BRPI0913461B1

BRPI0913461B1 - Sistema e método para atuar seletivamente de uma localização remota múltiplas ferramentas de poço dentro do poço em um poço

Info

Publication number: BRPI0913461B1
Application number: BRPI0913461-1A
Authority: BR
Inventors: Mitchell C. Smithson
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2008-09-09
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2019-04-02
Also published as: CA2735384A1; EP2324189A4; WO2010030422A1; CA2735384C; EP2324189B1; WO2010030422A9; DK2324189T3; US8757278B2; BRPI0913461A2; US20100237698A1; EP2324189A1

Abstract

sistema e método para atuar seletivamente de uma localização remota múltiplas ferramentas de poço dentro do poço em um poço eliminação de caminho rasteiro em controle multiplexado por diodo de ferramentas de poço dentro do poço. um sistema para seletivamente atuar múltiplas ferramentas de poço inclui um dispositivo de controle para cada ferramenta, uma ferramenta de poço sendo operável selecionando um dispositivo de controle respectivo; condutores conectados aos dispositivos de controle que são selecionáveis aplicando uma voltagem predeterminada de um par respectivo predeterminado dos condutores; e pelo menos um dispositivo de bloqueio para cada dispositivo de controle, os dispositivos de bloqueio impedindo a corrente de circular através dos respectivos dispositivos de controle quando a voltagem através do respectivo par predeterminado dos condutores é menos que um mínimo predeterminado. um método inclui selecionar uma ferramenta de poço para atuação pela aplicação de uma voltagem mínima predeterminada a um conjunto de condutores; e evitar a atuação da outra ferramenta de poço quando a voltagem mínima predeterminada não é aplicada através de outro conjunto de condutores, pelo menos um condutor sendo comum aos dois conjuntos de condutores.

Description

SISTEMA E MÉTODO PARA ATUAR SELETIVAMENTE DE UMA LOCALIZAÇÃO REMOTA MÚLTIPLAS FERRAMENTAS DE POÇO DENTRO DO POÇO EM UM POÇO

Campo técnico [0001] A presente divulgação ser refere geralmente a operações realizadas e equipamentos utilizados em conjunto com um poço subterrâneo e, em uma modalidade descrita nesta divulgação, mais particularmente proporciona a eliminação de caminho rasteiro em controle multiplexado por diodo de ferramentas de poço dentro do poço.

Fundamentos [0002] É útil ter a capacidade de atuar seletivamente ferramentas de poço em um poço subterrâneo. Por exemplo, o fluxo de produção de cada uma de múltiplas zonas de um reservatório pode ser regulado individualmente usando um estrangulador remotamente controlável para cada respectiva zona. Os estranguladores podem ser interconectados em uma coluna de tubulação de produção de modo que, variando o ajuste de cada estrangulador, a proporção de fluxo de produção entrando na coluna de tubulação de cada zona possa ser mantida ou ajustada como desejado.

[0003] Infelizmente, este conceito é mais complexo na prática. A fim de ser capaz de atuar individualmente múltiplas ferramentas de poço dentro do poço, um número relativamente grande de cabos, linhas, etc., tem que ser instalado e/ou telemetria sem fio complexa e sistemas de energia dentro do poço precisam ser utilizados. Cada um destes cenários envolve o uso de eletrônicos dentro do poço relativamente não confiáveis e/ou a exvoltagem e vedação de muitas linhas através de anteparas, packers, cabeças de

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2/26 poços, etc.

[0004] Portanto, será apreciado que avanços na técnica de remotamente atuar ferramentas de poço dentro do poço são necessários. Esses avanços de preferência reduziríam o número de linhas, cabos, etc. instalados, de preferência, reduziriam ou eliminariam a necessidade de eletrônicos dentro do poço e, de preferência, evitariam consumo de corrente indesejável.

Sumário [0005] Na execução dos princípios da presente divulgação, sistemas e métodos são fornecidos que avançam a técnica de controle de ferramenta de poço dentro do poço. Um exemplo é descrito abaixo no qual um número relativamente grande de ferramentas de poço pode ser seletivamente atuado usando um número relativamente pequeno de linhas, cabos, etc. Outro exemplo é descrito abaixo, no qual uma direção de circulação de corrente através de um conjunto de condutores é usada para selecionar qual de duas ferramentas de poço respectivas deve ser atuada. Ainda outro exemplo é descrito abaixo no qual a circulação de corrente não é permitida de dispositivos de controle de ferramenta de poço não pretendidos.

Em um aspecto, um sistema para atuar seletivamente, de um local remoto, múltiplas ferramentas de poço dentro do poço em um poço é fornecido. O sistema inclui pelo menos um dispositivo de controle para cada uma das ferramentas de poço, de modo que uma ferramenta particular das ferramentas de poço possa ser atuada quando um dispositivo de controle respectivo for selecionado. Condutores são conectados aos dispositivos de controle, por

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3/26 meio do que cada um dos dispositivos de controle pode ser selecionado aplicando um potencial de voltagem predeterminado através de um par respectivo predeterminado dos condutores. Pelo menos um dispositivo de bloqueio é fornecido para cada um dos dispositivos de controle, por meio do que os dispositivos de bloqueio evitam que corrente circule através dos respectivos dispositivos de controle se o potencial de voltagem através do respectivo par predeterminado dos condutores for menos que um mínimo predeterminado.

[0007] Em outro aspecto, um método para atuar seletivamente, de uma localização remota, múltiplas ferramentas de poço dentro do poço em um poço é fornecido. O método inclui as etapas de: selecionar uma primeira ferramenta das ferramentas de poço para atuação aplicando um potencial conjunto de voltagem mínimo predeterminado a um primeiro de condutores no poço; e evitar a atuação de uma segunda ferramenta das ferramentas de poço quando o potencial de voltagem mínimo predeterminado não é aplicado através de um segundo conjunto de condutores no poço. Pelo menos um condutor do primeiro conjunto de condutores é o mesmo que pelo menos um condutor do segundo conjunto de condutores.

