BRPI1008460B1

BRPI1008460B1 - sistema para uso em um poço, sistema para uso em furo de poço, mecanismo de falha no estado, e método para operar um mecanismo de falha no estado

Info

Publication number: BRPI1008460B1
Application number: BRPI1008460A
Authority: BR
Inventors: Ogzhan Guven; Seth Conaway; Ricardo Martinez; Frank Coss
Original assignee: Prad Research And Development Limited
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2020-04-22
Also published as: US20100206579A1; EP2398998A4; US8256518B2; EP2398998A1; WO2010096361A1; BRPI1008460A2

Abstract

sistema para uso em um poço, sistema para uso em furo de poço, mecanismo de falha no estado, e método para operar um mecanismo de falha no estado uma técnica permite o controle à prova de falhas sobre acionadores usados para acionar ferramentas dentro de poço. a técnica pode utilizar um sistema de poço tendo uma ferramenta com um elemento ajustável. um mecanismo de acionamento serve como um mecanismo de falha no estado e funciona em cooperação com o elemento ajustável. o elementode acionamento é deslocável mediante recebimento de uma entrada predeterminada; entretanto, o elemento de acionamento não move o elemento ajustável em cada deslocamento. uma vez que o elemento de acionamento foi deslocado, o número de vezes necessário para mover o elemento ajustável para outra posição, em pelo menos um deslocamento subsequente do elemento de acionamento, não é capaz de causar movimento do elemento ajustável. o resultado é uma técnica de falha no estado para assegurar que a ferramenta não seja acionada inadvertidamente para outra posição de operação.

Description

SISTEMA PARA USO EM UM POÇO, SISTEMA PARA USO EM FURO DE POÇO, MECANISMO DE FALHA NO ESTADO, E MÉTODO PARA OPERAR UM MECANISMO DE FALHA NO ESTADO

FUNDAMENTOS

As descrições e os	exemplos	a seguir não	são
admitidos como sendo estado	da técnica	em virtude de	sua
inclusão nesta seção.
Válvulas de barreira	em linha	são utilizadas	em

aplicações de poço dentro do poço. O fechamento ou a abertura acidental e inadvertida destas válvulas pode causar falhas catastróficas. Por exemplo, válvulas de lubrificante em linha são utilizadas para equilibrar a pressão durante a passagem de uma ferramenta de intervenção dentro do poço. Se ocorrer uma falha que resulte em uma abertura ou fechamento inadvertido da válvula, surge risco substancial com respeito a danos a equipamentos e/ou ferimentos pessoais.

SUMÁRIO

Em geral, as modalidades da presente divulgação fornecem uma técnica para permitir o controle à prova de falhas de acionadores usados para acionar as ferramentas dentro do poço, tal como válvulas dentro do poço. De acordo com uma modalidade, um sistema de poço pode incluir uma ferramenta tendo um elemento ajustável. Um mecanismo de acionamento serve como um mecanismo falha no estado e trabalha em cooperação com o elemento ajustável. O elemento de acionamento é deslocável mediante recebimento de uma entrada predeterminada; entretanto, o elemento de acionamento não movefo elemento ajustável mediante cada deslocamento. Uma vez que o elemento de acionamento foi deslocado o número de vezes necessário para mover o elemento ajustável para outra posição, pelo menos um deslocamento subsequente do elemento de acionamento não é capaz de causar o movimento do elemento ajustável. Isto fornece uma técnica de falha no estado para assegurar que a ferramenta, por exemplo, válvula, não seja inadvertidamente acionada para outra posição operacional.

Características alternativas ou outras se tornarão aparentes da descrição, dos desenhos e das reivindicações que seguem.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Certas modalidades da invenção serão descritas a seguir com referência aos desenhos em anexo em que números de referência semelhantes denotam elementos semelhantes. Deve ser entendido, no entanto, que os desenhos em anexo ilustram apenas as várias implementações descritas aqui e não são destinados a limitar o escopo de várias tecnologias descritas aqui. Os desenhos são como a seguir:

A FIG. 1 é uma ilustração esquemática de um poço com um sistema de poço incorporando um mecanismo de acionamento/falha no estado de acordo com uma modalidade da presente divulgação.

A FIG. 2 é uma vista em seção transversal de um exemplo de um mecanismo de falha no estado acoplado a uma ferramenta de poço de acordo com uma modalidade da presente divulgação.

A FIG. 3 é uma vista em elevação frontal de um exemplo do mecanismo falha no estado ilustrado na FIG. 2 de acordo com uma modalidade da presente divulgação.

