CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a uma ferramenta verificadora de válvulas de segurança de subsuperfície DHSV (em inglês,“Down-Hole Safety Valve”), e um método de verificação de válvulas DHSV com a ferramenta verificadora operada com SlickLine.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[002] A válvula de segurança de subsuperfície (DHSV) é um componente de colunas de produção de petróleo que fica posicionada abaixo do fundo do mar. Essa válvula tem a função de evitar erupções ou fluxos descontrolados de poços de petróleo, caso ocorra alguma falha em equipamentos de segurança de superfície, preservando o meio ambiente e vidas marinhas e de operadores em plataformas no mar.

[003] A válvula DHSV possui uma flapper (que funciona como uma tampa) que, quando não atuada, fica na posição fechada e, durante a produção do poço, a DHSV deve ficar na posição aberta, permitindo o fluxo pela coluna.

[004] No entanto, devido a ocorrências de falhas de funcionamento (abertura) da válvula DHSV, em especial em situações onde a flapper da DHSV fecha indevidamente, com a despressurização da linha de controle hidráulica, é necessário travar a flapper da DHSV na posição aberta para a passagem de ferramentas de intervenção do tipo Slickline, Flexitubo, etc.

[005] Para contornar problemas de falhas com prisões indesejadas da flapper e viabilizar as operações de intervenção no poço, usualmente é utilizada uma camisa de bloqueio (“ sleeve”) e assentada com SlickLine para posteriormente se realizar descidas de ferramentas de operação. Uma camisa de bloqueio, também denominada de“camisão”, é um tubo longo, com comprimento suficiente para ultrapassar a flapper da DHSV quando assentado, travando a flapper na posição aberta e possibilitando passagem de fluxo e das ferramentas de operação, por exemplo, Slickline, Flexitubo, etc. As ferramentas são acopladas ao camisão que trava a flapper e permite a abertura temporária da válvula, evitando interferências e prisão com a flapper.

[006] No entanto, estas montagens de ferramentas com camisão são complexas e possuem um considerável grau de dificuldade, além do alto risco da operação devido ao porte dos equipamentos e as condições operacionais extremas no poço.

[007] Atualmente as operações com o camisão são realizadas havendo certeza ou não da real condição da flapper da DHSV, o que traz riscos e perda de tempo desnecessários à operação ao utilizar os camisões nos casos onde a flapper está funcionando corretamente.

[008] Os documentos GB2186305 (Al), US2010108325 (Al) e

US2004007365 (Al) descrevem métodos e aparelhos onde uma camisa de bloqueio (camisão) pode ser encaixada e operada por uma ferramenta para posicionar a camisa de bloqueio na válvula DHSV e travar a flapper da válvula DHSV em uma posição aberta. No entanto, nenhum desses documentos faz uma verificação prévia da condição da válvula DHSV.

[009] Para resolver o problema de falhas de funcionamento

(abertura) da válvula DHSV e evitar as operações desnecessárias com o camisão, foi desenvolvida uma ferramenta verificadora da funcionalidade da válvula de segurança de subsuperfície (DHSV), denominada de FVF-2Z, e um método de verificação de válvulas DHSV com a ferramenta verificadora.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO [0010] O objetivo da presente invenção é prover uma ferramenta verificadora versátil para verificar a funcionalidade de válvulas de segurança de subsuperfície (DHSV) e um método de verificação de válvula de segurança de subsuperfície com a ferramenta verificadora. A verificação visa avaliar a necessidade do uso de um camisão acoplado ou não às ferramentas de operação.

[0011] Outras formas de verificação da operacionalidade da flapper, consistem em observar os valores de pressão dos sensores PDG (em inglês,“ Permanent Downhole Gauges”), e realizar circulação reversa no poço. Tais operações dependem de capacidade de armazenagem de fluídos da sonda (deficitária) e integridade dos marcadores de pressão (muita das vezes danificados).

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[0012] A presente invenção se refere a uma ferramenta verificadora da funcionalidade da válvula de segurança de subsuperfície, denominada de FVF-2Z, e um método de verificação de válvulas DHSV com a ferramenta verificadora FVF-2Z operada com SlickLine.

[0013] A ferramenta verificadora FVF-2Z é inserida com uma unidade de SlickLine em uma coluna de produção juntamente com uma camisa de bloqueio (camisão). Após a ferramenta chegar no ponto em que se encontra a flapper da DHSV e ser posicionada na coluna de produção, a ferramenta é acionada e são realizados movimentos alternados na direção da flapper, de subida (para cima) e descida (para baixo), de modo a identificar qualquer interferência e/ou obstrução da válvula causada pela flapper durante o movimento de subida (para cima) do conjunto ferramenta mais camisão.