Em ainda outro aspecto, um sistema para atuar seletivamente, de uma localização remota, múltiplas ferramentas de poço dentro do poço em um poço inclui pelo menos um dispositivo de controle para cada uma das ferramentas de poço, de modo que uma ferramenta particular das ferramentas de poço possa ser atuada quando um dispositivo de controle respectivo for selecionado;

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4/26 condutores conectados aos dispositivos de controle, por meio dos quais cada um dos dispositivos de controle pode ser selecionado aplicando um potencial de voltagem predeterminado através de um respectivo par predeterminado dos condutores; e pelo menos um dispositivo de bloqueio para cada um dos dispositivos de controle, por meio do que cada dispositivo de bloqueio evita que um respectivo dispositivo de controle seja selecionado se o potencial de voltagem através do respectivo par predeterminado dos condutores for menos que um mínimo predeterminado.

[0009] Um dos condutores pode ser uma coluna tubular se estendendo para a terra, ou em efeito “terra.

[0010] Estas e outras características, vantagens, benefícios e objetos se tornarão aparentes para aqueles versados na técnica mediante cuidadosa consideração da descrição detalhada das modalidades representativas da divulgação a seguir e dos desenhos em anexo, nos quais elementos similares estão indicados nas várias figuras usando os mesmos numerais de referência.

Breve descrição dos	desenhos
[0011]	A FIG. 1	é uma vista esquemática de	um	sistema de
controle	de poço do	estado da técnica;
[0012]	A FIG.	2 é uma vista esquemática	em escala
ampliada	de um	dispositivo de controle	de	fluxo e

dispositivo de controle associado que incorporam princípios da presente divulgação;

[0013] A FIG. 3 é um diagrama elétrico e hidráulico esquemático mostrando um sistema e método para atuar remotamente múltiplas ferramentas de poço dentro do poço;

[0014] A FIG. 4 é um diagrama elétrico esquemático

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5/26 mostrando outra configuração do sistema e método para atuar remotamente múltiplas ferramentas de poço dentro do poço;

[0015]

A FIG. 5 é um diagrama elétrico esquemático mostrando detalhes de uma disposição de comutação que pode ser utilizada no sistema da

FIG. 4;

A FIG. 6 é um diagrama elétrico esquemático mostrando detalhes de outra disposição de comutação que pode ser utilizada no sistema da

FIG. 4;

A FIG. 7 é um diagrama elétrico esquemático mostrando a configuração da FIG. 4 na qual um caminho rasteiro de corrente é indicado;

mostrando na qual caminhos

A FIG. 8 detalhes de dispositivos rasteiros de

A FIG.

mostrando detalhes de é um diagrama elétrico esquemático outra configuração do sistema e método de bloqueio de subvoltagem evitam corrente no sistema;

é um outra diagrama elétrico esquemático configuração do sistema e método na qual outra configuração de dispositivos de bloqueio de subvoltagem evita caminhos rasteiros de corrente no sistema;

[0020] A FIG. 10 é um diagrama elétrico esquemático mostrando detalhes de outra configuração do sistema e método na qual ainda outra configuração de dispositivos de bloqueio de subvoltagem evita caminhos rasteiros de corrente no sistema; e [0021] A FIG. 11 é um diagrama elétrico esquemático mostrando detalhes de outra configuração do sistema e método na qual uma configuração adicional de dispositivos de bloqueio de subvoltagem evita caminhos rasteiros de corrente no sistema.

Descrição detalhada

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6/26

Deve-se entender que as várias modalidades da presente divulgação aqui descrita podem ser utilizadas em várias orientações, tais como inclinadas, invertidas, horizontais, verticais, etc., e em várias configurações sem se afastar dos princípios da presente divulgação.

As modalidades são descritas meramente como exemplos de aplicações úteis dos princípios da divulgação, que não se limitam a nenhum detalhe específico destas modalidades.

[0023] Na descrição a seguir das modalidades representativas da divulgação, termos direcionais, tais como, “acima, “abaixo, “superior, “inferior, etc., são usados por conveniência em referência aos desenhos em anexo. Em geral, “acima, “superior, “para cima e termos similares se referem a uma direção para a superfície da terra ao longo de um furo de poço e “abaixo, “inferior, “para baixo e termos similares se referem a uma direção para longe da superfície da terra ao longo do furo de poço.

[0024] Representativamente ilustrado na FIG. 1 está um sistema de controle de poço 10 que é utilizado para ilustrar os tipos de problemas inerentes aos sistemas e métodos do estado da técnica. Embora o desenho represente conceitos do estado da técnica ele não se destina a implicar que qualquer sistema de controle de poço do estado da técnica particular inclui a configuração exata ilustrada na FIG. 1.

[0025] O sistema de controle 10, conforme representado na FIG. 1, é usado para controlar o fluxo de produção de múltiplas zonas 12a até e interceptadas por um furo de poço 14. Neste exemplo, o furo de poço 14 foi revestido e cimentado e as zonas 12a até e estão isoladas dentro de uma coluna de revestimento 16 por packers 18a até e

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7/26 transportados em uma coluna de tubulação de produção 20.

[0026] A comunicação de fluido entre as zonas 12a a 12e, e o interior da coluna de tubulação 20 é controlada por meio de dispositivos de controle de fluxo 22a até 22e interconectados na coluna de tubulação. Os dispositivos de controle de fluxo 22a até 22e, têm respectivos atuadores 24a até 24e, para atuar os dispositivos de controle de fluxo abertos, fechados ou em uma posição de estrangulamento de fluxo entre aberta e fechada.

[0027] Neste exemplo, o sistema de controle 10 é operado hidraulicamente e os atuadores 24a até e são atuadores de pistão e cilindro relativamente simples. Cada atuador 24a até 24e é conectado a duas linhas hidráulicas - uma linha de equilíbrio 26 e uma linha respectiva de múltiplas linhas de controle 28a até 28e. Um diferencial de pressão entre a linha de equilíbrio 26 e a respectiva linha de controle 28a até 28e, é aplicado a partir de uma localização remota (tal como a superfície da terra, uma cabeça de poço submarino, etc.) para deslocar o pistão do atuador correspondente 24a até 24e assim accionar o dispositivo de controle de fluxo associado 22a-e, com a direção de deslocamento sendo dependente da direção do diferencial de pressão.