A FIG. 4 é uma ilustração esquemática do mecanismo de falha no estado e da ferramenta de cooperação em uma posição operacional de acordo com uma modalidade da presente divulgação.

A FIG. 5 é uma ilustração esquemática do mecanismo de falha no estado e da ferramenta de cooperação em outra posição operacional de acordo com uma modalidade da presente divulgação.

A FIG. 6 é uma ilustração esquemática do mecanismo de falha no estado e da ferramenta de cooperação em outra posição operacional de acordo com uma modalidade da presente divulgação.

A FIG. 7 é uma ilustração esquemática do mecanismo de falha no estado e da ferramenta de cooperação em outra posição operacional de acordo com uma modalidade da presente divulgação; e

A FIG. 8 é uma ilustração esquemática do mecanismo de falha no estado e da ferramenta de cooperação em outra posição operacional de acordo com uma modalidade da presente divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Na descrição a seguir, numerosos detalhes são estabelecidos para fornecer uma compreensão da presente divulgação. No entanto, será compreendido por aquele versado na técnica que as modalidades da presente divulgação podem ser praticadas sem esses detalhes, e que numerosas variações ou modificações das modalidades descritas podem ser possíveis. No relatório descritivo e nas reivindicações anexas: os termos conectar, conexão, conectado, em conexão com, conectando, acoplar, acoplado, acoplado com e acoplamento são usados para significar em conexão direta com ou em conexão com por meio de outro elemento e o termo conjunto é usado para significar um elemento ou mais do que um elemento. Conforme usado aqui, os termos para cima e para baixo, superior e inferior, ascendente e descendente, a montante e a jusante, acima e abaixo e outros termos semelhantes, indicando posições relativas acima ou abaixo de um dado ponto ou elemento são usados nesta descrição para descrever mais claramente algumas modalidades da invenção.

As modalidades da presente divulgação, em geral, dizem respeito a um sistema de poço e dispositivos de poço empregando um controle à prova de falhas. De acordo com uma modalidade, o sistema de poço compreende uma ferramenta de poço e um mecanismo de acionamento que coopera com a ferramenta de poço para mover ou deslocar a ferramenta de poço entre as posições operacionais. O mecanismo de acionamento é projetado e serve como um mecanismo de falha no estado que reduz ou elimina o risco de acionamento inadvertido da ferramenta de poço.

De acordo com um exemplo específico, a ferramenta de poço compreende uma válvula acoplada em cooperação com o mecanismo de acionamento. O mecanismo de acionamento é projetado como um mecanismo de falha no estado que permite que a válvula permaneça em uma posição atual, se houver uma falha em um mecanismo de controle, tal como uma perda de pressão hidráulica em uma linha de controle mantendo a válvula em uma posição aberta. 0 mecanismo de falha no estado também permite que a ferramenta, por exemplo, a válvula, permaneça em uma posição atual no caso de uma falha de componente relacionado. Se a válvula estiver em uma posição aberta quando a falha de componente ocorrer, por exemplo, a válvula permanece aberta. Da mesma forma, se a válvula está na posição fechada quando a falha ocorrer, a válvula permanece fechada.

A ferramenta e seu mecanismo de acionamento podem ter uma variedade de formas para uso com uma variedade de sistemas de poço em geral. Em uma modalidade de sistema de poço, a ferramenta compreende uma válvula implantada em uma ferramenta de intervenção. A válvula pode compreender uma válvula de lubrificante implantada na ferramenta de intervenção para equilibrar a pressão na medida em que a ferramenta de intervenção é passada dentro do poço para um furo de poço. O mecanismo de falha no estado impede o deslocamento inadvertido da válvula para outra posição operacional, mesmo se uma linha de controle ou outro componente de válvula falhar durante a passagem da ferramenta de intervenção.

Com referência genericamente à FIG. 1, um sistema de poço 20 é ilustrado, de acordo com uma modalidade da presente divulgação. No exemplo ilustrado, um poço 22 compreende um furo de poço 24 que pode ser revestido com uma tubulação de aço de revestimento 26, embora em outras situações o furo de poço possa ser um furo de poço aberto, ou parcialmente revestido. Neste exemplo, o sistema de poço 20 compreende uma coluna de poço 28 tendo uma variedade de componentes operacionais 30. Os tipos específicos de componentes operacionais 30 dependem da operação de poço a ser realizada. A coluna de poço 28 compreende ainda uma ferramenta de poço 32 que pode ser movida/deslocada entre as posições operacionais através de um mecanismo de acionamento 34. Neste exemplo, o mecanismo de acionamento 34 compreende um mecanismo de falha no estado para ajudar a impedir acionamento inadvertido da ferramenta de poço 32 para outra posição operacional.

