BRPI1006359B1 - Ferramenta de poço e método para atuar uma ferramenta de poço em um poço subterrâneo - Google Patents

Ferramenta de poço e método para atuar uma ferramenta de poço em um poço subterrâneo Download PDF

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Alf K. Sevre
Mark D. Kalman
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Abstract

ferramenta de poço e método para atuar uma ferramenta de poço em um poço subterrâneo uma ferramenta de poço inclui um mandril geralmente tubular com uma passagem de fluxo se estendendo longitudinalmente através do mandril e um controlador de fluxo que inicialmente impede que um fluido entre em contato com um material intumescente, mas que permite que o fluido entre em contato com o material em resposta à manipulação de pressão na passagem de fluxo. outra ferramenta de poço inclui um material intumescente, um mandril geralmente tubular e um conduto enrolado circunferencialmente em torno do mandril, o conduto contendo um fluido que, mediante contato com o material intumescente, faz o material intumescer. um método para atuar uma ferramenta de poço em um poço inclui manipular pressão em uma passagem de fluxo se estendendo através de uma coluna tubular, abrindo, dessa forma abrindo pelo menos um dispositivo de controle de fluxo da ferramenta de poço que seletivamente permite comunicação de fluido entre um reservatório da ferramenta de poço e um material intumescente da ferramenta de poço, pelo que um fluido no reservatório entra em contato com o material intumescente.

Description

FERRAMENTA DE POÇO E MÉTODO PARA ATUAR UMA FERRAMENTA DE POÇO EM UM POÇO SUBTERRÂNEO
Campo técnico [0001] Esta divulgação se refere geralmente aos equipamentos utilizados e às operações executadas em conjunto com um poço subterrâneo e, em um exemplo descrito abaixo, mais particularmente fornece ferramentas de poço utilizando materiais intumescentes que são ativados sob demanda.
Fundamentos da invenção [0002] Materiais intumescentes foram usados no passado para executar várias funções em ferramentas de poço. Por exemplo, um material intumescente pode ser usado em um elemento de vedação packer para fornecer um conjunto de packer que é autoatuante dentro do poço. Quando um fluido apropriado entra em contato com o material intumescente, o material intumesce e veda um anular no poço.
[0003] No entanto, se o fluido já estiver presente no poço, o material intumescente pode começar a intumescer tão logo ele seja instalado no poço, o que pode levar a vários problemas. Por exemplo, o material pode intumescer prematuramente, o que poderia impedir o conjunto de packer de ser adequadamente posicionado no poço.
[0004] Técnicas têm sido propostas para retardar o intumescimento de um material intumescente, mas, em geral, estas técnicas produzem tempos de retardo de certa forma imprecisos e apenas podem ser convenientemente iniciadas de uma vez (por exemplo, quando o material intumescente é instalado no poço). Também foi proposto iniciar o intumescimento em resposta à aplicação de pressão a um
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2/21 anular circundando a ferramenta de poço, mas se a ferramenta de poço for usada em um furo aberto, ou em revestimento perfurado ou vazando, pode não ser possível ou conveniente aplicar pressão ao anular.
[0005] Portanto, será apreciado que seria desejável fornecer melhorias na arte de ativação de materiais intumescentes em poços subterrâneos. Tais melhorias poderiam ser úteis para iniciar a atuação de conjuntos de packer, bem como outros tipos de ferramentas de poço.
Sumário da invenção [0006] Na divulgação abaixo, métodos e ferramentas de poço são fornecidos que resolvem pelo menos um problema na arte. Um exemplo está descrito abaixo no qual o intumescimento de um material intumescente é iniciado sob demanda, por exemplo, em um tempo escolhido depois que o material é transportado para um poço. Outro exemplo está descrito abaixo no qual o intumescimento do material intumescente é iniciado sob demanda aplicando pressão a uma coluna de tubulação ou transmitindo um sinal através de telemetria.
[0007] Em um aspecto, uma ferramenta de poço descrita abaixo inclui um mandril geralmente tubular incluindo uma passagem de fluxo se estendendo longitudinalmente através do mandril. Um controlador de fluxo inicialmente impede um fluido de entrar em contato com um material intumescente, mas o controlador de fluxo permite que o fluido entre em contato com o material intumescente em resposta à manipulação de pressão na passagem de fluxo.
[0008] Em outro aspecto, uma ferramenta de poço é fornecida que inclui um material intumescente, um mandril
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3/21 geralmente tubular e um conduto enrolado circunferencialmente em torno do mandril. O conduto contém um fluido que, mediante contato com o material intumescente, faz com que o material intumescente intumesça.
