns of a smaller diameter until reaching the depth? desired.

Per una descrizione pi? dettagliata della procedura di realizzazione dei pozzi si rimanda ai brevetti italiani N. 1225 387 ed 1225 388 dello stesso richiedente. For a description more? For detailed information on the procedure for constructing the wells, please refer to the Italian patents Nos. 1225 387 and 1225 388 of the same applicant.

Accade, a volte, che con colonne di notevole lunghezza si incontrino notevoli difficolt? di manovra dovute al peso delle tubazioni e al poco tempo a disposizione prima che la malta cementizia faccia presa. Does it happen, at times, that with columns of considerable length there are considerable difficulties? maneuver due to the weight of the pipes and the short time available before the cement mortar sets.

In questo caso si usa allora calare un primo tratto di colonna, chiamato in gergo "liner", il quale parte dalla profondit? raggiunta con la perforazione precedente scendendo di altri 2-3.000 metri circa, per poi calare il secondo tratto di colonna, detto "reintegro", che viene fissato al liner e giunge fino al livello del terreno. Secondo la tecnica nota, per ancorare la colonna di reintegro alla testa pozzo si utilizzano cunei di ancoraggio i quali vengono inseriti nel rocchetto esterno e si serrano attorno alla colonna per effetto del tiro dovuto al peso di quest'ultimo. In this case it is then used to lower a first section of the column, called in jargon "liner", which starts from the depth? reached with the previous drilling descending another 2-3,000 meters, to then lower the second section of the column, called "reintegration", which is fixed to the liner and reaches ground level. According to the known art, anchor wedges are used to anchor the reinstatement column to the wellhead, which are inserted into the external spool and tighten around the column due to the pull due to the weight of the latter.

Con l'utilizzazione dei cunei di ancoraggio di tipo noto occorre per?, procedere al sollevamento della testa pozzo, con notevoli inconvenienti che si concretizzano principalmente in un maggior lavoro, e pericolo che, nel caso di eventuali impedimenti al sollevamento della testa pozzo, il cemento faccia presa prima che si possano posizionere i cunei con il rischio di un centraggio non perfetto della colonna all'interno del rocchetto, cosa che comporterebbe la necessit? di smontare completamente la testa pozzo, tagliare le colonne ad una quota inferiore e rifare la testa pozzo ad un livello pi? basso. With the use of the known type of anchoring wedges, however, it is necessary to proceed with the lifting of the wellhead, with considerable drawbacks which mainly result in greater work, and the danger that, in the case of any impediments to lifting the wellhead, the cement takes place before the wedges can be positioned with the risk of an imperfect centering of the column inside the spool, which would entail the necessity? to completely disassemble the wellhead, cut the columns at a lower level and redo the wellhead at a lower level? low.

La successione delle operazioni, conformemente con i metodi della tecnica nota, ? quindi la seguente: The succession of operations, in accordance with the methods of the prior art,? then the following:

- sflangiatura parziale; - partial deflanging;

- discesa della colonna di reintegro; - descent of the make-up column;

- cementazione - cementation

- sollevamento della testa pozzo - lifting of the wellhead

- inserimento dei cunei e rilascio della colonna - insertion of the wedges and release of the column

- ri-inflangiatura - re-inflating

- attesa presa cemento - waiting for concrete to set

- sollevamento della testa pozzo - lifting of the wellhead

- taglio della colonna - column cutting

- inserimento nuovo casing spool per colonna successiva - ri-inflangatura. - insertion of a new casing spool for the next column - re-flanging.

Si tratta, come si pu? ben vedere, di un metodo alquanto complesso e soprattutto lento. It is, how can you? well to see, of a rather complex and above all slow method.

Scopo della presente invenzione ? quello di ovviare agli inconvenienti descritti, proponendo dispositivi di ancoraggio della colonna che possono essere posizionati senza la necessit? di procedere al sollevamento della testa pozzo, con risparmio di tempo e di costi e senza il rischio di un centraggio non perfetto della colonna all'interno del rocchetto di supporto. Purpose of the present invention? that of obviating the drawbacks described, proposing anchoring devices for the column that can be positioned without the need? to proceed with the lifting of the wellhead, saving time and costs and without the risk of an imperfect centering of the column inside the support spool.

I dispositivi di ancoraggio secondo l'innovazione sono inoltre conformati in modo da consentire lo scarico dei fanghi attraverso la testa pozzo. The anchoring devices according to the invention are also shaped in such a way as to allow the sludge to be discharged through the wellhead.