A coluna de poço 28 pode ser implantada dentro do poço por um transporte 36 que pode ter uma variedade de formas, tal como tubulação de produção, tubulação em espiral, cabo ou outros transportes adequados. O transporte 36 é usado para liberar a coluna de poço 28 e sua ferramenta de poço 32 dentro do poço para um local desejado em um furo de poço 24. Geralmente, o transporte 34 é liberado dentro do poço debaixo de equipamentos de superfície 38 posicionados em um local de superfície 40. A título de exemplo, os equipamentos de superfície 38 podem compreender uma cabeça de poço e/ou equipamento de sonda. Em um exemplo específico, a coluna de poço 28 compreende um sistema de ferramenta de intervenção e a ferramenta de poço 32 é uma válvula, tal como uma válvula de lubrificante. Também deve ser notado que o furo de poço 24 ilustrado é geralmente um furo de poço vertical, no entanto, o sistema e a metodologia também podem ser utilizados em furos de poço desviados, por exemplo, horizontais.

Com referência genericamente à FIG. 2, uma modalidade exemplar da ferramenta de poço 32 e do mecanismo de acionamento de cooperação 34 é ilustrada. Nesta modalidade, a ferramenta de poço 32 compreende um elemento móvel 42 que pode ser movido entre as posições operacionais. Embora a ferramenta de poço 32 possa compreender uma variedade de ferramentas, o exemplo ilustrado de ferramenta de poço compreende uma válvula e o elemento móvel 42 compreende um elemento de válvula móvel/deslocável entre as posições de fluxo operacional. Ά ferramenta de poço 32 pode compreender uma válvula de barreira em linha, por exemplo, em que o elemento de válvula móvel 42 é móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta. A posição aberta permite que o fluido flua através de uma passagem de fluxo primária 44 estendendo-se através da ferramenta de poço 32 e do mecanismo de acionamento 34.

Na modalidade ilustrada na FIG. 2, o elemento móvel 42 é um elemento de válvula de esfera tendo uma passagem de fluxo interior 46. 0 elemento de válvula de esfera 42 é montado de forma articulável em um alojamento de válvula circundante 48 contra uma vedação de esfera 50. 0 elemento de válvula de esfera 42 é articulado contra a vedação de esfera 50 entre uma posição aberta, permitindo o fluxo ao longo da passagem de fluxo 44 e da passagem de fluxo interior 46, e uma posição fechada bloqueando o fluxo ao longo passagem de fluxo 44. Na FIG. 2, o elemento/esfera móvel 42 é ilustrado na posição de fluxo aberta.

O elemento móvel 42 é acoplado em cooperação com o mecanismo de acionamento 34, que serve como um mecanismo de falha no estado. Conforme ilustrado, o mecanismo de acionamento 34 compreende um mandril 52 montado de forma transladável em um cilindro 54 definido por um alojamento de mecanismo de acionamento 56. Apesar do alojamento de válvula 48 e do alojamento de mecanismo de acionamento 56 poderem ser formados como alojamentos separados, a modalidade ilustrada mostra o alojamento de válvula 48 e alojamento de mecanismo de acionamento 56 como um alojamento integral único.

O mandril 52 é vedado em relação ao alojamento do mecanismo de acionamento circundante 56 através de uma pluralidade de vedações 58. A título de exemplo, as vedações 58 podem compreender vedações circulares montadas em ranhuras 60 correspondentes formadas de modo circunferencial ao longo da superfície interior de alojamento de mecanismo de acionamento 56. O mandril 52 também compreende uma passagem longitudinal 62 através da qual o fluido pode ser conduzido à medida que flui ao longo de passagem de fluxo 44. O mandril 52 é acoplado a elemento móvel 42 através de um operador de mandril adequado 64. Se o elemento móvel 42 compreende uma válvula de esfera, como ilustrado, o operador de mandril 64 compreende uma ligação configurada para articular a válvula de esfera entre as posições aberta e fechada na medida em que o mandril 52 translada para frente e para trás em uma direção longitudinal ao longo do cilindro 54.