[0009] Em ainda outro aspecto, um método de atuar uma ferramenta de poço em um poço subterrâneo inclui a etapa de manipular pressão em uma passagem de fluxo se estendendo através de uma coluna tubular, dessa forma abrindo pelo menos um dispositivo de controle de fluxo da ferramenta de poço que seletivamente permite comunicação de fluido entre um reservatório da ferramenta de poço e um material intumescente da ferramenta de poço. Desta maneira, fluido no reservatório é feito entrar em contato com o material intumescente.
[0010] Em um aspecto adicional, uma ferramenta de poço fornecida por esta divulgação inclui um material intumescente e um controlador de fluxo que inicialmente impede um fluido de entrar em contato com o material intumescente, mas permite que o fluido entre em contato com o material intumescente em resposta à recepção de um sinal transmitido através de telemetria de um local remoto. O sinal de telemetria pode ser selecionado de um grupo incluindo sinais acústicos, de pulso de pressão, de manipulação de coluna tubular e eletromagnéticos.
[0011] Estas e outras características, vantagens e benefícios se tornarão aparentes para aqueles versados na técnica mediante cuidadosa consideração da descrição pormenorizada dos exemplos representativos abaixo e dos desenhos em anexo, nos quais elementos semelhantes são indicados nas várias Figuras usando os mesmos números de
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4/21 referência.
Breve descrição dos desenhos [0012] A figura 1 é uma vista esquemática parcialmente em seção transversal de um sistema de poço incorporando princípios da presente divulgação.
[0013] A figura 2 é uma vista em elevação esquemática em escala ampliada de uma ferramenta de poço que pode ser utilizada no sistema de poço da figura 1; e [0014] As figuras 3 a 13 são vistas em seção transversal esquemáticas em escala ampliada de exemplos de reservatórios de fluido e controladores de fluxo que podem ser utilizados na ferramenta de poço da figura 2.
Descrição detalhada da invenção [0015] Representativamente ilustrado na figura 1 está um sistema de poço 10 e o método associado que incorporam princípios da presente divulgação. No sistema de poço 10, uma coluna tubular 12 está instalada em um furo de poço 14. Neste exemplo, o furo de poço 14 é revestido com revestimento 16 e cimento 18, mas o furo de poço poderia, ao invés disso, ser não revestido ou furo aberto em outras modalidades.
[0016] A coluna tubular 12 inclui ferramentas de poço 20 e 22. A ferramenta de poço 20 é representada como sendo um conjunto de packer e a ferramenta de poço 22 é representada como sendo um conjunto de válvula ou choke. No entanto, deve ser entendido claramente que estas ferramentas de poço 20, 22 são meramente representativas de uma variedade de ferramentas de poço que podem incorporar princípios desta divulgação.
[0017] A ferramenta de poço 20 inclui um material
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5/21 intumescente 24 para uso como uma vedação de anular para impedir seletivamente fluxo através de um anular 26 formado entre a coluna tubular 12 e o revestimento 16. Materiais intumescentes podem ser usados como vedações em outros tipos de ferramentas de poço de acordo com os princípios desta divulgação.
[0018] Por exemplo, outro tipo de vedação intumescente é descrito no Pedido Publicado US 2007-0246213 para regular fluxo através de uma tela de poço. A divulgação inteira deste pedido do estado da técnica é incorporada neste documento para referência.
[0019] A ferramenta de poço 22 inclui um dispositivo de controle de fluxo 28 (tal como uma válvula ou choke, etc.) e um atuador 30 para operar o dispositivo de controle de fluxo. Materiais intumescentes podem ser usados em outros tipos de atuadores para operar outros tipos de ferramentas de poço.
[0020] Por exemplo, atuadores usando materiais intumescentes para operar ferramentas de poço são descritos no Pedido Publicado US 2007-0246225. A divulgação inteira deste pedido do estado da técnica é incorporada neste documento para referência.
[0021] O material intumescente usado nas ferramentas de poço 20, 22 intumesce quando contatado por um fluido adequado. O termo intumescer e termos similares (tal como intumescente) são usados neste documento para indicar um aumento no volume de material intumescente.
[0022] Tipicamente, este aumento em volume é devido à incorporação de componentes moleculares do fluido no próprio material intumescente, mas outros mecanismos ou outras
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6/21 técnicas de intumescimento podem ser utilizados, se desejado. Observem que intumescimento não é o mesmo que em expansão, embora um material de vedação possa se expandir como resultado do intumescimento.
[0023] Por exemplo, em alguns packers convencionais, um elemento de vedação pode ser expandido radialmente para fora comprimindo longitudinalmente o elemento de vedação ou inflando o elemento de vedação. Em cada um destes casos, o elemento de vedação é expandido sem qualquer aumento no volume do material de vedação do qual o elemento de vedação é feito. Assim, nestes packers convencionais, o elemento de vedação se expande, mas não intumesce.
