DESOBSTRUÇÃO EM POÇO DE SONDAGEM" Refere-se o presente relatório descritivo, a um pedido de patente de invenção para um conjunto de elementos cuja montagem entre si forma um inédito dispositivo para ser instalado na coluna de revestimento usada na cimentação da parede de poços de sondagem, gás/óleo e/ou mineral.

Após introduzida essa coluna tubular de revestimento no poço (para a etapa de cimentação), caso hajam obstruções que impeçam sua descida ao fundo, o dispositivo, motivo desse pedido de patente, permite que a coluna de revestimento seja acoplada ao mandril rotativo do equipamento de sondagem que, em torque, simultaneamente injeta o fluido para provocar o desbaste na parede até a desobstrução, para que o referido revestimento chegue até o fundo do poço.

Após a ultrapassagem da coluna de revestimento pelo ponto desobstruído e sua descida até o fundo do poço, é automaticamente acionada a injeção de pasta de cimento para o revestimento da parede do poço, evitando-se assim, paradas para substituições de equipamentos e morosidade nessa etapa de cimentação do poço.

ESTADO DA TÉCNICA

Como é de conhecimento por técnicos no segmento de sondagem mineral e/ou gás/óleo, à medida em que o solo vai sendo perfurado pela coroa em giro, a parede do poço deve ser revestida com tubos de aço e cimentada com uma pasta de cimento para que sejam isoladas zonas intermediárias de rocha e mantidas a descida e subida normais da coluna de perfuração, sem obstruções.

Para essa etapa de cimentação, através do equipamento de elevação a coluna de perfuração é retirada e, em seu lugar introduzido um equipamento denominado coluna tubular de revestimento que, por seu terminal (sapata), junto ao fundo do poço, injeta a pasta de cimento que em fortíssima pressão sobe e adere ao espaço entre a parede do poço e a coluna de revestimento, assim provocando a cimentação (pela pasta de cimento). Em seguida os equipamentos de superfície são desmobilizados e a coluna de perfuração é novamente introduzida para continuidade da ação da coroa em giro, acionada pelo mandril do equipamento de sondagem, desbastando o cimento residual fraguado do fundo do poço e penetrando normalmente solo adentro.

Ocorre que, pelas próprias características agressivas da perfuração os desmoronamentos na parede do poço formam "calos" ou obstruções que impedem a descida total da coluna de revestimento até o fundo para a referida etapa da injeção da pasta de cimento. Se forçada por seu próprio peso contra a obstrução detectada, a referida coluna de revestimento pode ser danificada. Nesses casos, pelo terminal da coluna de revestimento ao invés da pasta de cimento é injetado fluido que sobe a partir do fundo do poço pelo espaço anular até alcançar a obstrução, na tentativa de "amolecê-la", "desbastá-la" ou "erodi-la" pelo fluxo contínuo e forte pressão impostos. Tal procedimento é, portanto, necessário para que a coluna de revestimento alcance o fundo do poço e a cimentação da parede possa ser efetuada com sucesso.

Essa operação de revestimento pode, no entanto, tornar-se ainda mais complexa caso a tentativa de desobstrução não tenha êxito inicial (mesmo com a injeção do fluido). Isso pode acontecer pela dureza do material (obstrução) encontrado, quando então, com o auxílio do sistema de elevação de coluna do equipamento de sondagem a coluna de revestimento deve ser retirada, sendo novamente introduzida a coluna de perfuração acoplada no mandril para finalizar o desbaste da obstrução através da ação da coroa em giro. Somente assim, após a retirada da coluna de perfuração com a abertura do mandril e com o auxílio do sistema de elevação da sonda a coluna de revestimento pode ser reintroduzida para, finalmente, injetar a pasta de cimento entre o revestimento e a parede do poço. Em seguida, com o auxílio do sistema de elevação de coluna do equipamento de sondagem a coluna de perfuração é reintroduzida no poço e assim reiniciada a próxima fase de perfuração (caso haja essa nova fase de perfuração).

Como se percebe, a operação de desobstrução de barreiras no interior do poço na etapa de descida da coluna de revestimento pode tornar-se custosa com essas manobras e substituições de equipamentos adicionais, trazendo morosidade no sistema de perfuração de poços para a sondagem de minério e óleo/gás.

