BRPI1007947B1

BRPI1007947B1 - ferramenta de cimentação

Info

Publication number: BRPI1007947B1
Application number: BRPI1007947A
Authority: BR
Inventors: Smith Donald; Wayne Winslow Donald; V Acosta Frank; J Makowiecki Gary
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2019-12-17
Also published as: SG173640A1; EP2396501B1; WO2010092350A3; WO2010092350A2; US20100206572A1; CA2751320A1; MX2011008538A; AU2010212667A1; EP2396501A2; CA2751320C; US8215404B2; MY153434A; AU2010212667B2

Abstract

ferramenta de cimentação uma ferramenta de cimentação para uso em um poço tem um alojamento e uma luva de fechamento recebida nas imediações. uma luva operacional é recebida no alojamento e é interconectada com a luva de fechamento, a fim de que o movimento da luva operacional faça com que a luva de fechamento se mova. a luva de fechamento é separadamente conectada ao alojamento e é móvel da primeira posição ou posição aberta, para uma segunda posição ou posição fechada, em que ela cobre os orifícios de cimentação definidos no alojamento. a ferramenta tem uma pluralidade de anéis de trava, que são movidos com a luva de fechamento. uma pluralidade de sulcos de travamento é adaptada para receber os anéis de trava, de modo que o engate de qualquer um dos anéis de trava com qualquer um dos sulcos de travamento evitará que a luva de fechamento se mova da posição fechada.

Description

“FERRAMENTA DE CIMENTAÇÃO”

Fundamentos da Invenção [0001] A presente invenção refere-se genericamente a válvulas de revestimento para uso no revestimento de um poço e, mais particularmente, porém não como limitação, a ferramentas de cimentação, construídas para colocação em revestimento de poço.

[0002] Na perfuração de poços profundos, é com frequência desejável cimentar o revestimento do furo de poço em estágios separados, começando no fundo do poço e trabalhando-se para cima.

[0003] Este processo é conseguido colocando-se ferramentas de cimentação, que são principalmente orifícios providos de válvula, no revestimento ou entre juntas de revestimento em um ou mais locais do furo de poço, o cimento fluindo através do fundo do revestimento até a coroa circular até a mais baixa ferramenta de cimentação, fechando-se o fundo, abrindo-se a ferramenta de cimentação e então escoando cimento através da ferramenta de cimentação até a coroa circular até o próximo estágio superior e repetindo este processo até todos os estágios de cimentação do poço serem completados.

[0004] Algumas ferramentas de cimentação da arte anterior usadas para cimentação de multiestágios têm duas luvas internas, ambas sendo pinadas por cisalhamento inicialmente em uma posição superior, fechando-se os orifícios de cimentação da ferramenta. Para abrir os orifícios de cimentação, um tampão é escoado revestimento abaixo e sediado sobre a luva inferior. A pressão do fluido é então aumentada no revestimento até suficiente força ser desenvolvida sobre o tampão e luva para cisalhar os pinos de cisalhamento e mover a luva inferior para a posição descobrindo os orifícios de cimentação. O cimento é então escoado para baixo do revestimento e para fora dos orifícios para dentro da coroa circular. Quando a quantidade desejada predeterminada de cimento tiver sido escoada para dentro da coroa circular, outro tampão é colocado no revestimento atrás do cimento e escoado

Petição 870190110498, de 30/10/2019, pág. 6/30 / 17 revestimento abaixo para assentar a luva superior. A pressão é aumentada no segundo tampão até os pinos de cisalhamento retendo-o serem cortados e a luva superior ser movida para baixo para fechar os orifícios de cimentação. Uma tal ferramenta de cimentação deste tipo é descrita em Baker U. S. Pat. No. 3.768.556, cedida ao cessionário da presente invenção.

[0005] Uma ferramenta de cimentação de luva externa, que utiliza um meio de travamento interno mecânico entre uma luva operacional interna e uma luva de fechamento externa, é descrita em Giroux et al. Patente U.S. No. 5.038.862 (patente ‘862), cedida ao cessionário da presente invenção. Esta ferramenta de cimentação de luva externa é particularmente útil no completamento de cimentação em estágios de poços de óleo e gás de furos delgados. Os completamentos de furos delgados envolvem a utilização de revestimento dentro de tamanhos de buraco relativamente pequenos, para reduzir o custo da perfuração do poço. Em outras palavras, a coroa circular do poço entre o furo de sondagem e o revestimento é relativamente pequeno.

[0006] É importante que a luva utilizada para fechar ou bloquear o orifício de cimentação permaneça na posição fechada, de modo que, após a operação de cimentação estar completa, quaisquer tampões dentro do revestimento possam ser perfurados e fratura/estimulação possam ser realizadas sem vazamento. As ferramentas de cimentação de luva externa atuais, como aquela mostrada na patente ‘862, incluem sulcos de travamento expostos, que podem tornar-se parcialmente enchidos com detritos, assim evitando engate apropriado dos anéis de trava. Se a luva de fechamento não travar apropriadamente na posição fechada, perfuração e/ou pressão criada durante tratamentos de estimulação podem empurrar a luva abrindo-a, de modo que o fluido de estimulação vaza através do orifício de estimulação. O vazamento pode danificar a integridade do cimento, negativamente impactar o tratamento de estimulação e pode provocar a ruptura do isolamento zonal.