[0024] O fluido que provoca o intumescimento do material intumescente pode ser água e/ou fluido de hidrocarboneto (tal como óleo ou gás). O fluido pode ser um material em gel ou um material semissólido, tal como uma cera contendo hidrocarbonetos ou parafina que derrete quando exposta a temperatura elevada em um furo de poço. Desta maneira, o intumescimento do material pode ser retardado até o material ser posicionado dentro do poço onde existe uma temperatura elevada predeterminada. O fluido pode causar intumescimento do material intumescente devido à passagem do tempo.
[0025] Vários materiais intumescentes são conhecidos por aqueles versados na técnica, cujos materiais intumescem quando entram em contato com água e/ou fluido de hidrocarboneto, portanto, uma lista completa destes materiais não será apresentada neste documento. Listas parciais de materiais intumescentes podem ser encontradas nas patentes US 3.385.367, 7.059.415 e 7.143.832 cujas divulgações inteiras são incorporadas neste documento para
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7/21 referência.
[0026] O material intumescente pode ter uma porção considerável de cavidades que são comprimidas ou encolhidas na condição de superfície. Então, quando sendo colocado no poço a uma pressão mais alta, o material é expandido pelas cavidades se preenchendo com fluido.
[0027] Este tipo de aparelho e método pode ser usado quando é desejável expandir o material na presença de gás, em vez de petróleo ou água. Um material intumescente apropriado é descrito no Pedido Internacional PCT/NO2005/000170 (publicado como WO 2005/116394), cuja divulgação inteira é incorporada neste documento para referência.
[0028] Assim, deve ficar claramente entendido que
qualquer material intumescente que intumesça quando entra em
contato com qualquer tipo de fluido pode ser usado em
consonância com os princípios desta divulgação.
[0029] Com referência adicionalmente agora à figura 2, uma vista em seção transversal esquemática em escala ampliada de uma possível configuração da ferramenta de poço 20 é representativamente ilustrada. A ferramenta de poço 20 é usada por conveniência para demonstrar como os princípios desta divulgação podem ser vantajosamente incorporados em uma determinada ferramenta de poço, mas qualquer outro tipo de ferramenta de poço pode utilizar os princípios desta divulgação para permitir intumescimento de um material intumescente da ferramenta de poço.
[0030] Conforme representado na figura 2, o material intumescente 24 está posicionado em um mandril geralmente tubular 32. O material intumescente 24 poderia, por exemplo,
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8/21 ser adesivamente colado ao mandril 32 ou o material intumescente poderia, de outra forma, ser fixado e vedado ao mandril.
[0031] Uma passagem de fluxo 34 (não visível na figura 2, ver figura 3 a 13) se estende longitudinalmente através do mandril 32. Quando a ferramenta de poço 20 está interconectada como parte da coluna tubular 12, como no sistema 10 da figura 1, a passagem de fluxo 34 também se estende longitudinalmente através da coluna tubular e, então, a pressão na passagem de fluxo pode ser convenientemente manipulada da superfície ou de outro local remoto.
[0032] A ferramenta de poço 20 inclui também um reservatório 36 contendo um fluido 38 que, quando ele entra em contato com o material intumescente 24, fará o material intumescer. O reservatório 36 pode assumir diversas formas e vários exemplos são descritos com mais detalhes abaixo.
[0033] Um controlador de fluxo 40 é usado para controlar a comunicação de fluido entre o reservatório 36 e o material intumescente 24. Desta maneira, o fluido 38 apenas entra em contato com o material intumescente 24 quando desejado. De preferência, o controlador de fluxo 40 inicialmente impede o fluido 38 de entrar em contato com o material intumescente 24, mas permite tal contato em resposta a uma manipulação predeterminada de pressão na passagem 34 (por exemplo, a aplicação de pelo menos uma pressão mínima na passagem).
[0034] Com referência adicionalmente agora à figura 3, uma vista em seção transversal esquemática em escala ampliada de uma porção da ferramenta de poço 20 é representativamente ilustrada. Nesta vista, detalhes do
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9/21 reservatório 36 e do controlador de fluxo 40 podem ser vistos claramente.
[0035] O fluido 38 no reservatório 36 é de certa forma pressurizado devido a uma força de desvio aplicada a um pistão 42 por um dispositivo de desvio 44 (tal como uma mola, câmara de gás pressurizada, etc.). Observem que, neste exemplo, o reservatório 36 é isolado de pressão no anular 26 e de pressão na passagem 34. No entanto, em outros exemplos, a pressão no anular 26 ou na passagem 34 poderia ser usada para pressurizar o fluido 38 no reservatório 36.