OBJETIVO DA PATENTE

O dispositivo em questão, motivo desse pedido de patente, irá possibilitar o giro da coluna de revestimento simultaneamente à injeção de fluido caso haja obstrução na parede do poço em perfuração. Com isso a coluna de revestimento pode trabalhar em baixo torque (sem danos) combinado à injeção de fluido para a erosão ou desbaste da obstrução dentro do poço, seguindo-se à injeção da pasta de cimento sem que nessa etapa tenha de ser retirada e reintroduzida alternadamente a coluna de perfuração (como ocorre usualmente).

Explicado superficialmente, passa o dispositivo e o sistema de montagem e funcionamento que o envolvem, a ser melhor detalhados através dos desenhos anexos, pelos quais se vêem:

Figura 1 - vista em perspectiva explodida mostrando todos os elementos do dispositivo. Nessa vista é mostrado, alinhados de baixo para cima, uma caixa retentora inferior, a qual recebe um jogo de anéis retentores seguidos de um eixo vazado receptor de um rolamento inferior, além de um mancai no qual aloja-se um rolamento superior. Nesse rolamento superior assenta-se um suporte seguido de anel espaçador sobre o qual é alinhada uma caixa retentora superior, receptora de anéis retentores e anéis o'ring. Na parte superior dessa vista é mostrada uma cabeça superior com bocal aberto, dotada de entrada de fluido além de um olhai superior. No detalhe ampliado IA é mostrada a caixa retentora inferior à qual alinha-se o seu jogo de anéis retentores. No detalhe ampliado 1B é mostrado que os anéis retentores foram acomodados internamente na caixa retentora inferior;

Figura 2 - vista segundo figura anterior. No detalhe ampliado 2A é mostrada a caixa retentora inferior com seus anéis retentores, alinhada ao eixo vazado. Em 2B é mostrado que o eixo vazado foi acoplado à caixa retentora inferior, com vedação através dos anéis retentores internos;

Figura 3 - vista segundo figura anterior. No detalhe ampliado 3A é mostrado o rolamento inferior alinhado ao eixo vazado. Em 3B é mostrado que o rolamento inferior foi introduzido pelo eixo vazado e assentado no pescoço da caixa retentora inferior;

Figura 4 - vista segundo figura anterior. No detalhe ampliado 4A é mostrado o mancai alinhado ao eixo vazado montado na caixa retentora inferior. Em 4B é mostrado que o mancai envolveu o eixo vazado e foi assentado na borda na caixa retentora inferior para aparafusamento entre ambos (caixa retentora inferior e mancai);

Figura 5 - vista segundo figura anterior. No detalhe ampliado 5A é mostrado que o rolamento superior está alinhado ao mancai e, sobre este, alinhado um suporte cilíndrico. No detalhe ampliado 5B é mostrado que o rolamento superior, bem como o suporte cilíndrico também envolveram o eixo vazado e estão alojados no interior do mancai. Nessa condição, o suporte cilíndrico, por um furo de sua parede é travado, por parafuso, no eixo vazado;

Figura 6 - vista segundo figura anterior. No detalhe ampliado 6A, é mostrado que o anel espaçador está alinhado ao mancai. No detalhe ampliado 6B é mostrado que o anel espaçador ultrapassou o eixo vazado e foi assentado no mancai, de modo a envolver o suporte cilíndrico;

Figura 7 - vista segundo figura anterior. No detalhe ampliado 7A é mostrado que o jogo de anéis retentores e anéis o'ring estão alinhados à caixa retentora superior. Em 7B é mostrado que os anéis retentores foram acomodados no interior da caixa retentora superior que, por seus rebaixos externos, recebe os anéis o'ring;

Figura 8 - vista segundo figura anterior. No detalhe ampliado 8 A é mostrado que a caixa retentora superior já montada com os anéis retentores e o'ring está alinhada ao anel espaçador assentado no mancai. Em 8B é mostrado que a caixa retentora superior foi introduzida pelo eixo vazado, o qual, por sua vez, foi envolvido pelos anéis retentores. A caixa retentora foi assentada no anel espaçador;