[0028] Existem muitos problemas associados com o sistema de controle 10. Um problema é que um número relativamente grande de linhas 26, 28a até 28e, é necessário para controlar a atuação dos dispositivos de 22a até 22e. Estas linhas 26, 28a até 28e devem se estender através dos e ser vedadas contra os packers 18a até 18e, assim como em várias anteparas, suspensores, cabeças de poço, etc.

[0029] Outro problema é que é difícil controlar com

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8/26 precisão os diferenciais de pressão entre as linhas que se estendem talvez por mil metros ou mais para a terra. Isto pode levar a atuação indevida ou indesejada dos dispositivos 22a até 22e, bem como a regulação imprecisa do fluxo das zonas 12a até 12e.

[0030] Tentativas têm sido feitas para resolver estes problemas usando módulos de controle eletrônicos dentro do poço, para seletivamente atuar os dispositivos 22a até 22e. No entanto, estes módulos de controle incluem eletrônicos sensíveis que são frequentemente danificados pelo ambiente hostil dentro do poço (alta temperatura e pressão, etc.).

[0031] Além disso, energia elétrica deve ser fornecida aos eletrônicos por baterias especializadas de alta temperatura, pela geração de energia dentro do poço ou por fios que (como as linhas 26, 28a até 28e) devem se estender pelos e vedar nos vários locais no sistema. Sinais para operar os módulos de controle devem ser fornecidos via os fios ou por telemetria sem fio que inclui seu próprio conjunto de problemas.

[0032]

Assim, a utilização de módulos de controle eletrônicos dentro do poço resolve alguns problemas do sistema de controle

10, mas apresenta outros problemas. Da mesma forma, soluções mecânicas hidráulicas foram tentadas, mas a maioria destas é complexa, praticamente inviável ou sujeita a falhas.

[0033]

Passando agora à FIG. 2, um sistema 30 e método associado para atuar seletivamente múltiplas ferramentas de poço 32 são representativamente ilustrados. Apenas uma única ferramenta de poço 32 é representada na FIG. 2 para clareza de ilustração e descrição, mas a maneira pela qual o sistema

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9/26 pode ser usado para atuar seletivamente múltiplas ferramentas de poço é descrita detalhadamente abaixo.

[0034] A ferramenta de poço 32 neste exemplo é representada como incluindo um dispositivo de controle de fluxo 38 (tal como uma válvula ou estrangulador), mas outros tipos ou combinações de ferramentas de poço podem ser seletivamente atuados usando os princípios desta divulgação, se desejado. Uma luva deslizante 34 é deslocada para cima ou para baixo por um atuador 36 para abrir ou fechar as aberturas 40. A luva 34 também pode ser usada para parcialmente abrir as aberturas 40 e, desse modo, restringir variavelmente o fluxo através das aberturas.

[0035] O atuador 36 inclui um pistão anular 42 que separa as duas câmaras 44, 46. As câmaras 44, 46 são conectadas às linhas 48a, b via um dispositivo de controle 50. Circulação de corrente CC em um conjunto de condutores elétricos 52a, b é usado para selecionar se a ferramenta de poço 32 é para ser atuado em resposta a um diferencial de pressão entre as linhas 48a, b.

[0036] Em um exemplo, a ferramenta de poço 32 é selecionada para atuação por corrente em circulação entre os condutores 52a, b em uma primeira direção 54a (em cujo caso as câmaras 44, 46 são conectas as linhas 48a, b), mas a ferramenta de poço 32 não é selecionada para atuação quando a corrente circula entre os condutores 52a, b em uma segunda direção oposta 54b (em cujo caso as câmaras 44, 46 são isoladas das linhas 48a, b). Várias configurações do dispositivo de controle 50 são descritas abaixo para atingir este resultado. Estas configurações de dispositivo de controle 50 são vantajosas em que elas não necessitam de

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10/26 produtos eletrônicos ou mecânicos complexos, sensíveis ou não confiáveis, mas ao invés disso são relativamente simples, econômicas e confiáveis em operação.

[0037] A ferramenta de poço 32 pode ser usada no lugar de todos e quaisquer dispositivos de controle de fluxo 22a até 22e e atuadores 24a até 24e no sistema 10 da FIG. 1. Devidamente configurados, os princípios desta divulgação podem também ser usados para controlar a atuação de outras ferramentas de poço, tal como ajuste seletivo dos packers 18a até 18e, etc.

[0038] Notem que as linhas hidráulicas 48a, b são representativas de um tipo de fonte de pressão de fluido 48 que pode ser utilizada na manutenção dos princípios desta divulgação. Deve ser entendido que outras fontes de pressão de fluido (tal como pressão dentro da coluna de tubulação 20, pressão em um anular 56 entre a tubulação e as colunas de tubulação 20, 16, pressão em uma câmara atmosférica ou de outra forma pressurizada, etc.) podem ser utilizadas como fontes de pressão de fluido em conjunto com o dispositivo de controle 50 para fornecer pressão para o atuador 36 em outras modalidades.

[0039] Os condutores 52a, b compreendem um conjunto de condutores 52 por meio do qual a corrente circula e esta circulação de corrente é usada pelo dispositivo de controle 50 para determinar se a ferramenta de poço associada 32 é selecionada para atuação. Dois condutores 52a, b estão representados na FIG. 2 como estando no conjunto de condutores 52, mas deve ser entendido que qualquer número de condutores pode ser utilizado em consonância com os princípios desta divulgação. Além disso, os condutores 52a,

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11/26 b podem ser de várias formas, tal como cabos, estruturas metálicas (por exemplo, o revestimento ou as colunas de tubulação 16, 20, etc.) ou outros tipos de condutores.

[0040] Os condutores 52a, b preferencialmente se estendem para uma localização remota (tal como a superfície da terra, uma cabeça de poço submarina, outra localização no poço, etc.) Por exemplo, uma fonte de energia de superfície e controlador de multiplexação podem ser conectados aos condutores 52a, b para circular corrente em qualquer direção 54a, b, entre os condutores.

[0041] Nos exemplos descritos abaixo, n condutores podem ser usados para controlar seletivamente a atuação de n*(n-1) ferramentas de poço. Os benefícios desta disposição rapidamente aumentam à medida que o número de ferramentas de poço aumenta. Por exemplo, três condutores podem ser utilizados para atuar seletivamente seis ferramentas de poço e apenas um condutor adicional é necessário para atuar seletivamente doze ferramentas de poço.