[0036] O controlador de fluxo 40 inclui dispositivos de controle de fluxo 46, 48, 50. O dispositivo 46 é representado como uma válvula de retenção que permite fluxo da passagem 34 para uma passagem interior 52 do controlador 40, mas impede fluxo opostamente dirigido. O dispositivo 48 é representado como uma válvula de retenção que permite fluxo do reservatório 36 para a passagem 52, mas evita fluxo opostamente dirigido. Outros tipos de válvulas ou outros dispositivos unidirecionais podem ser utilizados, se desejado.
[0037] O dispositivo 50 é representado como um disco de ruptura que isola o material intumescente 24 da passagem 52 até a pressão na passagem atingir uma quantidade predeterminada (isto é, até que um diferencial de pressão predeterminado seja aplicado através do dispositivo), em cujo ponto o dispositivo abre e permite comunicação de fluido entre a passagem 52 e o material intumescente. O dispositivo 50, em vez disso, pode compreender qualquer tipo de válvula ou outro dispositivo de controle de fluxo que inicialmente impeça comunicação de fluido, mas que, em
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10/21 seguida, pode permitir comunicação de fluido em resposta à recepção de um sinal predeterminado. Exemplos adicionais do dispositivo 50 são descritos em mais detalhes abaixo.
[0038] Quando instalada no poço, a passagem 52 pode conter o fluido 38 na área entre os dispositivos 46, 48, 50. Um dispositivo de equalização 54 (tal como um pistão flutuante, membrana, diafragma, etc.) pode ser usado para isolar fluido na passagem 52 de fluido na passagem 34, a fim de evitar contaminação do fluido na passagem 52, enquanto permitindo transmissão de pressão da passagem 34 para a passagem 52.
[0039] Quando for desejado iniciar o intumescimento do material intumescente 24, a pressão na passagem 34 é aumentada para pelo menos a quantidade predeterminada (isto é, para aplicar o diferencial de pressão predeterminado através do dispositivo 50), em cujo ponto o dispositivo 50 abre. O fluido 38, em seguida, é permitido entrar em contato com o material intumescente 24 e o material intumesce em resposta a esse contato.
[0040] Observem que o material intumescente 24 pode ser fornecido com passagens no mesmo para permitir que o fluido 38 entre em contato com uma maior área de superfície do material, para proporcionar distribuição uniforme do fluido no material, etc. Além disso, o material intumescente 24 pode ser fornecido com reforço e/ou outros recursos adicionais não especificamente descritos neste documento, mas que são conhecidos por aqueles versados na técnica.
[0041] Com referência adicionalmente agora à figura 4, outra configuração da ferramenta de poço 20 é representativamente ilustrada. Esta configuração é
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11/21 semelhante em muitos aspectos à configuração da figura 3, exceto que o controlador de fluxo 40 é responsivo à pressão no anular 26 para iniciar contato entre o fluido 38 e o material intumescente 24.
[0042] Quando é desejado iniciar o intumescimento do material intumescente 24, a pressão no anular 26 é aumentada até pelo menos a quantidade predeterminada (isto é, para aplicar o diferencial de pressão predeterminado através do dispositivo 50), em cujo ponto o dispositivo 50 abre. O fluido 38, em seguida, é permitido entrar em contato com o material intumescente 24 e o material intumesce em resposta a tal contato.
[0043] Com referência adicionalmente agora à figura 5, outra configuração da ferramenta de poço 20 é representativamente ilustrada. Esta configuração é semelhante em muitos aspectos à configuração da figura 3, exceto que o dispositivo 46 não proporciona fluxo unidirecional da passagem 34 para a passagem 52.
[0044] Em vez disso, o dispositivo 46 proporciona fluxo unidirecional da passagem 34 para uma câmara 56 em um lado oposto do pistão 42 a partir do reservatório 36. Desta maneira, a pressão na passagem 34 é aplicada ao fluido 38 no reservatório 36 e, através do dispositivo 48, à passagem 52.
[0045] Quando é desejado iniciar o intumescimento do material intumescente 24, a pressão na passagem 34 é aumentada até pelo menos a quantidade predeterminada (isto é, para aplicar o diferencial de pressão predeterminado através do dispositivo 50), em cujo ponto o dispositivo 50 abre. O fluido 38, em seguida, é permitido entrar em contato com o material intumescente 24 e o material intumesce em
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12/21 resposta a esse contato.
[0046] Com referência adicionalmente agora à figura 6, outra configuração da ferramenta de poço 20 é representativamente ilustrada. Nesta configuração, os dispositivos 46, 48 não são necessariamente utilizados e o dispositivo 50 está na forma de um bujão ou válvula, incluindo um material que é responsivo à temperatura elevada.