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Sumário da Invenção [0007] De acordo com um aspecto da presente invenção, é provida uma ferramenta de cimentação para uso em um poço compreendendo: um alojamento definindo uma passagem de fluxo central e tendo pelo menos um orifício de cimentação em uma parede do mesmo; uma luva de fechamento recebida próximo do alojamento e móvel a partir de uma primeira posição para uma segunda posição, em que a luva de fechamento cobre o pelo menos um orifício de cimentação na segunda posição e não cobre o pelo menos um orifício de cimentação da primeira posição; e um membro de trava móvel com a luva de fechamento, o membro de trava sendo engatável com um receptáculo de travamento, o receptáculo de travamento sendo coberto pela luva de fechamento quando a luva de fechamento está na primeira posição.

[0008] Em outro aspecto, a invenção provê uma ferramenta de cimentação para uso em um poço compreendendo: um alojamento definindo uma passagem de fluxo central e tendo pelo menos um orifício de cimentação em uma parede do mesmo para comunicar a passagem de fluxo central com uma coroa circular de poço; uma luva de fechamento recebida em torno e separadamente conectada com o alojamento em uma posição aberta, em que a luva de fechamento não bloqueia o fluxo através do pelo menos um orifício de cimentação, a luva de fechamento sendo móvel da posição aberta para a posição fechada, em que a luva de fechamento bloqueia o fluxo através do pelo menos um orifício de cimentação; uma luva operacional disposta no alojamento e conectada com a luva de fechamento, em que o alojamento tem uma pluralidade de receptáculos de travamento definidos nela acima do pelo menos um orifício de cimentação; e uma pluralidade de membros de trava móveis com a luva de fechamento, em que os membros de trava evitarão movimento ascendente da luva de fechamento para evitar que a luva de fechamento mova-se da posição fechada, quando qualquer um dos membros de trava são recebidos em qualquer um da pluralidade de receptáculos de

Petição 870190110498, de 30/10/2019, pág. 8/30 / 17 travamento, uma vez a luva de fechamento tenha-se movido para a posição fechada.

[0009] Em um outro aspecto, a invenção provê uma ferramenta de cimentação para uso em um poço, compreendendo: um alojamento externo definindo uma passagem de fluxo central e tendo um orifício de cimentação para comunicar a passagem de fluxo central com uma coroa circular de poço; uma luva de fechamento móvel de uma posição aberta, em que o orifício de cimentação não é coberto pela luva de fechamento, para uma posição fechada, em que a luva de fechamento cobre o orifício de cimentação; e um sistema de travamento redundante para evitar que a luva de fechamento mova-se da posição fechada.

[00010] Uma ferramenta de cimentação para uso em um poço é descrita. A ferramenta de cimentação pode ser usada para uma operação de cimentação em estágios, em que um revestimento é cimentado dentro de um poço em estágios. A ferramenta de cimentação pode ser utilizada para cimentar uma parte do revestimento acima, onde o cimento foi previamente deslocado para dentro de um revestimento de coroa circular de poço, embaixo da ferramenta de cimentação em estágios. A ferramenta de cimentação tem um alojamento que define uma passagem de fluxo central e tem pelo menos um orifício de cimentação em uma parede do mesmo. Uma luva de fechamento é recebida próximo do alojamento e é móvel a partir de uma primeira posição ou posição aberta para uma segunda posição ou posição fechada. Na posição aberta, a luva de fechamento não cobre o pelo menos um orifício de cimentação e, na segunda ou posição fechada, a luva de fechamento cobre o pelo menos um orifício de cimentação para evitar fluxo de cimento ou outro fluido através dele.

[00011] A ferramenta de cimentação inclui um membro de trava móvel com a luva de fechamento e engatável com um receptáculo de travamento. Quando o membro de trava engata no receptáculo de travamento, que pode

Petição 870190110498, de 30/10/2019, pág. 9/30 / 17 ser um sulco de travamento, ele evitará que a luva de fechamento se mova da posição fechada. A ferramenta pode ter uma pluralidade de membros de trava, móveis com e preferivelmente portados pela luva de fechamento. Uma pluralidade de receptáculos de travamento é adaptada para receber os membros de trava. Uma vez a luva de fechamento esteja na posição fechada, o engate de qualquer um dos membros de trava com qualquer um dos receptáculos de travamento evitará o movimento ascendente da luva de fechamento para evitar que a luva de fechamento se mova da posição fechada. [00012] Em uma forma de realização descrita, a pluralidade de receptáculos de travamento é definida na superfície externa do alojamento e são sulcos de travamento longitudinalmente espaçados. Os membros de trava, que podem ser, por exemplo, anéis de trava, são portados pela luva de fechamento e são igualmente espaçados longitudinalmente.

[00013] Na posição aberta da luva de fechamento, os receptáculos de travamento são protegidos do furo de poço uma vez que eles são cobertos pela luva de fechamento. Assim, a luva de fechamento evitará o acúmulo de detritos dentro dos receptáculos de travamento e proverá um receptáculo limpo para receber os membros de trava, quando a luva de fechamento se move da posição aberta para a fechada. O sistema de fechamento pode ser referido como um sistema de fechamento redundante desde que, uma vez que a luva de fechamento alcançou a posição fechada, o engate de qualquer um dos membros de trava com qualquer um dos receptáculos de travamento evitará o movimento da luva de fechamento fora da posição fechada. O sistema de travamento pode igualmente ser referido como um sistema protegido ou isolado, uma vez que os receptáculos para os membros de fechamento são cobertos pela luva de fechamento e, assim, isolados do furo de poço. Assim, a ferramenta tem um sistema de travamento confiável para evitar que a luva de fechamento se mova para cima para descobrir a orifício de cimentação, após ele ter-se movido para uma posição fechada. O sistema

Petição 870190110498, de 30/10/2019, pág. 10/30 / 17 de travamento aqui auxiliará, assim, na prevenção do vazamento através dos orifícios de cimentação durante tratamento do poço, após os tampões e cimento do revestimento cimentado terem sido retirados por perfuração.