[0042] Com referência, adicionalmente agora, a FIG. 3, uma ilustração um pouco mais detalhada dos aspectos elétricos e hidráulicos de um exemplo do sistema 30 é fornecida. Além disso, a FIG. 3 fornece explicação adicional de como múltiplas ferramentas de poço 32 podem ser seletivamente atuadas usando os princípios desta divulgação.

[0043] Neste exemplo, múltiplos dispositivos de controle 50a até 50c são associados a respectivos múltiplos atuadores 36a até 36c de múltiplas ferramentas de poço 32a até 32c. Deve ser entendido que qualquer número de dispositivos de controle, atuadores e ferramentas de poço pode ser utilizado na manutenção dos princípios desta divulgação e que estes

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12/26 elementos podem ser combinados, se desejado (por exemplo, múltiplos dispositivos de controle podem ser combinados em um único dispositivo, uma única ferramenta de poço pode incluir múltiplas ferramentas de poço funcionais, um atuador e/ou dispositivo de controle poderia ser construído em uma ferramenta de poço, etc.).

[0044] Cada um dos dispositivos de controle 50a até 50c representados na FIG. 3 inclui um carretel ou válvula de haste e prato atuado por solenoide. Um solenoide 58 do dispositivo de controle 50a deslocou um carretel ou válvula de haste e prato 60 para uma posição na qual o atuador 36a está agora conectado às linhas 48a, b. Um diferencial de pressão entre as linhas 48a, b pode agora ser usado para deslocar o pistão 42 e atuar a ferramenta de poço 32a. Os dispositivos de controle restantes 50b, c impedem a atuação de suas ferramentas de poço associadas

32b, c isolando as linhas 48a, b dos atuadores 36b,

c.

[0045] dispositivo de controle

50a responde circulação de corrente através de um certo conjunto de condutores

52. Neste exemplo, os condutores

52a, b são conectados ao dispositivo de controle

50a. Quando a corrente circula em uma direção através dos condutores 52a, b, o dispositivo de controle 50a faz com que o atuador 36a seja operativamente conectado às linhas

48a, b, mas quando a corrente circula em uma direção oposta através dos condutores, o dispositivo de controle faz com que o atuador seja operativamente isolado das linhas.

[0046] Como mostrado na FIG. 3, os outros dispositivos de controle 50b, c são conectados a diferentes conjuntos de condutores 52. Por exemplo, o dispositivo de controle 50b é

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13/26 conectado aos condutores 52c, d e o dispositivo de controle 50c é conectado aos condutores 52e, f.

[0047] Quando a corrente circula em uma direção através dos condutores 52c, d, o dispositivo de controle 50b faz com que o atuador 36b seja operativamente conectado às linhas 48a, b, mas quando a corrente circula em uma direção oposta através dos condutores, o dispositivo de controle faz com que o atuador seja operativamente isolado das linhas. Da mesma forma, quando a corrente circula em uma direção através dos condutores 52e, f, o dispositivo de controle 50c faz com que o atuador 36c seja operativamente conectado às linhas 48a, b, mas quando a corrente circula em uma direção oposta através dos condutores, o dispositivo de controle faz com que o atuador seja operativamente isolado das linhas.

[0048] No entanto, deve ser entendido que múltiplos dispositivos de controle são de preferência, mas não necessariamente, conectados a cada conjunto de condutores.

Ao conectar múltiplos dispositivos de controle ao mesmo conjunto de condutores, as vantagens de um reduzido número de condutores podem ser obtidas, como explicado mais detalhadamente abaixo.

[0049] A função de selecionar uma ferramenta de poço particular 32a até 32c para atuação em resposta a circulação de corrente em uma direção particular entre certos condutores é fornecida por elementos direcionais 62 dos dispositivos de controle 50a até 50c. Vários tipos diferentes de elementos direcionais 62 são descritos mais detalhadamente abaixo.

[0050] Referindo-se adicionalmente agora a FIG. 4, um exemplo do sistema 30 é representativamente ilustrado, no

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14/26 qual múltiplos dispositivos de controle são conectados a cada um de múltiplos conjuntos de condutores, dessa forma atingindo o benefício desejado de um reduzido número de condutores no poço. Neste exemplo, a atuação de seis ferramentas de poço pode ser seletivamente controlada usando apenas três condutores, mas, como descrito nesta divulgação, qualquer número de condutores e ferramentas de poço pode ser utilizado na manutenção dos princípios desta divulgação.

[0051] Como mostrado na FIG. 4, seis dispositivos de controle 50a até 50f são ilustrados além de suas ferramentas de poço respectivas. No entanto, será apreciado que cada um destes dispositivos de controle 50a até 50f, na prática, seria conectado entre a fonte de pressão de fluido 48 e um atuador respectivo 36 de uma ferramenta de poço respectiva 32 (por exemplo, como descrito acima e representado nas FIGS 2 e 3).

[0052] Os dispositivos de controle 50a até 50f incluem respectivos solenoides 58a até 58f, válvulas de carretel 60a até 60f e elementos direcionais 62a até 62f. Neste exemplo, os elementos 62a até 62f são diodos. Embora os solenoides 58a até 58f e os diodos 62a até 62f sejam componentes elétricos, eles não compreendem circuitos eletrônicos complexos ou não confiáveis, e solenoides e diodos de alta temperatura confiáveis adequados estão prontamente disponíveis.

[0053] Uma fonte de alimentação 64 é utilizada como uma fonte de corrente contínua. A fonte de alimentação 64 também poderia ser uma fonte de corrente alternada e/ou de sinais de comando e controle, se desejado. No entanto, o sistema

30, conforme representado na FIG. 4, depende de controle

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15/26 direcional de corrente nos condutores 52 a fim de atuar seletivamente as ferramentas de poço 32, de modo que corrente alternada, sinais, etc., estejam presentes nos condutores somente se isso não interferir com esta função de seleção. Se a coluna de revestimento 16 e/ou a coluna de tubulação 20 forem usadas como um condutor no sistema 30, então, preferencialmente, a fonte de alimentação 64 compreenderá uma fonte de energia flutuante.