Figura 9 - vista segundo figura anterior, mostrando que o eixo vazado já montado com as caixas retentoras superior e inferior e seus rolamentos, travadas entre si juntamente com o mancai, suporte cilíndrico e anel espaçador, está alinhado ao bocal da cabeça superior; Figura 10 - vistas segundo figura anterior, mostrando em perspectiva inferior e superior, o dispositivo montado, pronto para uso. Na vista superior é indicado o corte A-A;

Figura 1 1 - vista em corte lateral A-A, do dispositivo montado; Figura 12 - vista segundo figura anterior, mostrando o posicionamento do dispositivo instalado na coluna de revestimento acoplada ao mandril do equipamento de sondagem. A coluna de revestimento está sendo introduzida pelo guindaste (não mostrado do equipamento de sondagem) no poço em perfuração, para a etapa de injeção de concreto;

Figura 13 - vista segundo figura anterior, mostrando que o terminal da coluna de revestimento encontrou uma obstrução na parede poço em perfuração;

Figura 14 - vista segundo figura anterior, mostrando a injeção de fluido no interior do poço, pelo terminal da coluna de revestimento, para o procedimento de remoção da obstrução;

Figura 15 - vista segundo figura anterior, mostrando a pressão do fluido contra a obstrução na parede do poço que, nesse caso, não é suficiente para a remoção do referido obstáculo. No detalhe em perspectiva 15 A, após a tentativa de remoção do obstáculo, é mostrado o giro da coluna de revestimento, acionada pelo mandril do equipamento de sondagem; Figuras 16 e 17 - vistas segundo corte A-A, mostrando a coluna de revestimento em giro simultaneamente à injeção do fluido. Nessa condição de giro e injeção combinados na coluna de revestimento, é favorecida a remoção da obstrução, que se desfaz em partículas.

Em conformidade com os desenhos anexos, o "DISPOSITIVO COM

SISTEMA DE MONTAGEM E INSTALAÇÃO NA COLUNA DE REVESTIMENTO ACOPLADA A MANDRIL, PARA DESOBSTRUÇÃO EM POÇO DE SONDAGEM", objeto desse presente pedido de patente de invenção constitui-se a partir de uma caixa retentora inferior ( 1 ) de corpo cilíndrico, com borda (2) vazada por furação radial (3) delimitando um pescoço em recuo (4), dita caixa ( 1) recebendo a introdução de anéis retentores (5), como mostra 1B, sendo assim montada para receber a ultrapassagem, pelo seu corpo ( 1 ), de um eixo vazado (6).

Tal eixo vazado (6) possui extremo inferior roscado externamente (7) e, após degrau forma um pescoço inferior (8) delimitado por um batente central (9). Após o referido batente central (9) o eixo vazado (6) estende uma torre superior ( 10), escalonada em redução gradual de diâmetro por degraus formando uma porção inferior ( 1 1 ), uma porção intermediária ( 12) e uma porção superior ( 13) incorporando um ressalto circundante ( 14), a partir do qual estende-se o extremo superior ( 15), como mostram 2A e 2B.

A caixa retentora inferior ( 1 ), juntamente com seus anéis retentores (5), é ultrapassada pelo extremo inferior roscado (7) do eixo vazado (6) e acomoda sua borda (2) paralelamente ao batente central (9) deste último.

Já a partir do extremo superior ( 15), o eixo (6) recebe a introdução de um rolamento inferior ( 16) que assenta-se sobre o batente central (9), como mostram 3 A e 3B, seguindo-se a passagem de um mancai ( 17) com borda superior roscada ( 18) externamente formando alojamento superior interno (19), além de uma saia inferior ressaltada (20) dotada de furação radial (21 ) e que forma um alojamento inferior interno (22).

Com a introdução do mancai ( 17), o alojamento (22) envolve o rolamento inferior ( 16) e sua borda ressaltada (20) alinha seu furos (21 ) aos furos (3) da borda (2) da caixa retentora ( 1 ), que são travadas por parafusos (23) entre si em volta do batente central (9) do eixo vazado (6), como mostram 4A e 4B.