Breve Descrição dos Desenhos [00014] A Fig. 1 é um esquemático da ferramenta abaixada dentro de um furo de poço, em que o revestimento ali abaixo foi cimentado.

[00015] A Fig. 2 é uma seção transversal da ferramenta de cimentação antes de a luva de abertura ter sido engatada.

[00016] A Fig. 3 é uma seção transversal da ferramenta de cimentação, após um tampão de queda livre ter engatado no lugar de abertura.

[00017] A Fig. 4 é uma seção transversal após o lugar de abertura ter-se movido e a cimentação ser deslocada através do orifício de cimentação.

[00018] A Fig. 5 é uma vista em seção transversal da ferramenta após um tampão ter engatado na luva operacional, para mover a luva de fechamento ao longo do alojamento para uma posição fechada.

[00019] A Fig. 6 é uma vista em seção transversal da ferramenta com a luva de fechamento movido para uma distância de deslocamento total.

[00020] As Figs. 7 e 8 são vistas em seção transversal de uma segunda forma de realização de uma ferramenta de cimentação.

[00021] As Figs. 9 e 10 são vistas em seção transversal de uma terceira forma de realização de uma ferramenta de cimentação.

[00022] A Fig. 11 é uma vista da linha 11-11 da Fig. 9.

[00023] A Fig. 12 é uma perspectiva de uma luva de catraca.

[00024] A Fig. 13 e 14 são vistas em seção transversal de uma quarta forma de realização de uma ferramenta de cimentação.

[00025] A Fig. 15 é uma vista ampliada de uma parte da luva de fechamento e alojamento da forma de realização das Figs. 13 e 14.

Descrição de uma Forma de Realização Preferida [00026] Embora a feitura e uso de várias formas de realização da

Petição 870190110498, de 30/10/2019, pág. 11/30 / 17 presente invenção sejam descritos em detalhes abaixo, deve ser observado que a presente invenção provê muitas concepções inventivas aplicáveis, que podem ser corporificadas em uma larga variedade de contextos específicos. As formas de realização específicas discutidas aqui são meramente ilustrativas de maneiras específicas para produzir e utilizar a invenção e não limitam o escopo da presente invenção.

[00027] Os termos “superior e inferior” e “topo e base” como aqui usados são termos relativos e são destinados a aplicarem-se às respectivas posições dentro de um furo de poço particular, enquanto o termo “níveis” ou “intervalos” referem-se a respectivas posições espaçadas ao longo do furo de poço. O termo “zona” é usado aqui para referir-se a partes separadas do poço designadas para tratamento e inclui uma inteira formação de hidrocarbonetos ou mesmo partes separadas da mesma formação e partes horizontal e verticalmente espaçadas da mesma formação. Como aqui usados “baixo”, “a jusante” ou “furo abaixo” referem-se à direção para dentro ou ao longo do furo de poço a partir da cabeça do poço.

[00028] A ferramenta de cimentação da corrente descrição é designada na Fig. 1 com o numeral 10. A ferramenta de cimentação 10 é mostrada disposta em um furo de poço 15 conectada em um revestimento 20. O revestimento 20 e furo de poço 15 definem uma coroa circular 21 entre eles. O revestimento 20 pode compreender uma parte superior 22 e uma parte inferior 24. Como é evidente pelo desenho da Fig. 1, cimento foi deslocado para dentro do furo de poço 15 em torno da parte inferior 24 do revestimento 20. Como será descrito aqui, ferramenta de cimentação em estágio 10 pode ser utilizada para cimentar a parte superior 22 do revestimento 20 dentro do furo de poço 15.

[00029] Com referência agora às Figs. 2 - 6, a ferramenta de cimentação 10 compreende um alojamento 26, com uma luva de fechamento 28 deslizavelmente disposta nas imediações. Uma luva operacional 30 é

Petição 870190110498, de 30/10/2019, pág. 12/30 / 17 deslizavelmente disposta dentro do alojamento 26 e é separavelmente conectada nele com uma pluralidade de pinos de cisalhamento 31 ou outro meio conhecido na arte. Uma luva de abertura 32 é deslizavelmente recebida dentro do alojamento 26 e é separavelmente conectada nele com pinos de cisalhamento 33 ou outros meios.

[00030] Um batente ou retentor externo 34 é disposto próximo do e conectado ao alojamento 26 e pode ser rosqueadamente conectado nele. Um batente ou retentor interno é disposto dentro do alojamento 26 e é fixado nele. O retentor 36 pode ser conectado ao alojamento 26 com anéis de trava 63 recebidos no sulco 64 definido na superfície interna do alojamento 26.