Altra caratteristica dell'invenzione ? l'utilizzazione di dispositivi per l'ancoraggio in superficie della colonna di reintegro al casing, dispositivi che sono preferibilmente costituiti da cunei di ancoraggio dalla conformazione particolare, i quali vengono serrati attorno alla colonna dopo che questa, una volta raggiunto l'imbocco del liner, viene sollevata di un tratto ben preciso, in modo che quando la colonna viene definitivamente calata i cunei si trovino esattamente posizionati nella corrispondente sede del rocchetto della testa pozzo. Another feature of the invention? the use of devices for the surface anchoring of the reintegration column to the casing, devices which are preferably constituted by anchoring wedges with a particular conformation, which are tightened around the column after this, once it has reached the inlet of the liner , is raised by a very precise distance, so that when the column is finally lowered the wedges are exactly positioned in the corresponding seat of the wellhead spool.

La presente invenzione sar? ora descritta dettagliatamente, con riferimento alle figure allegate in cui : The present invention will be now described in detail, with reference to the attached figures in which:

- la figura 1 illustra schematicamente un tratto di una colonna di pozzo petrolifero in corrispondenza della zona di giunzione fra liner e reintegro secondo la tecnica nota; Figure 1 schematically illustrates a section of an oil well column in correspondence with the junction area between the liner and the replenishment according to the known art;

- le figure da 2a a 2d illustrano schematicamente le diverse fasi di posizionamento della colonna di reintegro; - Figures 2a to 2d schematically illustrate the different positioning steps of the make-up column;

- le figure 3 e 4 illustrano rispettivamente la vista dall'alto e la vista laterale di cunei utilizzati con il metodo secondo la presente invenzione; Figures 3 and 4 show respectively the top view and the side view of wedges used with the method according to the present invention;

Con riferimento alla figura 1, con 1 si indica il primo tratto di colonna esterna o casing, inserito nel terreno fino ad una certa profondit?, ad esempio circa 3.000 metri e circondato dallo strato 2 di malta cementizia. Il metodo secondo l'invenzione prevede, una volta eseguita la perforazione per la seconda colonna, di calare un primo tratto di colonna o "liner<11 >, indicato con il N. 3, il quale parte dalla quota alla quale si ? giunti con la colonna esterna 1 per giungere, ad esempio, fino a 5.000-6.000 metri. With reference to Figure 1, 1 indicates the first section of the external column or casing, inserted into the ground up to a certain depth, for example about 3,000 meters and surrounded by the layer 2 of cement mortar. The method according to the invention provides, once the perforation for the second column has been carried out, to lower a first section of the column or "liner <11>, indicated with No. 3, which starts from the height at which it is reached with the external column 1 to reach, for example, up to 5,000-6,000 meters.

In corrispondenza del tratto terminale superiore, il diametro interno del tubo costituente il liner aumenta, in modo da realizzare una sorta di imbocco per il tratto terminale inferiore 4 della colonna di ripristino 5, tratto terminale che costituisce una sorta di peduncolo il quale si inserisce con precisione nel liner 3. In correspondence with the upper terminal section, the internal diameter of the tube constituting the liner increases, so as to create a sort of inlet for the lower terminal section 4 of the restoration column 5, a terminal section which constitutes a sort of peduncle which is inserted with precision in the liner 3.

In corrispondenza del peduncolo 4 sono situate opportune guarnizioni di tenuta 6. Appropriate sealing gaskets 6 are located in correspondence with the peduncle 4.

Una volta posato il liner, si cala la colonna di ripristino mantenendo, al suo interno, una circolazione di fango dalla quale viene monitorata costantemente la pressione . Once the liner has been laid, the recovery column is lowered, maintaining inside it a circulation of mud from which the pressure is constantly monitored.

Quando il peduncolo 4 va ad imboccare il liner, le guarnizioni 6 fanno tenuta impedendo al fango di risalire lateralmente al ripristino. When the peduncle 4 enters the liner, the gaskets 6 make a seal, preventing the sludge from rising laterally upon restoration.

La pressione del fango allora aumenta e l'operatore sa che il peduncolo ? giunto esattamente alla quota del liner. The pressure of the mud then increases and the operator knows that the peduncle? arrived exactly at the level of the liner.

Si interrompe la circolazione e, preferibilmente, la colonna di ripristino viene calata ulteriormente di un tratto pari alla lunghezza del peduncolo, per verificare che questo si inserisca nel liner senza ostacoli. Circulation is interrupted and, preferably, the recovery column is lowered further by a distance equal to the length of the pedicle, to check that it fits into the liner without obstacles.