[0047] Quando uma temperatura elevada predeterminada é atingida dentro do poço, o material derrete ou liquefaz, dessa forma abrindo o dispositivo 50 e permitindo comunicação de fluido entre o reservatório 36 e o material intumescente 24 para, dessa forma, iniciar o intumescimento do material intumescente. O material que derrete ou liquefaz no dispositivo 50 pode compreender, por exemplo, um material eutético.
[0048] Com referência adicionalmente agora à figura 7, outra configuração da ferramenta de poço 20 é representativamente ilustrada. Nesta configuração, a pressão é aplicada à passagem 52, deslocando o dispositivo 54 de dentro da passagem 34.
[0049] Quando é desejado iniciar intumescimento do material intumescente 24, uma esfera ou outro dispositivo de obstrução 58 é deixado cair ou transportado para a passagem 34 e pressão é aplicada à passagem acima da esfera, de modo que a esfera desvie um êmbolo 60 radialmente para fora. O deslocamento para fora do êmbolo 60 também desloca o dispositivo 54 para fora, dessa forma aumentando a pressão na passagem 52 para abrir o dispositivo 50 e permitir que o fluido 38 entre em contato com o material intumescente 24.
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13/21 [0050] Uma sede ou outra superfície de vedação pode ser prevista para a esfera 58 na passagem 34. A esfera 58 pode não contatar diretamente o êmbolo 60, em vez disso a pressão aplicada acima da esfera pode operar para desviar uma luva que, por sua vez, provoca deslocamento para fora do êmbolo (ou um grampo, olhal, etc.), que provoca deslocamento para fora do dispositivo 54 para aumentar a pressão na passagem 52.
[0051] Com referência adicionalmente agora à figura 8, outra configuração da ferramenta de poço 20 é representativamente ilustrada. Nesta configuração, o dispositivo 50 não é na forma de um disco de ruptura, mas em vez disso é na forma de uma válvula corrediça 62 que é operada pela abertura de um disco de ruptura 64.
[0052] Quando é desejado iniciar intumescimento do material intumescente 24, a pressão na passagem 34 é aumentada até que um diferencial de pressão predeterminado seja aplicado através do disco de ruptura 64, em cujo ponto o disco de ruptura abre. Um diferencial de pressão resultante através da válvula corrediça 62 faz com que ela abra, dessa forma permitindo comunicação de fluido entre o reservatório 36 e o material intumescente 24 através da passagem 52.
[0053] Com referência adicionalmente agora à figura 9, outra configuração da ferramenta de poço 20 é representativamente ilustrada. Nesta configuração, o dispositivo 46 não é necessariamente usado e o dispositivo 50 é na forma de uma válvula que abre em resposta à manipulação de pressão na passagem 34.
[0054] O dispositivo 50 poderia, por exemplo, ser uma
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14/21
válvula operada por piloto que abre em resposta a uma
pressão predeterminada sendo aplicada à passagem 34. O
dispositivo 50 pode ser uma válvula que abre em resposta a
um padrão predeterminado de pulsos de pressão, níveis, etc .,
aplicados à passagem 34.
[0055] Quando é desejado iniciar o intumescimento do
material intumescente 24, a pressão na passagem 34 é
manipulada conforme necessário para fazer com que o dispositivo 50 abra e permita comunicação de fluido entre o reservatório 36 e o material intumescente 24. O fluido 38 pode, então, fluir através da passagem 52 para o material intumescente 24 para fazê-lo intumescer.
[0056] Com referência adicionalmente agora à figura 10, outra configuração da ferramenta de poço 20 é representativamente ilustrada. Qualquer uma das configurações de controlador de fluxo 40 descritas acima pode ser utilizada com esta configuração da ferramenta de poço 20 e, assim, os detalhes do controlador de fluxo não estão representados na figura 10. Em vez disso, a configuração da figura 10 utiliza outro exemplo do reservatório 36.
[0057] Conforme representado na figura 10, o reservatório 36 é formado no interior de um conduto 66 enrolado circunferencialmente e helicoidalmente em torno do mandril 32. O interior do conduto 66 está em comunicação de fluido com a passagem 52 no controlador de fluxo 40.
[0058] Conforme aumenta a temperatura no ambiente dentro do poço (por exemplo, conforme a ferramenta de poço 20 é transportada para o poço), o fluido 38 quer expandir (de acordo com seu coeficiente de expansão térmica), mas ele é
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15/21 restrito pelo conduto 66 e, assim, aumenta a pressão no fluido. Assim, na configuração da figura 10, não há nenhuma necessidade para o pistão 42 e o dispositivo de desvio 44 pressurizarem o fluido 38.