[00031] O alojamento 26 tem extremidade superior 38, que pode ter uma rosca interna adaptada para conectar-se à parte superior 22 do alojamento 20. O alojamento 26 tem extremidade inferior 40, que pode ter rosca externa ou de outro modo ser adaptada para conectar-se com a parte inferior 24 do alojamento 20. O alojamento 26 tem uma superfície externa ou externa 42 e uma superfície interna 44, que define a passagem de fluxo central longitudinal 46. O alojamento 26 tem pelo menos uma e preferivelmente tem uma pluralidade de orifícios de cimentação 48, definidos em uma parede do mesmo. A luva de fechamento 28 é mostrada nas Figs. 2 - 4 na posição aberta, em que não cobre os orifícios de cimentação 48. Como será explicado mais detalhadamente abaixo, quando a luva de fechamento se move para sua posição fechada, ela cobrirá os orifícios de cimentação 48 para evitar o fluxo atravessante. A luva de abertura 32 é mostrada em sua posição fechada nas Figs. 2 e 3 e é mostrada movida para sua posição aberta na Fig. 4, em que o orifício de cimentação 48 comunica a passagem de fluxo central longitudinal 46 com a coroa circular 21.

[00032] O alojamento 26 tem uma pluralidade de fendas 52 definidas em sua parede 50. As fendas 52 têm extremidade superior 54 e extremidade inferior 56. Como será descrito mais detalhadamente abaixo, pinos ou outros

Petição 870190110498, de 30/10/2019, pág. 13/30 / 17 elementos de travamento estender-se-ão através das fendas 52 para mecanicamente travar ou fixar a luva operacional 30 à luva de fechamento 28. O alojamento 26 tem pelo menos um e preferivelmente uma pluralidade de receptáculos de travamento 58, que podem ser sulcos 58 em sua superfície externa 42. Os sulcos 58 podem ser referidos aqui como sulcos de travamento 58. Na forma de realização das Figs. 2-6, dois sulcos 58 podem compreender um primeiro ou superior sulco de travamento 60 e um segundo ou inferior sulco de travamento 62.

[00033] A luva de abertura 32 tem extremidade superior 66, extremidade inferior 68 e tem uma sede 70 em sua extremidade superior 66. A sede 70 é adaptada para receber um tampão que, como explicado mais detalhadamente, pode ser um tampão de queda livre 72, que é mostrado nas Figs. 3 - 6. A luva de fechamento 32 é mostrada na posição fechada nas Figs. 2 e 3, em que a luva de fechamento 32 cobre os orifícios de cimentação 48. A luva de abertura 32 é móvel dentro do alojamento 26, da posição fechada mostrada nas Figs. 2 e 3, para a posição aberta, mostrada nas Figs. 4 - 4, em que a luva de abertura não cobre os ou evita o fluxo através dos orifícios de cimentação 48. Na posição fechada mostrada nas Figs. 2 e 3, as vedações de anel-O 74 e 76, dispostas em torno da luva de abertura 32, são posicionadas acima e abaixo dos orifícios de cimentação 48 e engatam na superfície interna 44 do alojamento 26. A luva de abertura 32 tem uma abertura central 78 através dela.

[00034] A luva operacional 30 tem uma extremidade superior 80, uma extremidade inferior 82 e tem uma sede 84, definida em sua extremidade superior 80. A luva operacional 30 tem uma abertura central 86 através dela, definida pela superfície interna 88. Uma superfície externa 90 da luva operacional 30 tem um sulco 91 com uma vedação de anel-O 92, para selantemente engatar na superfície interna 44 do alojamento 26. A luva operacional 30 é inicialmente separavelmente conectada ao alojamento 26

Petição 870190110498, de 30/10/2019, pág. 14/30 / 17 com pinos de cisalhamento 31. Quando a luva de abertura 32 está em sua posição fechada, a extremidade inferior 82 da luva operacional 30 pode contatar a extremidade superior 66 da luva de abertura 32. Uma pluralidade de pinos de conexão 94 são conectados à luva operacional 30 e estender-se-ão através das fendas longitudinais 52 para dentro do sulco 96, definido na superfície interna 98 da luva de fechamento 28. A luva operacional 30 é, assim, mecanicamente presa na luva de fechamento 28, de modo que o movimento longitudinal da luva operacional 30 fará a luva de fechamento 28 mover-se longitudinalmente ao longo do alojamento 26.

[00035] A luva de fechamento 28 tem extremidade superior 100 e extremidade inferior 102. A ferramenta de cimentação 10 tem pelo menos um e preferivelmente uma pluralidade de membros de trava 104, que podem ser identificados como um primeiro ou superior membro de trava 106 e um segundo ou inferior membro de trava 108. Na forma de realização descrita, os membros de trava 106 e 108, que podem ser referidos como anéis de trava 106 e 108, são dispostos no primeiro ou superior e segundo ou inferior sulcos de retenção 110 e 112, respectivamente, definidos dentro da luva de fechamento 28. Os anéis de trava 106 e 108 são, assim, móveis com a e portados pela luva de fechamento 28 e são dispostos em torno do alojamento 26. A ferramenta 10 tem pelo menos um e, como descrito anteriormente aqui, preferivelmente uma pluralidade de receptáculos de travamento 58 e na forma de realização mostrada tem primeiro ou superior sulco de travamento 60 e segundo ou inferior sulco de travamento 62, definidos na superfície externa 42 do alojamento 26.