Effettuata questa verifica si rialza la colonna 5 di un tratto sufficiente a portare le luci di circolazione sopra la camicia di innesto, per permettere nuovamente al fluido all'interno della colonna di scorrere liberamente e di risalire lateralmente, cos? da poter effettuare la cementazione (la cementazione del liner ? invece gi? stata effettuata). Once this verification has been carried out, the column 5 is raised by a length sufficient to bring the circulation ports above the coupling jacket, to allow the fluid inside the column to flow freely and rise laterally again. to be able to carry out the cementation (the cementation of the liner has already been carried out).

Si pompa allora la malta cementizia, la quale risale lateralmente alla colonna fino ad arrivare a giorno. The cement mortar is then pumped, which rises laterally to the column until it is exposed.

A questo punto si pu? calare nuovamente la colonna 5 fino ad inserire completamente il peduncolo nel liner completando cos? la colonna e, una volta che la malta cementizia ha fatto presa, proseguire per i collegamenti del reintegro alla testa pozzo. At this point you can? lower column 5 again until the pedicle is completely inserted into the liner, thus completing? the column and, once the cement mortar has set, continue for the reintegration connections to the wellhead.

Durante questa fase di inserimento-estrazione e reinserimento del peduncolo, dopo corretta misurazione vengono applicati, in superficie, i dispositivi secondo l'invenzione per l'ancoraggio della parte superiore della colonna. During this step of insertion-extraction and re-insertion of the pedicle, after correct measurement, the devices according to the invention for anchoring the upper part of the column are applied on the surface.

Questi sono costituiti da cunei del tipo di quelli illustrati nelle figure 3 e 4. These consist of wedges of the type illustrated in Figures 3 and 4.

Questi cunei comprendono preferibilmente tre parti, indicate rispettivamente con 6, 6' e 6'', sagomati internamente come la colonna da serrare, mentre all'esterno presentano smussi o intagli 7 in modo da lasciare fra la testa pozzo e il cuneo luci sufficienti a permettere il passaggio dei fanghi e della malta cementizia. These wedges preferably comprise three parts, indicated respectively with 6, 6 'and 6' ', internally shaped like the column to be clamped, while on the outside they have bevels or notches 7 so as to leave sufficient gaps between the wellhead and the wedge to allow the passage of sludge and cement mortar.

I bordi di unione di ciascuno degli elementi 6, 6' e 6'' saranno sagomati a greca, come visibile in figura 4, e ci? per evitare il disassamento di una parte rispetto all'altra a causa dello sfregamento del cuneo contro le pareti della testa pozzo quando si cala il ripristino. Questi elementi componenti il cuneo verranno serrati contro la colonna per mezzo di bulloni 8 o simili. The joining edges of each of the elements 6, 6 'and 6' 'will be fret-shaped, as shown in figure 4, and what? to avoid misalignment of one part with respect to the other due to the wedge rubbing against the walls of the wellhead when lowering the restoration. These elements making up the wedge will be tightened against the column by means of bolts 8 or the like.

Le diverse fasi descritte in precedenza sono illustrate schematicamente nelle figure da 2a a 2d. The different steps described above are schematically illustrated in Figures 2a to 2d.

Qui con il N. 9 si indica il rocchetto esterno o "casing spool<11>, al quale viene ancorata tutta la colonna, mentre con il N. 10 si indica il tubo di manovra al quale la colonna ? appesa. Here with No. 9 indicates the external spool or "casing spool <11>, to which the whole column is anchored, while No. 10 indicates the maneuvering tube to which the column is hung.

Come gi? detto, si cala la colonna fino a quando la pressione del fluido di circolazione aumenta, indicando che il peduncolo ha imboccato il liner. How already? said, the column is lowered until the pressure of the circulating fluid increases, indicating that the peduncle has entered the liner.

Si interrompe la circolazione e si cala ancora di una misura uguale alla lunghezza del peduncolo e, in superficie, ci si trova nella situazione di figura 2a. The circulation is interrupted and it is lowered again by a measure equal to the length of the peduncle and, on the surface, we find ourselves in the situation of figure 2a.