[0059] Com referência adicionalmente agora à figura 11, outra configuração da ferramenta de poço 20 é representativamente ilustrada. Nesta configuração, o conduto 66 é maior (em comparação com a configuração da figura 10) e é somente enrolado em uma camada em trono do mandril 32.
[0060] Além disso, o conduto 66 é flexível, de modo que a pressão pode ser prontamente transmitida através de sua parede. O pistão 42 é usado para transmitir pressão da passagem 34 para o conduto 66. Assim, o fluido 38 no conduto 66 é pressurizado usando a pressão na passagem 34. Um conduto mais rígido e/ou rugoso 68 (tal como uma linha trançada de metal, etc.) pode ser usado para conectar o conduto 66 à passagem 52.
[0061] Com referência adicionalmente agora à figura 12, outra configuração da ferramenta de poço 20 é representativamente ilustrada. Nesta configuração, os dispositivos 48, 50 são usados no controlador de fluxo 40 em conjunto com o conduto 66 formando o reservatório 36 para o fluido 38.
[0062] Quando a pressão no reservatório 36 aumenta até um nível predeterminado (por exemplo, dessa forma aplicando um diferencial de pressão predeterminado através do dispositivo 50), o dispositivo 50 abrirá e permitirá o fluxo do fluido 38 do reservatório 36 para o material intumescente 24 através da passagem 52. A pressão no reservatório 36 pode ser aumentada por qualquer meio, tal como pelo fluido 38
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16/21 sendo submetido à temperatura elevada (como na configuração da figura 10) ou pela aplicação de pressão da passagem 34 (como na configuração da figura 11).
[0063] Com referência adicionalmente agora à figura 13, ainda outra configuração da ferramenta de poço 20 é representativamente ilustrada. Esta configuração é muito similar à configuração da figura 12, exceto que o conduto 66 é de forma retangular ao invés de cilíndrica como na configuração da figura 12. De outra forma, a operação da ferramenta de poço 20, conforme representado na figura 13, é substancialmente a mesma que a operação da ferramenta de poço 20 conforme representada na figura 12.
[0064] Embora vários exemplos específicos da ferramenta de poço 20 sejam descritos acima, a fim de demonstrar uma variedade de maneiras nas quais os princípios desta divulgação podem ser incorporados em uma ferramenta de poço, notem que existe uma variedade ainda maior de configurações de ferramenta de poço que possivelmente podem utilizar os princípios da divulgação. Além disso, qualquer um dos recursos descritos acima para uma das modalidades pode ser usado com qualquer uma das outras modalidades, assim qualquer combinação dos recursos descritos acima pode ser usada de acordo com os princípios desta divulgação.
[0065] Por exemplo, as modalidades da ferramenta de poço 20 descritas acima utilizam a aplicação de pressão para iniciar o contato entre o fluido 38 e o material intumescente 24 através do controlador de fluxo 40 (e seus dispositivos de controle de fluxo associados 46, 48, 50, válvula 62 e/ou disco de ruptura 64). No entanto, o controlador de fluxo 40 pode, em vez disso, ou além disso,
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17/21 incorporar dispositivos de controle de fluxo que são responsivos a sinais transmitidos por via acústica, de pulso de pressão, de manipulação de coluna tubular ou telemetria eletromagnética de um local remoto. Controladores de fluxo responsivos a telemetria adequados são descritos como um atuador, válvulas e dispositivos de controle no pedido US copendente n° de série 12/353.664, depositado em 14 de Janeiro de 2009, cuja divulgação inteira é incorporada neste documento para referência.
[0066] A divulgação acima descreve uma ferramenta de poço 20 que compreende um mandril geralmente tubular 32 incluindo uma passagem de fluxo 34 se estendendo longitudinalmente através do mandril 32. Um controlador de fluxo 40 inicialmente impede um fluido 38 de entrar em contato com um material intumescente 24, mas permite ao fluido 38 entrar em contato com o material intumescente 24 em resposta à manipulação de pressão na passagem de fluxo 34.
[0067] O material intumescente 24 pode se estender circunferencialmente em torno de um exterior do mandril 32. Desta maneira, a ferramenta de poço 20 poderia ser um conjunto de packer. No entanto, outros tipos de ferramentas de poço (tal como a ferramenta de poço 22) podem incorporar os princípios desta divulgação também.
[0068] O fluido 38 pode ser disposto em um reservatório 36 da ferramenta de poço 20. O reservatório 36 pode ser isolado da pressão na passagem de fluxo 34. O reservatório 36 pode ser isolado da pressão exterior à ferramenta de poço 20 (tal como no anular 26).