O deslocamento do mandril 52 para frente e para trás dentro do alojamento de mecanismo de acionamento 56 pode ser alcançado através do acionamento de um pistão 66 cooperativamente acoplado com mandril 52. O pistão 66 é montado de forma deslizável dentro de uma região de recesso 68 que está em recesso em uma parede interior de alojamento de mecanismo de acionamento 56 em uma localização circundante do mandril 52. Uma entrada predeterminada pode ser aplicada ao pistão 66 para seletivamente variar o pistão para trás e para frente na região de recesso 68. No entanto, cada transição do pistão 66 ao longo da região de recesso 68 não transmite movimento para o mandril 52 e pelo menos um deslocamento falso do pistão 66 é fornecido entre cada movimento de mandril 52. Em outras palavras, a interação do pistão 66 e do mandril 52 permite que o mecanismo de acionamento 34 funcione como um mecanismo de falha no estado, limitando o movimento de mandril 52 (e, assim, do elemento de válvula 42) a deslocamentos específicos dentro de uma série de deslocamentos. Efetivamente, o pistão 66 é desacoplado do mandril 52 em que o movimento do pistão não necessariamente move o mandril 52.

A entrada predeterminada aplicada ao pistão de deslocamento 66 pode ser em uma variedade de formas, tal como elétrica, eletro-hidráulica, hidráulica ou outros tipos de entradas. No exemplo ilustrado específico, a entrada é uma entrada hidráulica fornecida por uma ou mais linhas hidráulicas 70. Se as entradas hidráulicas são usadas, linhas hidráulicas únicas podem ser usadas para mover o pistão 66 contra um elemento resiliente, ou duas ou mais linhas hidráulicas 70 podem ser empregadas para seletivamente mover o pistão 66 para frente e para trás ao longo da região de recesso 68. Na modalidade ilustrada, por exemplo, a entrada hidráulica predeterminada é fornecida por um par de linhas hidráulicas 70 com uma linha individual hidráulica posicionada em cada lado do pistão 66 para seletivamente mover o pistão para trás e para frente.

As linhas hidráulicas 70 estão localizadas para distribuir fluido hidráulico na região de recesso 68 em lados opostos do pistão 66 através de portas 72 estendendose através do alojamento 56. O pistão 66 pode incluir uma pluralidade de vedações 74 posicionadas para formar uma vedação entre o pistão 66 e o mandril 52 em um lado do pistão e entre o pistão 66 e uma superfície interior definindo a região de recesso 68 em um lado oposto radialmente do pistão. 0 fluido hidráulico pressurizado é seletivamente aplicado a cada lado do pistão 66 para impulsionar o pistão para trás e para frente na região de recesso 68 e, por fim, deslocar o mandril 52, movendo assim o elemento móvel 42 para outra posição operacional.

Para cada deslocamento do pistão 66 que causa movimento do mandril 52 e do elemento móvel 42, pelo menos um deslocamento subsequente do pistão 66 não é capaz de causar o movimento do mandril 52. Em muitas aplicações, uma pluralidade de deslocamentos subsequentes do pistão 66 não pode mover o mandril 52. Esses deslocamentos falsos asseguram que o mecanismo de acionamento 34 funcione como um mecanismo de falha no estado e impede o acionamento inadvertido do elemento móvel 42 para outra posição operacional. O movimento seletivo do mandril 52 sob a influência do pistão 66 é causado por um mecanismo de engate seletivo 76 que permite a cooperação entre mecanismo de acionamento 34 e ferramenta de poço 32 sem acoplar diretamente o pistão 66 ao mandril 52.

De acordo com uma modalidade, o mecanismo de engate seletivo 76 é um indexador ou sistema de indexação no qual o pistão 66 compreende uma pluralidade de ranhuras 78 que se movem em cooperação com chavetas 80 correspondentes montadas no mandril 52. Na FIG. 3, um exemplo de um sistema de indexação 76 é ilustrado com mais detalhes. Neste exemplo, o pistão 66 compreende a pluralidade de ranhuras 78 formadas por uma série de ranhuras curtas 82 e uma série de ranhuras longas 84, que são orientadas longitudinalmente ao longo do pistão 66. A titulo de exemplo especifico, o sistema de indexação pode incluir um sistema de indexação de ranhura-J, com pelo menos uma ranhura-J longa 84 entre cada par sequencial de ranhuras-J curtas 82 se movendo em uma direção circunferencial em torno do pistão 66. No exemplo especifico, uma pluralidade de ranhuras-J longas 84, por exemplo, duas ranhuras-J, está posicionada entre cada par sequencial de ranhuras-J curtas 82. Além disso, o pistão 66 pode ter dois conjuntos de pluralidade de ranhuras 78, em que cada conjunto de ranhuras é posicionado em uma extremidade longitudinal oposta do pistão 66. As ranhuras 78 são orientadas para o engate com conjuntos correspondentes de chavetas 80 montados no mandril 52, em ambas as extremidades longitudinais do pistão 66.