[0014] Nos casos em que há interferência/obstrução causada pela flapper da DHSV, é feito o assentamento do camisão na coluna de produção do poço com a liberação de um aplicador, e a ferramenta verificadora é desacoplada do camisão por meio de um elemento de conexão, o que permite que os componentes da ferramenta verificadora possam ser retirados do poço e retomados à superfície pela unidade de SlickLine para liberar a passagem para ferramentas de operação através do interior do camisão que já está assentado.

[0015] Nos casos em que não há a interferência/obstrução causada pela flapper da DHSV, não há necessidade de assentar o camisão na coluna de produção do poço e, dessa forma, a ferramenta verificadora e o camisão podem ser removidos do poço, pela unidade de SlickLine, sem trazer os riscos e a perda de tempo desnecessários à operação ao utilizar os camisões nos casos onde a flapper está funcionando corretamente.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0016] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas, as quais:

- a figura 1 ilustra o conjunto da ferramenta verificadora FVF-2Z, seus componentes e o camisão, de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção;

- a figura 2 ilustra a ponteira topadora da ferramenta verificadora FVF-2Z; e

- a figura 3 apresenta a ponteira topadora da figura 2 concretizada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0017] A descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a invenção não está limitada a essa concretização particular.

[0018] A figura 1 ilustra o conjunto da ferramenta verificadora FVF-2Z, seus componentes e o camisão (6) (do tipo workover ). A ferramenta verificadora FVF-2Z é constituída pelos seguintes componentes:

- uma ponteira topadora (1);

- uma haste de contato (2) (tubo mecânico trefilado) acoplada logo acima da ponteira topadora (1), que fica exposta e em contato com a flapper da DHSV. A haste (2) é lisa e não deverá possuir saliências que possibilitem interferências antecipadas;

- centralizadores do tipo colar (3), que são responsáveis pela centralização do conjunto de hastes (2, 4, 5, 7) e ponteira topadora (1), para impedir a interferência das hastes (2, 4, 5, 7) e da ponteira topadora (1) com a borda do camisão (6) durante a movimentação da ferramenta verificadora (FVF-2Z) e durante a subida (movimento para cima) da ferramenta verificadora (FVF-2Z), quando há real necessidade de assentamento do camisão (6) por não operacionalidade da flapper;

- uma haste dedicada (4) (tubo mecânico trefilado) para fixação do primeiro centralizador (3), conectada acima da haste de contato

(2), inteiramente coberta pelo camisão (6), e que suporta os centralizadores

(3);

- hastes intermediárias (5) (tubo mecânico trefilado) para suportar um segundo centralizador, fazendo ligação e extensão da ferramenta verificadora FVF-2Z;

- um adaptador (7) de conexão entre a ferramenta verificadora FVF-2Z a um aplicador (pescador) (8);

- um aplicador (pescador) (8); e

- elementos de fixação (9, 10, 11, 12), dos tipos parafuso e pinos de cisalhamento.

[0019] A figura 2 A mostra uma vista lateral da ponteira topadora (1) da ferramenta verificadora FVF-2Z composta por ogiva (la), disco topador (lb) e mandril do topador (lc), onde pode ser visto, em detalhes, a ogiva (la), o disco topador (lb) e o mandril do topador tipo disco (lc).

[0020] A figura 2B mostra uma vista frontal da ponteira topadora d).

[0021] A figura 3 traz uma concretização da ponteira topadora da ferramenta verificadora FVF-2Z da presente invenção.

[0022] A figura 4A mostra uma vista lateral de um centralizador do tipo colar (3) composto por um colar (3a) e um mandril de suporte (3b).

[0023] A figura 4B mostra uma vista em corte (seção A- A, indicada na figura 4A) do centralizador.

[0024] Em uma concretização preferencial, a ferramenta verificadora FVF-2Z possui as seguintes dimensões: a haste de contato (2) possui as dimensões f 77,5 x 1276, a haste dedicada (4) para fixação do primeiro centralizador (3), que possui as dimensões f 40 x f 26 x 950, as hastes intermediárias (5) possuem as dimensões f 40 x f 26 x 1337, o adaptador (7) possui as dimensões f 40 x f 65 x 335, os elementos de fixação (9) são parafusos do tipo sem cabeça sextavado interno ¼” - 20UNC, o elemento de fixação (10) é um parafuso do tipo com cabeça cilíndrica“ALLEN” #1/4” - 20 UNC, o elemento de fixação (11) é um pino elástico f 1/8” x 5/16” e o elemento de fixação (12) é um pino elástico f 3/16” x 1 1/2”.