[0054] Os condutores 52 também podem ser utilizados para telemetria, por exemplo, para transmitir e receber dados e comandos entre a superfície e as ferramentas de poço dentro do poço, atuadores, sensores, etc. Esta telemetria pode ser convenientemente transmitida nos mesmos condutores 52 que a energia elétrica fornecida pela fonte de alimentação 64.

[0055] Os condutores 52, neste exemplo, compreendem três condutores 52a até 52c. Os condutores 52 também são organizados como três conjuntos de condutores 52a, b, 52b, c e 52a, c. Cada conjunto de condutores inclui dois condutores. Note-se que um conjunto de condutores pode compartilhar um ou mais condutores individuais com outro conjunto de condutores.

[0056] Cada conjunto de condutor é conectado a dois dispositivos de controle. Assim, o conjunto de condutor 52a, b é conectado a cada um dos dispositivos de controle 50a, b, o conjunto de condutor 52b, c é conectado a cada um dos dispositivos de controle 50c, d, e o conjunto de condutor 52a, c é conectado a cada um dos dispositivos de controle 50e, f.

[0057] Neste exemplo, a coluna de tubulação 20 é parte do condutor 52c. Alternativamente, ou adicionalmente, a coluna

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16/26 de revestimento 16 ou qualquer outro condutor pode ser usado na manutenção dos princípios desta divulgação.

[0058] Será apreciado de uma consideração cuidadosa do sistema 30, como representado na FIG. 4 (incluindo uma observação de como os diodos 62a até 62f são dispostos entre os solenoides 58a até 58f e os condutores 52a até 52c), que diferentes direções de circulação de corrente entre condutores diferentes nos diferentes conjuntos de condutores podem ser usadas para selecionar quais dos solenoides 58a até 58f são alimentados para, dessa forma, atuar uma ferramenta de poço respectiva. Por exemplo, a circulação de corrente do condutor 52a para o condutor 52b fornecerá energia elétrica para o solenoide 58a via diodo 62a, mas a circulação de corrente opostamente dirigida do condutor 52b para o condutor 52a fornecerá energia elétrica para o solenoide 58b via diodo 62b. Inversamente, o diodo 62a impedirá o solenoide 58a de ser alimentado devido à circulação de corrente do condutor 52b para o condutor 52a, e o diodo 62b impedirá o solenoide 58b de ser alimentado devido à circulação de corrente do condutor 52a para o condutor 52b.

[0059] Da mesma forma, a circulação de corrente do condutor 52b para o condutor 52c fornecerá energia elétrica para o solenoide 58c via diodo 62c, mas a circulação de corrente opostamente dirigida do condutor 52c para o condutor 52b fornecerá energia elétrica para o solenoide 58d via diodo 62d. O diodo 62c impedirá o solenoide 58c de ser alimentado devido à circulação de corrente de do condutor 52c para o condutor 52b, e o diodo 62d impedirá o solenoide 58d de ser alimentado devido à circulação de corrente do

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condutor	52b	para o condutor 52c.
[0060]	A	circulação	de corrente do	condutor	52a pra o
condutor	52c	fornecerá	energia elétrica	para o so	lenoide 58e
via diodo 62e, mas a	circulação de	corrente	opostamente
dirigida	do	condutor	52c para o condutor 52a	fornecerá

energia elétrica para o solenoide 58f via diodo 62f. O diodo 62e impedirá o solenoide 58e de ser alimentado devido à circulação de corrente do condutor 52c para o condutor 52a, e o diodo 62f impedirá o solenoide 58f de ser alimentado devido à circulação de corrente do condutor 52a para o condutor 52c.

[0061] A direção de circulação de corrente entre os condutores 52 é controlada por meio de um dispositivo de comutação 66. O dispositivo de comutação 66 é interconectado entre a fonte de alimentação 64 e os condutores 52, mas a fonte de alimentação dispositivo de comutação podem ser combinados, ou podem ser parte de um sistema de controle global, se desejado.

[0062]

Exemplos de diferentes configurações do dispositivo de comutação são representativamente ilustrados nas

FIGS. 5 e

6. A

FIG.

representa uma modalidade na qual seis chaves controladas de forma independente são utilizadas para conectar os condutores 52a até 52c às duas polaridades da fonte de alimentação 64. A

FIG. 6 representa uma modalidade na qual uma combinação apropriada de chaves está fechada para selecionar uma ferramenta correspondente das ferramentas de poço para atuação. Esta modalidade pode ser implementada, por exemplo, usando uma chave rotativa. Outras implementações (tal como o uso de um controlador lógico programável, etc.) podem ser

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18/26 utilizadas como desejado.

[0063]

Notem que múltiplas ferramentas de poço 32 podem ser selecionadas para atuação ao mesmo tempo. Por exemplo, múltiplos dispositivos de controle similarmente configurados poderiam ser ligados em série ou em paralelo ao mesmo conjunto dos condutores 52, ou dispositivos de controle conectados a diferentes conjuntos de condutores poderiam ser operados ao mesmo tempo circulando corrente em direções apropriadas através dos conjuntos de condutores.

Além disso, notem que a pressão de fluido para atuar as ferramentas de poço pode ser fornecida por uma das linhas

48, e outra das linhas (ou outro caminho de fluxo, tal como um interior da coluna de tubulação 20 ou o anular 56) pode ser usada para esgotar o fluido dos atuadores

36.

Uma válvula de carretel apropriadamente configurada conectada pode ser usada, de modo que a mesma das linhas seja usada para fornecer pressão de fluido para deslocar os pistões 42 dos atuadores 36 em cada direção.

[0065]

De preferência, em cada uma das modalidades acima descritas, a fonte de pressão de fluido 48 é pressurizada antes de circular corrente através do conjunto selecionado de condutores 52 para atuar uma ferramenta de poço 32. Desta maneira, a atuação da ferramenta de poço 32 imediatamente segue o início de circulação de corrente no conjunto de condutores 52.