[00036] A operação da ferramenta de cimentação 10 pode ser descrita com referência às Figs. 1 - 6. Como mostrado na Fig. 1, a ferramenta de cimentação 10 pode ser abaixada para dentro do furo de poço 15 conectada como parte de um revestimento 20. O revestimento 20 é mostrado na Fig. 1, com sua parte inferior 24 tendo sido anteriormente cimentada por meios

Petição 870190110498, de 30/10/2019, pág. 15/30 / 17 conhecidos na arte. Deve ser entendido que um arranjo de colar flutuante e/ou sapata flutuante pode ser localizado no fundo ou extremidade inferior do revestimento 20 e que o cimento escoará através dele para dentro da coroa circular 21 entre o furo de poço 15 e o revestimento 20. A luva de abertura 32 ficará em sua posição fechada durante a cimentação da parte inferior 24 do revestimento 20 e a luva de fechamento 28 ficará em sua posição aberta ou primeira. O cimento fluirá através da base do revestimento 20 e um tampão de fechamento, como é conhecido na arte, passará através do revestimento 20, incluindo a ferramenta de cimentação 10 e aterrissará acima do arranjo de sapata/colar sobre um adaptador defletor ou outro local. O tampão de fechamento será bombeado através do revestimento com um fluido de deslocamento.

[00037] Após a parte inferior 24 do revestimento 20 ser cimentada, o tampão de queda livre 72 pode ser jogado através do revestimento 20 até engatar na luva de abertura 32. A pressão é aumentada no revestimento 20, o que fará com que os pinos de cisalhamento 33 rompam-se e permitam que a luva de abertura 32 mova-se para baixo até engatar no retentor interno 36. A Fig. 4 mostra a luva de abertura 32 movida para baixo para sua posição aberta, de modo que o cimento possa ser escoado através dos orifícios de cimentação 48 para dentro da coroa circular 21.

[00038] Uma vez cimento suficiente tenha sido deslocado para dentro do revestimento, um tampão 114 é deslocado através do revestimento 20. O tampão 114 é preferivelmente um tampão esfregador, que enxuga o lado interno do revestimento 20, quando ele é deslocado através dele. Como é sabido na arte, o tampão esfregador 114 será deslocado com um fluido de deslocamento. A pressão aumentada dentro do revestimento fará que os pinos de cisalhamento 31 rompam-se e movam a luva operacional 30 para baixo, juntamente com a luva de fechamento 28 e a luva de fechamento 28 moverse-á da posição aberta mostrada na Fig. 2 para uma posição fechada.

Petição 870190110498, de 30/10/2019, pág. 16/30 / 17 [00039] Posição fechada como aqui usado significa que a luva de fechamento 28 moveu-se para baixo sobre o alojamento 26 em um grau suficiente, de modo que a vedação inferior 124 dentro do sulco 126 seja posicionada embaixo dos orifícios de cimentação 48, enquanto a vedação 120 dentro do sulco 122 é posicionada acima dele, de modo que a luva de fechamento 28 selantemente engata no alojamento 26 acima e embaixo dos orifícios de cimentação 48, para evitar fluxo através deles.

[00040] A Fig. 5 mostra a ferramenta de cimentação 10 após a luva de fechamento 28 ter sido movida, de modo que o segundo anel de trava ou inferior 108 tenha engatado no sulco de travamento superior 60. Quando a luva de fechamento 28 alcançar uma tal posição, ela é travada na posição fechada, em que o anel de trava 108 evitará o movimento ascendente da luva de fechamento 28 para fora da posição fechada e, assim, evitará vazamento através dos orifícios de cimentação 48. Embora a luva de fechamento 28 possa ainda mover-se para baixo, ela é, contudo, travada na posição fechada, uma vez que ela não pode mover-se para cima para fora da posição fechada, devido ao engate travante do anel de trava 108 com o sulco de travamento 60. Como evidente na Fig. 5, a luva de fechamento 28 somente deslocou-se por uma parte de sua possível distância de deslocamento total, que é aquela distância de sua posição mostrada na Fig. 2, até o ponto em que a extremidade inferior 102 da luva de fechamento 28 engata, ou quase engata, com o retentor externo 34. Presumindo-se distância de deslocamento total da luva de fechamento 28, o anel de trava superior 106 engatará no sulco de travamento superior 60 do alojamento 26 e o anel de trava inferior 108 engatará com o sulco de travamento inferior 62. A luva de fechamento 28 será travada em uma posição fechada, uma vez que o movimento ascendente da luva de fechamento 28 é evitado.

[00041] A ferramenta de cimentação 10 assim tem um sistema de travamento redundante, em que ela tem uma pluralidade de sulcos ou

Petição 870190110498, de 30/10/2019, pág. 17/30 / 17 receptáculos de travamento adaptados para receber uma pluralidade de membros de trava, de modo que, uma vez a luva de fechamento 28 esteja na posição fechada, o engate de qualquer membro de trava 104 com qualquer receptáculo de travamento 58 travará a luva de fechamento 28 em uma posição fechada, para evitar seu movimento para cima e, desse modo, evitar vazamento do fluido de tratamento, que pode ser bombeado através do revestimento 20 para as zonas de tratamento através dos orifícios de cimentação 48. O vazamento através dos orifícios de cimentação pode causar degradação do cimento e pode causar outras preocupações, tais como perda de isolamento zonal. Os sistemas de travamento é redundante pelo fato de haver mais do que uma oportunidade para a luva de fechamento 28 travar pelo engate inicial do segundo anel de trava 108 com o primeiro sulco 60 até o último engate que é o engate do segundo anel de trava 108 com o segundo sulco 62. O primeiro anel de trava 106 engatará com o segundo sulco de travamento 60, quando o segundo anel de trava 108 engata com o segundo sulco de travamento 62.