A questo punto, conoscendo la distanza fra la tavola rotante ed il rocchetto 9, ? possibile conoscere con esattezza la zona 11 dove applicare i cunei in modo che quando la colonna, dopo essere stata sollevata per la cementazione, viene nuovamente calata, i cunei vadano a posizionarsi nel rocchetto con la parte inferiore della colonna che termina a breve distanza dal fondo dell'imbocco del liner in modo che la colonna resti appesa al rocchetto, trattenuta dai cunei. At this point, knowing the distance between the rotary table and the reel 9,? It is possible to know exactly the area 11 where to apply the wedges so that when the column, after being raised for cementation, is lowered again, the wedges are positioned in the spool with the lower part of the column ending a short distance from the bottom of the inlet of the liner so that the column hangs on the spool, held by the wedges.

Si solleva la colonna fino a portare il tratto in cui vanno applicati i cunei al di sopra della tavola rotante (figura 2b) e si applicano i cunei di centraggio ed ancoraggio superiori alla colonna. The column is raised until the section in which the wedges are to be applied is raised above the rotary table (figure 2b) and the centering and anchoring wedges above the column are applied.

Si cala quindi la colonna portandosi nella situazione di figura 2c, e si inizia la cementazione. The column is then lowered to the situation of figure 2c, and cementation is started.

Al termine della cementazione, prima che il calcestruzzo faccia presa, si cala nuovamente la colonna portandosi nella posizione di figura 2d, con il peduncolo che penetrato nel liner ed i cunei di centraggio e ancoraggio che vanno in appoggio nella propria sede prevista nello spool . At the end of the cementation, before the concrete sets, the column is lowered again to the position of figure 2d, with the peduncle that has penetrated into the liner and the centering and anchoring wedges that rest in their seat provided in the spool.

Questa soluzione presenta diversi sostanziali vantaggi. Innanzitutto il metodo secondo l'invenzione, grazie anche alla particolare configurazione dei cunei di ancoraggio, permette di serrarli attorno alla colonna quando questa ? sollevata, senza la necessit? di sollevare la testa pozzo. E' infatti sufficiente, una volta applicati i cunei, far scendere la colonna fino a quando questi vanno in posizione nel massello, con la colonna che si autocentra e resta saldamente ancorata. This solution has several substantial advantages. First of all, the method according to the invention, thanks also to the particular configuration of the anchoring wedges, allows them to be tightened around the column when the latter? raised, without the need? to raise the wellhead. In fact, once the wedges have been applied, it is sufficient to lower the column until they go into position in the block, with the column that self-centers and remains firmly anchored.

Inoltre la configurazione a greca dei bordi dei cunei assicura che venga mantenuto .il perfetto mutuo allineamento . Furthermore, the fretted configuration of the edges of the wedges ensures that perfect mutual alignment is maintained.

La presenza delle luci 7 permette poi di scaricare liberamente i fanghi dalla testa pozzo. The presence of the ports 7 then allows the sludge to be freely discharged from the wellhead.

Un esperto del ramo potr? poi prevedere numerose modifiche e varianti, che dovranno per? ritenersi tutte comprese nell'ambito del presente trovato. An expert in the field will be able to? then provide for numerous modifications and variations, which will have to for? all are to be considered included in the scope of the present invention.

Claims

CLAIMS 1- Method for positioning and anchoring make-up columns in oil wells where the make-up column is lowered, maintaining a circulation of fluid, until the increase in fluid pressure indicates that the peduncle has entered the liner , continue until the inlet is complete and the column is raised by a section greater than the length of the peduncle, cementation is carried out and then the anchoring devices are applied, characterized by the fact that when the column? completely lowered, the position in which the anchoring devices must be applied is identified and that the latter are opened and tightened around the column, in correspondence with the identified point, when the column? raised and without lifting the wellhead. 2- Anchor wedges for columns of oil wells characterized by the fact of being made up of several? wedge-shaped parts hinged to each other so as to be able to open and tighten them around the column, clamping means being provided to prevent the opening of the wedges, allowing them to? a further tightening for engagement with the inclined walls of the anchor spool. 3- Anchor wedges according to claim 2, wherein said means for tightening the wedges are constituted by bolts which pass through holes of greater diameter provided in one of the wedges and screw into the adjacent wedge, the head of said bolts acting as an element of stop to prevent the opening of said wedges. 4- Anchor wedges according to claim 3, characterized in that they provide, at the top, bevels which define, between said wedges and the walls of the suspension spool, openings for the passage of the circulation sludge. 5- Anchor wedges according to any one of claims 2 to 4, characterized by the fact that they have toothed lateral edges, with the teeth entering into mutual engagement to avoid axial displacements of a part of the wedge with respect to the contiguous one. 6- Anchor wedges according to claim 5, in which said lateral profiles are fret-shaped. 7- Anchor wedges as described and illustrated.