Referindo-se adicionalmente agora a

FIG. 7, sistema 30 é representado em uma configuração similar em muitos aspectos àquela da FIG. 4. Na FIG. 7, no entanto, um potencial de voltagem é aplicado através dos condutores,

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52a, 52c a fim de selecionar o dispositivo de controle 50e para atuação de sua ferramenta de poço associada 32. Assim, a corrente circula do condutor 52a através do elemento direcional 62e, através do solenoide 58e e, então, para o condutor 52c, dessa forma, operando a válvula corrediça 60e.

[0067] No entanto, existe outro caminho para circulação de corrente entre os condutores 52a, c. Este caminho rasteiro de corrente 70 é indicado por uma linha tracejada na FIG. 7. Como será apreciado por aqueles versados na técnica, quando um potencial é aplicado através dos condutores 52a, c, a corrente também pode circular através dos dispositivos de controle 50a, c, devido à sua conexão comum com o condutor 52b.

[0068] Uma vez que o potencial, neste caso, é aplicado através de dois solenoides 58a, c no caminho rasteiro 70, a circulação de corrente através dos dispositivos de controle 50a, c será apenas a metade da circulação de corrente através do dispositivo de controle 50e destinados à seleção e, assim, o sistema 30 ainda é operável para selecionar o dispositivo de controle 50e sem também selecionar dispositivos de controle 50a, c indesejados. No entanto, corrente adicional é circulada através dos condutores 52a, c, a fim de compensar a perda de corrente para os dispositivos de controle 50a, c e, assim, é preferível que a corrente não circule através de nenhum dispositivo de controle não pretendido quando um dispositivo de controle pretendido é selecionado.

[0069] Isto é realizado em vários exemplos descritos abaixo, impedindo circulação de corrente através de cada um dos dispositivos de controle 50a até 50f se um potencial de

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20/26 voltagem aplicado através do dispositivo de controle for menos que um nível mínimo. Em cada um dos exemplos representados nas FIGS. 8 a 11, e descritos mais detalhadamente a seguir, dispositivos de bloqueio de subvoltagem 72a impedem a corrente de circular através dos respectivos dispositivos de controle 50a até 50f, a menos que a voltagem aplicada através dos dispositivos de controle ultrapasse um mínimo.

[0070] Na FIG. 9, cada um dos dispositivos de bloqueio 72a até 72f inclui um relé 74 e um resistor 76. Cada relé 74 inclui uma chave 78 interconectada entre o respectivo dispositivo de controle 50a até 50f e os condutores 52a até 52c. O resistor 76 é usado para ajustar a voltagem mínima através dos condutores respectivos 52a até 52c, o qual fará com que corrente suficiente circule através do relé

associado 74 para fechar a chave 78.
[0071] Se pelo menos a voltagem	mínima	não	existir
através de dois dos condutores	52a	até 52c	aos	quais	o
dispositivo de controle 50a a 50f	está	conectado	, a	chave	78
não fechará. Assim, a corrente	não	circulará	at	ravés	do
solenoide associado 58a-f, e o	respectivo dispositivo	de

controle dos dispositivos de controle 50a até 50f não será selecionado.

[0072] Como no exemplo da FIG. 7, voltagem suficiente não existiria através dos dois condutores aos quais cada um dos dispositivos de bloqueio 72a, c está conectado para operar os relés 74 nos mesmos se uma voltagem é aplicada através dos condutores 52a, c a fim de selecionar o dispositivo de controle 50e. No entanto, voltagem suficiente existiria através dos condutores 52a, c para fazer com que o relé 74

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21/26 do dispositivo de bloqueio 72e fechasse a chave 78 no mesmo, dessa forma selecionando o dispositivo de controle 5e para atuação de sua ferramenta de poço associada 32.

Na FIG. 9, os dispositivos de bloqueio

72a até 72f incluem, cada um, o relé 74 e a chave

78, mas o resistor é substituído por um diodo Zener 80. A menos que exista uma voltagem suficiente de cada diodo Zener 80 corrente não circulará através de seu relé associado 74, chave 78 não fechará. Assim, uma voltagem mínima deve ser aplicada através de dois dos condutores 52a até

52c aos quais o dispositivo respectivo dos dispositivos de controle

50a até

50f está conectado, a fim de fechar chave associada do respectivo dispositivo de bloqueio

72a até f e, assim, selecionar o dispositivo de controle.

[0074] Na FIG. 10, um tiristor 82 (especificamente neste exemplo um retificador controlado por silício) é usado em vez do relé 74 em cada um dos dispositivos de bloqueio 72a até 72f. Outros tipos de tiristores e outros dispositivos de circuito modular (tal como TRIAC, GTO, IGCT, SIT/SITh, DBGTO, MCT, CSMT, RCT, BRT, etc.) podem ser usados, se desejado. A menos que uma voltagem suficiente exista através da fonte e porta do tiristor 82, a corrente não circulará para o seu consumo. Assim, uma voltagem mínima deve ser aplicada através de dois dos condutores 52a até 52c aos quais o respectivo dispositivo dos dispositivos de controle 50a até 50f está conectado, a fim de fazer com que corrente circule através do tiristor 82 do respectivo dispositivo de bloqueio 72a até 72f e, dessa forma, selecione o dispositivo de controle. O tiristor 82 continuará a permitir circulação de corrente de sua fonte para seu consumo, contanto que a

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22/26 corrente permaneça acima de um nível predeterminado.

[0075] Na FIG. 11, um transistor de efeito de campo 84 (especificamente neste exemplo um MOSFET de n canais) é interligado entre o dispositivo de controle 50a até 50f e um dos condutores associados 52a até 52c em cada um dos dispositivos de bloqueio 72a até 72f. A menos que exista uma voltagem através da porta e do consumo do transistor 84, a corrente não circulará de sua fonte para seu consumo. A voltagem não existe, a menos que uma voltagem suficiente exista através do diodo Zener 80 para causar circulação de corrente através do diodo. Assim, uma voltagem mínima deve ser aplicada através de dois dos condutores 52a até 52c aos quais o respectivo dispositivo 50a até 50f está conectado a corrente através do transistor dos dispositivos de controle fim de causar circulação de 84 do respectivo dispositivo de bloqueio 72a até 72f e, dessa forma, selecionar o dispositivo de controle.