[00042] O sistema de travamento redundante assegura que, mesmo se a luva de fechamento 28 não complete seu deslocamento total, ela possa ainda ser travada na posição fechada. Há numerosas razões pelas quais o deslocamento total poderia ser evitado, incluindo um acúmulo de detritos no alojamento 26 acima do retentor externo 34. Além disso, na arte anterior, um anel de trava foi incluído na ou próximo de uma extremidade inferior de uma luva de fechamento e foi adaptado para engatar em um sulco que estava no alojamento abaixo dos orifícios de cimentação. O sulco de travamento da arte anterior era descoberto e exposto e tinha uma tendência a acumular escombros, o que evitaria que o anel de trava engatasse apropriadamente no sulco.

[00043] A ferramenta de cimentação 10 da presente descrição tem receptáculos de travamento 58, que são completamente cobertos pela luva de

Petição 870190110498, de 30/10/2019, pág. 18/30 / 17 fechamento 28 e são protegidos do furo de poço. Assim, os escombros não podem acumular-se nos receptáculos de travamento 58, que são otimamente localizados para apropriado engate dos anéis de trava 104. Os receptáculos de travamento 58 são completamente cobertos quando a luva de fechamento 28 está na posição aberta e serão completamente cobertos durante o engate de qualquer um dos anéis de trava 104 com qualquer um dos sulcos 58, exceto quanto às fendas circunferenciais 116 e 118, que provêem acesso aos anéis de trava 58. Durante o movimento da luva de fechamento 28 para a posição fechada, toda a pluralidade de receptáculos de travamento 58 é completamente coberta. Como descrito aqui, uma vez a luva de travamento 28 tenha alcançado uma posição fechada, o engate de qualquer um dos anéis de trava 104 com qualquer um dos sulcos de travamento 58 travará a luva de fechamento 28 na posição fechada, de modo que o movimento para cima da luva de fechamento, para descobrir ou parcialmente descobrir os orifícios de cimentação 48, será localizado entre as selagens 120 e 124.

[00044] A forma de realização das Figs. 7 e 8 é similar à forma de realização das Figs. 2 - 6 e pode ser referida como ferramenta 200. Os detalhes da ferramenta 200 são substancialmente idênticos aos detalhes da ferramenta 10, exceto que na ferramenta 200, o alojamento, que será referido como o alojamento 202, tem uma pluralidade de receptáculos de travamento 204, que provêm um efeito de catraca. Os receptáculos 204, que podem ser referidos como sulcos de travamento 204, receberão membros de trava 106 e 108, de modo que, quando um ou outro dos membros de trava 106 e 108 for recebido em qualquer um dos receptáculos de travamento 204, movimento ascendente da luva de fechamento 28, relativo ao alojamento 202, é evitado. A forma de realização das Figs. 7 e 8 tem sete receptáculos 204, que podem incluir os receptáculos 206, 208, 210, 212, 214, 216 e 218, porém mais ou menos do que sete podem ser incluídos. Quando a luva de fechamento 28 move-se para a posição fechada e um ou outro dos membros de trava 106 e

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108 é recebido em qualquer um dos receptáculos 204, a luva de fechamento 28 é travada na posição fechada. A luva de fechamento 28 está na posição fechada na Fig. 8, porém, como é evidente, pode ainda mover-se para baixo em seu deslocamento total e ainda será travado em uma posição fechada. Todos os sulcos 204, que travarão a luva 28 em uma posição fechada são cobertos pela luva 28 em sua posição aberta e assim são protegidos e isolados do poço. Como tal, escombros não podem acumular-se em qualquer um de tais receptáculos antes de serem engatados por um ou outro dos membros de trava 106 ou 108.

[00045] A forma de realização das Figs. 9 - 11 é similar àquela das Figs. 7 e 8 e será referida como ferramenta 300. A ferramenta 300 é genericamente idêntica à ferramenta 200, exceto que a luva de fechamento tem uma pluralidade de membros de trava carregados por mola, circunferencialmente espaçados 302. A luva de fechamento da ferramenta 300 pode ser referida como luva de fechamento 304. Como é evidente pelos desenhos, a ferramenta 300 inclui o alojamento 202 com a pluralidade de receptáculos 204. Os membros de trava circunferencialmente espaçados 302, quando recebidos em um receptáculo de travamento 204, evitará que a luva de fechamento 304 mova-se para cima em relação ao alojamento 202. Assim, quando a luva de fechamento 304 move-se para a posição fechada e os membros de trava 302 são recebidos em um dos receptáculos de travamento 204, a luva de fechamento 304 é evitada de movimento para cima e é travada na posição fechada. Na Fig. 10, a luva de fechamento 304 está na posição fechada, porém não viajou sua distância de deslocamento total sobre o alojamento 202. A luva de fechamento 304 pode ainda mover-se para baixo, em cujo caso os membros de trava 302 engatarão em outro dos receptáculos de travamento 204, por exemplo, receptáculo 216 ou 218, e travará a luva de fechamento 304 na posição fechada. Embora a forma de realização das Figuras 10 - 12 mostre uma única fileira de membros circunferencialmente