Quando o pistão 66 é deslocado, as superficies inclinadas 86 engrenam chavetas 80 correspondentes e giram um pouco o pistão 66 em relação ao mandril 52, para que as chavetas 80 movam-se ao longo das ranhuras 78 correspondentes. Se a chavetas 80 movem-se para uma ranhura curta 82, o movimento continuado do pistão 66 força um movimento correspondente do mandril 52. Por ter ranhuras 78 em ambas as extremidades longitudinais do pistão 66, um engate semelhante ocorre quando o pistão 66 é deslocado longitudinalmente em cada direção. O engate das chavetas 80 em uma extremidade longitudinal do pistão 66 efetivamente gira o pistão ligeiramente para o engate apropriado com as chavetas 80 em uma extremidade oposta longitudinal do pistão 66 quando o pistão 66 transita na direção oposta longitudinal. No entanto, entre cada par de ranhuras curtas 82 sequenciais, uma ou mais ranhuras longas 84 impedem o movimento do mandril 52 durante um ou mais deslocamentos subsequentes. Isto é conseguido através da formação de ranhuras longas 84 com comprimento suficiente para impedir a saída das chavetas 80 sobre a transição completa longitudinal ou curso do pistão 66.

Como resultado, o desacoplamento entre o pistão 66 e o mandril 52 cria um mecanismo de falha no estado que pode ser usado em uma variedade de ferramentas dentro do poço. Alguns exemplos de ferramentas dentro do poço adequadas incluem ferramentas de completação dentro do poço, que podem ser na forma de válvulas, por exemplo, válvulas de barreira, válvulas de esfera, válvulas de segurança, válvulas de controle de influxo, bem como uma variedade de outras ferramentas. O acionamento não intencional da ferramenta de fundo de poço é impedido porque o movimento do pistão 66 é desacoplado do mandril 52 após a transição do mandril 52. Na modalidade ilustrada, o elemento móvel 42 é uma válvula de esfera móvel através da ativação adequada do mecanismo de engate seletivo 76. O mecanismo de engate seletivo 7 6 pode ser um sistema de indexação que compreende ranhuras-J localizadas em extremidades opostas longitudinais do pistão 66 tal que cada conjunto de ranhuras 78 é organizado em um padrão com ranhuras-J curtas 82 separadas por duas ranhuras-J longas 84, por exemplo.

Na modalidade ilustrada, o mandril 52 tem dois conjuntos de linguetas ou chavetas 80 de tamanhos correspondentes. Quando o pistão 66 se move através de um curso completo ao longo da região de recesso 68 e as chavetas de mandril em questão 80 se movem para uma ranhura longa 84, o mandril 52 não se move. Por outro lado, se a chavetas de mandril 80 se movem para uma das ranhuras curtas 82, o mandril 52 se move de acordo com o movimento correspondente do pistão 66 à medida que ele transita através de seu curso de pistão. No exemplo ilustrado, o movimento do mandril 52 cicia o elemento de válvula 42 entre as posições aberta e fechada. Após intencionalmente acionar o elemento móvel 42, o subsequente e repetido deslocamento cíclico do pistão 66 resulta nos próximos dois cursos do pistão se movendo através de dois ciclos falsos em que as chavetas de mandril 80 engatam em ranhuras longas 84. Assim, no caso de uma falha, por exemplo, um vazamento da linha de controle, os próximos dois ciclos ou cursos de pistão 66 produzem dois movimentos não ativadores que não conseguem mover o mandril 52. Isso impede o acionamento inadvertido da ferramenta de poço 32 dentro do poço.