[0069] Um dispositivo de desvio 44 pode aplicar pressão ao fluido 38 no reservatório 36. A pressão na passagem de
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18/21 fluxo 34 pode ser transmitida para pelo menos um dispositivo de controle de fluxo 50 do controlador de fluxo 40, com o dispositivo de controle de fluxo 50 seletivamente impedindo e permitindo comunicação de fluido entre o reservatório 36 e o material intumescente 24.
[0070] O dispositivo de controle de fluxo 50 pode compreender pelo menos um de um disco de ruptura e uma válvula. A ferramenta de poço 20 pode incluir um dispositivo de equalização de pressão 54 que isola o fluido 38 da passagem de fluxo 34.
[0071] O controlador de fluxo 40 pode permitir contato entre o fluido 38 e o material intumescente 24 em resposta à aplicação de uma pressão elevada predeterminada na passagem de fluxo 34.
[0072] Também descrita pela divulgação acima está uma ferramenta de poço 20 que compreende um material intumescente 24, um mandril geralmente tubular 32 e um conduto 66 enrolado circunferencialmente em torno do mandril 32. O conduto 66 contém um fluido 38 que, mediante contato com o material intumescente 24, faz com que o material intumescente intumesça.
[0073] O conduto 66 pode ser isolado da pressão em uma passagem de fluxo 34 se estendendo longitudinalmente através do mandril 32.
[0074] Um controlador de fluxo 40 pode seletivamente permitir contato entre o fluido 38 e o material intumescente 24 em resposta à pressão elevada dentro do conduto 66. A pressão dentro do conduto 66 pode aumentar em resposta à expansão térmica do fluido 38 no mesmo. A pressão dentro do conduto 66 pode aumentar em resposta à manipulação de
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19/21 pressão em uma passagem de fluxo 34 se estendendo longitudinalmente através do mandril 32.
[0075] A divulgação acima também descreve um método para atuar uma ferramenta de poço 20 em um poço subterrâneo. O método inclui manipular a pressão em uma passagem de fluxo 34 se estendendo através de uma coluna tubular 12, dessa forma abrindo pelo menos um dispositivo de controle de fluxo 50 da ferramenta de poço 20 que seletivamente permite comunicação de fluido entre um reservatório 36 da ferramenta de poço 20 e um material intumescente 24 da ferramenta de poço, pelo que um fluido 38 no reservatório 36 entra em contato com o material intumescente 24.
[0076] O material intumescente 24 pode se estender circunferencialmente em torno de um mandril geralmente tubular 32 da ferramenta de poço 20. O mandril 32 pode ser interligado como uma parte da coluna tubular 12.
[0077] A etapa de manipulação de pressão pode incluir transmitir pressão na passagem de fluxo 34 para um exterior de um conduto 66 estendendo circunferencialmente em torno de um mandril geralmente tubular 32 da ferramenta de poço 20, com o mandril sendo interligado como uma parte da coluna tubular 12. O reservatório 36 pode compreender um interior do conduto 66. O dispositivo de controle de fluxo 50 pode compreender pelo menos um de um disco de ruptura e uma válvula.
[0078] Também descrita pela divulgação acima está uma ferramenta de poço 20 que inclui um material intumescente 24 e um controlador de fluxo 40 que inicialmente impede um fluido 38 de entrar em contato com o material intumescente 24, mas que permite ao fluido 38 entrar em contato com o
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20/21 material intumescente 24 em resposta à recepção de um sinal transmitido através de telemetria de um local remoto. O sinal de telemetria pode ser selecionado de um grupo compreendendo sinais acústicos, de pulso de pressão, de manipulação de coluna tubular e eletromagnéticos.
[0079] A divulgação acima descreve a ferramenta de poço 20 e o método associado, no qual a ferramenta de poço pode incluir o material intumescente 24, o mandril 32, a passagem
de fluxo 34, o reservatório 36, o fluido 38, o controlador
de fluxo 40, o pistão 42, o dispositivo de desvio 44, os
dispositivos de controle de fluxo 46, 48, 50, a passagem 52,
o dispositivo de equalização 54, a câmara 56, a esfera 58, o êmbolo 60, a válvula corrediça 62, o disco de ruptura 64 e/ou os condutos 66, 68. No entanto, aqueles versados na técnica compreenderão que uma ferramenta de poço e/ou método que incorpora os princípios desta divulgação poderiam ser construídos ou executados sem o uso do material intumescente específico 24, mandril 32, passagem de fluxo 34, reservatório 36, fluido 38, controlador de fluxo 40, pistão 42, dispositivo de desvio 44, dispositivos de controle de fluxo 46, 48, 50, passagem 52, dispositivo de equalização 54, câmara 56, esfera 58, êmbolo 60, válvula corrediça 62, disco de ruptura 64 e/ou condutos 66, 68 descritos acima.