Petição 870190110498, de 30/10/2019, pág. 20/30 / 17 espaçados 302, a ferramenta pode incluir uma pluralidade de fileiras longitudinalmente espaçadas de membros de trava circunferencialmente espaçados 302. Os membros de trava 302 podem ser, por exemplo, Shortie Spring Plungers, disponíveis na Jergens, Inc., atarraxados dentro da luva de fechamento 304. Os membros de trava 302 podem incluir um corpo rosqueado 306, com um êmbolo 308 solicitado em direção ao alojamento 202. [00046] Uma forma de realização adicional de uma ferramenta de cimentação 400 é mostrada nas Figs. 13 e 14. A ferramenta 400 é similar à ferramenta 10 e seus detalhes são genericamente idênticos a ela, exceto que a ferramenta 400 tem um alojamento 402 com superfície externa 403. O alojamento 402 inclui uma luva 404, que pode ser referida como uma luva de catraca, afixada a um corpo de alojamento 405. A luva 404 pode ser rosqueada no alojamento 402 ou conectada por outros meios conhecidos na arte. A luva de catraca 404 tem uma pluralidade de dentes 406 com sulcos, ou receptáculos 408, entre eles. A luva de fechamento 410 igualmente tem uma pluralidade de dentes 412, que podem ser referidos como membros de trava, com sulcos 414 entre eles. Os dentes 412 serão recebidos nos e unir-se-ão com os sulcos 408 e evitarão movimento ascendente da luva de fechamento 410 em relação ao alojamento 402. Quando a luva de fechamento 410 movese para baixo para uma posição fechada, como aquela da Fig. 14, o engate dos dentes 412, com os sulcos 408 definidos na superfície externa 403, evitarão movimento ascendente e travarão a luva de fechamento 410 na posição fechada. A luva de fechamento 410 pode mover-se para baixo a partir da posição da Fig. 14, porém não pode mover-se para cima. Assim, o engate de qualquer um dos dentes 412 com qualquer um dos sulcos 408, quando a luva de fechamento 410 está na posição fechada, travará a luva de fechamento 410 na posição fechada. Em sua posição aberta, a luva de fechamento 410 cobre os sulcos 408 para proteger os sulcos e para isolar os sulcos 408 do furo de poço, assim evitando o acúmulo neles de escombros. Os sulcos 408, que são

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Assim, vê-se que o aparelho e métodos da presente invenção prontamente obtém os fins e vantagens mencionados, bem como aqueles inerentes a ele. Embora certas formas de realização preferidas da invenção tenham sido ilustradas e descritas para fins da presente descrição, numerosas mudanças no arranjo e construção de partes e etapas podem ser feitas por aqueles hábeis na arte, mudanças estas sendo abrangidas dentro do escopo da presente invenção, como definida pelas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Ferramenta de cimentação (10) para uso em um poço (15), compreendendo:

um alojamento (26) definindo uma passagem de fluxo central (46) e tendo pelo menos um orifício de cimentação (48) em uma parede (50) do mesmo;

uma luva de fechamento (28) recebida em torno do alojamento (26) e móvel a partir de uma primeira posição para uma segunda posição, em que a luva de fechamento (28) cobre o pelo menos um orifício de cimentação (48) na segunda posição e não cobre o pelo menos um orifício de cimentação (48) na primeira posição;

caracterizado pelo fato de que compreende um membro de trava (104) móvel com a luva de fechamento (28), o membro de trava (104) sendo engatável com um receptáculo de travamento (58) para prevenir que a luva de fechamento (28) se mova para cima em relação ao alojamento (26), o receptáculo de travamento (58) sendo coberto pela luva de fechamento (28) quando a luva de fechamento (28) está na primeira posição.
2. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o receptáculo de travamento (58) ser posicionado acima do pelo menos um orifício de cimentação (48).
3. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender uma pluralidade de receptáculos de travamento (58) definidos sobre a superfície externa do alojamento (26).
4. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de a pluralidade de receptáculos de travamento (58) ser coberta pela luva de fechamento (28) em sua primeira posição.
5. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a

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2 / 7 reivindicação 4, caracterizada pelo fato de os receptáculos de travamento (58) compreenderem uma pluralidade de sulcos de travamento longitudinalmente espaçados na superfície externa do alojamento (26), os sulcos de travamento sendo cobertos pela luva de fechamento (28) em sua primeira posição.
6. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de compreender uma pluralidade dos membros de trava (104) móveis com a luva de fechamento (28), em que o engate de qualquer um dos membros de trava (104) com qualquer um dos sulcos de travamento, após a luva de fechamento (28) ter-se movido para a segunda posição, evitará movimento ascendente da luva de fechamento (28) em relação ao alojamento (26), para evitar que a luva de fechamento (28) mova-se da segunda posição.
7. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de os membros de trava (104) compreenderem uma pluralidade de anéis de trava, móveis com a luva de fechamento (28), cada anel de trava sendo longitudinalmente espaçado do anel de trava adjacente.
8. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de pelo menos parte da pluralidade de sulcos de travamento ser posicionada acima do pelo menos um orifício de cimentação (48).
9. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de todos os sulcos de travamento e anéis de trava serem posicionados acima do orifício de cimentação (48).
10. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de os membros de trava (104) compreenderem uma pluralidade de membros de trava (104) circunferencialmente espaçados, portados pela luva de fechamento (28).
11. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a