Na modalidade ilustrada na FIG. 2, o mecanismo de acionamento 34 é um mecanismo de acionamento hidráulico com um deslocamento de base característico de falha no estado para seletivamente mover uma válvula de barreira de fundo de poço, tipo esfera, protegendo a válvula de acionamento inadvertido. No entanto, outras modalidades de característica de falha no estado podem incluir outros componentes, técnicas de acionamento e configurações para mover uma variedade de ferramentas entre as posições operacionais ao mesmo tempo em que protege a ferramenta de acionamento inadvertido. Além disso, as séries de acionamentos do pistão 66 entre cada movimento de elemento móvel 42 podem ser selecionadas de acordo com os requisitos de uma aplicação específica, a ferramenta de poço e/ou as considerações do operador. No exemplo ilustrado, duas ranhuras longas 84 são seguidas por uma ranhura curta 82, resultando em dois ciclos mortos antes de acionar a ferramenta de poço 32. 0 número de ciclos mortos em que o pistão 66 não aciona o mandril 52 pode ser tanto um quanto muitos, como três ou mais, dependendo da aplicação específica. Em alguns casos, os ciclos mortos só podem seguir uma das sequências operacionais. Por exemplo, dois ciclos operacionais podem ocorrer sequencialmente seguidos por um ou mais ciclos morto.

Com referência genericamente às Figs. 4 a 8, uma série de ciclos de acionamento é fornecida em figuras sequenciais para ajudar a ilustrar a cooperação do mecanismo de acionamento 34 e da ferramenta de poço 32. Os resultados da cooperação resultam em movimento seletivo do elemento móvel 42, por exemplo, elemento de válvula, entre as posições operacionais embora protegendo a ferramenta de poço de acionamento acidental. Na sequência ilustrada, o pistão 66 está inicialmente em uma posição mais à direita e as chavetas 80 localizadas no lado direito do pistão 66 estão engatadas nas ranhuras curtas 82, conforme ilustrado na FIG. 4. O pistão 66 é ilustrado como acionado através de seu curso completo para a direita, assim transitando o mandril 52 para o lado direito que, por sua vez, move o elemento de válvula 42 para uma posição aberta. (Ver FIG. 2) .

Como descrito acima, quando o mecanismo de engate seletivo compreende um sistema de indexação 76, o pistão 66 e as ranhuras 78 podem ser parcialmente girados em torno do mandril 52 durante cada engate para permitir a progressão de um ciclo para o outro. Quando o pistão 66 é posteriormente ciclado ou faz o curso para a esquerda, as chavetas 80 localizadas no lado esquerdo do pistão 66 estão engatadas nas ranhuras longas 84, conforme ilustrado na FIG. 5. Durante este curso do pistão 66, o mandril 52 não se move. No exemplo ilustrado, este curso subsequente é chamado de ciclo falso para cima. O próximo ciclo sequencial ou curso do pistão 66 é novamente para a direita, mas esse curso resulta no engate das chavetas 80 localizadas no lado direito do pistão 66 nas ranhuras longas 84, conforme ilustrado na FIG. 6. Este curso também é um curso falso e pode ser denominado um curso falso para baixo que protege novamente o elemento de válvula 42 do acionamento inadvertido para uma posição próxima operacional, por exemplo, uma posição fechada.

Durante o próximo acionamento do pistão 66, o pistão é ciclado ou faz o curso para a esquerda e as chavetas da esquerda 80 são engatadas pelas ranhuras curtas 82, como ilustrado na FIG. 7. O movimento contínuo do pistão 66 através de seu curso completo, ao longo de região de recesso 68, causa o movimento das chavetas 8 0 e do mandril 52 para a esquerda, como ilustrado na FIG. 8. Este acionamento do pistão 66 e o movimento resultante do mandril 52 causa o movimento do elemento de válvula 42 para uma posição posterior operacional. Neste exemplo particular, o elemento de válvula 42 é transitado de uma posição aberta para uma posição fechada.

A característica de falha no estado do mecanismo de acionamento 34 protege a ferramenta de poço contra o acionamento acidental, fornecendo, pelo menos, um ciclo falso, por exemplo, dois ciclos falsos, entre as etapas de acionamento real. Por exemplo, após a válvula de esfera ser ciclada para aberta, o pistão 66 está na posição de atuação inicial ilustrada na FIG. 4. Se uma das linhas de controle 70 quebra e provoca um desequilíbrio de pressão através do pistão 66, o pistão pode ser acionado através do ciclo “falso para cima. Devido a este ciclo ser um ciclo falso, o elemento móvel 42, por exemplo, válvula de esfera, não é acionado e permanece em sua posição atual. Esta mesma proteção contra o acionamento acidental também é fornecida quando o elemento móvel 42 está em uma posição operacional diferente, por exemplo, quando a válvula de esfera está em uma posição fechada. Novamente, se uma linha de controle 70 ou outro componente quebra e cria um desequilíbrio de pressão através do pistão 66, o pistão é simplesmente movido através de um ciclo falso e o elemento móvel 42 permanece em sua posição atual. Assim, o mecanismo de acionamento 34 serve como um mecanismo de falha no estado que permite o acionamento da ferramenta de poço, enquanto protege a ferramenta de poço de acionamento acidental.