[0076] Agora, pode ser plenamente apreciado que a divulgação acima fornece várias melhorias para a técnica de seletivamente atuar ferramentas de poço dentro do poço. Uma dessas melhorias é a eliminação do consumo de corrente desnecessário pelos dispositivos de controle que não se destinam a ser selecionados para atuação de suas respectivas ferramentas de poço.

[0077] A divulgação acima fornece um sistema 30 para seletivamente atuar, de uma localização remota, múltiplas ferramentas de poço 32 dentro de um poço. O sistema 30 inclui pelo menos um dispositivo de controle 50a até 50f para cada uma das ferramentas de poço 32, de tal forma que uma ferramenta particular das ferramentas de poço 32 possa

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23/26 ser atuada quando um respectivo dispositivo de controle até 50f é selecionado. Os condutores 52 são conectados

50a aos dispositivos de controle

50a até 50f, por meio do que cada um dos dispositivos de controle 50a até

50f pode ser selecionado aplicando um potencial de voltagem predeterminado de um respectivo par predeterminado dos condutores

52. Pelo menos um dispositivo de bloqueio

72a até 72f fornecido para cada um dos dispositivos de controle

50a até 50f, por meio do que os dispositivos de bloqueio

72a até 72f impedem a corrente de circular através dos respectivos dispositivos de controle 50a até 50f, se o potencial de voltagem através do respectivo par predeterminado dos condutores 52 é menos que um mínimo predeterminado.

[0078] Cada um dos dispositivos de bloqueio 72a até 72f pode incluir um relé 74 com uma chave 78. O relé 74 fecha a chave 78, dessa forma permitindo que a corrente circule através do respectivo dispositivo de controle 50a 50f quando o potencial de voltagem mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de bloqueio 72a até 72f.

[0079] Cada um dos dispositivos de bloqueio 72a até 72f pode incluir um tiristor 82. O tiristor 82 permite circulação de corrente de sua fonte até seu consumo, dessa forma permitindo circulação de corrente através do respectivo dispositivo de controle 50a até 50f quando o potencial de voltagem mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de bloqueio 72a até 72f.

[0080] Cada um dos dispositivos de bloqueio 72a até 72f pode incluir um diodo Zener 80. A corrente circula através do diodo Zener 80, permitindo assim a circulação de corrente

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24/26 através do respectivo dispositivo de controle 50a até 50f quando o potencial de voltagem mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de bloqueio 72a até 72f.

[0081] Cada um dos dispositivos de bloqueio 72a até 72f pode incluir um transistor 84. O transistor de 84 permite circulação de corrente de sua fonte até o seu consumo, dessa forma permitindo circulação de corrente através do respectivo dispositivo de controle 50a até 50f quando o potencial de voltagem mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de bloqueio 72a 72f.

[0082] Também descrito acima está um método de seletivamente atuar, de uma localização remota, múltiplas ferramentas de poço 32 dentro de poço em um poço. O método inclui as etapas de: selecionar uma primeira das ferramentas de poço 32 para atuação aplicando um potencial de voltagem mínimo predeterminado a um primeiro conjunto de condutores 52a, c no poço; e evitar a atuação de uma segunda das ferramentas de poço 32 quando o potencial de voltagem mínimo predeterminado não é aplicado através de um segundo conjunto de condutores no poço 52a, b ou 52b, c. Pelo menos um do primeiro conjunto de condutores 52a, c é o mesmo que pelo menos um do segundo conjunto de condutores 52a,b ou 52b,c.

[0083] A etapa de seleção pode incluir permitir circulação de corrente através de um dispositivo de controle 50a até 50f da primeira ferramenta de poço em resposta ao potencial de voltagem mínimo predeterminado sendo aplicado através de um dispositivo de bloqueio 72a até 72f interconectado entre o dispositivo de controle 50a até 50f e o primeiro conjunto de condutores 52a, c.

[0084] A etapa de permitir circulação de corrente pode

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25/26 incluir atuar um relé 74 do dispositivo de bloqueio 72a até 72f para, dessa forma, fechar uma chave 78, dessa forma, permitindo circulação de corrente através do dispositivo de controle 50a a 50f quando o potencial de voltagem mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de bloqueio

72a até 72f.

[0085] A etapa de permitir circulação de corrente pode incluir permitir circulação de corrente de uma fonte para um consumo de um tiristor 82 do dispositivo de bloqueio 72a até 72f, dessa forma, permitindo circulação de corrente através do dispositivo de controle 50a até 50f quando o potencial de voltagem mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de bloqueio 72a até

72f.

A etapa de permitir circulação de corrente pode incluir permitir circulação de corrente através de um diodo

Zener 80 do dispositivo de bloqueio 72a até

72f, dessa forma, permitindo circulação de corrente do dispositivo de controle 50a até

50f quando o potencial de voltagem mínimo predeterminado aplicado do dispositivo de bloqueio 72a até

72f.

incluir consumo

A etapa de permitir permitir circulação de circulação de corrente pode corrente de uma de um transistor 84 do dispositivo de até 72f, dessa forma, permitindo circulação através do dispositivo de controle 50a até potencial de voltagem fonte para um bloqueio 72a de

50f mínimo predeterminado é corrente quando o aplicado através do dispositivo de bloqueio 72a até 72f.

[0088] A divulgação acima também descreve um sistema 30 para seletivamente atuar, de uma localização remota, múltiplas ferramentas de poço 32 dentro do poço em um poço,

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26/26 no qual o sistema 30 inclui: pelo menos um dispositivo de controle

50a até 50f para cada uma das ferramentas de poço

32, de tal forma que uma ferramenta particular das ferramentas de poço pode ser acionada quando um respectivo dispositivo de controle

50a até 50f selecionado;

condutores conectados aos dispositivos de controle 50a até 50f, por meio do que cada um dos dispositivos de controle

50a até 50f pode ser selecionado aplicando um potencial de voltagem predeterminado um respectivo par predeterminado menos um dispositivo de bloqueio dos dispositivos de controle 50a cada dispositivo de bloqueio respectivo dispositivo de cont através de

dos	condutores 52;	e	pelo
72a	até	72f para	cada um
até	50f,	por meio	do	que
72a	até	72f impede	um
ole	50a	até 50f	de	ser

através do respectivo selecionado se o potencial de voltagem par predeterminado dos condutores 52 for inferior a um mínimo predeterminado.