No alojamento ( 19), introduzidos pelo mesmo extremo livre (15) do eixo (6) e envolvendo a porção intermediária ( 12) de sua torre ( 10), são acomodados um rolamento superior (24) de assentamento da borda inferior (25) ressaltada de um suporte cilíndrico (26) vazado por um furo (27) em sua parede, como mostram 5A e 5B. Pelo furo (27) é passado um parafuso (27a) de encosto na porção superior ( 13) do eixo vazado (6), seguindo-se a introdução de um anel espaçador (28) que apoia-se, em recuo, na borda superior roscada (18) do mancai ( 17), como mostram 6A e 6B.

Como mostram 7A e 7B, uma caixa retentora superior (29) com borda inferior ressaltada (30) recebe internamente anéis retentores (3 1 ) e, em seus rebaixos circundantes externos (32) anéis o'ring (33), sendo também passada pelo extremo livre ( 15) do eixo (6), envolvendo-o e vedando-o pelos seus anéis retentores (33) e, por sua referida borda ressaltada (30) assentada no anel espaçador (28), como mostram 8A e 8B.

Como mostra a figura 9, a partir de seu extremo livre (15), envolto e vedado pelos anéis retentores (31 ) da caixa retentora superior (29), o eixo vazado (6) assim composto, recebe uma cabeça superior (34) dotada de bocal aberto ressaltado (35) com roscas internas (36) e delimitado por um batente (37), a partir do qual, em redução de diâmetro forma-se um berço (38) seguido de canal (39) comunicante com uma entrada de fluido (40), sendo que, no topo da referida cabeça superior (34) é conformado ainda, um olhai (41 ). Como mostra o corte A-A da figura 1 1 , pelas roscas (36) de seu bocal (35) a cabeça superior (34) é travada à borda superior ( 1 8) do mancai ( 17), formando no dispositivo assim montado, com o vazado do eixo (6), uma passagem que estende-se desde seu extremo inferior (7) até a entrada de fluido (40).

Pela construtividade acima explicada, com o travamento pelo parafuso (27a) com o suporte cilíndrico (26), assentado em rolamento superior (24) sobre um mancai ( 17), o eixo vazado (6) mantém-se "livre", ou seja, passível de girar sobre a cabeça superior (34). Por sua vez, o rolamento inferior ( 14) assentado no batente (9) mantém o eixo vazado (6) sempre alinhado ao canal interno (39) comunicante com a entrada de fluido (40) da cabeça superior (34). Já os anéis retentores (5) e (3 1 ) das respectivas caixas retentoras inferior ( 1 ) e superior (29), mantém o eixo vazado (6) vedado.

Assim constituído, o dispositivo irá receber, pela entrada de fluido

(40), a conexão de um mangote (M) ligado a um reservatório de concreto (não mostrado) em estado líquido e, pelo extremo inferior roscado (7) será rosqueado na coluna de revestimento (R) usada na operação de cimentação de poços (P) de perfuração óleo/gás.

Pelo olhai (41 ) da cabeça superior (34) a coluna de revestimento

(R) recebe o acoplamento do gancho do sistema de elevação de coluna do equipamento de sondagem (não mostrados), sendo direcionada e acoplada ao mandril (MA) da plataforma, cujos mordentes aliviam a pressão, abrindo-se, e possibilitando a descida poço (P) adentro, como mostra a figura 12.

Como mostra a figura 13, caso, ao descer, a coluna de revestimento encontre um "calo" ou obstáculo na parede do poço (P) ocasionado por deslocamentos ou inchaços da rocha por hidratação ou pela própria perfuração ou retirada da coroa de perfuração, através do mangote (M) é injetado fluido (F) sob forte vazão. Ainda assim, se a pressão do fluido (F) não for suficiente, como mostram as figuras 14 e 15, é acionado o sistema proposto pelo qual, após o travamento dos mordentes do mandril (MA) a referida coluna de revestimento (R) irá iniciar o seu giro lento e contínuo, como mostra 15 A.

Pelo fato do eixo (6) ser montado em giro "livre" na cabeça superior (34) (por sua vez, estática, presa pelo guindaste), tal movimento possibilita que toda coluna de revestimento (R) mantenha-se em torque contínuo pela ação do mandril (MA), recebendo simultaneamente o fluido (F) desde a entrada (40) e o extremo roscado (7) do dispositivo, em forte pressão, sendo injetado pelo terminal da referida coluna. Assim, o giro combinado à injeção irão desbastar ou erodir o obstáculo (O) rápida e eficientemente.