O sistema de poço global 20 pode ser projetado para uso em uma variedade de aplicações de poço e ambientes de poço. Assim, o número, tipo e a configuração de componentes e sistemas dentro do sistema global podem ser ajustados para acomodar diferentes aplicações. Por exemplo, a ferramenta de poço e o mecanismo de acionamento podem ser empregados em um sistema de ferramenta de intervenção ou em uma variedade de outros tipos de sistemas de poço. A técnica para o mecanismo de acionamento de variação 34 pode contar com uma variedade de entradas predeterminadas, tais como entradas hidráulicas, entradas elétricas, entradas eletro-hidráulicas, e outras entradas adequadas para transmitir movimento para o pistão variável. Além disso, o pistão, mandril, mecanismo de engate seletivo e outros componentes do mecanismo de acionamento podem ser ajustados às especificidades de uma aplicação e uma ferramenta de poço. Da mesma forma, a ferramenta de poço pode incluir uma variedade de válvulas e outros tipos de ferramentas de poço acionadas entre as posições operacionais por meio de várias ligações entre o mecanismo de acionamento e o elemento móvel da ferramenta de poço.

Os elementos das modalidades foram apresentados com qualquer um dos artigos um ou uma. Os artigos 5 destinam-se a significar que há um ou mais dos elementos.

Os termos incluindo e tendo se destinam a ser inclusivos de tal forma que pode haver elementos adicionais que não sejam os elementos enumerados. O termo ou quando usado com uma lista de pelo menos dois elementos se destina 10 a significar qualquer elemento ou combinação de elementos.

Apesar de apenas poucas modalidades da presente divulgação terem sido descritas em detalhes acima, aqueles versados na técnica prontamente perceberão que muitas modificações são possíveis sem se afastar materialmente dos 15 ensinamentos desta divulgação. Em consequência, tais modificações são destinadas a estarem incluídas no escopo desta divulgação, tal como definido nas reivindicações.

Claims

1. SISTEMA PARA USO EM UM POÇO (22), caracterizado por compreender:

um sistema de poço dentro do poço (20) compreendendo uma válvula de barreira em linha (32) tendo um elemento de válvula (42) móvel entre as posições de fluxo fechada e aberta, o sistema de poço dentro do poço (20) adicionalmente compreendendo um mecanismo de falha no estado (34) acoplado ao elemento de válvula (42) e deslocável mediante recebimento de uma entrada hidráulica predeterminada, o mecanismo de falha no estado (34) sendo limitado a mover o elemento de válvula (42) apenas em deslocamentos específicos em uma série de deslocamentos do mecanismo de falha no estado (34), sendo que:

o mecanismo de falha no estado (34) compreende: um mandril (52) acoplado ao elemento de válvula (42); e um pistão (66) para mover o mandril (52), o pistão (66) sendo desacoplado do mandril (52) de tal forma que cada transição de uma série de transições similares do pistão (66) não mova o mandril (52);

o pistão (66) compreendendo uma pluralidade de ranhuras J (78) e o mandril (52) compreendendo uma pluralidade de chavetas (80) dimensionadas para deslizar ao longo das ranhuras-J (78), a pluralidade de ranhuras-J (78) compreendendo uma ranhura-J (82) curta que permite que o pistão (66) mova o mandril (52) e uma ranhura-J longa (84) que impede o movimento do mandril (52) pelo pistão (66).

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o mecanismo de falha no estado (34) mover o elemento de válvula (42) em cada terceiro deslocamento do mecanismo de falha no estado (34).

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o pistão (66) dever transitar para trás e para frente um número predeterminado de vezes entre cada movimento do mandril (52) e movimento consequente do elemento de válvula (42).

4. Sistema, de acordo com a reivindicação, caracterizado por a entrada hidráulica predeterminada ser fornecida por um par de linhas hidráulicas (70) com uma linha hidráulica (70) posicionada em cada lado do pistão (66) para mover seletivamente o pistão (66) para trás e para frente.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento de válvula (42) compreender um elemento de válvula de esfera montado de modo articulável em um alojamento de válvula (48).