[0080] Deve-se compreender que os vários exemplos descritos acima podem ser utilizados em diversas orientações, tal como inclinada, invertida, horizontal, vertical, etc. e em várias configurações, sem se afastar dos princípios da presente divulgação. As modalidades ilustradas nos desenhos são representadas e descritas apenas como exemplos de aplicações úteis dos princípios desta
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21/21 divulgação, que não são limitados a quaisquer detalhes específicos destas modalidades.
[0081] Na descrição acima dos exemplos representativos desta divulgação, termos direcionais, tal como acima, “abaixo, “superior, “inferior, etc., são utilizados por conveniência ao se referir 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 semelhantes se referem a uma direção para longe da superfície da terra ao longo do furo de poço.
[0082] Obviamente, aqueles versados na técnica, mediante uma cuidadosa análise da descrição acima das modalidades representativas, prontamente observarão que muitas modificações, adições, substituições, deleções e outras mudanças podem ser feitas nestas modalidades específicas e essas mudanças estão dentro do escopo dos princípios da presente divulgação. Por conseguinte, a descrição pormenorizada precedente é para ser claramente entendida como sendo dada a título de ilustração e exemplo apenas, o espírito e o escopo da presente invenção sendo limitados unicamente pelas reivindicações em anexo e seus equivalentes.

Claims (3)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Ferramenta de poço, caracterizada pelo fato de compreender:
    - um mandril tubular (32) incluindo uma passagem de fluxo (34) se estendendo longitudinalmente através do mandril (32) ;
    - um reservatório (36) contendo um fluido (38);
    - um controlador de fluxo (40) que inicialmente impede o fluido (38) de entrar em contato com um material intumescente (24), mas que permite que o fluido (38) entre em contato com o material intumescente (24) em resposta à manipulação de pressão na passagem de fluxo (34); e
    - um dispositivo de desvio (44) que aplica pressão ao fluido (38) no reservatório (36).
    2. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o material intumescente (24) se estender circunferencialmente em torno de um exterior do mandril (32). 3. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o reservatório (36) ser isolado de pressão na passagem de fluxo (34). 4. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o reservatório (36) ser isolado de pressão exterior à ferramenta de poço (20 ). 5. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a pressão na passagem de fluxo
    (34) ser transmitida para pelo menos um dispositivo de controle de fluxo (46, 48, 50) do controlador de fluxo (40), o dispositivo de controle de fluxo (46, 48, 50) seletivamente impedindo e permitindo comunicação de fluido
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  2. 2/3 entre o reservatório (36) e o material intumescente (24).
    6. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de o dispositivo de controle de fluxo (46, 48, 50) compreender pelo menos um de um disco de ruptura e uma válvula.
    7. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de a ferramenta de poço (20) compreender ainda um dispositivo de equalização de pressão (54) que isola o fluido (38) da passagem de fluxo (34).
    8. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o controlador de fluxo (40) permitir contato entre o fluido (38) e o material intumescente (24) em resposta à aplicação de uma pressão elevada predeterminada na passagem de fluxo (34).
    9. Método para atuar uma ferramenta de poço em um poço
    subterrâneo, dito método, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de: - manipular pressão em uma passagem de fluxo (34) se estendendo através de uma coluna tubular, dessa forma
    abrindo pelo menos um dispositivo de controle de fluxo (40) da ferramenta de poço que seletivamente permite comunicação de fluido entre um reservatório (36) da ferramenta de poço (20) e um material intumescente (24) da ferramenta de poço (20), sendo que o dispositivo de controle de fluxo (40), quando fechado, impede que o fluido (38) contido no reservatório (36) entra em contato com o material intumescente (24), no qual o método compreende ainda pressurizar um fluido (38) no reservatório usando um dispositivo de desvio (44), pelo qual o fluido (38) no reservatório (36) contata o material intumescente (24).
    Petição 870190051430, de 31/05/2019, pág. 35/45
  3. 3/3
    10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o material intumescente (24) se estender circunferencialmente em torno de um mandril tubular (32) da ferramenta de poço (20), e o mandril (32) é interligado como uma porção da coluna tubular na etapa de manipulação de pressão.
    11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a etapa de manipulação de pressão compreender ainda transmitir pressão na passagem de fluxo (34) para um exterior de um conduto se estendendo circunferencialmente em torno de um mandril tubular (32) da ferramenta de poço (20), o mandril (32) sendo interligado como uma porção da coluna tubular, e o reservatório (36) compreendendo um interior do conduto.
    12. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o dispositivo de controle de fluxo (40) compreender pelo menos um de um disco de ruptura e uma válvula na etapa de manipulação de pressão.
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