Com o desbaste, como mostram as figuras 16 e 17, pela própria vazão e pressão impostas pelo fluido (F), os detritos são pressionados a subir pelo espaço anular do poço até atingir a plataforma onde esse material (detrito + fluido) será filtrado para reintrodução em ciclo no poço (P) até a remoção total da obstrução (O). Após a desobstrução o mandril (MA) paralisa o giro da coluna de revestimento (R) que desce ao fundo do poço (P). O fluido (F) é então substituído pela pasta de cimento para cimentar normalmente o espaço entre o revestimento e a parede do poço (P) sem que haja necessidade de manobras e uso de equipamentos adicionais, simplificando em muito esse importante procedimento de desobstrução do poço.

A seguir é listada uma sequência de procedimentos para a descida do revestimento. As especificações técnicas indicadas na língua inglesa são usadas em todo o território nacional e, por isso, assim mantidas nesse pedido de patente.

Procedimento Operacional para Descida de Revestimento de Produção

1. QHSE

1.1 Portar EPI completo para trabalhos na área;

1 .2 Realizar análise de risco do trabalho, quando necessário;

1.3 Realizar abertura de permissão de trabalho (PT), quando necessário;

1.4 Utilizar cinto de segurança em trabalho em altura;

1.5 Ao observar atos ou condições inseguras, interromper trabalho;

1.6 Isolar área quando da movimentação de cargas, execução de trabalhos a quente, testes de pressão etc;

1 .7 Quando em dúvida da execução da tarefa, acionar técnico de segurança ou consultar supervisão;

2. Checagem inicial

2. 1 Assegurar que a bucha de desgaste seja recuperada quando do final da perfuração, após a retirada da coluna do poço ("SDS- PROC-PI-002 - Instalação e Desinstalação da Bucha de Desgaste"). Lembrar que a gaveta cega deve ser fechada entre operações a fim de manter a segurança do poço;

2.2 Assegurar que a gaveta de tubos de 4 ½" seja substituída pela gaveta de tubos de 3 ½" e após esta substituição realizar teste do BOP, completo ou parcial a depender da data do último teste, seguindo procedimento "SDS-PROC-PI-001 - Teste do BOP";

2.3 Ter em mãos tally, preparado pelo Company Man da Operadora, assegurar que o revestimento esteja devidamente gabaritado antes de sua descida no poço;

2.4 Preparar a plataforma com todos os equipamentos e procedimentos necessários para a descida do revestimento;

Ferramentas necessárias à descida

3. 1 Chave hidráulica.

3.2 Chave de grifo.

3.3 Chave de corrente com Torquímetro.

3.4 Marreta.

3.5 Graxa especial para revestimento.

3.6 Escova de aço e lima.

3.7 Cabeça de Circulação 3 ^ι / ₂ " DE - Rosca 2 7/8"NW CX x 3 ½"FJL VAM Pino x 5000 psi e Cabeça de Circulação 3 ½" DE - Rosca 2 7/8" NW Pino x 3 ½"FJL VAM Caixa x 5000 psi. (DISPOSITIVO COM SISTEMA DE MONTAGEM E INSTALAÇÃO EM COLUNA DE REVESTIMENTO ACOPLADA A MANDRIL, PARA DESOBSTRUÇÃO EM POÇO DE SONDAGEM). Cabeça Rotativa de Circulação 4 ½" DE - Rosca 2 7/8" NW x 5000 psi e Cabeça Rotativa de Circulação 3 ½" DE - Rosca 2 7/8" NW x 5000 psi.

Sub de Elevação para Revestimento 3 ½" VAM TOP - Rosca 3 ½" FJL VAM Caixa e Sub de Elevação para Revestimento 3 ½" VAM TOP - rosca 3 ½" FJL VAM Pino x 5000 psi.

0 Tubo Let Down 3 ½" DE - Rosca 3 ½" HRQ Pino x 3 ½" HRQ Caixa x 5000 psi, Sub de Cruzamento 4 ½" DE - Rosca 3 ½" HRQ Pino x 3 ½" EUE Caixa x 5000 psi, Sub de Cruzamento 4 ½" DE - Rosca 3 ½" EUE Pino x 3 ½" HRQ Caixa x 5000 psi.