Petição 870200003503, de 08/01/2020, pág. 9/12

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6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema de poço dentro do poço (20) compreender uma ferramenta de intervenção.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a válvula de barreira em linha (32) ser uma válvula de equilíbrio de pressão operada para equilibrar a pressão que age sobre a ferramenta de intervenção durante a passagem da ferramenta de intervenção dentro do poço para o poço (22).

8. SISTEMA PARA USO EM FURO DE POÇO, caracterizado por compreender:

uma ferramenta de poço (32) tendo um elemento ajustável (42);

um mecanismo de acionamento (34) cooperando com o elemento ajustável (42), o mecanismo de acionamento (34) sendo deslocável mediante recebimento de uma entrada predeterminada para mover o elemento ajustável (42) para uma posição diferente, em que pelo menos um deslocamento subsequente do mecanismo de acionamento (34) mediante recebimento de uma entrada predeterminada subsequente não resulta em movimento do elemento ajustável (42), e no qual:

o elemento ajustável (42) é um elemento de válvula (42);

o mecanismo de acionamento (34) compreende: um mandril (52) acoplado ao elemento de válvula (42); e um pistão (66) para mover o mandril (52), o pistão (66) sendo desacoplado do mandril (52) de tal forma que toda transição de uma série de transições semelhantes do pistão (66) não mova o mandril (52);

o pistão (66) devendo ser transitado para trás e para frente um número predeterminado de vezes entre cada movimento do mandril (52) e movimento consequente do elemento de válvula (42); e o pistão (66) compreendendo uma pluralidade de ranhuras J (78) e o mandril (52) compreendendo uma pluralidade de chavetas (80) dimensionadas para deslizar ao longo das ranhuras-J (78), a pluralidade de ranhuras-J (78) tendo uma ranhura-J curta (82) que permite que o pistão (66) mova o mandril (52) e uma ranhura-J longa (84) que impede o movimento do mandril (52) pelo pistão (66).

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o mecanismo de acionamento (34) servir como um mecanismo de falha no estado e apenas mover o elemento ajustável (42) depois de ciclar através de uma pluralidade de deslocamentos falsos.

10. MECANISMO DE FALHA NO ESTADO (34), caracterizado por compreender:

Petição 870200003503, de 08/01/2020, pág. 10/12

3/4 um dispositivo de acionamento (66) configurado com um sistema de indexação (76) que compreende uma série de ranhuras-J longas (84) e ranhuras-J curtas (82);

um mandril (52) que compreende dois conjuntos de chavetas (80) configuradas para engatar nas ranhuras-J longas e curtas (84, 82);

em que a ciclagem repetida do dispositivo de acionamento (66) resulta em um conjunto de chavetas (80) engatando nas ranhuras-J curtas (82), dessa forma causando o movimento do mandril (52), enquanto pelo menos um dos próximos ciclos não causa o movimento do mandril (52).

11. Mecanismo de falha no estado (34), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por as ranhuras-J curtas sequenciais (82) serem separadas por pelo menos duas ranhuras-J longas (84).

12. Mecanismo de falha no estado (34), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por ainda compreender um elemento de válvula (42) acoplado ao mandril (52).

13. MÉTODO PARA OPERAR UM MECANISMO DE FALHA NO ESTADO (34), caracterizado por compreender:

ciclar pressão para um dispositivo de acionamento (66) configurado com um sistema de indexação (76) que compreende uma série de ranhuras-J longas (84) e ranhuras-J curtas (82) até o acionamento de um mandril (52) para uma primeira posição;

ciclar pressão para o dispositivo de acionamento (66) por um número predeterminado de vezes para ciclar o dispositivo de acionamento (66) através de um ou mais ciclos falsos nos quais o mandril (52) não é acionado;

e ciclar pressão para o dispositivo de acionamento (66) um tempo adicional para acionar o mandril (52) de uma primeira posição para uma segunda posição;

em que as chavetas (80) fornecidas no mandril (52) engatam no sistema de indexação (76) é o do dispositivo de acionamento (66) de tal forma que o acionamento do mandril (52) ocorra quando as chavetas (80) engatarem nas ranhuras-J curtas (82).

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender ainda usar o dispositivo de acionamento (66) para abrir e fechar uma válvula (42).

Petição 870200003503, de 08/01/2020, pág. 11/12

4/4

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por ainda compreender posicionar uma pluralidade de ranhuras-J longas (84) entre cada par sequencial de ranhuras-J curtas (82).

16. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a ciclagem de pressão compreender ciclar pressão hidráulica.