INTELIGENTE Campo da Invenção

[0001] A presente invenção trata de um aperfeiçoamento em obturador {packeή convencional compreendendo um adaptador superior, um adaptador inferior e um tubo interno especialmente adaptados para permitir a passagem de linhas de controle hidráulico ou cabos elétricos ou cabos ópticos através do obturador sem interferir na passagem de ferramentas nem no fluxo pela coluna de produção ou injeção. O obturador convencional segundo a presente invenção se transforma em um obturador com passagens ( feedthrough packer). Essa habilidade permite a utilização de obturadores convencionais em colunas dimensionadas para uso em completação inteligente de poços de petróleo.

Descrição do Estado da Técnica

[0002] Os obturadores especiais ( feedthrough packer) utilizados em completação inteligente possuem os mesmos componentes de obturadores convencionais para poços de petróleo, tais como, cunhas de ancoragem, mandril, elementos de vedação, blocos de arrasto, etc. No entanto existe uma fundamental diferença em relação aos obturadores convencionais que é a presença de canais que atravessam o equipamento, possibilitando o controle e monitoramento de equipamentos que se encontram abaixo do obturador por meio de tubos hidráulicos ou linhas elétricas. São aplicados nos poços para completação inteligente e apresentam um elevado custo em face do projeto já contemplar essas passagens especiais. Nenhum documento do estado da técnica compreende essa solução de adaptação dos obturadores convencionais para uso como obturadores de completação inteligente.

Descrição Resumida da Invenção

[0003] A presente invenção trata de adaptadores com canais de passagem que são instaladas nas extremidades de um obturador convencional juntamente com um tubo interno inserido internamente ao mandril criando um espaço anular circular excêntrico entre este tubo interno e o mandril, com isso possibilitando a passagem de linhas hidráulicas ou cabos de comunicação, habilitando um obturador convencional para completação inteligente. O custo dessa adaptação é inferior quando comparado a uma aquisição de obturadores especiais porque permite a utilização do plantei de obturadores convencionais sem a necessidade de aquisição de equipamentos cuja utilização é muito particular e específica.

Breve Descrição dos Desenhos

[0004] A presente invenção será descrita com mais detalhes a seguir, com referência às figuras em anexo que, de uma forma esquemática e não limitativa do escopo inventivo, representam exemplos de realização da mesma. Nos desenhos, têm-se:

- A Figura 1 ilustrando uma conexão superior de um obturador convencional do estado da técnica;

- A Figura 2 ilustrando uma conexão inferior de um obturador convencional do estado da técnica;

- A Figura 3 ilustrando o elemento rotativo do adaptador inferior segundo a presente invenção;

- A Figura 4 ilustrando o elemento roscado, fixo à coluna do adaptador inferior segundo a presente invenção;

- A Figura 5 ilustrando a montagem do elemento rotativo e elemento roscado para formar parte do adaptador inferior do obturador segundo a presente invenção;

- A Figura 6 ilustrando o elemento do adaptador inferior fixo ao obturador segundo a presente invenção;

- A Figura 7 ilustra uma vista em perspectiva do elemento adaptador inferior fixo ao obturador segundo a presente invenção.

- A Figura 8 ilustrando o adaptador superior do obturador segundo a presente invenção;

- A Figura 9 ilustrando a montagem compreendendo o adaptador inferior com os elementos fixo e rotativo do obturador segundo a presente invenção; - A Figura 10 ilustrando o mandril do obturador utilizando os adaptadores superior e inferior enroscadas no mesmo segundo a presente invenção;

- A Figura 11 ilustrando um obturador hidráulico/hidrostático convencional de uso comum;

- A Figura 12 ilustrando o mesmo obturador com os adaptadores segundo a presente invenção, para uso como obturador com passagens ( feedthrough packer) em completação inteligente;

- A Figura 13 ilustrando um esquema do mandril de alojamento do PDG com sensor PDG instalado;

- A Figura 14 ilustrando um desenho de uma coluna de um poço em completação inteligente, mostrando o posicionamento do mandril PDG e dos obturadores ( packers ) com passagem do cabo PDG;

- A Figura 15 ilustrando, do estado da técnica, uma válvula de camisa deslizante.

Descrição Detalhada da Invenção

[0005] A presente invenção compreende um adaptador superior (50) e um adaptador inferior (40), e um tubo interno (62) montados de forma que o obturador (80) ( packer ) convencional (Figura 11 ) fique apto para permitir a passagem interna de linhas de controle hidráulicas e/ou cabos elétricos de sinal (PDG - Permanent Downhole Gaugé) (82) possibilitando comandar equipamentos hidráulicos posicionados abaixo do obturador (80) (Ex. válvulas de camisa deslizante (Figura 15)) ou transmitir dados de sensores (Figura 13) (Ex. registro de pressão temperatura) que estão também posicionados na coluna abaixo do obturador (80) {packer).

[0006] Mais precisamente, a presente invenção compreende a montagem dos adaptadores superior, inferior e do tubo interno, em um obturador ( packer ) convencional (Figuras 10 e 11 ) de modo a transformá-lo em um obturador especial com passagens ( feedthrough packer) para completação inteligente. [0007] O obturador (80) adaptado para permitir a passagem de linhas hidráulicas ou elétricas (60), segundo a presente invenção, compreende o adaptador superior (40) (Figura 8), adaptador inferior (50) (Figura 9), e o tubo interno (62) (Figura 12), sendo os adaptadores enroscados diretamente nas conexões originais do obturador (Figuras 1 e 2) e permitindo o alojamento do tubo interno que atravessa o mandril do obturador convencional, de tal forma a criar um espaço anular no comprimento útil do mandril (64) para possibilitar a passagem de um cabo (60).