1 Elevador de revestimento com cabo de aço.

2 Distorcedor para 30 toneladas.

3 Uma junta de revestimento Pino VAM FJL 3 ½" x Pino VAM FJL 3 ½".

4 Conj unto de cunha manual com mordentes para 3 ½".

5 Araldite para sapata e colar flutuantes (se necessário).

6 Centralizadores para revestimento de 3 ½" (para poço de 4 7/8").

7 Gabarito de revestimento com drift de 2,797".

8 Suspensor do revestimento de diâmetro 7 1 /16".

cedimento de descida do revestimento Movimentar todos os acessórios e ferramental para o rig floor, como as cabeças de circulação, suspensor do revestimento, chaves de corrente, torquímetro, lubrificantes, graxas etc;

Abrir gaveta cega para descida do revestimento;

Os revestimentos de 3 ½" com 9,2 lb/ft ( 13,69 kg/m) deverão ser acondicionados longitudinalmente em relação ao comprimento da sonda e posicionados no cavalete ao lado da rampa de tubos, para serem içados com o auxílio do guincho da sonda e pipe handler. As extremidades com roscas fêmeas VAM FJL deverão estar viradas para a plataforma. Ter a mãos o Sub de Elevação, com rosca macho VAM FJL. Este deverá ter no máximo O. D. de 3 ½";

Instalar o conjunto com cunha manual abaixo do foot clamp de modo aberto;

Retirar parte superior da cabeça rotativa;

Substituir conjunto de mordentes de 3 ½" no mandril hidráulico e no foot clamp da Sonda Génesis. Instalar 3 buchas guia de 3 ½": no topo e na base da drill head e no topo do foot clamp. Retirar as manilhas e abaixar a "capa de couro" existente na parte frontal e inferior do mastro da sonda, para permitir a visão do acoplamento das roscas;

Com auxílio de duas chaves grifo (de 24") ou chave de corrente enroscar previamente os Subs de Elevação descritos nos itens 3.9, disponíveis nos revestimentos, conforme tally. Enroscar os Subs de Elevação o máximo possível;

Primeira etapa de 0 a 1500m (capacidade do guincho de 40klb ou 1 8ton)

5. 1 Será iniciada a descida do revestimento com o mandril em sua posição aberta;

5.2 Com o auxílio do cavalete hidráulico ao lado da rampa de hastes, elevar primeira junta de revestimento com o Sub de Elevação conectado.

5.3 Com o auxílio do guincho da sonda já preparado com o elevador e distorcedor de cabos (30 toneladas), içar o I ^o tubo de 3 ½" e posicioná-lo no buraco do rato;

5.4 Com o auxílio da chave hidráulica, aplicar torque na conexão entre Subs de Elevação e revestimento.

5.5 Ainda com o guincho, elevar junta e posicioná-la no poço, com sua conexão (fêmea) acima do foot clamp;

5.5 Fechar foot clamp, abrir elevador e utilizando a chave hidráulica, quebrar o torque da conexão com o Sub de Elevação;

5.6 Com o auxílio do cavalete hidráulico ao lado da rampa de hastes, içar próximo tubo de revestimento de 3 ½" com Sub de Elevação conectado; 5.7 Com o auxílio do guincho da sonda já preparado com o elevador e distorcedor de cabos (30 toneladas), içar tubo de 3 ½" e posicioná-lo no buraco do rato;

5.8 Com o auxílio da chave hidráulica, aplicar torque na conexão entre Sub de Elevação e revestimento;

5.9 Içar junta de revestimento do buraco do rato, posicionando-a acima do foot clamp, que se encontra fechado, suportando o peso da junta de revestimento já descida, deixando um espaço para acoplamento da chave hidráulica;

5. 10 Movimentar chave hidráulica, posicionando-a entre as juntas de revestimento;

Ainda com o auxílio do guincho da sonda, descer suavemente o revestimento por dentro da chave hidráulica, posicionar a rosca macho FJL do tubo dentro da rosca fêmea, iniciando o primeiro aperto manualmente, ou com auxílio da chave grifo.