[0025] Para fazer a verificação da funcionalidade da válvula de segurança DHSV, a presente invenção compreende um método de verificação de válvula DHSV com o uso da ferramenta verificadora FVF- 2Z.

[0026] O método de verificação de válvulas DHSV com a ferramenta verificadora FVF-2Z compreende as seguintes etapas:

(a) inserir a ferramenta verificadora FVF-2Z com o camisão (6) em uma coluna de produção do poço;

(b) posicionar a ferramenta verificadora FVF-2Z e o camisão (6) na coluna de produção do poço quando o conjunto atingir a flapper da válvula DHS V ;

(c) movimentar a ferramenta verificadora FVF-2Z e o camisão (6) em movimentos alternados para cima e para baixo pelo ponto em que se encontra a flapper;

em que a ponteira topadora (1), faz a verificação da funcionalidade da válvula DHSV na etapa (c) que, em caso de interferência ou falha da flapper, proporciona um incremento de tensão quando a ferramenta verificadora FVF-2Z e o camisão (6) são movimentados para cima, onde este incremento é detectado pelo operador da ferramenta verificadora FVF-2Z. Dessa forma, a interferência ou falha da flapper é detectada.

[0027] Nos casos em que há interferência ou falha causada pela flapper da DHSV, o camisão (6) é assentado na coluna de produção do poço por meio da liberação do aplicador (8), a ferramenta verificadora é desacoplada do camisão (6), permitindo que os componentes da ferramenta verificadora FVF-2Z possam ser retirados da coluna de produção do poço e retornados à superfície para liberar a passagem para ferramentas de operação através do interior do camisão (11) que já está assentado.

[0028] Nos casos em que não há a interferência ou falha causada pela flapper da DHSV (a flapper está operando normalmente), não há necessidade de assentar o camisão (6) na coluna de produção do poço e, dessa forma, a ferramenta verificadora FVF-2Z e o camisão (6) podem ser removidos do poço, sem trazer os riscos e a perda de tempo desnecessários à operação ao utilizar camisões nos casos onde a flapper está funcionando corretamente.

[0029] A presente invenção traz significativas vantagens económicas e relacionadas a produtividade da operação.

[0030] Antes da verificação da funcionalidade da válvula DHSV com a ferramenta verificadora FVF-2Z, várias operações sem a necessidade do uso de um camisão, quando a válvula DHSV não apresentava falha em sua funcionalidade, eram feitas. Esse uso desnecessário do camisão traz uma diminuição da produtividade, aumento dos custos e riscos de ambientais da operação, além de um significativo acréscimo de horas à operação.

[0031] Durante uma operação em uma válvula DHSV em uma coluna de produção de um poço, sem a verificação da funcionalidade da válvula DHSV com a ferramenta verificadora FVF-2Z e com incertezas de que a flapper da válvula não irá apresentar interferência, foi visto que o tempo gasto entre acoplamento das ferramentas de operação ao camisão, descida do conjunto de ferramentas de operação e camisão até a válvula DHSV, com vários assentamentos previstos e dificuldades operacionais inerentes ao uso do camisão (6), chegou a 168 horas.

[0032] As operações de verificação de válvulas DHSV com o uso da ferramenta verificadora FVF-2Z levam, em média 8 horas (Total), sendo 4 horas para montagem, 3 horas de operação de identificação e 1 hora de desmontagem.

[0033] Ou seja, nos casos em que a verificação de válvulas DHSV é feita com o uso da ferramenta verificadora FVF-2Z e a funcionalidade da válvula está perfeita, há uma economia de 160horas, equivalente a 7 dias. Essas horas correspondem ao tempo de antecipação para retornar à produção do poço afetado por essa operação desnecessária, enquanto agora, devido a finalização antecipada da intervenção com o uso da ferramenta verificadora, correspondem ao tempo antecipado de retomo para a produção do poço em plena capacidade.

[0034] Nos casos em que a verificação de válvulas DHSV é feita com o uso da ferramenta verificadora FVF-2Z e a funcionalidade da flapper apresenta interferência, não há uma economia de tempo significativa, uma vez que serão necessárias várias retiradas e assentamentos do camisão com operações acopladas.

[0035] Assim, fica evidente a importância e os benefícios operacionais e económicos trazidos pela ferramenta verificadora da presente invenção.

[0036] Além de todas as vantagens descritas acima, a presente invenção proporciona aos operadores, adicionalmente, segurança e tranquilidade na execução das operações nas válvulas DHSV, garantindo melhor desempenho e produtividade.

[0037] As dimensões apresentadas acima são ilustrativas e não limitam a presente invenção. Alterações necessárias de acordo com a coluna de produção, a válvula DHSV e as condições de trabalho, são naturalmente derivadas da presente invenção e evidentes para um técnico no assunto.