[0008] O adaptador inferior (50) é construído de forma que o tubo interno (62) se posicione no interior do mandril do obturador (64) (Figura 10) de forma excêntrica ao mesmo e permita criar um espaço anular suficiente para a passagem das linhas elétricas ou hidráulicas (60). Da mesma forma o adaptador superior (40) também é construído para garantir o mesmo alinhamento do tubo interno (62) e mantendo o espaço anular e passagem dos cabos elétricos ou hidráulicos (60).

[0009] O adaptador inferior (50), segundo a presente invenção, compreende ainda uma conexão rotativa (70) (Figura 5) composta por um primeiro elemento rotativo (20) e um segundo elemento fixo à coluna (30) (Figuras 3, 4 e 5). Sua montagem, juntamente com a rosca (63) do adaptador inferior (50) da Figura 6, é mostrada na Figura 9.

[0010] Como pode ser observado na Figura 3, o elemento rotativo (20) compreende um primeiro diâmetro interno (24) dotado de rosqueamento; um segundo diâmetro interno dotado de superfície interna de vedação (26) ligeiramente menor que o primeiro diâmetro interno (24); um terceiro diâmetro interno (28) menor que o segundo diâmetro interno (26); em que esta diferença de diâmetros entre o segundo e o terceiro diâmetros formam um degrau (22) ortogonal aos diâmetros (26) e (28).

[0011] Como pode ser observado na Figura 4, o elemento fixo à coluna (30) compreende uma rosca (53), um primeiro diâmetro externo (34); um segundo diâmetro externo (38) menor que o primeiro diâmetro externo (34); em que esta diferença de diâmetros entre o primeiro e o segundo diâmetros formam um degrau (32) ortogonal aos diâmetros (34) e (38). Adicionalmente, dito elemento fixo à coluna (30) compreende um primeiro diâmetro interno (36).

[0012] A Figura 8 ilustra o adaptador superior (40) do obturador (80) com a passagem da linha hidráulica ou elétrica (42) com as roscas para a coluna (63) e para o mandril (64) do obturador (80) e para a rosca (53) de conexão da linha hidráulica (65). Internamente está mostrado o alojamento do tubo interno (62) no adaptador superior (66).

[0013] A Figura 9 ilustra a montagem dos elementos rotativo (20) e fixo à coluna (30) no adaptador inferior (50), em que o acoplamento se efetua de forma ajustada entre elementos fixo (30) e adaptador inferior (50) ao elemento rotativo (20), de forma que o diâmetro externo (56) do elemento fixo (50) se encaixe de forma justa no diâmetro interno (36) do elemento fixo à coluna (30). Este acoplamento é vedado por meio de O-rings (59).

[0014] A Figura 10 ilustra o adaptador inferior (50) rosqueado pela sua rosca (53) na respectiva extremidade inferior do obturador (80), sendo que o tubo interno (62) de diâmetro inferior ao diâmetro interno do mandril (64) do obturador

(80), é instalado internamente de tal forma a criar um espaço anular para possibilitar a passagem de um cabo (60). Esse tubo interno (62) não veda nas extremidades e possui um orifício (67) para que haja garantia de comunicação entre o fluido da coluna e o mecanismo de acionamento do obturador (80). Em seguida é montado o adaptador superior (40) de forma a não receber o aperto final, sendo então passado o cabo (60) de comunicação ou linha hidráulica através do mandril (64) do obturador (80). Após essa montagem, é realizado o aperto final sem a possibilidade de torção do cabo (60), sendo em seguida fixadas as anilhas de vedação (61 ) nas extremidades do cabo (60).

[0015] A Figura 13 apresenta um esquema do mandril de alojamento do PDG

(81 ) com sensor PDG (82) instalado.

[0016] A Figura 15 mostra uma válvula de camisa deslizante, item compreendido no estado da técnica, operada hidraulicamente para abertura e fechamento ( sliding sleevé), utilizada na coluna de produção ou injeção para estabelecer comunicação entre o interior e o exterior da coluna.

[0017] Uma vez finalizada a montagem do obturador (80) segundo a presente invenção, realizam-se os testes hidrostáticos no conjunto para verificação de possíveis vazamentos, pelo tamponamento de uma das extremidades (53) e pressurização na outra extremidade (53) observando o limite da pressão de assentamento do obturador (80)). Passando nos testes, o obturador (80) segundo a presente invenção está pronto para uso.

[0018] Deve ser notado que, apesar de a presente invenção ter sido descrita com relação aos desenhos em anexo, a montagem pode ser utilizada em outros equipamentos que possuam mandris roscados e que necessitam passagens internas alternativamente à passagem externa seja por impossibilidade (presença de obturadores) ou por limitações de diâmetro externo (âncora de coluna, etc). Esta invenção poderá sofrer modificações e adaptações pelos técnicos versados no assunto, dependendo da situação específica, mas desde que dentro do escopo inventivo aqui definido.