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3 / 7 reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que:

o pelo menos um orifício de cimentação (48) comunica a passagem de fluxo central (46) com uma coroa circular do poço;

a luva de fechamento (28) é ainda conectada de forma desengatável com o alojamento (26), em que a primeira posição é uma posição aberta na qual a luva de fechamento (28) não bloqueia o fluxo através do pelo menos um orifício de cimentação (48), e a segunda posição é uma posição fechada, na qual a luva de fechamento (28) bloqueia o fluxo através do pelo menos um orifício de cimentação (48);

em que a ferramenta de cimentação (10) compreende ainda uma luva operacional disposta no alojamento (26) e conectada à luva de fechamento (28), em que o alojamento (26) tem uma pluralidade de receptáculos de travamento (58) definidos no mesmo acima do pelo menos um orifício de cimentação (48); e, uma pluralidade de membros de trava (104), móveis com a luva de fechamento (28), em que os membros de trava (104) evitarão movimento para cima da luva de fechamento (28), para evitar que a luva de fechamento (28) mova-se da posição fechada, quando qualquer um dos membros de trava (104) é recebido em qualquer um da pluralidade de receptáculos de travamento (58), uma vez que a luva de fechamento (28) tenha se movido para a posição fechada.
12. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de os receptáculos de travamento (58) serem cobertos pela luva de fechamento (28) na posição aberta da luva de fechamento (28).
13. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de os membros de trava (104) compreenderem anéis de trava e os receptáculos de travamento (58) compreenderem sulcos de travamento.

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14. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de os membros de trava (104) compreenderem anéis de trava longitudinalmente espaçados, e os receptáculos de travamento (58) compreenderem sulcos de travamento longitudinalmente espaçados, definidos no alojamento (26).
15. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de a pluralidade de anéis de trava ser transportada pela luva de fechamento (28).
16. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de a luva de fechamento (28) ter uma distância de deslocamento total ao longo do alojamento (26), em que pelo menos um da pluralidade de anéis de trava engatará um da pluralidade de sulcos de travamento, quando a luva de fechamento (28) estiver na posição fechada para travar a luva de fechamento (28) na posição fechada antes da distância de deslocamento total da luva de fechamento (28).
17. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de os receptáculos de travamento (58) compreenderem sulcos de travamento sobre a superfície externa do alojamento (26), e os membros de trava (104) compreenderem dentes engatáveis com os sulcos de travamento.
18. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de os dentes serem definidos na luva de fechamento (28).
19. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de os membros de trava (104) compreenderem uma pluralidade de êmbolos portados pela luva de fechamento (28) e móveis com a mesma.
20. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que:

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5 / 7 o alojamento (26) é um alojamento externo e o orifício de cimentação (48) comunica a passagem de fluxo central (46) com uma coroa circular do poço;

em que a primeira posição é uma posição aberta, na qual o orifício de cimentação (48) não é coberto pela luva de fechamento (28), e a segunda posição é uma posição fechada, na qual a luva de fechamento (28) cobre o orifício de cimentação (48);

em que a ferramenta de cimentação (10) compreende ainda um sistema de travamento redundante, para evitar que a luva de fechamento (28) mova-se da posição fechada; o sistema de travamento redundante compreendendo uma pluralidade de receptáculos de travamento (58) definidos no alojamento (26); e uma pluralidade de membros de trava (104) móveis com a luva de fechamento (28) e receptíveis dentro dos receptáculos de travamento (58);

uma luva operacional disposta dentro do alojamento (26), a luva de fechamento (28) sendo disposta em torno do alojamento (26); e, uma pluralidade de conectores estendendo-se através de fendas dentro do alojamento (26), para conectar a luva operacional na luva de fechamento (28).
21. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que:

o alojamento (26) é um alojamento externo e o orifício de cimentação (48) comunica a passagem de fluxo central (46) com uma coroa circular do poço;

em que a primeira posição é uma posição aberta, na qual o orifício de cimentação (48) não é coberto pela luva de fechamento (28), e a segunda posição é uma posição fechada, na qual a luva de fechamento (28) cobre o orifício de cimentação (48);

em que a ferramenta de cimentação (10) compreende ainda um

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6 / 7 sistema de travamento redundante, para evitar que a luva de fechamento (28) mova-se da posição fechada; o sistema de travamento redundante compreendendo uma pluralidade de receptáculos de travamento (58) definidos no alojamento (26); e uma pluralidade de membros de trava (104) móveis com a luva de fechamento (28) e receptíveis dentro dos receptáculos de travamento (58);

em que a pluralidade de receptáculos de travamento (58) é definida na superfície externa do alojamento (26) e os membros de trava (104) são contidos na luva de fechamento (28).
22. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de os receptáculos de travamento (58) não serem expostos ao furo de poço quando a luva de fechamento (28) está na posição aberta.
23. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 22, caracterizada pelo fato de os receptáculos de travamento (58) serem cobertos pela luva de fechamento (28), quando a luva de fechamento (28) está na posição aberta.
24. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de os receptáculos de travamento (58) compreenderem sulcos de travamento definidos no alojamento (26).
25. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de os membros de trava (104) compreenderem anéis de trava portados pela luva de fechamento (28).
26. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 25, caracterizada pelo fato de pelo menos um da pluralidade de anéis de trava engatar um da pluralidade de sulcos de travamento, para evitar que a luva de fechamento (28) se mova da posição fechada.
27. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 25, caracterizada pelo fato de os sulcos de travamento

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7 / 7 compreenderem uma pluralidade de sulcos de travamento longitudinalmente espaçados em uma superfície externa do alojamento (26), os anéis de trava compreendendo uma pluralidade de anéis de trava longitudinalmente espaçados, contidos na luva de fechamento (28).
28. Ferramenta de cimentação (10) de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de a luva de fechamento (28) ser travada na posição fechada quando qualquer um da pluralidade de membros de trava (104) engata qualquer um da pluralidade dos receptáculos de travamento (58), uma vez a luva de fechamento (28) tenha alcançado a posição fechada.