Obviamente, aqueles versados na técnica, mediante uma cuidadosa consideração da descrição acima de modalidades representativas da revelação, prontamente perceberão que muitas modificações, adições, substituições, exclusões e outras alterações podem ser feitas nas modalidades específicas, e tais mudanças são contempladas pelos princípios da divulgação presente.

Em consequência, a descrição detalhada anterior deve ser claramente entendida como sendo dada para fins de ilustração e exemplo espírito e o escopo da presente invenção sendo apenas, o limitados apenas pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para atuar seletivamente de uma localização remota múltiplas ferramentas de poço dentro do poço em um poço, caracterizado pelo fato de compreender:

- um primeiro dispositivo de controle (50a) para uma primeira ferramenta de poço (32a), de modo que a primeira ferramenta de poço possa ser atuada quando um primeiro dispositivo de controle (50a) for selecionado;

- um segundo dispositivo de controle (50b) para uma segunda ferramenta de poço (32b), de modo que a segunda ferramenta de poço possa ser atuada quando um segundo dispositivo de controle (50b) for selecionado;

- primeiro, segundo e terceiro condutores (52a-c) conectados aos dispositivos de controle;

sendo que o primeiro dispositivo de controle (50a) é conectado entre os primeiro e segundo condutores (52a, 52b), e sendo que o primeiro dispositivo de controle (50a) não está eletricamente conectado ao terceiro condutor (52c);

sendo que o segundo dispositivo de controle (50b) é conectado entre os primeiro e terceiro condutores (52a, 52c), e sendo que o segundo dispositivo de controle (50b) não está eletricamente conectado ao segundo condutor (52b);

sendo que cada um dos dispositivos de controle pode ser selecionado através de um potencial de tensão predeterminado através de um par de condutores conectado ao respectivo dispositivo de controle; e pelo menos um dispositivo de bloqueio (72) para cada um dos dispositivos de controle, por meio do qual os dispositivos de bloqueio evitam que a corrente circule através dos respectivos dispositivos de controle se o potencial de

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2/5

tensão através do par de condutores conectado ao dispositivo de controle for menor que um mínimo predeterminado. 2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado

pelo fato de cada um dos dispositivos de bloqueio incluir um relé (74) com uma chave (78) e sendo que o relé (74) fecha a chave (78), dessa forma permitindo a circulação de corrente através do respectivo dispositivo de controle quando o potencial de tensão mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de bloqueio.
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada um dos dispositivos de bloqueio incluir um tiristor (82) e sendo que o tiristor (82) permite a circulação de corrente de sua fonte até o seu consumo, dessa forma permitindo circulação de corrente através do respectivo dispositivo de controle quando o potencial de tensão mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de bloqueio.
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada um dos dispositivos de bloqueio incluir um diodo Zener (80) e sendo que a corrente circula através do diodo Zener (80), dessa forma permitindo circulação de corrente através do respectivo dispositivo de controle quando o potencial de tensão mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de bloqueio.
5.

Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada um dos dispositivos de bloqueio incluir um transistor (84) e sendo que o transistor (84) permite circulação de corrente de sua fonte até seu consumo, dessa forma permitindo circulação de corrente através do

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3/5 respectivo dispositivo de controle quando o potencial de tensão mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de bloqueio.
6. Método para atuar seletivamente de uma localização remota múltiplas ferramentas de poço dentro do poço em um poço, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:

- prover um primeiro dispositivo de controle (50a) de uma primeira ferramenta de poço (32a), e um segundo dispositivo de controle (50b) de uma segunda ferramenta de poço (32b);

- prover primeiro, segundo e terceiro condutores (52a-c);

- prover pelo menos um dispositivo de bloqueio (72) para cada um dos dispositivos de controle;

sendo que o primeiro dispositivo de controle (50a) é conectado entre os primeiro e segundo condutores (52a, 52b), e sendo que o primeiro dispositivo de controle (50a) não está eletricamente conectado ao terceiro condutor (52c);

sendo que o segundo dispositivo de controle (50b) é conectado entre os primeiro e terceiro condutores (52a, 52c), e sendo que o segundo dispositivo de controle (50b) não está eletricamente conectado ao segundo condutor (52b);

- selecionar uma respectiva das primeira e segunda ferramentas de poço para atuação aplicando um potencial de tensão mínimo predeterminado através de um par de condutores conectado ao dispositivo de controle da ferramenta de poço;

sendo que os dispositivos de bloqueio evitam que a corrente circule através dos respectivos dispositivos de controle se o potencial de tensão através do par de condutores conectado ao dispositivo de controle for menor que um mínimo predeterminado; e

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4/5 pelo qual a etapa de selecionar compreender ainda permitir a circulação de corrente através de um respectivo dispositivo de controle em resposta a tensão mínima predeterminada sendo aplicada através do respectivo dispositivo de bloqueio interconectado entre o respectivo dispositivo de controle e o par de condutores conectado ao respectivo dispositivo de controle.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a etapa de permitir a circulação de corrente compreender ainda atuar um relé (74) do dispositivo de bloqueio para, dessa forma, fechar uma chave (78), dessa forma permitindo a circulação de corrente através do dispositivo de controle quando o potencial de tensão mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de bloqueio.
8. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a etapa de permitir a circulação de corrente compreender ainda permitir a circulação de corrente de uma fonte para um consumo de um tiristor (82) do dispositivo de bloqueio, dessa forma permitindo a circulação de corrente através do dispositivo de controle quando o potencial de tensão mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de bloqueio.
9. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a etapa de permitir a circulação de corrente compreender ainda permitir a circulação de corrente através de um diodo Zener (80) do dispositivo de bloqueio, dessa forma permitindo circulação de corrente através do dispositivo de controle quando o potencial de tensão mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de

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5/5 bloqueio .
10. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a etapa de permitir a circulação de corrente compreender ainda permitir a circulação de corrente de uma fonte para um consumo de um transistor (84) do dispositivo de bloqueio, dessa forma permitindo a circulação de corrente através do dispositivo de controle (50a) quando o potencial de tensão mínimo predeterminado é aplicado através do dispositivo de bloqueio.